Чем опасен недостаток мощности блока питания
При нестабильной работе компьютера не каждый пользователь сразу сузит круг подозреваемых и запишет в виновники блок питания. А зря! Нехватка мощности БП — основной бич современных настольных ПК.
Произведена установка нового оборудования или разгон системы, и все — еще вчера исправно работающий системник, сегодня доставляет своему владельцу кучу неприятностей.
Большая часть пользователей сразу начинает «копать» в сторону некорректной работы драйверов или решается на переустановку операционной системы, совершенно забывая проверить главное — блок питания, а именно его мощность и способность справляться с дополнительной нагрузкой.
Нюансы работы на плохом БП
Как правило, при сборке компьютера, блок питания выбирают по остаточному принципу, не особо вдаваясь в технические дебри, главное чтобы «ватт» хватало! И зачастую, либо полностью доверяются продавцу, либо примерно просчитав потребляемую мощность компонентов, покупают ближайшее по мощности устройство.
Такой подход является одной из самых распространенных и грубых ошибок при сборке ПК, ведь по своей важности, блок питания идет сразу за процессором и видеокартой.
Как известно, основными потребителями энергии любого системника являются центральный процессор и графический адаптер, а основной магистралью для их питания служит линия + 12В, именно она несет основную нагрузку. На наклейке любого блока питания отдельно указываются номинальные мощности по всем шинам питания и суммарная мощность блока, но ориентироваться нужно именно на значения, указанные для линии + 12 В.
Более подробно о выборе БП можно прочитать в этой статье на страницах блога. Как определить нужную мощность, можно почитать в статье «Онлайн-калькуляторы для определения мощности ПК — теория и практика»
Установка источника питания, что называется «впритык» по мощности, во-первых, не оставляет шансов для дальнейшего апгрейда и расширения системы без его замены, а во-вторых, заставляет работать его на пределе своих возможностей. Естественно, работа в таком режиме обусловлена повышенным выделением тепла и нагревом элементов БП. В первую очередь это относится к электролитическим конденсаторам. Со временем, под действием температуры они высыхают и теряют свою емкость, что сказывается на технических характеристиках устройства, в частности, ростом пульсаций выходного напряжения и как следствие, выходом из строя других комплектующих системного блока.
Работа электронных компонентов при повышенных температурах снижает их ресурс в разы!
Да и шум при работе устройства на пределе своих возможностей сбрасывать со счетов не стоит. Поэтому оптимальной считается нагрузка БП в диапазоне 60 % — 80 %. При таких условиях достигается оптимальный баланс значений эффективности блока (КПД) и температуры его внутренних компонентов. К тому же, в качестве бонуса, остается запас мощности, рекомендованное значение которого составляет порядка 30 %.
Симптомы нехватки ватт могут быть различны, тут уж как «повезет». На практике можно встретиться со следующими проявлениями поведения компьютера со слабым блоком питания:
Как влияют на железо просадки напряжения
При качественном блоке питания, а не китайском ноунейме, незначительные просадки напряжения в электрической сети ему и запитанным от него компонентам не страшны. Ситуацию выправит корректор коэффициента мощности, которым оснащают блоки питания. Информацию о том как он работает, можно почерпнуть из следующей статьи.
При наличии в схеме блока активного PFC он без труда может переносить просадки питающего напряжения ниже 110 В, как правило, отключение системы происходит на уровнях, приближающихся к 70 В.
Больший интерес представляет реакция внутренних компонентов системника на пониженное напряжение, поступающее к ним из блока питания. Хотя стандарт ATX12V и регламентирует максимальные отклонения напряжений по всем линиям в диапазоне ±5 %, но далеко не все блоки питания, особенно «китайцы», из-за перекосов и некорректного распределения нагрузки по линиям его выдерживают.
Напряжение на линии + 12 В блока питания должно находиться в диапазоне 11,4 В — 12,6 В.
