КАРТА САЙТА
  ПОИСК
полнотекстовый поиск
ФОРУМ ВИДЕО
ИГРЫ: НОВЫЕ    0-9 A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z А-В Г-З И-М Н-П Р-Я

ЛУЧШЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Автор материала:
Николай Жогов
Опубликовано в журнале
«Лучшие компьютерные игры»
№12 (97) декабрь 2009
вид для печати

Источник силы
Изучаем характеристики блоков питания

Когда-то давно, во времена первых «пентиумов», блоки питания считались среди пользователей чем-то простым и примитивным. Различия между моделями казались минимальными, да и вообще над правильным питанием комплектующих задумывались единицы, ведь почти все компьютерные корпуса изначально поставлялись с БП. Появление мощных процессоров и видеокарт изменило ситуацию. У одних пользователей система отказывалась стартовать без обновления БП. У других напрочь выгорала половина системного блока, прежде чем к ним приходило осознание, что вот этот 300-ваттник от безымянного производителя и мощный Pentium 4 Prescott не созданы друг для друга. Третьи подозревали о возможных проблемах и запасались продвинутым блоком питания заранее. Словом, БП начали уважать как отдельное устройство. Однако тогда же обыватели завели привычку определять степень «хорошести» блока питания лишь по его максимальной мощности. Увы, за прошедшие годы мало что изменилось: лишь малый процент пользователей осознает, что у этих устройств есть множество других, очень важных параметров. Чтобы людей «просвещенных» стало больше, мы подготовили этот материал.

Счастье — в ваттах?

Итак, мощность. Да, это самый важный параметр блоков питания: каким бы качественным ни был БП, он не потянет тяжеловесную игровую систему с парой Radeon HD 5870 на борту, если его предел составляет 400 Вт. Однако мало кто знает, что все тот же 400-ваттник может отказаться работать с системой, у которой суммарное энергопотребление отдельных компонентов как раз колеблется возле этой отметки. И дело здесь вовсе не в качестве БП. Заявленная мощность показывает, сколько энергии блок может отдавать всей системе в целом, но делать это он будет лишь в том случае, если нагрузки по всем силовым линиям будут соответствовать тем, что указаны в рабочих характеристиках.

В комплекте с корпусами принципиально не поставляются хорошие БП.
В лучшем случае их качество можно назвать удовлетворительным.

На силовых линиях стоит остановиться и рассмотреть их подробнее. Фактически, блок питания занимается тем, что преобразует высокое входное напряжение в низкое, с которым могут работать отдельные части компьютера. Увы, разные компоненты ПК требуют для своей работы разных напряжений, так что БП разделяет входящий ток на несколько силовых линий, каждая из которых предназначена для определенных устройств. В соответствии со стандартом ATX в современных блоках питания должны присутствовать каналы +5 В, +12 В, +3,3 В, -12 В и +5 В SB (он же Stand By). Наибольшим нагрузкам подвергается линия +12 В — именно она отвечает за работу процессора и видеокарт. Кроме того, винчестеры и оптические приводы используют этот канал для питания моторов. Линия +5 В снабжает питанием материнскую плату, а также электронику HDD и оптических приводов. Напряжение +3,3 В используется оперативной памятью. Линия +5 В SB выдает дежурный ток, который необходим, например, для выхода компьютера из спящего режима или включения по будильнику. Наконец, канал -12 В обеспечивает компенсационное напряжение, необходимое для работы материнской платы. В целом возможности последних двух линий не представляют особого интереса при выборе БП, так как компьютер потребляет через них всего несколько ватт мощности.

Существует взаимная зависимость каналов от их совместной максимальной мощности. Если одна линия может выдавать до «X» Вт, а вторая — до «Y» Вт, то это вовсе не означает, что вместе они смогут обеспечивать «X+Y» Вт мощности. Как правило, чрезмерная нагрузка на одну линию приводит к снижению возможностей другой. Подробно такие нюансы рассматриваются в специальных таблицах, которые присутствуют на корпусе каждого БП.

