ATX tápegységek asztali számítógépekhez c; t Heise Magazine
Válaszok a leggyakoribb kérdésekre
Ezt teszik a 80 plusz tápegységek
¯. A 80 évvel ezelőtti specifikáció tíz évvel ezelőtti közzététele óta a PC tápegységek hatékonysága jelentősen megnőtt. Ha hiányzik a 80-as plusz logó, ez azt jelzi, hogy a belső tér több mint tíz éves és nem hatékony. Az olyan hatékonysági előírások azonban, mint a 80 plusz bronz (legalább 82 százalék) vagy a 80 plusz ezüst (85 százalék), csak a névleges terhelés 20 százalékától érvényesek - még 300 wattos tápegységgel is ez már 60 watt a másodlagos oldalon. Készenléti állapotban a grafikus kártya nélküli modern számítógépeknek kevesebb, mint 10 watt kell - a 80 Plus ezért nem mond erről semmit, a hatékonyság pedig jóval 80 százalék alatt van. Az irodai PC-k energiafogyasztása és villamosenergia-költségei tekintetében, amelyek csak röviden túllépik a készenléti állapotot, a 80 Plus szinte lényegtelen.
A játék PC-k, amelyek átlagosan sokkal több energiát vesznek fel működés közben, lényegesen jobban profitálnak a nagy hatékonyságból terhelés alatt. Amit ez végül megtakarít energia szempontjából, mind a számítógép sajátosságaitól, mind pedig egyedi használatától függ.
Helyesen méretezze be a tápegységet
¯. Mekkora kell lennie az ATX tápegység névleges teljesítményének a PC konfigurációmhoz?
¯. A PC legfontosabb fogyasztói a CPU és a grafikus kártya. Ehhez képest a RAM, az egy-három merevlemez, az SSD-k, a lapkakészlet, a ventilátorok és az USB-eszközök jelentéktelenek, kivéve az USB-C-n keresztüli UBS-PD töltési funkciókat. A szükséges tápfeszültség becsléséhez hozzáadhatja a processzor és a grafikus kártya megfelelő tervezési teljesítményét (TDP), majd hozzáadhat 50-75 wattot a többi alkatrészhez átalányként és tartalékként.
A legújabb AMD vagy Intel processzorral és integrált grafikával, SSD-vel és merevlemezzel rendelkező PC-hez egy 150 wattos tápegység elegendő lenne. A szokásos ATX formátumban ilyen megvásárolható, itt csak 250, inkább 300 wattnál kezdődik. Ez utóbbi akár egy viszonylag erős grafikus kártyával rendelkező játék PC-hez is elegendő lehet; de a 6 vagy 8 pólusú „PCI Express csatlakozókkal” ellátott további kábelek, amint azt a gyors grafikus kártyák megkövetelik, nagyobb valószínűséggel találhatók a 350 wattos tápegységekben. Ha 140 wattos CPU-t és 200 wattos GPU-t kombinál, legalább 450 wattos tápegységet kell választania.
A tápegység különösen szoros méretezése javíthatja a hatékonyságot, vagyis elkerülheti a veszteségeket. A gyűjtősíneken lévő terhelések eloszlásának azonban meg kell egyeznie a kiválasztott tápegység kialakításával, különben fennáll az ütközések veszélye a terhelés csúcsai alatt. Ilyen finomságokat csak meghatározott konfigurációjú tesztekkel lehet kidolgozni; a gyakorlatban ezért célszerű a fenti tartalékot használni. Számos online konfigurátor is rendelkezésre áll a számítógép tápegységeihez, amelyeket útmutatóként használhat.
Online konfigurátor az ATX tápegységekhez: ct.de/y6t4
Felár és hatékonyság
¯. Meddig térül meg egy hatékonyabb áramellátás?
¯. Egy év 8760 órával rendelkezik; 1 watt folyamatos energiafogyasztás 8,8 kilowattóra energiamennyiséget eredményez, ami körülbelül 2,60 euróba kerül, ha kWh-ból 30 centet fizet. Az irodai számítógép csak az év időtartamának kb. Negyedévében működik, nevezetesen évente 223 munkanap, egyszerre 10 órán keresztül. Ekkor minden wattos üzemfogyasztás csak 67 centbe kerül. Ezenkívül készenléti állapotban van energiaigény, ha a számítógépet nem választják le az áramellátásról; ez 2 euró wattonként (0,75 × 8760 ó × 0,30 €).
Egy tipikus irodai számítógép üzemidejének nagy részét üresjáratban tölti, így az áramfogyasztás határozza meg az áramköltségeket. 15 watt a fent említett időszakban, azaz évi 33 kWh, azaz körülbelül 10 euró. 5 watt több vagy kevesebb költség vagy kb. 3 euró megtakarítás ebben a számítási modellben.