Материнская плата
Поведение компьютера при работе на пониженном напряжении во многом зависит от модели и схемотехники материнской платы. Дело в том, что все зависит от качества компонентов, из которых собраны стабилизаторы напряжения и фильтры на ней. Одни модели просто не включатся, поскольку имеют защиту от работы на низком напряжении, другие отключатся или переведут процессор в безопасный режим при достижении определенного порога напряжения, третьи продолжат работать. Однако даже если плата и продолжает работать, этот режим нельзя назвать нормальным, поскольку в цепях платы протекают токи, значения которых выше номинальных.
В качестве примера, при TPD процессора равном 120 Вт, ток в цепи его питания при напряжении 12 В составит 10 А, а при понижении напряжения до 10 В значение тока составит 12 А. Понятно, что цифры пониженного напряжения, взятые для примера и удобства расчета, редко встретишь в реальной жизни, но они как нельзя кстати характеризуют суть протекающих в цепях процессов. Такая «прожарка» компонентов материнки влечет за собой их быстрый выход из строя. Привет вздутым конденсаторам!
Видеокарта
При питании пониженным напряжением видеоадаптера, он не сможет выйти на номинальный режим работы, а, следовательно, говорить о нормальной работе графической подсистемы неуместно. Нужно быть готовым к зависаниям картинки, артефактам изображения, прекращению работы «тяжелых» игрушек и приложений, перезагрузкам системы.
Жесткие диски
Основную опасность просадки напряжения несут дисковой системе ПК, собранной из HDD.
В жестких дисках напряжение 12 В отвечает за работу его механической части. Недостаток напряжения не позволит шпинделю раскрутиться до номинальных оборотов, а считывающие головки дольше будут позиционироваться над нужной частью блина. К тому же, нехватка питания может привести к остановке винчестера и прекращению работы ОС. Твердотельные накопители лишены этого недостатка, поскольку механическая часть в них отсутствует. Еще один немаловажный нюанс, при снижении выходного напряжения снижается его качество, в нем возрастают пульсации, которые губительно сказываются на здоровье HDD, последние начинают, что называется «сыпаться».
Как видно, блок питания не как уж прост, как кажется на первый взгляд. Грамотный подбор мощности, модели и ее оснащения избавит пользователя от многих неприятностей, вызванных ее нехваткой.
Что нужно знать при выборе блока питания для ПК
Блок питания является одним из важнейших элементов компьютера, хотя и напрямую не влияет на его производительность. При выборе блока питания нужно подобрать такое устройство, которое сможет удовлетворить требования именно вашей сборки ПК. В этой публикации мы как раз и разберем основные характеристики, на которые стоит обратить внимание при выборе блока питания для корректной работы вашего ПК. Обращаю ваше внимание, что ниже вы найдете базовую информацию, которая поможет направить вас в вашем поиске и определит в каких нюансах, вам, возможно, следует углубить знания.
Содержание
Подбираем БП по мощности
Как бы просто это не звучало, но для того, чтобы определить мощность будущего блока питания, необходимо сложить потребляемую мощность всех компонентов ПК и сделать небольшой запас, на случай каких-либо изменений или модернизации. Также следует учесть один момент, который заключается в том, что блоки питания от не именитых брендов часто завышают свои характеристики, или указанная мощность БП рассчитана при максимальной нагрузке. Таким образом, если БП будет работать на пике мощности постоянно, это, несомненно, приведет к уменьшению его срока службы и может привести к различным сбоям в питании. Если при выборе вы все же отдали предпочтение малоизвестному бренду, следует покупать БП с запасом мощности хотя бы в полтора раза, а лучше в два раза. Добавлю, что мощность БП следует подбирать из значений номинального потребления всех компонентов ПК, а не пиковых значений. Для покрытия пикового энергопотребления мы как раз и берем БП с запасом мощности.
Что касается реальных цифр, следует сказать, что для офисного ПК или компьютера для бытовых задач хватит БП с мощностью до 400 Вт. Что касается современных ПК для игр, часто приходится использовать БП с мощностью 800-900 Вт и более. При выборе блока питания рекомендую также не забывать о потреблении энергии систем охлаждения и всевозможных декоративных подсветках. Для вашего удобства в интернете можно найти специальный калькулятор для расчета.
