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
ę
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
ę
si
ę
najta
ń
szym
zasilaczem trzystuwatowym, a zaoszcz
ę
dzone pieni
ą
dze zainwestuj
ę
w pami
ęć
lub jeszcze szybszy procesor.
Pó
ź
niej zaczynaj
ą
si
ę
schody - pecet zawiesza si
ę
w najmniej spodziewanych momentach, chocia
ż
wszystkie
jego elementy sprawdzane osobno s
ą
absolutnie sprawne. W ten sposób powstaje wiele krzywdz
ą
cych opinii,
jak to płyta główna X "nie lubi si
ę
" z kart
ą
graficzn
ą
Y albo jak niestabilnym systemem jest Windows.
Tymczasem cz
ę
sto okazuje si
ę
, i to po kosztownych eksperymentach w rodzaju wymiany komponentów,
ż
e
wła
ś
nie ów niedoceniony przy zakupie zestawu zasilacz jest przyczyn
ą
wszystkich problemów. Po prostu
pracuj
ą
c na granicy swych (rzeczywistych, a nie nominalnych) mo
ż
liwo
ś
ci, dostarcza napi
ęć
dalekich od
katalogowych. Uruchomienie za
ś
w tej sytuacji najnowszego Unreala czy Dooma III powoduje,
ż
e napi
ę
cie
pr
ą
du zasilaj
ą
cego procesor czy kart
ę
graficzn
ą
znacznie si
ę
obni
ż
a.
Przygody te zdarzaj
ą
si
ę
do
ść
cz
ę
sto overclockerom, którzy podkr
ę
caj
ą
wszelkie mo
ż
liwe zegary
i napi
ę
cia oraz podł
ą
czaj
ą
przedziwne wentylatory. Niestabilne działanie dopiero co doło
ż
onej czwartej,
przetaktowanej ko
ś
ci pami
ę
ci zrzucane jest oczywi
ś
cie na karb marnego wykonania owego układu, a nie
zasilacza, który wprawdzie kosztował 50 zł, ale ma moc (na etykietce...) a
ż
300 W. Na nic si
ę
zda sprawdzanie
w setupie płyty głównej napi
ęć
dostarczanych przez zasilacz - CPU, karta graficzna i dyski twarde pobieraj
ą
wtedy znikome ilo
ś
ci pr
ą
du. Lepszym rozwi
ą
zaniem s
ą
programy monitoruj
ą
ce parametry pracy
poszczególnych komponentów, jednak i te aplikacje mog
ą
zawie
ść
. Po zawieszeniu komputera odczytanie ich
wskaza
ń
stanie si
ę
trudne, a i
ś
ledzenie ich w trakcie np. grania nie b
ę
dzie łatwe. W tej sytuacji warto
zastosowa
ć
si
ę
do starej maksymy, i
ż
lepiej zapobiega
ć
, ni
ż
leczy
ć
, i przed wyborem konkretnej obudowy b
ą
d
ź
zasilacza zrobi
ć
"energetyczny rachunek sumienia".
Ad. 2. Zapotrzebowanie energetyczne podzespołów komputerowych
•
Mikroprocesor
W
ś
ród komponentów peceta palm
ę
pierwsze
ń
stwa pod wzgl
ę
dem poboru pr
ą
du dzier
ż
y niew
ą
tpliwie
CPU. Ten niepozorny w sumie element potrafi zu
ż
ywa
ć
tyle energii co osiemdziesi
ę
cio-, a nawet stuwatowa
ż
arówka. I cho
ć
przyj
ę
ło si
ę
uwa
ż
a
ć
,
ż
e im nowszy procesor, tym wi
ę
cej potrzebuje pr
ą
du, warto pami
ę
ta
ć
,
ż
e
zale
ż
no
ść
ta obowi
ą
zuje tylko w ramach jednej rodziny procesorów, wytwarzanych w tym samym procesie
technologicznym. Starsze technologie odznaczały si
ę
znacznie wi
ę
kszym zapotrzebowaniem na energi
ę
ni
ż
obecnie stosowane, dlatego te
ż
stary Pentium 4 2,0 GHz (Willamette) dopiero ostatnio stracił miano "grzałki
wszech czasów" na rzecz Pentium 4 3,2C.
