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