Энергоэффективность и КПД
КПД определяет соотношение потребляемой мощности БП к реальной выходной его мощности. Для облегчения задачи выбора «правильного» для вас БП существует специальная стандартизация Energy Star. Если я не ошибаюсь, последняя версия этого стандарта 4.0, но насколько я знаю, обновления в этой версии стандарта было довольно давно. В любом случае, сейчас этот стандарт заключается в следующих требованиях и маркировках:
Эта небольшая деталь крайне важна при выборе и на нее точно следует опираться. Конечно, покупать БП без этой сертификации вообще не стоит. А оптимальным решением по цене и эффективности могут стать блоки с маркировкой 80 Plus Bronze. Эти блоки на сегодняшний день являются самими распространенными. К примеру, если вы приобретаете БП с мощностью 800 Вт со стандартом 80 Plus Bronze, его реальная выходная мощность составит 656 Вт.
Форм-фактор и типы подключения
Не стоит забывать о том, что существуют разные форм-факторы БП, это сделано для совместимости с различными типами корпусов ПК. Самым распространенным типом БП и корпусов для них являются устройства с маркировкой ATX. Но еще существуют БП с другими форм-факторами SFX, TFX и EPS. Эта характеристика обязательно будет указана на БП.
Также обращаю ваше внимание на то, что существует два типа подключения оборудования к БП.
Стандартный тип. В этом типе все разъемы для подключения оборудования уже стационарно установлены и их нельзя поменять. То есть провода с разъемами буквально впаяны в БП. Это классическое и самое распространенное решение. Такие БП бывают с разными разъемами для ЦПУ (к примеру, на 4 или 8 контактов), а также могут отличаться по разъемам для материнских плат (на 24 контакта и на 20 контактов для старых моделей или серверных плат). Также на такие БП могут быть абсолютно со всеми возможные разъемы. Обычно используется самые распространенные современные разъемы, но все же перед покупкой стоит этот момент проверить.
Модульный тип. Это более дорогое решение, обычно используется в ПК с прозрачной крышкой корпуса. В таком типе устройства к БП подключается только то оборудование, которое установлено в ПК в данный момент. Таким образом, можно избежать лишнего нагромождения неиспользуемых проводов.
Что такое PFC
PFC – это система, обеспечивающая автоматическую коррекцию выходной мощности в зависимости от входящих изменений в токе. Очень полезная и необходимая функция, особенно при использовании дорогостоящего оборудования. Также стоит знать, что система PFC делится на два типа: PPFS, APFC.
PPFS – это пассивная система, обычно применяется в более дешевых моделях БП, такая система обладает небольшой способностью сглаживания токов.
APFC – это активная система, уже более дорогая, поскольку она выполнена на отдельной плате, и по сути является еще одним питающим элементом. Такая система может сглаживать большие перепады в токе и обеспечивает стабильную выходную мощность и ток.
Применяем знания на практике
Исходя из вышеизложенной базовой информации, можно приступить к выбору блока питания. Для начала определяемся с форм-фактором и типом подключения БП. Затем подбираем мощностью будущего БП, исходя из суммарного энергетического потребления вашего оборудования опираясь на запас и КПД (стандартизацию Energy Star). Также можно обратить внимание на охлаждение блока питания. Здесь чем больше лопасти вентилятора, тем меньше производят они шума и лучше охлаждают. Также есть модели БП с пассивным охлаждением, в таких моделях для отвода тепла используется большой алюминиевый радиатор.
Ну, а на этом все, надеюсь, публикация была полезна для вас. Спасибо, что дочитали статью до конца. Также можете посетить мой блог на сайте. Там вы найдете еще больше различных статей и обзоры разных устройств.
Чем дорогой блок питания для ПК отличается от дешевого
Содержание
Содержание
Блок питания компьютера многими пользователями покупается «на сдачу», ведь он не влияет на производительность ПК. При этом внимание обращается только на мощность, указанную в характеристиках, и низкую стоимость. Но дешевые и дорогие блоки питания очень сильно различаются по ряду параметров.
