τι πρέπει να ξέρετε για το τροφοδοτικό ενός PC


   
τι πρέπει να ξέρετε για το τροφοδοτικό ενός PC
 Μια και σήμερα η ισχύς που ζητάει ένα απαιτητικό pc (όπως τα δικά μας για παράδειγμα) έχει αυξηθεί σε μεγάλο βαθμό (αν και στο προσεχές μέλλον τα πράγματα θα αλλάξουν, και θα δείτε να μειώνονται οι απαιτήσεις σε ρεύμα), μερικές πληροφορίες για το πως θα επιλέξουμε και πως να αναγνωρίζουμε ένα καλό τροφοδοτικό θα είναι χρήσιμες.

ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Προσοχη! Είναι επικίνδυνο να ανοίξετε και να επέμβετε εσωτερικά σε ένα τροφοδοτικό, ακόμα και αν το έχετε αποσυνδέσει από το ρεύμα! 
ΤΑΣΕΙΣ:

12v και τα λοιπά:
Το πρώτο πράγμα που οι περισσότεροι κοιτάνε σε ένα τροφοδοτικό είναι στις τάσεις που βγάζει ποια είναι η ένταση τους (Amperes). Σύμφωνα με το πρότυπο ATX 2.2 (ανακοινώθηκε το 2004), οι 12βολτες τάσεις θα πρέπει να διαχωρίζονται εσωτερικά με μέγιστη ένταση 18 Amperes ανά γραμμή. Αυτό έγινε γιατί οι απαιτήσεις σε 12βολτη τάση έχει ανέβει κατά πολύ και αν έπεφτε όλο το load σε μία γραμμή, ακόμα και αν έχει μεγάλη ικανότητα σε Amper θα υπήρχαν προβλήματα υπερθέρμανσης, παράσιτων, κ.λ.π. Αρχικά λοιπόν κοιτάμε το τροφοδοτικό μας να είναι συμβατό με αυτό το πρότυπο (ειδικά αν πηγαίνουμε για σύστημα SLI/Crossfire) και να έχει "ανεξάρτητες" γραμμές (εντός εισαγωγικών γιατί δεν είναι πραγματικά ανεξάρτητες γραμμές). Εννοείται ότι κοιτάμε πολύ προσεκτικά πόσο combined power βγάζει στις 5v & 3.3v. Υπάρχουν τροφοδοτικά 600άρια στην αγορά με 150w combined power εκεί, και υπάρχουν και μικρότερα (π.χ. HEC 550w) με 185w. Αυτά πρέπει να τα λαμβάνουμε υπόψη, και να μην κοιτάμε ΜΟΝΟ την 12βολτη, ένα λάθος που κάνουν αρκετοί.

Combined power:
Παρακάτω, μια και έχω εξηγήσει τι είναι το combined power, κάνω copy paste από το ανάλογο topic.
Πολύς κόσμος νομίζει ότι combined power σημαίνει το άθροισμα της απόδοσης σε Watt των power rails. Όμως δεν είναι έτσι. Το сombined power είναι το μέγιστο έργο που μπορούν να αποδώσουν δύο power rails μαζί συνδυασμένα, άσχετα από την ανεξάρτητη συνολική τους θεωρητική απόδοση (συνήθως μιλάμε για τις δύο τάσεις των 5v και 3.3v. H 12βολτη δεν εμπλέκεται στα νεότερα τροφοδοτικά διότι συνήθως είναι πλήρως ανεξάρτητη γραμμή).
Ας πούμε λοιπόν ότι έχουμε ένα τροφοδοτικό που δίνει 120w στην 5v (5v x 24A) και 99 στην 3.3 (3.3v x 30A). Σύνολο 219Watt. Όμως τα περισσότερα τροφοδοτικά λένε πάνω με επιλεγμένες τις δύο προαναφερόμενες τάσεις κάτι σαν "Combined power xxx". Όπου 'xxx' πάντα ένα νούμερο μικρότερο της μέγιστης ονομαστικής ισχύς κατά πολύ, και λιγότερο και από το άθροισμα της απόδοσης των δύο τάσεων μαζί. Στην περίπτωση μας ας πούμε ότι λέει 185W combined power. Ακόμα και αν το τροφοδοτικό έχει συνολική ονομαστική ισχύ 500w. Αυτό σημαίνει το εξής... ότι αν και θεωρητικά οι δύο γραμμές μαζί δίνουν 219w, AN ζητάμε ισχύ και από τις δύο, η συνολική τους παροχή φτάνει ΜΕΧΡΙ 185w. Δηλαδή αν και συνολικά έχουν απόδοση 24A+30A=54 Amperes, δεν γίνεται να δώσουν και τα δύο μαζί πάνω από 45 Amperes. Αυτό ακριβως είναι το combined power και έχει ιδιαίτερη σημασία στην σταθερότητα του συστήματος, κυρίως γιατί οι τάσεις αυτές αφορούν τις θύρες PCI, PCI-express (οι PCIe χρησιμοποιούν και την 12βολτη) και AGP, τον memory controller, την CPU, τις μνήμες, και άλλα ευαίσθητα για την σταθερότητα του pc μας, εξαρτήματα. Επίσης κυρίως γιατί ένας υπολογιστής ζητάει ρεύμα "άναρχα" ανάλογα τις ανάγκες οι οποίες μεταβάλλονται απότομα. Και το combined power έχει περισσότερο σημασία ακόμα και από τα συνολικά amperes που δίνει ο κάθε κατασκευαστής στην κάθε τάση ανεξάρτητα ή από το συνολικό wattage. Εκεί παίζει ρόλο το καλό τροφοδοτικό και οι ικανότητες του στα απότομα peaks της ζήτησης ρεύματος από την πλευρά του pc. Προφανώς βέβαια όσο ανεβαίνει το συνολικό wattage, ανεβαίνει και το combined power.

