Новый стандарт для лучшей работы
Блок питания – одно из самых важных звеньев, составляющих компьютер. Без него не заработает ни один компонент. В то же время, на блок питания часто обращают слишком мало внимания.
Почему же блок питания так важен? Причина проста: каждый компонент в компьютере зависит от стабильного питания – только тогда всё будет работать без сбоев. Любое, даже короткое изменение напряжения может привести к краху системы и отказу компонентов, но многие пользователи об этом даже не задумываются. Когда ПК становится нестабильным, пользователи часто винят слишком агрессивные задержки памяти, “разгон” графической карты или процессора. А ведь блок питания является одним из самых проблемных компонентов! Именно поэтому наша лаборатория не могла обойти его вниманием.
ATX12V 2.01 – новая спецификация
Сегодня в мире ПК наблюдается определённое оживление: на сцену вышли шина PCI Express, память DDR2 и Serial ATA, а также много других новых технологий. Среди них, практически незаметно, красуется стандарт ATX12V 2.01, который призван заменить ATX 1.3.
Новый разъём
Наверное, самым заметным изменением стала новая большая вилка ATX, получившая теперь 24 контакта вместо 20 на предыдущей версии.
Классическая вилка ATX (слева) и новая вилка ATX 2.0 (справа).
Переходник с 24 на 20 контактов.
И вполне умная альтернатива – раздельный блок с четырьмя контактами.
Четыре новых контакта – это линии +12 В, +5 В, +3,3 В и дополнительная “земля”. Таким образом, старый разъём AUX уходит в небытие – новый стандарт его уже не поддерживает. Раскладка остальных 20-ти контактов не изменилась, то есть два стандарта совместимы, но с некоторыми ограничениями. Чтобы использовать блок питания с 24-контактной вилкой на старой материнской плате, вам понадобится переходник. Впрочем, большинство производителей блоков питания включают его в комплект поставки. Обратная конфигурация тоже возможна, так как 20-контактная вилка входит в 24-контактный разъём.
Однако механика не всегда успешно сожительствует с электроникой. Производитель сам решает, какую комбинацию можно использовать, а какую – нет. Некоторые платы используют дополнительную 4-контактную розетку Molex, как на оптических приводах или винчестерах, к которой подключается соответствующая вилка блока питания. В общем, всегда перед установкой читайте инструкцию к материнской плате.
Механически подключается, но не работает. Так решил производитель материнской платы.
Также в стандарте ATX12V 2.0 появился обязательный разъём питания SATA. Он уже встречался в стандарте 1.3, но теперь стал обязательным. Так что настало время попрощаться с переходниками питания для винчестеров SATA. Тем более, что они весьма неудобны, как показывает практика. Но стандарт ATX не оговаривает число разъёмов питания SATA.
Больше не нужен: переходник SATA.
Разъёмы питания SATA, идущие напрямую от блока питания. Присутствует как прямая вилка, так и угловая.
Этот SATA-переходник не использует линии +3,3 В, однако некоторым жёстким дискам она необходима. Тогда единственным решением остаётся блок питания ATX12V 2.0.
КПД
В новом стандарте произошли и не столь очевидные изменения. Максимальная выходная нагрузка была адаптирована к требованиям последних комплектующих. Появилась вторая линия +12 В для CPU, которая предотвращает перегрузку первой.
Также заметно возрос КПД. Новый стандарт предусматривает 70% КПД при пиковой и обычной нагрузке и 60% – при низкой. Рекомендованный КПД составляет 75%, 80% и 68%, соответственно, для пиковой, обычной и низкой нагрузок. (Типичная нагрузка определена как 50%, а низкая – как 20% общей мощности). Хотя КПД в 70%, на первый взгляд, выглядит довольно высоким, учитывайте, что при этом блок питания будет переводить оставшиеся 30% в тепло, выбрасывая его за пределы корпуса. Если процессор не работает с максимальной нагрузкой, то процент теряемой энергии ещё выше: скажем, КПД 50% означает, что вы тратите половину энергии впустую, на тепло. То есть блок питания следует выбирать разумно. Подумайте, действительно ли вам нужен блок на 550 или 600 Вт? Возможно, вы обойдётесь и меньше мощностью.
Мы провели некоторые тесты. Если энергопотребление типичного ПК с блоком питания Q-Technologies на 460 Вт составляет 195,8 Вт, то блок питания потребляет уже 247 Вт. В результате мы получаем КПД 79,3% – весьма приличное число. Но даже здесь 50 Вт будут впустую превращаться в тепло, а не питать компьютерные комплектующие. Если КПД блока питания ещё ниже (кстати, это встречается часто), то счёт за электричество окажется ещё выше. В общем, блок питания с хорошим КПД будет стоить дороже, но зато он быстро окупит себя, Особенно, если компьютер у вас работает, не выключаясь.
