Урок: блок питания.
Легко обзавестись настольным компьютером можно просто купив системный блок в магазине. Но многие пользователи предпочитают самостоятельное конструирование. Делается это часто из экономии. Собственная сборка точной копии готового системника обойдется на 15-20 % дешевле. Кроме этого, овладев навыками сборщика, можно самостоятельно создать любую специализированную машину оптимальной конфигурации с перспективой на апгрейд (модернизацию). И когда мы комплектуем компьютер сами, нет нужды обращаться к "дяде".
Сама по себе сборка системного блока - задача не слишком сложная. Труднее подобрать совместимые по характеристикам комплектующие. И в этом уроке разберемся с блоком питания.
Блок питания (БП) - это встраиваемый в системный блок источник электроснабжения ПК, преобразующий переменный ток сети в постоянные токи низкого напряжения. БП определяется форм-фактором, выходной мощностью, КПД, количеством коннекторов и их типами.
Форм-фактор или типоразмер БП - это конструкция устройства и размеры его корпуса.
Standard ATX с габаритами: 150 × 86 × 140 мм - наиболее распространенный форм-фактор БП. Такими блоками оснащаются обычно системники офисных и игровых компьютеров с большими и средними корпусами типа: Full-Tower и Midi-Tower:
Кроме ATX для компактных корпусов выпускаются БП меньших размеров типа: TFX, SFX и другие.
Львиную долю потребляемой компьютером энергии съедает центральный процессор (CPU) и графический процессор (GPU) видеокарты. Питаются эти устройства постоянным током в 12 вольт.
Жесткому диску (HDD) для вращения также необходимо 12 V. При его запуске потребуется 15-20 ватт мощности и вдвое меньше при работе. Столько же потребляет и оптический дисковод при напряжении 12 V.
Твердотельные накопители (SSD) в зависимости от типа и способа подключения при интенсивной записи могут расходовать до 10 Вт (W).
Контроллеры материнской платы возьмут, в среднем, 20 W. Блок оперативной памяти добавит еще по 5 W на модуль.
Устройства ввода (мышь и клавиатура) при напряжении 5 V расходуют около 2 W.
Раскладка показывает, что БП следует подбирать по суммарному энергопотреблению процессора и видеокарты. То есть по выходной мощности линии 12 V. На этикетке или в характеристиках устройства указываются значения токов, напряжений и мощностей по всем линиям:
Энергопотребление процессора – это количество электроэнергии, которое расходует вычислитель в единицу времени. Согласно закону сохранения энергии, практически вся потребляемая чипом мощность выделяется в виде тепла. Поэтому производители используют показатель TDP (Тепловая Расчетная Мощность), выражающий тепловыделение, на которое подбирается система охлаждения.
TDP - это среднее значение, базовый показатель тепловыделения. Обычно только его и указывают для энергоэффективных процессоров. Например, TDP одного из таких чипов составляет 51 Вт.
Параметры процессора можно посмотреть на сайте ресурса TechPowerUp. Развернув вкладку "База данных", проходим в раздел "CPU DATABASE" и вставляем в строку поиска его название.
TechPowerUp - это популярный сервис, наполненный обширнейшими базами данных процессоров, видеокарт и SSD-накопителей:
Мощные чипы имеют и максимальный TDP, показывающий пиковое потребление при авторазгоне. Производители Intel и AMD по–разному высчитывают максимальный TDP. У Intel параметр PL1 (Power Limit 1) показывает фактическое энергопотребление в стабильном режиме. PL1 часто соответствует базовому TDP, но может быть и больше его. PL2 (Power Limit 2) — это кратковременная максимальная мощность при пиковой нагрузке в авторазгоне. У наиболее производительных процессоров PL1 может равняться PL2:
Исходя из этих показателей, БП в сборке с маломощным "камнем" рассчитываем по TDP, а для производительного процессора используем значение PL2.
В параметрах процессоров AMD вместе с TDP указывается PPT (Package Power Tracking) - максимальная мощность, потребляемая чипом в текущий момент стабильного режима или авторазгона. Если значение PL2 определяет кратковременный пик нагрузки, PPT показывает стабильный уровень максимальной мощности, так как в AMD реализовано гибкое регулирование мощности. В авторазгоне процессор увеличивает свою производительность до значения, которого позволяют достичь системы охлаждения и энергоснабжения. Для большинства процессоров AMD Ryzen PPT составляет 1,35-1,5 TDP:
Как и для интеловских камней, для AMD-чипов при подборе БП используем TDP. А если указан PPT, берем его значение.
Для видеокарт также рассчитывается TDP. Но TDP показывает потребляемую мощность только графического процессора видеокарты (GPU). Полное энергопотребление всей видеокарты, включая GPU, память, подсистему питания и вспомогательные компоненты у компании Nvidia выражается параметром TGP (Total Graphics Power). AMD использует эквивалентный показатель TBP (Total Board Power).
В базах платформы TechPowerUp находим характеристики интересующего нас AMD-адаптера:
или параметры видеокарты Nvidia:
Видим, что в спецификациях нет TGP или TBP. Зато указана рекомендуемая мощность БП.
Итак, при расчете берем рекомендуемые значения БП всех подключенных видеокарт и складываем с показателем PL2 или PPT процессора. Суммарная мощность этих главных потребителей не должна превышать мощности 12-ти вольтовой линии. Если суммарный показатель будет хоть немного больше заявленного значения, БП такую архитектуру не потянет.
Также БП должен выдавать ~100 W для питания других компонентов. Подсчитав общее энергопотребление, умножаем его значение на коэффициент запаса (1,2-1,3), чтобы БП не работал на пределе. Далее округляем итоговое число вверх до ближайшего стандартного БП.
Наиболее комфортный режим обеспечивается при загрузке БП на 50-80% от общей выходной мощности. Устанавливая высокопроизводительный БП в маломощную сборку, мы переплачиваем за электроэнергию и получаем низкую эффективность.
Часть потребляемой БП энергии превращается в тепло. И чем меньше эта часть, тем меньше он греется и тем выше КПД. На этикетках некоторых БП имеется маркировка 80 PLUS, означающая, что устройство сертифицировано по КПД. Спецификация энергоэффективности проводится по инициативе самих производителей и является добровольной. Она стимулирует компании к созданию более эффективных устройств. БП выпускаются со следующими значениями КПД:
Для домашнего или офисного компьютера оптимальным будет БП с базовым показателем 80 PLUS. Топовые модели 80 PLUS Gold или 80 PLUS Titanium более эффективны, но они значительно дороже.
Правильно рассчитываем энергопотребление сборки, определяемся с коннекторами и КПД - осмысленно подбираем блок питания.