Чтобы не быть голословными, мы взяли оказавшийся под рукой Ikonik Vulcan 1200 (сами догадайтесь какой мощности) и срисовали с него данные об условиях работы — они приведены в таблице 1. Рассмотрим их подробнее. Строка «AC Input» — это параметры входного тока. Здесь все ясно: блок может работать в диапазоне напряжений от 100 до 240 В, причем как в европейских (220 В/7,5 А), так и в американских (110 В/15 А) электросетях.

Наш подопытный — Ikonik Vulcan 1200. Исчерпать его потенциал сегодня не под силу ни одному игровому компьютеру.

«DC Output» — это линии, обеспечиваемые блоком питания. Как видно, набор каналов полностью соответствует стандарту ATX, разве что линий +12 В здесь четыре. Сделано это из соображений безопасности: если бы мощность порядка киловатта подавалась по одной линии, то сила тока в ней достигла бы неприлично больших значений. По этой причине производители БП предпочитают разделять одну мощную линию +12 В на несколько виртуальных, причем на каждую из них устанавливается своя собственная система защиты: если сила тока на каком-либо из каналов превысит установленный предел, устройство отключится. Каждая из виртуальных линий привязана к своим разъемам. В данном случае первая +12 В питает материнскую плату, вторая ответственна за процессор, к третьей и четверной привязаны кабели PCIe, различающиеся цветом оплетки. Если не пренебрегать чтением инструкции, то равномерно распределить нагрузку на виртуальные линии не составит труда.

Впрочем, вернемся к нашей таблице. Третья строка — «Max Output Current» — показывает максимальные значения силы тока, которые может «потянуть» та или иная линия. А теперь самое интересное: попробуйте посчитать суммарную мощность устройства, исходя только лишь из значений «DC Output» и «Max Output Current». Поясним, как это сделать: для каждой из линий необходимо перемножить ее напряжение на максимальную силу тока, после чего сложить получившиеся результаты. Мы насчитали 1720 Вт, в то время как заявленная максимальная мощность блока составляет всего 1200 Вт. Причины такого несоответствия приведены в строке «Max Combined Wattage»: ввиду особенностей конструкции Ikonik Vulcan 1200 линии +5 В и +3,3 В суммарно не могут выдавать более 180 Вт, а сила тока для всех вместе взятых каналов +12 В не должна превышать 99 А. В целом же предел для мощных силовых линий составляет 1160 Вт. Таким образом, при выборе БП следует быть внимательным и обращать внимание на допустимые комбинации нагрузок по разным каналам. И уж точно эти данные окажутся намного полезнее, чем «голая» максимальная мощность.

Заметим, что на корпусах БП зачастую указывается не только заявленная мощность, но и пиковая. Она показывает тот максимум, который способно выдать устройство на непродолжительном интервале времени (не менее 17 секунд, согласно стандарту ATX последней версии). Однако если долгое время эксплуатировать блок питания под такой нагрузкой, то фейерверк неизбежен.

Таблица 1
Рабочие характеристики БП Ikonik Vulcan 1200
AC Input 100-240V  15/7.5A  50/60Hz
DC Output +5V +3.3V +12V1 +12V2 +12V3 +12V4 -12V +5Vsb
Max Output Current 30A 28A 22A 22A 38A 38A 1A 6A
Max Combined Wattage 180W 99A 12W 30W
1160W 40W
1200W

Работать надо качественно!

Мощность — это фактически количественная оценка возможностей блока питания. Однако существует и ряд параметров, показывающих, насколько качественно БП справляется с возложенными на него задачами. Первая из таких характеристик — КПД, или коэффициент полезного действия. Он измеряется в процентах и показывает отношение выходной мощности к потребляемой. Чтобы выдать 300 Вт по своим силовым линиям, блок питания должен получить на свой вход несколько большую мощность, ведь часть энергии будет потеряна в процессе преобразования сетевого напряжения в низковольтное. Именно КПД определяет, насколько велика будет разница этих мощностей.

Сертификат 80 PLUS — гарант высокой эффективности блока питания.