Nale
ż
y przy tym pami
ę
ta
ć
,
ż
e zaopatrzenie CPU w energi
ę
wymaga dostarczenia o ok. 1/4 wi
ę
kszej
mocy, ni
ż
wynosi zapotrzebowanie samego procesora. Sprawno
ść
regulatorów napi
ę
cia przetwarzaj
ą
cych
napi
ę
cie 12 V, płyn
ą
ce z zasilacza, na wła
ś
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
ż
, by obliczy
ć
pr
ą
d, jaki pobierze procesor z zasilacza, nale
ż
y posłu
ż
y
ć
si
ę
nast
ę
puj
ą
cym wzorem:
I = ((Vcore * Acore)/12) * 1,25
gdzie: I - nat
ęż
enie pr
ą
du, Vcore - napi
ę
cie zasilaj
ą
ce rdze
ń
procesora, Acore - pobór pr
ą
du przez rdze
ń
CPU
St
ą
d te
ż
bierze si
ę
dysproporcja pomi
ę
dzy katalogowym poborem mocy dla poszczególnych układów
a uwzgl
ę
dnionym w naszym zestawieniu. Podobna sytuacja zachodzi w przypadku wszystkich podzespołów
zasilanych "nietypowym" napi
ę
ciem, które wytwarzane jest przez przetwornice płyty głównej - np. pami
ę
ci DDR.
•
Karta graficzna
Kolejnym po
ż
eraczem energii w naszym pececie jest z pewno
ś
ci
ą
karta graficzna. O ile "bud
ż
etowe"
konstrukcje zachowuj
ą
si
ę
przyzwoicie, zadowalaj
ą
c si
ę
zazwyczaj ok. 10 watami energii, o tyle najlepsze
modele, bazuj
ą
ce na najbardziej wydajnych wersjach układów graficznych, cz
ę
sto przekraczaj
ą
limit pr
ą
dowy
magistrali AGP, wynosz
ą
cy 25 W. Karty takie łatwo rozpozna
ć
po dodatkowym gnie
ź
dzie zasilaj
ą
cym typu
Molex +12V/+5V. Tak du
ż
e zapotrzebowanie na energi
ę
elektryczn
ą
wydajnych kart graficznych wynika nie
tylko z "apetytu" samych procesorów graficznych, ale i z wyposa
ż
ania ich w coraz wi
ę
ksz
ą
ilo
ść
pami
ę
ci.
Najbardziej pr
ą
do
ż
erne konstrukcje, bazuj
ą
ce np. na układzie GeForce FX 5800, pobieraj
ą
w trybie 3D nawet
70 W.
•
Nap
ę
dy pami
ę
ci masowych
Nast
ę
pne "w kolejce" po energi
ę
elektryczn
ą
s
ą
wszelkiego rodzaju nap
ę
dy pami
ę
ci masowych. Cho
ć
jednostkowo nie pobieraj
ą
one zbyt du
ż
o energii, to problem powstaje, gdy w pececie jest wi
ę
ksza liczba
dysków. Zaczynamy zwykle od jednego nap
ę
du optycznego i dysku, by po kilku latach sko
ń
czy
ć
na dwóch
nap
ę
dach optycznych oraz dwóch (albo i trzech) dyskach twardych (bo starego nie opłaca si
ę
sprzedawa
ć
).
Tymczasem ka
ż
de z tych urz
ą
dze
ń
oznacza zapotrzebowanie na 5-20 watów energii elektrycznej. Co
charakterystyczne, pobór pr
ą
du przez dyski twarde w minimalnym stopniu (b
ą
d
ź
wcale) nie zale
ż
y od
pojemno
ś
ci dysku. Z reguły parametry elektryczne wspólne s
ą
dla całej rodziny nap
ę
dów i zale
żą
od
pozostałych wła
ś
ciwo
ś
ci urz
ą
dzenia, takich jak np. pr
ę
dko
ść
obrotowa talerzy.