10 wattos másodlagos terhelés mellett a hatékonyabb átalakító nem sok pénzt takarít meg: 50 százalékos hatékonyság helyett 70 akkor csak 5,7 wattot eredményez. Az irodai számítógépes példában ez évi 3,80 euró lenne. Ötéves élettartammal a hatékonyabb áramellátás legfeljebb 19 euróért térül meg. Ha azonban a számítógép nagyobb energiát nyel, vagy éjjel-nappal fut - például szerverként -, akkor a számla más. Mindenesetre a hatékonyabb áramellátás védi a környezetet.
¯. Melyek a többsínű technológia előnyei?
Ez a tápegység összesen legfeljebb 33 A áramot szolgáltat az összes 12 voltos sínen együtt (396 W), de 12 V1-en legfeljebb 25 A (300 W) síneken.
¯. A PC alaplapok 2 004 óta több 12 voltos sínnel működnek: A tápegység a CPU (feszültségszabályozó modul, VRM) feszültségátalakítóját közvetlenül a négy ATX12V érintkezőn keresztül táplálja, itt a 12V1 kerül alkalmazásra. Az alaplap 24 tűs "Main Power ATX" csatlakozója 12V2-t hordoz. A grafikus kártyák kiegészítő kábelei, az úgynevezett PCI-Express (PCIe) kábelek 12V3 és 12V4.
A különféle 12 voltos sínek általában galvánosan vannak összekötve. Ennek eredményeként szélsőséges esetekben a teljes 12 voltos maximális áramerősség egyetlen sínen rohan át, és hibás esetben nagy károkat okoz. A többsínű tápegységek viszont minden egyes 12 voltos sínt külön áramkorlátozóval figyelnek. Ennek elméleti előnye, hogy a tápegység korábban kikapcsol, ha egyetlen alkatrész - alaplap, grafikus kártya - hibás. Hogy ez milyen gyakran játszik szerepet a gyakorlatban, nehéz felmérni.
Az áramellátás a lehető leggazdaságosabb
¯. Hogyan találom meg a lehető leggazdaságosabb áramellátást?
¯. Sok számítógép üzemidejének több mint 90 százalékát üresjáratban vagy nagyon kis terhelés mellett tölti. Sajnos a 80 plusz tanúsítás nem mond semmit a hatékonyságról. Ezért minden egyes esetben mérnie kell.
Alapvetően a szorosan méretezett tápegység alacsonyabb terhelés esetén általában hatékonyabban átalakul, mint egy sokkal erősebb áramforrás. Ha a számítógép akkor is csatlakozik az elektromos hálózathoz, amikor nem használja, és készenléti állapotban alszik, akkor a tápegység hatékonysága is szerepet játszik az 5 voltos készenléti feszültség biztosításában.
¯. ATX tápegység helyett használhat egy 12 voltos tápegységet és egy DC-DC átalakítót is, például a „PicoPSU” kártyákat. Mi az értelme?
A PicoPSU egy hatékony átalakító, amely 3,3 és 5 V feszültséget generál az ATX alaplapokhoz 12 voltos forrásból.
¯. Az ilyen átalakítók egyetlen egyenfeszültségből generálják a különféle ATX feszültségeket a szokásos alaplapok számára. De nem minden tábla fut stabilan vele - végül csak kipróbálhatja. Az erős processzorok és grafikus kártyák rendkívüli terheléses ugrásokat okoznak, amelyek elboríthatják a PicoPSU átalakítót vagy az upstream áramellátást.
A mini-box.com PicoPSU konverterei lényegesen hatékonyabban működnek, mint az ATX tápegységek, alacsonyabb, 25 watt alatti terheléseknél, az alaplaphoz képest, a hálózati oldalon mért 10 wattnál kisebb értékek érhetők el (lásd c’t 8/16). Ugyanakkor az upstream 230 voltos tápegység is nagyon fontos: nem könnyű megtalálni azokat a hatékony és olcsó tápegységeket, amelyek terhelés nélkül nem égnek el 0,5 vagy akár 1 wattot sem. A PicoPSU és a tápegység kombinációja legalább körülbelül 50 euróba kerül, vagyis 20 euróval többe, mint egy olcsó 300 wattos ATX tápegység - ami csak különleges esetekben térül meg. Készenléti állapotban egyes ATX tápegységek még gazdaságosabbak, mint egy PicoPSU tápegységek. Végül felmerül az ATX tápegység nyílásának lezárásának mechanikus problémája a PC-házban.
¯. Mit jelent a DC-DC technológia?
