Якісний БП - основа стабільної роботи системи
Зі всією гостротою проблема якісного електроживлення настільних комп'ютерів виникла порівняно недавно. Ще років п'ять тому стандартні ПК споживали набагато меншу потужність, ніж сьогодні, а блок 200-вата живлення цілком задовольняв вимогам по живленню. Процесори і відеоадаптери "двійок" і "трійок" споживали одиниці Ватів, інші пристрої, такі як звукова карта, додатковий жорсткий диск, що пише оптичний привід і ін. в більшості відсутні.
Перші ознаки посилювання вимог до живлення ПК з'явилися разом з виходом процесора Pentium II. Тоді стараннями Intel був введений новий стандарт живлення - ATX, що передбачає, серед іншого, 20-контактний роз'єм, по якому напруга подається на материнську плату. Одна з причин появи нового стандарту полягала в тому, що що використався до цього AT вже не міг забезпечити належного живлення по струму. Виросла і номінальна потужність - загальноприйнятими стали 230-250 Вт блоки живлення.
Ініціатором наступного оновлення знову-таки виявилася корпорація Intel. З появою Р4 з'ясувалося, що вже і АТХ не здатний забезпечити системі надійне живлення. Сумарний струм, що йде по ланцюгу 12 В, виявився настільки високим, що перетину провідника і площі упевненого контакту в роз'ємі не вистачало, щоб забезпечити належний рівень амплітуди струму. Це могло викликати іскріння і нагрів контактів роз'єму живлення, що вело до поломки материнської плати. Проблема була вирішена виведенням живлення процесора на окремий 4-контактний роз'єм. Стандарт отримав назву АТХ 12v (20 + 4 контактів).
Компанія AMD брала, загалом, пасивну участь в процесі зміни стандартів. Довгий час материнські плати для процесорів на ядрі K6 продовжували "живитися" за стандартом АТ, тоді як Intel практично повністю перейшов на АТХ. AMD упровадила стандарт ATX тільки на платформі K7.
На жаль, AMD до цих пір не прийняла стандарт ATX 12v - у власників однопроцесорних плат під Socket 462 роз'їм живлення 4-pin не задіяний. Ця обставина свідчить зовсім не на користь AMD: Athlon споживає енергію на рівні Рentium 4, проте живлення при цьому подається із загального потоку, а не по окремому каналу, як в Рentium 4. Багато в чому завдяки" цій обставині система на процесорі AMD критичніша до якості живлення, що сприяє розповсюдженню обивательської думки, що система на процесорах Intel в цілому стабільніше, ніж на AMD.
Скільки мені потрібно Ват?
Не вдаючись до подробиць, можу відразу дати "категоричну" відповідь - 300 Вт, мінімум, який дозволить в перебіг хоч би декількох років не замислюватися про покупку нового БП. Так або інакше, потужності основних споживачів живлення (процесор, відеокарта, материнська плата і т.д) постійно ростуть, та і периферійні пристрої віднімають все більший "шматок" загальної потужності.
Від слів перейдемо до цифр. Спробуємо підсумувати дані споживання потужності кожного елементу. Слідує, проте, розуміти, що скласти розрахунок +/- 1 Вт неможливо, оскільки виробники дуже рідко розголошують інформацію про споживану потужність пристроїв. До того ж, у кожного свої мірки - пристрої різних розробників пред'являють різні вимоги до живлення. Тому, розрахунок робиться вельми приблизний, але з умовою "краще більше, чим менше". Дані узяті з безлічі джерел, знайдених пошукачем:
Процесор - 50-90 Вт
Материнська плата - 15-30 Вт
Пам'ять - 5-10 Вт
HDD - 7-30 Вт
Відеокарта - 10-50 Вт
CD-ROM, CD-RW, DVD - 10-25 Вт
FDD - 5-7 Вт
Sound - 5-10 Вт
Кулер - 1-2 Вт
Порти - 8-10 Вт
Тепер все підсумовуємо по мінімуму і по максимуму:
Pmax = 90+30+10+30+50+25+7+10+2+10 = 254 Вт
Pmin = 50+15+5+7+10+10+5+5+1+8 = 116 Вт
Таким чином, споживана потужність середньостатистичного ПК лежить в межах 116-254 Вт. Від цих цифр і варто відштовхуватися. Слід також відмітити, на прикладі процесора, що потужність 90 Вт - це не постійне, а пікове, короткочасне споживання протягом короткого часу. До того ж, це значення застосовне, швидше, до топовим моделей, молодші споживають значно менше. Наприклад, Celeron 800 за наявними даними, споживає всього 15-20 Вт. Це ж стосується і жорстких дисків, енергоспоживання яких досягає максимуму при записі, а при читанні і, особливо, в неодруженому режимі, зменшується. Ще цікавіше ситуація з відеоадаптерами. Відеокарти рівня 50 і більш за Вати розраховані на слот AGP Pro. Звичайний слот AGP 4x має межу по живленню в 25 Вт. При необхідності отримати велику потужність, виробники розміщують на відеокарті окремий роз'єм живлення (як, наприклад, в ATI Radeon 9700 і Voodoo 5). Можна стверджувати, що відеокарта в стандартному слоті не вийде за межі 25 Вт. До того ж, максимуму по потужності вона досягає при активному використанні "гарячих" можливостей в 3D-играх, а в 2d рівень енергоспоживання значно зменшується.