•
Dodatkowe wentylatory
Jeszcze kilka lat temu montowanie dodatkowych wentylatorów w obudowie uznawane było za lekk
ą
ekstrawagancj
ę
. Dzi
ś
nikt ju
ż
konieczno
ś
ci zapewnienia wła
ś
ciwego obiegu powietrza nie neguje, cho
ć
z realizacj
ą
tego postulatu nie jest, niestety, najlepiej. Wi
ę
kszo
ść
obudów ma co prawda miejsce na dodatkowy
wentylator pod zasilaczem, jednak gniazda pozostałych wiatraczków umieszczone s
ą
cz
ę
sto bezsensownie.
Typowy przypadek to jedno b
ą
d
ź
dwa gniazda zamontowane za przedni
ą
maskownic
ą
, w której nie ma
ż
adnych
otworów. W takiej sytuacji wentylator wytwarza jedynie podci
ś
nienie pod przedni
ą
ś
ciank
ą
i niemiłosiernie
hałasuje.
Za wzorcowe pod wzgl
ę
dem mo
ż
liwo
ś
ci zapewnienia wła
ś
ciwego chłodzenia nale
ż
y uzna
ć
obudowy
Chiefteca (oraz bazuj
ą
ce na ich szkielecie konstrukcje firm Antec, Thermaltake i Coolermaster). Jest tam
wystarczaj
ą
co du
ż
o miejsca na dwa wentylatory zasysaj
ą
ce i tyle
ż
wyci
ą
gaj
ą
cych powietrze z obudowy
(w niektórych wersjach dochodz
ą
jeszcze wiatraczki montowane na
ś
ciankach bocznych). Umo
ż
liwiaj
ą
one
odprowadzenie naprawd
ę
poka
ź
nej ilo
ś
ci ciepła z wn
ę
trza obudowy. Mo
ż
na by si
ę
zapyta
ć
, czy tyle
wentylatorów to nie przesada - otó
ż
nie. Zamontowanie du
ż
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
ż
enie strumieni powietrza przepływaj
ą
cych
przez obudow
ę
, a wi
ę
c wydajniejsze chłodzenie poszczególnych komponentów. Dodatkowe wentylatory nie
zawsze jednak zapewniaj
ą
lepsze chłodzenie - ich niewła
ś
ciwe zamontowanie powoduje,
ż
e powietrze kr
ąż
y na
krótkich trasach, omijaj
ą
c tak newralgiczne punkty, jak CPU czy karta graficzna. Dlatego te
ż
przydałaby si
ę
mo
ż
liwo
ść
zamykania niewykorzystanych otworów w obudowie, tak by przedwcze
ś
nie nie uciekało z niej
nienagrzane powietrze. Niestety, nie przewidział tego
ż
aden producent.
Najdalej w zapewnianiu odpowiedniego chłodzenia posun
ę
ła si
ę
firma Thermaltake, która oferuje pod
własn
ą
mark
ą
zmodyfikowane obudowy Chiefteca. Nie do
ść
,
ż
e standardowo obsadziła wentylatorami
wszystkie dost
ę
pne gniazda, to jeszcze dodała wy
ś
wietlacz temperatury wewn
ą
trz obudowy oraz
trójpoło
ż
eniowy przeł
ą
cznik steruj
ą
cy prac
ą
wentylatorów. Podobna obudowa Anteca wyposa
ż
ona została w
rozbudowany panel, pozwalaj
ą
cy na niezale
ż
ne sterowanie wszystkimi wentylatorami (produkcji Zalmana). Za
to urz
ą
dzenie (i komplet wentylatorów) trzeba jednak sporo dopłaci
ć
.