¯. A hagyományos ATX tápegységek több szekunder feszültséget generálnak egyetlen transzformátorral, ezt csoportvezérlésnek hívják. A feszültség elfogyhat a tűréshatárból, ha nagyon nagy terhelés van egy másik feszültségsínen. Például, ha a 12 voltos sín nagyon erősen meg van terhelve, így a feszültsége csökken, a vezérlőrendszer az elsődleges oldalon nyomja az áramot. Ez viszont a kissé megterhelt 5 voltos sín túllépheti az 5,25 V-ot; szélsőséges esetekben ez megzavarja az ehhez a vonalhoz csatlakozó SSD-t.
DC-DC technológiával a fő átalakító csak 12 voltot termel. Az alaplapon és a grafikus kártyán kívül ez a sín táplálja a tápegység más DC-DC átalakítóit is, amelyek nagy pontossággal biztosítanak 5 és 3,3 V feszültséget. Ennek azonban alig van előnye, mert csak néhány chip csatlakozik közvetlenül 3,3 vagy 5 voltra; Általában vannak további átalakítók az alaplapokon, a grafikus kártyákon és az SSD-kben, amelyek 5 V-ból még alacsonyabb feszültséget generálnak.
ATX12V 2.4 és a "Haswell probléma"
¯. A régebbi ATX tápegységek röviddel az indulás után automatikusan kikapcsolnak, ha nem tudnak bizonyos minimális energiát leadni. Mivel az Intel asztali számítógépes processzorai a Haswell generációs Core i-4000-től alapjáraton rendkívül gazdaságosak, ez problémákhoz vezethet. A 2014 körül szállított tápegységek azonban általában "Haswell-kompatibilisek", amint azt az "ATX12V 2.4" specifikáció is jelzi. De sok tápegység, amely állítólag csak az ATX12V tápegység tervezési útmutatóját követi a 2.3-as verzióban, képes megbirkózni a Haswell rendszerekkel; A legtöbb tápegység-gyártó kompatibilitási listákat nyújt.
EU 6. tétel és EuP/ErP
¯. Az EU 6. tételre történő hivatkozás azt jelenti, hogy az áramellátás készenléti állapotban nagyon gazdaságos: alkalmas olyan asztali PC-kre, amelyek kevesebb mint 0,5 wattos energiaigénnyel rendelkeznek az S5 ACPI módban (soft off). E cél elérése érdekében az alaplapnak is végig kell játszania. Készenléti állapotban nem szabad túl sok energiát lenyelni, és fel kell ajánlania a BIOS beállításában azt a lehetőséget, hogy optimalizálja a készenléti üzemmódot az energiafelhasználó termékekre vonatkozó uniós előírásoknak (EuP/ErP). Az olyan funkciók, mint a Wake-on-LAN vagy az USB billentyűzeten keresztül történő ébresztés, inaktívak.
¯. Miért nem tesztelünk ilyen kevés ATX tápegységet dugaszolható kábelekkel?
A tápegységek "kábelkezeléssel" ellátott további csatlakozói növelik az érintkezési hibák kockázatát.
¯. Az úgynevezett „kábelkezelés” növeli a tápegység árát, és további gyenge pontokat ad az áramellátáshoz: minden további csatlakozóval nő az érintkezési hibák kockázata. Ez erős áramokkal túlmelegedéshez vezethet. Ezért azt javasoljuk, hogy tápegységeket szilárdan forrasztott kábelekkel használjon, amelyek közül a nem szükségeseket szépen tárolják a számítógép házában.
OVP, OCP, SCP stb
¯. Mit jelentenek az olyan rövidítések, mint az OVP, az OCP és az SCP?
¯. Az ATX tápegységek nem léphetik túl a szekunder oldal bizonyos tűréseit, például nem szabad 12,6 voltnál többet leadniuk a 12 voltos sínen. A túlfeszültség-védelem (OVP) védelmet nyújt ez ellen. A túláramvédelem (OCP) kikapcsol, ha az áram túl magas, a rövidzárlat-védelem (SCP) csak akkor, ha rövidzárlat van. A túlfeszültség-védelem (OPP) védi a tápegységet a túlterheléstől, a túlhőmérséklet-védelem (OTP) a túlmelegedéstől.
¯. Csendes PC-t akarok. Melyik ventilátor nélküli tápegységet ajánlja?
¯. Javasoljuk komplett eszköz vásárlását. Ventilátor nélküli egyedi PC-konfiguráció esetén fennáll annak a veszélye, hogy az egyes alkatrészek észrevétlenül túlmelegednek. Ezenkívül a ventilátor nélküli nem feltétlenül jelenti a csendet, mert az elektronikus alkatrészek, például a tekercsek, olyan zajokat okoznak, mint a dübörgés, a csicsergés vagy a sípolás néhány alaplapon, grafikus kártyán és tápegységen. A néma számítógép kiterjedt tesztelést igényel, és a ventilátorok elhagyása nem elég.