"Отже ти нам локшину вішаєш щодо 300 Вт? Тут за бажання і в 100 Вт можна вкластися!" - запротестують самі нетерплячі. "У чому каверза?"
А каверза в тому, що допустима потужність БП, наприклад 300 Вт - також не постійна, а пікова. БП може її видати, але короткочасно, наприклад, при запуску системи. У робочому ж режимі потужність, яку може забезпечити БП, значно нижче піковою, вказаною в маркіровці. Навіть "чесні" БП мають робочу потужність нижче заявленої пікової.
Спрощена структура блоку живлення
Розглянемо структуру БП:
Випрямляч мережевої напруги;
Регульований перетворювач напруги;
Трансформатор;
Випрямляч і згладжуючий фільтр;
Контур зворотного зв'язку.
Вхідна змінна напруга Uвх випрямляється випрямлячем 1 в постійне. Далі, за допомогою перетворювача 2 напруга перетвориться в імпульсну. Після чого, знов проходить через перетворюючий фільтр 4 і подається на вихід Uвих. Контур зворотного зв'язку 5 складається з безлічі ланцюгів, що управляють і коректують. Його робота - підтримувати вихідну напругу на необхідному рівні.
Зовнішні візуальні ознаки відмінності якісного від неякісного БП
Маса - головний, а іноді і єдиний критерій, по якому користувач може оцінити якість БП, особливо, якщо він опломбований. Якісний БП 300 Вт повинен важити 2 кг і більш. Левову частку загальної маси складає вага трансформатора, радіаторів, а також заповнення плати елементами (конденсатори, соленоїди, резистори)
Якщо ж маса БП в районі одного кілограма - це свідчить про зменшений розмір трансформатора.
Якщо є можливість заглянути всередину БП, завдання спрощується. Навіть далекого від електроніки користувача з гуманітарною освітою повинні насторожити подібні порожні місця, з перемичками замість елементів. Це компоненти фільтрів пульсацій, або, точніше, місце, де вони повинні бути. Їх так само внесе свої корективи як в загальну масу, так і в якість роботи БП.
Можу з упевненістю стверджувати, що в блоці живлення за 30 і більш за у.о. і масою більше 2 кг (ах, як хочеться перерахувати поіменно!) зяючих порожнеч ви не побачите - все буде зайнято.
БП - важлива складова вентиляції
Мало хто звертав увагу на те, що БП, окрім своїх основних функцій, виконує також, "за сумісництвом", роль витяжного пристрою. Якісний корпус спроектований таким чином, що усередині відбувається безперервний цикл, що охолоджує: холодне повітря знизу за допомогою витяжного пристрою піднімається вгору, при цьому охолоджуючи гарячі пристрої, що зустрічаються по дорозі. При цьому, чим оптімальнєє розташовані повітрозабірні отвори, тим краще відбуватиметься охолоджування. Погляньте на зображення, і вам стане все зрозуміло. Як ви вважаєте, який процесор відчуває себе комфортніше? ;-)
Іноді замість нижніх отворів виробники вставляють додатковий вентилятор, для ефективнішої вентиляції.
Методи перевірки БП на відповідність характеристик в домашніх умовах
Типова ситуація - комп'ютерна система, системний блок живить БП невідомого походження. Комп'ютер періодично збоїть. Чи можна з'ясувати, чи є БП причиною "Глюка", або причина в іншому залізі і сирому софтвері?