Ad. 3. Dobór mocy zasilacza do potrzeb podzespołów komputerowych
Aby stwierdzi
ć
, o jakiej mocy zasilacz jest nam naprawd
ę
potrzebny, musimy zsumowa
ć
zapotrzebowanie na energi
ę
wszystkich podzespołów komputera. Przy podsumowaniach takich trzeba
pami
ę
ta
ć
,
ż
e poszczególnych obwodów zasilaj
ą
cych nie mo
ż
na obci
ąż
a
ć
w dowolny sposób. Ka
ż
dy zasilacz
powinien by
ć
zaopatrzony w tabliczk
ę
znamionow
ą
, na której wyszczególnione s
ą
maksymalne obci
ąż
enia
poszczególnych napi
ęć
. Przekroczenie któregokolwiek z nich spowoduje w najlepszym wypadku wył
ą
czenie
zasilacza, a cz
ę
sto niestety jego zniszczenie.
Cho
ć
stosunkowo łatwo wyliczy
ć
mo
ż
emy, ile energii pochłania nasz pecet, to zasilacz o mocy dobranej
"na styk" nie jest dobrym rozwi
ą
zaniem. Po pierwsze, pozbawiamy si
ę
mo
ż
liwo
ś
ci rozbudowy naszego peceta,
a przynajmniej skazujemy si
ę
na szybsz
ą
wymian
ę
zasilacza. Po drugie, najta
ń
sze zasilacze cz
ę
sto moc
ą
znamionow
ą
wykazuj
ą
si
ę
jedynie na nalepce. Ich trwało
ść
pod pełnym obci
ąż
eniem mo
ż
e by
ć
katastrofalnie
niska. Zreszt
ą
nawet konstrukcje renomowanych producentów nie s
ą
projektowane do ci
ą
głej pracy "na maksa".
Po trzecie, wiele tzw. cichych zasilaczy zaczyna hałasowa
ć
przy du
ż
ym obci
ąż
eniu. Po czwarte wreszcie,
z nominalnej mocy zasilacza odliczy
ć
musimy od 15 do 25 W przeznaczonych na nieu
ż
ywane praktycznie
napi
ę
cia -5 V i -12 V oraz +5 V, wykorzystywane jedynie do podtrzymania pracy komputera w trybie u
ś
pienia
(tzw. +5 Vsb).
Dlatego te
ż
zasilacz nale
ż
y dobiera
ć
z przynajmniej 20-procentowym zapasem, je
ś
li za
ś
decydujemy
si
ę
na tani podzespół nieznanego producenta, lepiej ten margines bezpiecze
ń
stwa jeszcze zwi
ę
kszy
ć
. Stosuj
ą
c
si
ę
do powy
ż
szych zalece
ń
, mo
ż
na przyj
ąć
,
ż
e dla dwóch słabszych z naszych przykładowych konfiguracji
(patrz tabelka poni
ż
ej) zupełnie wystarczaj
ą
cy jest porz
ą
dny, trzystuwatowy zasilacz. Trzecia konfiguracja le
ż
y
co prawda w zasi
ę
gu mo
ż
liwo
ś
ci "trzysetki", ale bezpieczniej b
ę
dzie zainwestowa
ć
w urz
ą
dzenie o mocy
350 W. Czwarta, dwuprocesorowa konstrukcja nie pozwoli nam raczej na
ż
adne oszcz
ę
dno
ś
ci.
Niestety, niektóre zasilacze mog
ą
mie
ć
problemy z zaopatrzeniem w energi
ę
najprostszej
z przedstawionych konfiguracji. Zasilacze MAV-300-P4 i MAV-300-W nieznanego producenta (montowane
wobudowach 2N i Xpower) mog
ą
dostarczy
ć
napi
ę
cie +12 V przy nat
ęż
eniu odpowiednio 8 i 10 A. Nawet przy
zastosowaniu najoszcz
ę
dniejszych ze współczesnych procesorów mo
ż
e zabrakn
ąć
energii na zasilanie nap
ę
du
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
ś
NYCH KONFIGURACJACH SPRZ
Ę
TOWYCH
Pobór pr
ą
du
Przykładowe konfiguracje
Potrzebna moc zasilacza
Komponent
+3,3 V
+5
V
+12
V
konf.
1
konf.
2
konf.
3
konf.
4
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
A
-
-
1 szt.
-
-
-
126,0 W
-
Athlon MP 2600+*
-
-
6,3 A
-
-
-
2 szt.