Выбор блока питания осложняется тем, что на рынке присутствуют десятки моделей с одинаковыми, на первый взгляд, характеристиками, но совершенно разной ценой. Если открыть каталог блоков питания, то в первую очередь мы увидим их мощность, набор разъемов и цену. Но больше всего интересующие пользователей характеристики — надежность, реальный срок службы, стабильность напряжений и уровень шума — узнать из описания довольно трудно.
По этой причине начинающий пользователь часто совершает ошибку, решая сэкономить, и покупает для производительного компьютера дешевый блок питания. А ведь качественный блок питания — это залог стабильной и надежной работы компьютера и экономить на нем не стоит, а что можно получить, выбрав более дорогую модель, вы узнаете из нашего блога.
Заявленная и реальная мощность
Мощность блока питания обычно заявляется как сумма мощностей всех питающих линий. Здесь можно увидеть первое различие между дешевыми и дорогими моделями. Если посмотреть на характеристики недорогого блока питания, указанные на его наклейке, мы увидим, что модель на 450 ватт может отдать 120 ватт по линиям 3.3 и 5 В, которые практически не нагружены в современных ПК, а по самой важной линии 12 В — всего 360 ватт.
То есть недорогой блок питания не сможет обеспечить ту мощность, которая указана в его названии. У качественных изделий практически вся мощность доступна по линии 12 В, поэтому у дорогого блока питания даже небольшой мощности будет лучше дешевого с более крутыми написанными характеристиками.
Но главная проблема дешевых блоков питания — они как правило не выдают заявленную мощность. Если посмотреть тесты недорогих моделей с максимальной нагрузкой, можно увидеть, что они перегреваются, имеют высокие просадки напряжения, уходят в защиту или попросту сгорают. Бюджетная элементная база не обеспечит отдачу всей мощности длительное время, но она и не рассчитана на питание мощных компьютеров. Их предназначение — офисные ПК или игровые машины начального уровня.
Дорогие качественные БП не только могут длительное время выдерживать максимальную нагрузку, указанную в их характеристиках, но даже способны работать с ее превышением. Имеют они и более широкий набор защит, чем в дешевых устройствах: OCP и OPP от перегрузки, OVP и UVP от повышенного и пониженного напряжения, SCP от короткого замыкания и OTP от перегрева. Очень важно не только наличие защит, но и качество их реализации, которому в дорогих устройствах уделяют гораздо больше внимания.
КПД и сертификация 80 PLUS
Особенно заметна разница между дешевыми и дорогими блоками питания, если сравнить их коэффициент полезного действия. КПД недорогих моделей может достигать всего лишь 75 % в различных режимах работы, то есть 25 % мощности, полученной из розетки, переходит в бесполезное тепло, нагревая внутренности устройства. Более дорогие модели имеют сертификаты эффективности от 80 PLUS, требующего не менее 80 % энергоэффективности при загрузке блока питания на 50 %, и до 80 PLUS Titanium, требующего 94–95 % энергоэффективности в зависимости от питающего напряжения сети.
Блоки питания, сертифицированные по программе 80 PLUS, могут работать в широком диапазоне напряжений сети — от 100 до 240 В, что обеспечивает стабильную работу ПК и будет полезно при скачущем напряжении в сети. Некоторое время назад часть моделей стала сертифицироваться по стандарту 80 PLUS 230V EU Internal только для напряжения сети в 230 В, имеющего более жесткие требования к энергоэффективности, стартующие с 85 %.
Высокого КПД блока питания, соответствующего стандартам 80 PLUS Gold и выше, можно достичь только c помощью электронных компонентов высокого качества и современных схемотехнических решений, поэтому наличие таких стандартов указывает на качество изготовления устройства. И если экономия электроэнергии даже при использовании БП в мощном игровом компьютере не очень впечатляет, то возможность получить качественное устройство с малым нагревом однозначно стоит доплаты.