У дешевых блоков питания КПД находится у отметки 70 процентов, в то время как дорогие модели могут достигать эффективности порядка 90 процентов. Соответственно, если противопоставить качественный и бюджетный БП одинаковой мощности, первый будет потреблять ощутимо меньше энергии. Кроме того, компоненты блока питания с высоким КПД будут греться намного слабее. Заметим, что эффективность преобразования варьируется в зависимости от нагрузки на устройство и наилучшие результаты БП демонстрируют при нагрузках в районе 50-70 процентов от максимальной мощности.

Чтобы отделить эффективные блоки питания от бестолковых, в 2007 году была создана добровольная система сертификации для производителей БП, известная как 80 PLUS. Чтобы устройство получило такой сертификат, оно должно иметь КПД не менее 80 процентов при нагрузках 20, 50 и 100 процентов. В 2008 году к стандарту были добавлены новые уровни сертификации: Bronze, Silver и Gold. Условия, необходимые для соответствия этим стандартам, приведены в таблице 2.

Еще один важный параметр блоков питания — коэффициент мощности (он же фактор мощности). Его значение определяет отношение полезной и полученной мощностей, и чем оно ближе к единице — тем лучше. Дело в том, что современные блоки питания потребляют ток короткими импульсами, совпадающими по времени с пиками синусоиды сетевого напряжения. Однако без дополнительной коррекции эти самые импульсы мало похожи на синусоиду, так что коэффициент мощности в данном случае не превышает 0,65, то есть треть мощности создает нагрузку на электропроводку, не производя при этом никакой полезной работы.

С точки зрения энергопотребления это не так уж и страшно, ведь квартирные электросчетчики учитывают только полезную мощность. Однако если речь идет о каком-нибудь крупном офисе со множеством компьютеров, то использование блоков питания с низким фактором мощности приводит к серьезной нагрузке на электропроводку. Кроме того, создаваемые такими БП помехи не лучшим образом сказываются на работе других устройств, подключенных к той же электросети.

Active PFC дарует
немало плюсов, но ее использование существенно увеличивает стоимость БП.

Чтобы бороться с этими проблемами, в некоторых моделях БП распаивают специальные элементы, уменьшающие импульсивность потребляемого тока. Эти корректирующие схемы называются PFC («Power Factor Correction» или «Коррекция фактора мощности») и бывают двух видов: пассивные и активные. Пассивная PFC представляет собой обычный дроссель большой индуктивности, последовательно подключенный к блоку питания. Дроссель, безусловно, сглаживает импульсы тока, но польза от его использования невелика, ведь для эффективной коррекции его размеры должны значительно превосходить размеры БП, а это невозможно. Тем не менее использование пассивной PFC увеличивает коэффициент мощности до 0,75, а это уже что-то.

Активная PFC — решение более эффективное, но и намного более дорогое. По сути, оно представляет собой повышающий преобразователь, стабилизирующий напряжение на уровне несколько большем, чем максимальное напряжение в электросети. Использование активной PFC позволяет довести фактор мощности до 0,98 при полной нагрузке. Кроме того, дополнительный преобразователь эффективно борется со скачками напряжения в сети. Диапазон входного напряжения у БП с активной PFC, как правило, составляет 100-240 В, за что их очень ценят жители домов с перегруженными электросетями.

Наконец, качество работы блоков питания определяется максимальными отклонениями напряжения в силовых линиях. Если по какому-то из каналов подать слишком низкое напряжение, то питаемое устройство начнет работать со сбоями. Слишком высокое напряжение приводит к быстрому износу компонентов ПК или, еще хуже, к их скоропостижной кончине. Список максимально допустимых отклонений согласно стандарту EPS 2.91 приведен в таблице 3. Если БП не укладывается в эти рамки — ждите беды. К сожалению, очень малое число производителей блоков питания указывает максимальные отклонения напряжения для своих продуктов, так что в большинстве случаев эти параметры можно узнать лишь опытным путем или из специализированных обзоров.