-
-
-
151,2 W
Płyta główna
3,5 A
2,5
A
-
1 szt. 1 szt. 1 szt. 1 szt.
24,1 W
24,1 W
24,1 W
24,1 W
Wentylator na procesorze
-
-
0,25
A
1 szt. 1 szt. 1 szt. 2 szt.
3,0 W
3,0 W
3,0 W
6,0 W
Wentylatory dodatkowe
-
-
0,25
A
1 szt. 2 szt. 2 szt. 3 szt.
3,0 W
6,0 W
6,0 W
9,0 W
DDR 256 MB*
1,125
A
-
-
1 szt. 2 szt. 2 szt. 4 szt.
3,7 W
7,4 W
7,4 W
14,9 W
Karta graficzna AGP
3,0 A
-
-
1 szt.
-
-
1 szt.
9,9 W
-
-
9,9 W
Bardzo wydajna karta
graficzna AGP
7,5 A
-
-
1 szt. 1 szt.
-
-
24,8 W
24,8 W
-
Modem PCI
-
0,5
A
-
1 szt. 1 szt. 1 szt. 1 szt.
2,5 W
2,5 W
2,5 W
2,5 W
Karta d
ź
wi
ę
kowa PCI
0,5 A
0,5
A
-
1 szt. 1 szt. 1 szt.
-
4,2 W
4,2 W
4,2 W
-
Karta sieciowa PCI
0,4 A
0,4
A
-
1 szt. 1 szt. 1 szt. 2 szt.
3,3 W
3,3 W
3,3 W
6,6 W
HDD 40GB 5400 EIDE
-
0,6
A
0,24
A
1 szt.
-
-
-
6,1 W
-
-
-
HDD 120GB 7200 SATA
-
0,8
A
0,45
A
-
1 szt. 2 szt.
-
-
9,4 W
18,8 W
-
HDD 72GB 15000 SCSI320
-
0,9
A
1,05
A
-
-
-
4 szt.
-
-
-
68,4 W
Zaawansowany kontroler
SCSI
1,0 A
3,5
A
-
-
-
-
1 szt.
-
-
-
20,8 W
Nap
ę
d CD-RW
-
1,2
A
0,8 A 1 szt. 1 szt. 1 szt. 1 szt.
15,6 W
15,6 W
15,6 W
15,6 W
Nap
ę
d DVD
-
1,2
A
1,1 A
-
1 szt. 1 szt.
-
-
19,2 W
19,2 W
-
Stacja dyskietek
-
0,8
A
-
1 szt. 1 szt. 1 szt. 1 szt.
4,0 W
4,0 W
4,0 W
4,0 W
Urz
ą
dzenia USB
-
0,5
A
-
1 szt. 2 szt. 3 szt. 1 szt.
2,5 W
5,0 W
7,5 W
2,5 W
Urz
ą
dzenia FireWire
-
1,5
A
-
-
1 szt. 1 szt.
-
-
7,5 W
7,5 W
-
Klawiatura
-
0,2
A
-
1 szt. 1 szt. 1 szt. 1 szt.
1,0 W
1,0 W
1,0 W
1,0 W
Mysz
-
0,2
A
-
1 szt. 1 szt. 1 szt. 1 szt.
1,0 W
1,0 W
1,0 W
1,0 W
Nat
ęż
enie pobieranego pr
ą
du (dla nap. +3,3 V,+5 V/+12V)
65,9/79,6
A
101,2/133,2
A
107,7/168,6
A
111,7/226,2
A
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
ą
du podany z uwzgl
ę
dnieniem strat na regulatorze napi
ę
cia
URZADZENIA TECHNIKI KOMPUTEROWEJ – klasa II
technik informatyk 312[01]/T/MENiS/2004.06.14
B. Dubińska, T. Dobosz - TZN 2006/2007
str. 5
Ad. 4. Praca domowa
Dobierz zasilacz do komputera pracuj
ą
cego w najnowszej, wybranej przez Ciebie, konfiguracji:
•
mikroprocesor dwurdzeniowy
•
pami
ęć
DDR 2
•
karta graficzna montowana w zł
ą
czu PCI Express