Надежность и длительный срок гарантии
В дорогих моделях используются качественные конденсаторы, способные проработать в условиях высоких температур гораздо дольше, чем конденсаторы малоизвестных китайских фирм, которых хватает в лучшем случае на два-три года. Конденсаторы среднего уровня качества производятся компаниями Teapo, Jamicon, OST, Samwha, Samxon, ELNA, Vishay, CapXon, Hitachi, Hitano. В топовых блоках питания, на которые производители дают гарантию в пять, семь или даже 10 лет, можно встретить конденсаторы United Chemi-Con, Sanyo, Nippon Chemi-Con, Panasonic, Rubycon, Nichicon, Epcos, Fujitsu.
Но иногда производители хитрят: встретив надпись «японские конденсаторы», можно обнаружить внутри устройства только пару подобных высоковольтных компонентов. А вот длительный срок гарантии — гораздо более весомый аргумент в поддержку, что производитель использовал самые надежные конденсаторы в блоке питания и уверен в их комфортном температурном режиме работы. Для этого дополнительно применяются схемотехнические решения, позволяющие частично использовать в БП гораздо более надежные твердотельные конденсаторы.
Уровень шума, нагрев, полупассивный и пассивный режимы работы
Влияет на срок службы блока питания и качество применяемого для охлаждения вентилятора. В бюджетных моделях повсеместно используются вентиляторы на подшипниках скольжения, которые, проработав три-четыре года, изнашиваются и начинают шуметь. В дорогих моделях используются качественные долговечные вентиляторы на гидродинамических подшипниках и подшипниках качения.
В блоках питания с высоким КПД и эффективными радиаторами появляется возможность использовать гораздо более низкие обороты вентилятора, что значительно снижает уровень шума.
Благотворно на температурах блока питания сказывается использование качественных транзисторов с низким RDS(on) (Drain to Source On Resistance — сопротивлением перехода сток-исток в открытом состоянии). Эти транзисторы обладают улучшенными характеристиками и низким сопротивлением при переключении состояний, что позволяет повысить КПД устройства и использовать небольшие радиаторы благодаря сниженному нагреву.
Популярным в современных дорогих моделях стал полупассивный режим охлаждения, при котором вентилятор совсем не вращается до достижения определенной температуры или нагрузки. Это позволяет создать компьютер с нулевым уровнем шума при небольшой нагрузке.
Полупассивный режим охлаждения предъявляет еще более серьезные требования к качеству компонентов и схемотехники блока питания, но самые жесткие требования у полностью пассивного режима, который доступен только в самых дорогих и качественных моделях.
Высокая стабильность напряжений и низкий уровень пульсаций на максимальной мощности
Стандарт ATX допускает 5 % отклонения основных питающих напряжений блока питания, что для напряжения 12 В составляет довольно широкий диапазон от 11.4 до 12.6 В. Но для бюджетных блоков питания удержать напряжения в этих пределах становится очень трудной задачей уже при загрузке на 80 %. Даже недорогие устройства именитых фирм мощностью 550 ватт часто не могут обеспечить стабильные напряжения при загрузке всего на 400–450 ватт.
Неприятно, что в блоках питания с устаревшей схемотехникой и групповой стабилизацией напряжений, при просадке одного из напряжений, растут и остальные, зачастую выходя за стандарты ATX и рискуя повредить комплектующие. В дорогих моделях используется индивидуальная стабилизация линий напряжений с применением DC-DC-преобразователей и даже при максимальной нагрузке они держатся в пределах нормы.
Все компьютерные блоки питания — импульсные, из-за чего в выходных напряжениях неизбежно появляются пульсации. Они хорошо видны, если подключить разъемы устройства к осциллографу. Стандарт, определяемый документом ATX12V Power Supply Design Guide, требует, чтобы размах пульсаций выходных напряжений при максимальной нагрузке не превышал 50 мВ для шин +5 В и +3,3 В и 120 мВ для шины +12 В. Высокие пульсации негативно влияют на стабильность работы компьютера, дают наводки на звуковые карты, вызывают сбои при работе жестких дисков, чувствительных к качественному питанию.