На жаль, загальноприйнятого методу, який можна було б відтворити в домашніх умови, немає. Ідеальною моделлю для тестування була б сама комп'ютерна система. Але велика вірогідність того, що в результаті експериментів її можна вивести з ладу, а значить, тестування вийде невиправдано дорогим (прим. ред. - на жаль!). До того ж, для зняття характеристик знадобляться дорогі прилади. Проте, доступні навіть домашньому користувачеві способи вивчення якості роботи БП є...
Поверхневу перевірку якості блоку живлення можна також провести по непрямих ознаках. Для цього не знадобиться додаткове устаткування і прилади, достатньо буде програми моніторингу материнської плати і що якого-небудь додаткового енергоємного комплектує (наприклад, додатковий HDD).
Цей спосіб підійде для випадку, коли системний блок опечатаний, і ви не маєте можливості не тільки подивитися на розмір трансформатора вашого БП, але і не знаєте навіть його назви. Для виконання тесту знадобиться яка-небудь програма, яка б була в змозі добре навантажити вашу систему на тривалий час. Підійдуть "важкі" демка, рендерінг складної сцени, відкриття-збереження в Photoshop файлу об'ємом в пару гігабайт, перекодувало фільму з MPEG 2 в MPEG 4. Перед виконанням дії зареєструйте поточні рівні напруги. Після виконання порівняєте поточні значення напруги, яка подається на процесор, пам'ять, відеокарту, з первинними (зробити це можна за допомогою будь-якої утиліти апаратного моніторингу). Якщо вони значно змінилися, на декілька десятих, означає БП нагрівся, відповідно, для нього це важка ноша. Міняти!
Для цього способу повинен бути доступ всередину корпусу, і потрібне додаткове навантаження (як ми умовилися вище, це буде HDD 7200 об/мін). Фіксуються напруги до установки пристрою, і після установки. Знову ж таки, якщо відбудеться зміна в декілька десятих - варто задуматися про покупку нового БП.
А ось приклад 2 у дії. AMD Athlon XP 1700+, Epox 8khal+, RAM DDR 256 MB Samsung, HDD WD 40 GB 7200 об/мін, Video Aopen Gf4 Mx440 і так далі Як блок живлення був встановлений один з найпопулярніших, але не далеко найякісніших БП (я думаю, постійні відвідувачі Composter'а здогадалися, про яке БП йде мова ;-)) Перший ськріншот показує вольтаж поточної системи.
Другий ськріншот відображає напругу після того, як в систему був доданий ще один HDD 7200 об/мін. Як видно, падіння напруги значне, що свідчить про "приголомшливу" якість блоку живлення:
Слід зазначити, що перевіряти падіння напруги краще на платформі AMD, оскільки, як наголошувалося вище, в системі на Р4 процесор має окреме виведення живлення, відповідно, навантаження ефективніше розподілене і система стійкіша до перевантажень.
Що нас чекає в майбутньому?
Майбутнє живлення настільних систем вельми прогнозоване. Найближчим часом навряд чи щось змінить стандарт ATX, що діє, 12v - його ресурси поки дозволяють сміливо орієнтуватися на більш "ненажерливі" системи. Можливо, відбудуться деякі зміни, пов'язані з популяризацією нових комплектуючих і периферійних пристроїв. Наприклад, використання нових дискових накопичувачів з інтерфейсом Serial ATA припускає наявність спеціального роз'єму живлення. Але це, як мені здається, не приведе до створення принципово нового стандарту: буде здійснена ревізія що існує з урахуванням вимог, наприклад ATX 2.04 або ATX 12v-s: Головні колодки будуть незмінними. Навіть у разі перевороту в "процессоростроєнії" у Intel є козир в рукаві - широко поширений серверний стандарт EPS 12v, який за бажання може бути переведений в розряд деськтопних.
У AMD майбутнє туманніше. Ресурси живлення за стандартом ATX практично вичерпані. У AMD є два шляхи - або прийняти стандарт ATX 12v, або розробити власний. По розробці власного у AMD є сумний досвід, правда тільки в секторі дуальних систем. Компанією просувався стандарт ATX-GES, але він не набрав належної популярності, в першу чергу, із-за несумісності з іншими платформами і високою вартістю. Тому, навіть в дуальних системах AMD швидше за все перейде на стандарт EPS 12v.
P.S. Більшість виводів зроблена автором на основі особистого досвіду, висновків і емпіричних результатів, які, зрозуміло, не можуть бути всеосяжними, і не повинні сприйматися, як аксіоматична істина.