Таблица 2
Условия соответствия стандарту 80 PLUS
Стандарт КПД при
нагрузке 20%
КПД при
нагрузке 50%
КПД при
нагрузке 100%
80 PLUS 80% 80% 80%
80 PLUS Bronze 82% 85% 82%
80 PLUS Silver 85% 88% 85%
80 PLUS Gold 87% 90% 87%
Таблица 3
Допуски отклонения напряжений
Силовая линия Минимальное напряжение Максимальное напряжение
+3.3 В +3.14 В +3.47 В
+5 В +4.75 В +5.25 В
+12 В +11.4 В +12.6 В
-12 В -10.8 В -13.2 В
+5 В SB +4.75 В +5.25 В

Надежность, комфорт, совместимость

Вот мы и подошли к разбору характеристик, которые не оказывают непосредственного влияния на процесс питания комплектующих. Эти параметры уже не столь важны, как перечисленные выше, но рассмотреть их мы обязаны.

Перед покупкой блока питания неплохо было бы знать, какими схемами защиты он обладает. Во всех моделях, соответствующих стандарту ATX, обязательно должны присутствовать системы защиты от перегрузки по току OCP (Over Current Protection), от перенапряжения OVP (Over Voltage Protection) и от короткого замыкания SCP (Short Curcuit Protection). А вот защита от перегрева OTP (Over Temperature Protection) не обязательна, хотя в жаркую погоду очень актуальна. Так что если вы заботитесь о надежности системы, то лучше подыскать БП, адекватно реагирующий на перегрев.

Модульные блоки питания позволяют отсоединять ненужные кабели, чтобы
они не загромождали пространство системного блока.
Если посадочное место для БП располагается внизу корпуса, то длина силовых кабелей играет очень важную роль.

Также важна рабочая температура компонентов устройства. В общем случае рецепт эффективного охлаждения прост: массивные радиаторы + большой вентилятор. На вентиляторах производители не экономят, а вот качественные радиаторы в дешевых БП встречаются редко. Как следствие, такие модели больше подвержены износу и оттого менее надежны. Кстати, качественная элементная база также позволяет снизить рабочие температуры, так что простенькие радиаторы встречаются и в дорогих блоках питания, однако тяжелые модели все же внушают больше доверия. «Тяжесть — это хорошо. Тяжесть — это надежно».

Уровень шума, издаваемого блоком питания, зависит от качества вентилятора и его схемы управления. Идеальный вариант — массивная 140-мм вертушка с автоматической регулировкой скорости вращения. Худший вариант — 120-мм вентилятор, постоянно работающий на максимальных оборотах. Для безымянных БП — не такая уж и редкость.

Не каждая модель подойдет для сборки того или иного компьютера, даже если ее мощности с лихвой хватает на всю начинку. Во-первых, БП может не подойти по габаритам. Конечно, существует стандарт, описывающий размеры типового блока питания, но модели с мощностью в киловатт и более, как правило, не вписываются в заданные рамки. Нестандартным корпусам, вроде Lian Li PC-A05N, это может не понравиться. Опять-таки, различные Full Tower с нижним расположением БП очень требовательны к длине силовых кабелей. Легко может возникнуть ситуация, когда разъем питания процессора или материнской платы не сможет дотянуться до нужного гнезда. Если у вас как раз такой корпус, убедитесь, что у приглянувшегося вам блока питания кабели имеют достаточную длину.

Не стоит забывать о существовании модульных БП, у которых ненужные провода можно просто отстегнуть и положить в укромное место. С точки зрения удобства — отличный вариант, но за такой функционал приходит ощутимо доплачивать.

Ну и, конечно же, нельзя не учитывать то, какой именно набор кабелей предоставляет блок питания: если вы собираете систему с парой видеокарт на борту, то будет нелепо приобрести модель с одним-единственным разъемом PCIe.


***

Как видим, блок питания — это весьма непростое устройство, и выбрать идеально подходящую для той или иной конфигурации модель порой бывает очень непросто. Мы искренне надеемся, что полученный вами багаж знаний позволит избежать тех ошибок, что совершает большинство начинающих сборщиков, когда речь заходит о питании.

Статьи появляются на сайте не ранее, чем через 2 месяца после публикации в журнале.
ЧИТАТЕЛЬСКИЙ
РЕЙТИНГ
МАТЕРИАЛА
8.5
проголосовало человек: 147
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
вверх
Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru Яндекс цитирования