Analiza parametrów i dobieranie zasilaczy do zadanych konfiguracji sprzętowych

URZADZENIA TECHNIKI KOMPUTEROWEJ – klasa II

technik informatyk 312[01]/T/MENiS/2004.06.14

B. Dubińska, T. Dobosz - TZN 2006/2007

str. 1

L –26 Analiza parametrów i dobieranie zasilaczy do zadanych konfiguracji sprz

towych

1. Znaczenie zasilacza dla stabilnej pracy komputera

2. Zapotrzebowanie energetyczne podzespołów komputerowych

3. Dobór mocy zasilacza do potrzeb podzespołów komputerowych

4. Praca domowa

Ad. 1. Znaczenie zasilacza dla stabilnej pracy komputera

Wielu z nas przy zakupie nowej obudowy rozumuje w ten sposób: skoro do niedawna zupełnie

wystarczał mi zasilacz o mocy 200 czy 250 W, to w nowym komputerze w pełni zadowol

najta

szym

zasilaczem trzystuwatowym, a zaoszcz

dzone pieni

dze zainwestuj

w pami

ęć

lub jeszcze szybszy procesor.

Pó

niej zaczynaj

schody - pecet zawiesza si

w najmniej spodziewanych momentach, chocia

wszystkie

jego elementy sprawdzane osobno s

absolutnie sprawne. W ten sposób powstaje wiele krzywdz

cych opinii,

jak to płyta główna X "nie lubi si

" z kart

graficzn

Y albo jak niestabilnym systemem jest Windows.

Tymczasem cz

sto okazuje si

, i to po kosztownych eksperymentach w rodzaju wymiany komponentów,

wła

nie ów niedoceniony przy zakupie zestawu zasilacz jest przyczyn

wszystkich problemów. Po prostu

pracuj

c na granicy swych (rzeczywistych, a nie nominalnych) mo

liwo

ci, dostarcza napi

ęć

dalekich od

katalogowych. Uruchomienie za

w tej sytuacji najnowszego Unreala czy Dooma III powoduje,

e napi

cie

du zasilaj

cego procesor czy kart

graficzn

znacznie si

obni

Przygody te zdarzaj

ść

sto overclockerom, którzy podkr

caj

wszelkie mo

liwe zegary

i napi

cia oraz podł

czaj

przedziwne wentylatory. Niestabilne działanie dopiero co doło

onej czwartej,

przetaktowanej ko

ci pami

ci zrzucane jest oczywi

cie na karb marnego wykonania owego układu, a nie

zasilacza, który wprawdzie kosztował 50 zł, ale ma moc (na etykietce...) a

300 W. Na nic si

zda sprawdzanie

w setupie płyty głównej napi

ęć

dostarczanych przez zasilacz - CPU, karta graficzna i dyski twarde pobieraj

wtedy znikome ilo

ci pr

du. Lepszym rozwi

zaniem s

programy monitoruj

ce parametry pracy

poszczególnych komponentów, jednak i te aplikacje mog

zawie

ść

. Po zawieszeniu komputera odczytanie ich

wskaza

stanie si

trudne, a i

ledzenie ich w trakcie np. grania nie b

dzie łatwe. W tej sytuacji warto

zastosowa

do starej maksymy, i

lepiej zapobiega

, ni

leczy

, i przed wyborem konkretnej obudowy b

zasilacza zrobi

"energetyczny rachunek sumienia".

Ad. 2. Zapotrzebowanie energetyczne podzespołów komputerowych

•

Mikroprocesor

ród komponentów peceta palm

pierwsze

stwa pod wzgl

dem poboru pr

du dzier

y niew

tpliwie

CPU. Ten niepozorny w sumie element potrafi zu

ywa

tyle energii co osiemdziesi

cio-, a nawet stuwatowa

arówka. I cho

przyj

ło si

uwa

e im nowszy procesor, tym wi

cej potrzebuje pr

du, warto pami

zale

ść

ta obowi

zuje tylko w ramach jednej rodziny procesorów, wytwarzanych w tym samym procesie

technologicznym. Starsze technologie odznaczały si

znacznie wi

kszym zapotrzebowaniem na energi

obecnie stosowane, dlatego te

stary Pentium 4 2,0 GHz (Willamette) dopiero ostatnio stracił miano "grzałki

wszech czasów" na rzecz Pentium 4 3,2C.