Многие бюджетные устройства с трудом укладываются в нормы пульсаций даже будучи новыми, а спустя пару лет, когда начинается деградация недорогих конденсаторов, пульсации могут резко возрастать, особенно при высокой загрузке.
В дорогих моделях борьбе с пульсациями уделяется гораздо больше внимания и, как правило, они не выходят за пределы нормы даже на предельных нагрузках. А использование качественных конденсаторов гарантирует, что они останутся в норме даже спустя несколько лет работы.
Набор кабелей и разъемов, модульность, длина и сечение проводов
Заметная разница в кабельных системах дорогих и дешевых БП. Если в бюджетных моделях используются короткие провода без оплетки с минимумом необходимых разъемов, то дорогие могут похвастаться длинными, удобными для прокладывания за задней стенкой корпуса ПК проводами, которые покрыты оплеткой или выполнены в виде плоских шлейфов. Такие провода не портят внешний вид сборки и позволяют создать красивый игровой компьютер.
Многие дорогие блоки питания — модульные. Вы можете легко отстегнуть от них ненужные провода. Это заметно упрощает сборку ПК и положительно влияет на его эстетику. Покупая дорогой блок питания, вы не столкнетесь с проблемой, когда не хватит разъемов для подключения видеокарт, питания процессора или накопителей. Даже на моделях мощностью 550 ватт разъемов хватает для создания мощного ПК с производительной видеокартой и разогнанным процессором.
Важным параметром является сечение токонесущей жилы проводов, имеющее маркировку AWG. В бюджетных моделях часто используются тонкие провода 20 AWG, которые могут сильно нагреваться, питая прожорливые комплектующие. В дорогих блоках питания производители подстраховываются и используют провода сечением 18 AWG, а для питания видеокарт и процессоров в мощных моделях — 16 AWG.
Качество изготовления разъемов тоже важно, ведь стоит им разболтаться, давая неполный контакт, и в вашем ПК может возникнуть риск оплавления проводов, искрения и даже пожара. Так что важна не только толщина металла в разъемах, на которой не экономят в дорогих моделях, но и долговечность пластика, из которого изготовлены их корпуса.
Дополнительные функции: подсветка, управление и мониторинг
Современный игровой ПК невозможно представить без подсветки комплектующих, поэтому она применяется и в блоках питания. RGB-подсветка позволит органично вписать блок питания в вашу систему, подобрав нужный цвет. Над дорогими моделями работают дизайнеры, которым удается сделать из обычной металлической коробки красивое устройство, способное украсить любую сборку.
В продвинутых блоках питания давно используются микросхемы, отслеживающие параметры входных и выходных напряжений, температуры, энергопотребления и оборотов вентилятора. А на некоторых моделях разработчики предусмотрели вывод этих параметров по USB-интерфейсу и их считывание специальной программой, позволяющей следить за всеми параметрами блока питания.
Очень полезна данная функция оказалась для компьютерных энтузиастов, делающих обзоры комплектующих. С ее помощью можно точно вычислить, сколько потребляет процессор или видеокарта, отказавшись от примитивных ваттметров. На особо продвинутых моделях появились ЖК-дисплеи, отображающие информацию о работе устройства. Некоторые модели позволяют через программный интерфейс настраивать режим работы вентилятора, единой или разделенной шины питания с настройкой срабатывания защиты от перегрузки по току OCP.
Как видите, различия между дорогими и дешевыми блоками питания не ограничиваются только мощностью, надежностью и стабильностью напряжений. Различается их эстетика, удобство пользования, шумовые характеристики, долговечность и срок гарантии. Конечно, у дешевых блоков питания есть своя ниша использования: собирая недорогую офисную «печатную машинку» со скромным энергопотреблением, стоит присмотреться именно к ним. Но собирая игровой ПК и рассчитывая, что он прослужит вам несколько лет, на блоке питания экономить точно не стоит.