Разбросы мощности
Самой большой проблемой у блоков питания является разброс спецификаций. Блок питания можно нагрузить “под завязку” далеко не во всех ситуациях. Хотя руководство ATX Power Supply Design Guide и содержит примерные конфигурации для классов мощностей от 250 до 400 Вт, но они не являются обязательными. Каждый производитель выбирает спецификации по выходной мощности самостоятельно.
В таблицах обычно приводится максимальный ток для каждой линии. Подобная таблица напечатана, как правило, на наклейке блока питания. В руководстве Power Supply Design Guide приведены подобные таблицы для примерных конфигураций. Ниже мы дали выдержку для 400 Вт.
Типичное распределение мощности для блока питания на 400 Вт.
Но интерпретация таблицы требует осторожности. Если вы просто вычислите максимальную мощность всех линий и просуммируете, то получите 600 Вт! На самом деле, нужно обращать внимание на то, какие комбинации нагрузок могут использоваться. Следующий график даёт представление о возможных комбинациях.
График комбинации нагрузок для блока питания на 400 Вт.
По оси X отложено значение для линий 12 В, а по оси Y – комбинированное значение линий 3,3 В и 5 В. К примеру, если по 12-В линиям потребляемая мощность составляет около 345 Вт, то по линиям 3,3 В и 5 В блок питания способен выдать только 50 Вт суммарно. С другой стороны, если для линий 3,3 В и 5 В нужна суммарная мощность 130 Вт, то для 12-В линий останется только около 170 Вт. В последнем случае суммарная мощность составит всего 300 Вт. В общем, максимального тока по каждой линии у блока питания можно достичь только при правильной конфигурации нагрузки на другие линии. К сожалению, подобный график редко встретишь в документации к блоку питания, так что обо всём приходиться догадываться самостоятельно. По крайней мере, график в Power Supply Design Guide наводит на определённые размышления.
Тестовая платформа блоков питания THG
Наша старая тестовая платформа уже не соответствует увеличившейся мощности новых блоков питания, поэтому нам пришлось разработать новую.
Мы приобрели испытательный стенд для блоков питания PC-NT-TB2 от компании Willer Engineering, который специально предназначен для тестирования блоков питания ATX 2.01.
Выходное напряжение
Мы нагрузили четыре основные линии напряжения 2x +12 В, +5 В и +3,3 В. Каждая из нагрузок может потреблять, максимум, 50 А, что даёт максимальное значение 600 Вт по линиям 12 В, 250 Вт – по 5 В и 165 Вт – по 3,3 В. То есть наш испытательный стенд способен протестировать блоки питания мощностью до 1,6 кВт. Впрочем, максимальная продолжительная нагрузка составляет 400 Вт на модуль стенда, так что, теоретически, мы можем нагрузить блок питания “всего” на 1,2 кВт.
Испытательный стенд в работе.
Модуль для симуляции нагрузки от Statron.
Максимальный ток 50A! На 12 В мы получаем 600 Вт мощности – по одной линии.
Регулируемая нагрузка на линию позволяет измерить мощность и стабильность напряжения практически в любой рабочей точке блока питания. Можно выставлять две разные нагрузки, и система позволяет быстро переключаться между ними. Таким образом, можно симулировать смену нагрузки, которая происходит в системе, скажем, при пиках вычислительной загрузки процессора.
Входное напряжение
Чтобы избежать сбоев питания в сети, мы использовали мощные фильтры. Они также позволили предотвратить высокочастотные помехи в сети, создаваемые электрическими моторами, холодильниками и стиральными машинами.
Мы непрерывно измеряли входное напряжение с помощью осциллографа, чтобы убедиться, что оно находится в допустимых пределах. Напряжение должно оставаться между 180 и 265 В, с частотой от 47 до 63 Гц.
Заключение: встречаем новый стандарт
Новая спецификация ATX12V действительно несёт ряд улучшений системы питания ПК. Во-первых, она позволяет блоку питания обеспечить последние комплектующие большей мощностью. Во-вторых, спецификация требует наличия вилок питания Serial ATA, что позволяет избавиться от переходников. Наконец, повышение КПД позволит вам меньше платить по счетам за электроэнергию.
Несмотря на другую вилку, новая спецификация по-прежнему совместима со старым “железом” – достаточно просто использовать переходник. Так что если ваш блок питания выйдет из строя, вы можете купить новый блок, соответствующий спецификации 2.01 – и всё будет прекрасно работать.