Nale

y przy tym pami

e zaopatrzenie CPU w energi

wymaga dostarczenia o ok. 1/4 wi

kszej

mocy, ni

wynosi zapotrzebowanie samego procesora. Sprawno

ść

regulatorów napi

cia przetwarzaj

cych

napi

cie 12 V, płyn

ce z zasilacza, na wła

ciwe do zasilania procesora wynosi ok. 80%.

URZADZENIA TECHNIKI KOMPUTEROWEJ – klasa II

technik informatyk 312[01]/T/MENiS/2004.06.14

B. Dubińska, T. Dobosz - TZN 2006/2007

str. 2

Dlatego te

, by obliczy

d, jaki pobierze procesor z zasilacza, nale

y posłu

nast

puj

cym wzorem:

I = ((Vcore * Acore)/12) * 1,25

gdzie: I - nat

ęŜ

enie pr

du, Vcore - napi

cie zasilaj

ce rdze

procesora, Acore - pobór pr

du przez rdze

CPU

d te

bierze si

dysproporcja pomi

dzy katalogowym poborem mocy dla poszczególnych układów

a uwzgl

dnionym w naszym zestawieniu. Podobna sytuacja zachodzi w przypadku wszystkich podzespołów

zasilanych "nietypowym" napi

ciem, które wytwarzane jest przez przetwornice płyty głównej - np. pami

ci DDR.

•

Karta graficzna

Kolejnym po

eraczem energii w naszym pececie jest z pewno

karta graficzna. O ile "bud

etowe"

konstrukcje zachowuj

przyzwoicie, zadowalaj

c si

zazwyczaj ok. 10 watami energii, o tyle najlepsze

modele, bazuj

ce na najbardziej wydajnych wersjach układów graficznych, cz

sto przekraczaj

limit pr

dowy

magistrali AGP, wynosz

cy 25 W. Karty takie łatwo rozpozna

po dodatkowym gnie

dzie zasilaj

cym typu

Molex +12V/+5V. Tak du

e zapotrzebowanie na energi

elektryczn

wydajnych kart graficznych wynika nie

tylko z "apetytu" samych procesorów graficznych, ale i z wyposa

ania ich w coraz wi

ksz

ilo

ść

pami

ci.

Najbardziej pr

erne konstrukcje, bazuj

ce np. na układzie GeForce FX 5800, pobieraj

w trybie 3D nawet

70 W.

•

Nap

dy pami

ci masowych

Nast

pne "w kolejce" po energi

elektryczn

wszelkiego rodzaju nap

dy pami

ci masowych. Cho

jednostkowo nie pobieraj

one zbyt du

o energii, to problem powstaje, gdy w pececie jest wi

ksza liczba

dysków. Zaczynamy zwykle od jednego nap

du optycznego i dysku, by po kilku latach sko

czy

na dwóch

nap

dach optycznych oraz dwóch (albo i trzech) dyskach twardych (bo starego nie opłaca si

sprzedawa

Tymczasem ka

de z tych urz

dze

oznacza zapotrzebowanie na 5-20 watów energii elektrycznej. Co

charakterystyczne, pobór pr

du przez dyski twarde w minimalnym stopniu (b

wcale) nie zale

y od

pojemno

ci dysku. Z reguły parametry elektryczne wspólne s

dla całej rodziny nap

dów i zale

Ŝą

pozostałych wła

ciwo

ci urz

dzenia, takich jak np. pr

dko

ść

obrotowa talerzy.

•

Dodatkowe wentylatory

Jeszcze kilka lat temu montowanie dodatkowych wentylatorów w obudowie uznawane było za lekk

ekstrawagancj

. Dzi

nikt ju

konieczno

ci zapewnienia wła

ciwego obiegu powietrza nie neguje, cho

z realizacj

tego postulatu nie jest, niestety, najlepiej. Wi

kszo

ść

obudów ma co prawda miejsce na dodatkowy

wentylator pod zasilaczem, jednak gniazda pozostałych wiatraczków umieszczone s

sto bezsensownie.

Typowy przypadek to jedno b

dwa gniazda zamontowane za przedni

maskownic

, w której nie ma

adnych

otworów. W takiej sytuacji wentylator wytwarza jedynie podci

nienie pod przedni

ciank

i niemiłosiernie

hałasuje.

Za wzorcowe pod wzgl

dem mo

liwo

ci zapewnienia wła

ciwego chłodzenia nale

y uzna

obudowy

Chiefteca (oraz bazuj

ce na ich szkielecie konstrukcje firm Antec, Thermaltake i Coolermaster). Jest tam

wystarczaj

co du

o miejsca na dwa wentylatory zasysaj

ce i tyle

wyci

gaj

cych powietrze z obudowy

(w niektórych wersjach dochodz

jeszcze wiatraczki montowane na

ciankach bocznych). Umo

liwiaj

one

odprowadzenie naprawd

poka

nej ilo

ci ciepła z wn

trza obudowy. Mo

na by si

zapyta

, czy tyle

wentylatorów to nie przesada - otó

nie. Zamontowanie du

ej liczby wolnoobrotowych wentylatorów znacznie

redukuje wytwarzany przez nie hałas.

URZADZENIA TECHNIKI KOMPUTEROWEJ – klasa II

technik informatyk 312[01]/T/MENiS/2004.06.14

B. Dubińska, T. Dobosz - TZN 2006/2007

str. 3

Zastosowanie wielu wiatraczków pozwala na lepsze rozło

enie strumieni powietrza przepływaj

cych

przez obudow

, a wi

c wydajniejsze chłodzenie poszczególnych komponentów. Dodatkowe wentylatory nie

zawsze jednak zapewniaj

lepsze chłodzenie - ich niewła

ciwe zamontowanie powoduje,

e powietrze kr

ąŜ

y na

krótkich trasach, omijaj

c tak newralgiczne punkty, jak CPU czy karta graficzna. Dlatego te

przydałaby si

liwo

ść

zamykania niewykorzystanych otworów w obudowie, tak by przedwcze

nie nie uciekało z niej

nienagrzane powietrze. Niestety, nie przewidział tego

aden producent.

Najdalej w zapewnianiu odpowiedniego chłodzenia posun

ła si

firma Thermaltake, która oferuje pod

własn

mark

zmodyfikowane obudowy Chiefteca. Nie do

ść

e standardowo obsadziła wentylatorami

wszystkie dost

pne gniazda, to jeszcze dodała wy

wietlacz temperatury wewn

trz obudowy oraz

trójpoło

eniowy przeł

cznik steruj

cy prac

wentylatorów. Podobna obudowa Anteca wyposa

ona została w

rozbudowany panel, pozwalaj

cy na niezale

ne sterowanie wszystkimi wentylatorami (produkcji Zalmana). Za

to urz

dzenie (i komplet wentylatorów) trzeba jednak sporo dopłaci

Ad. 3. Dobór mocy zasilacza do potrzeb podzespołów komputerowych

Aby stwierdzi

, o jakiej mocy zasilacz jest nam naprawd

potrzebny, musimy zsumowa

zapotrzebowanie na energi

wszystkich podzespołów komputera. Przy podsumowaniach takich trzeba

pami

e poszczególnych obwodów zasilaj

cych nie mo

na obci

ąŜ

w dowolny sposób. Ka

dy zasilacz

powinien by

zaopatrzony w tabliczk

znamionow

, na której wyszczególnione s

maksymalne obci

ąŜ

enia

poszczególnych napi

ęć

. Przekroczenie któregokolwiek z nich spowoduje w najlepszym wypadku wył

czenie

zasilacza, a cz

sto niestety jego zniszczenie.

Cho

stosunkowo łatwo wyliczy

emy, ile energii pochłania nasz pecet, to zasilacz o mocy dobranej

"na styk" nie jest dobrym rozwi

zaniem. Po pierwsze, pozbawiamy si

liwo

ci rozbudowy naszego peceta,

a przynajmniej skazujemy si

na szybsz

wymian

zasilacza. Po drugie, najta

sze zasilacze cz

sto moc

znamionow

wykazuj

jedynie na nalepce. Ich trwało

ść

pod pełnym obci

ąŜ

eniem mo

e by

katastrofalnie

niska. Zreszt

nawet konstrukcje renomowanych producentów nie s

projektowane do ci

głej pracy "na maksa".

Po trzecie, wiele tzw. cichych zasilaczy zaczyna hałasowa

przy du

ym obci

ąŜ

eniu. Po czwarte wreszcie,

z nominalnej mocy zasilacza odliczy

musimy od 15 do 25 W przeznaczonych na nieu

ywane praktycznie

napi

cia -5 V i -12 V oraz +5 V, wykorzystywane jedynie do podtrzymania pracy komputera w trybie u

pienia

(tzw. +5 Vsb).

Dlatego te

zasilacz nale

y dobiera

z przynajmniej 20-procentowym zapasem, je

li za

decydujemy

na tani podzespół nieznanego producenta, lepiej ten margines bezpiecze

stwa jeszcze zwi

kszy

. Stosuj

do powy

szych zalece

, mo

na przyj

ąć

e dla dwóch słabszych z naszych przykładowych konfiguracji

(patrz tabelka poni

ej) zupełnie wystarczaj

cy jest porz

dny, trzystuwatowy zasilacz. Trzecia konfiguracja le

co prawda w zasi

gu mo

liwo

ci "trzysetki", ale bezpieczniej b

dzie zainwestowa

w urz

dzenie o mocy

350 W. Czwarta, dwuprocesorowa konstrukcja nie pozwoli nam raczej na

adne oszcz

dno

ci.

Niestety, niektóre zasilacze mog

mie

problemy z zaopatrzeniem w energi

najprostszej

z przedstawionych konfiguracji. Zasilacze MAV-300-P4 i MAV-300-W nieznanego producenta (montowane

wobudowach 2N i Xpower) mog

dostarczy

napi

cie +12 V przy nat

ęŜ

eniu odpowiednio 8 i 10 A. Nawet przy

zastosowaniu najoszcz

dniejszych ze współczesnych procesorów mo

e zabrakn

ąć

energii na zasilanie nap

DVD i dysku twardego.

URZADZENIA TECHNIKI KOMPUTEROWEJ – klasa II

technik informatyk 312[01]/T/MENiS/2004.06.14

B. Dubińska, T. Dobosz - TZN 2006/2007

str. 4

POBÓR MOCY W RÓ

NYCH KONFIGURACJACH SPRZ

TOWYCH

Pobór pr

Przykładowe konfiguracje

Potrzebna moc zasilacza

Komponent

+3,3 V

+12

konf.

konf. 1

konf. 2

konf. 3

konf. 4

Athlon XP 1600+*

5,1 A 1 szt.

61,2 W

Athlon XP 3200+*

8,0 A

1 szt.

96,0 W

Pentium 4 3,2C*

10,5

1 szt.

126,0 W

Athlon MP 2600+*

6,3 A

2 szt.

151,2 W

Płyta główna

3,5 A

2,5

1 szt. 1 szt. 1 szt. 1 szt.

24,1 W

Wentylator na procesorze

0,25

1 szt. 1 szt. 1 szt. 2 szt.

3,0 W

6,0 W

Wentylatory dodatkowe

0,25

1 szt. 2 szt. 2 szt. 3 szt.

3,0 W

6,0 W

9,0 W

DDR 256 MB*

1,125

1 szt. 2 szt. 2 szt. 4 szt.

3,7 W

7,4 W

14,9 W

Karta graficzna AGP

3,0 A

1 szt.

9,9 W

Bardzo wydajna karta
graficzna AGP

7,5 A

1 szt. 1 szt.

24,8 W

Modem PCI

0,5

1 szt. 1 szt. 1 szt. 1 szt.

2,5 W

Karta d

kowa PCI

0,5 A

0,5

1 szt. 1 szt. 1 szt.

4,2 W

Karta sieciowa PCI

0,4 A

0,4

1 szt. 1 szt. 1 szt. 2 szt.

3,3 W

6,6 W

HDD 40GB 5400 EIDE

0,6

0,24

1 szt.

6,1 W

HDD 120GB 7200 SATA

0,8

0,45

1 szt. 2 szt.

9,4 W

18,8 W

HDD 72GB 15000 SCSI320

0,9

1,05

4 szt.

68,4 W

Zaawansowany kontroler
SCSI

1,0 A

3,5

1 szt.

20,8 W

Nap

d CD-RW

1,2

0,8 A 1 szt. 1 szt. 1 szt. 1 szt.

15,6 W

Nap

d DVD

1,2

1,1 A

1 szt. 1 szt.

19,2 W

Stacja dyskietek

0,8

1 szt. 1 szt. 1 szt. 1 szt.

4,0 W

Urz

dzenia USB

0,5

1 szt. 2 szt. 3 szt. 1 szt.

2,5 W

5,0 W

7,5 W

2,5 W

Urz

dzenia FireWire

1,5

1 szt. 1 szt.

7,5 W

Klawiatura

0,2

1 szt. 1 szt. 1 szt. 1 szt.

1,0 W

Mysz

0,2

1 szt. 1 szt. 1 szt. 1 szt.

1,0 W

Nat

ęŜ

enie pobieranego pr

du (dla nap. +3,3 V,+5 V/+12V)

65,9/79,6

101,2/133,2

107,7/168,6

111,7/226,2

Sumaryczna moc wszystkich komponentów

144,9 W

233,8 W

275,7 W

337,3 W

Zalecana nominalna moc zasilacz

181 W

292 W

345 W

422 W

* pobór pr

du podany z uwzgl

dnieniem strat na regulatorze napi

cia