Modular ή οχι:
Τα τροφοδοτικά modular είναι κατά πολλούς πρακτικά. Όμως στην πραγματικότητα καλύτερο θα ήταν να μην τα χρησιμοποιούμε (βέβαια και το δικό μου modular είναι...). 
Ο λόγος είναι ότι σε μία γραμμή που μεταφέρουμε ρεύμα, θέλουμε όσο το δυνατόν λιγότερους συνδέσμους γίνεται (βύσματα) διότι υπάρχουν απώλειες. Μπορεί μεν λόγω της μικρής απόστασης του αγωγού (καλώδιο) να μην είναι μεγάλες αλλά υπάρχουν όπως επίσης και διαρροές και προβλήματα παρασίτων πιθανώς. Δεν είναι θέμα τελειομανίας δικής μου (δεν είμαι ΤΟΣΟ βλαμμενος) αλλά απλής αρχής ηλεκτρολογίας. Φυσικά η τελική επιλογή είναι θέμα χρήστη.

ΕΣΩΤΕΡΙΚΑ:

Εδώ γίνεται ο μεγάλος χαμός. Συνήθως, κανείς δεν βλεπει τα εσωτερικά του τροφοδοτικού του πριν το αγοράσει. Μπορεί όμως να βρει στο Internet κάποιο review με εσωτερικές photo. Δεν έχει σημασία αν επεξηγείται απο το εκάστοτε άρθρο. Ακόμα και αν δεν έχουμε πολλές γνώσεις ηλεκτρολογικών, μπορούμε να βγάλουμε συμπεράσματα για την ποιότητα του τροφοδοτικού απο μερικά σημεία κλειδιά.

1. Στο αρχικό φιλτερινγκ (όπως κοιτάμε εσωτερικά το τροφοδοτικό, στο σημείο που παίρνει ρεύμα από το καλώδιο) υπάρχουν κάποια ηλεκτρολογικά εξαρτήματα. Οπωσδήποτε να έχει δύο πηνία από φερρίτη και όχι ένα, οπωσδήποτε varistor οξειδίου και έναν ή δύο πολυεστερικούς πυκνωτές. Οτιδήποτε λιγότερο δείχνει αρχικά ελλειπή κατασκευή.
Παρακάτω βλέπετε ένα τυπικό τροφοδοτικό για pc (switch type PSU) με ενδείξεις τι να κοιτάτε στο αρχικό και δευτερεύον filtering stage (από το κορυφαίο site, hardware secrets).



2. Πυκνωτές. Οτιδήποτε μη κινέζικο, κατά προτίμηση Made in Japan (ή εναλλακτικά από σοβαρή Ταϊβανέζικη εταιρία) είναι ένα πολύ καλό χαρακτηριστικό. Αν μπορείτε να το ξέρετε πριν αγοράσετε, τόσο το καλύτερο. Π.χ. τουλάχιστον να είναι σαν τους παρακάτω της Fuhjyyu (ή καλύτεροι):


3. Σοβαρές ψύκτρες για τους ανορθωτές και τους ισοσταθμιστές ροής. Οσο πιο καλή κατασκευή (όχι φλατ, σωστά φινς, ακόμα καλύτερα με τρύπες για καλύτερο airflow) τόσο το καλύτερο. Τουλάχιστον να είναι όπως στην φωτό στην χειρότερη περίπτωση.. Πίστεύω όλοι γνωρίζουμε να αξιολογούμε οπτικά τις καλές ψυκτρες από τις μάπες. 
Επίσης καλό είναι να υπάρχουν ξεχωριστοί ανορθωτές για όλες τις τάσεις (για τα 3.3v, για τα 5v και για τα 12v). Αν υπάρχουν και copper blocks ανάμεσα για ταχύτερή διαμεταγωγή θερμότητας στην ψύκτρα, ακόμα καλύτερα.


4. Ανεμιστήρες Active PFC (ρυθμίζουνε τις στροφές ανάλογα την θερμοκρασία). Είναι must. Καλό είναι να υπάρχει ξεχωριστό υπο-κύκλωμα (όπως στο σχέδιο)


(http://www.hardwaresecrets.com/imageview.php?image=5584)

5. Οσο περισσότεροι αισθητήρες θερμοκρασίες εσωτερικά τόσο το καλύτερο.

6. Ασφάλεια σε ειδική αντιεκρηκτική & αντιπυρική θήκη. Αν θέλουμε να ξαναδουλέψει το τροφοδοτικό μας μετά από βαρβάτο power spike, τότε είναι βασικό να υπάρχει.

7. Και τέλος ένας "μπακάλικος" τρόπος αξιολόγησης.. Το βάρος. Τα καλά τροφοδοτικά έιναι βαριά λόγω καλύτερων μεγαλύτερων ψυκτρών, μεγάλων ανεξάρτητων πυκνωτών, κ.λ.π. Δεν είναι επιστημονικός τρόπος, αλλά είναι ρεαλιστικός. Προφανώς σε συνδυασμό με τα παραπάνω.

Παρακάτω έχουμε 4 τροφοδοτικά (αναφέρω κάτω από την κάθε φωτό τι είναι το καθένα)... 
* photos από Xbitlabs *


1. CoolerMaster iGreen Power RS-600-ASAA (600W)




2. Antec TruePower 2.0 TPII-550 (550W)




3. Corsair CMPSU-620HX (620W)




4. High Power HPC-560-A12S (560W)



Φυσικά κανένα από τα παραπάνω τροφοδοτικά δεν κατασκευάζονται από τους ίδιους. Tο Antec είναι ΟΕΜ φθήνη έκδοση (τις προδιαγραφές τις δίνει η Antec στον κατασκευαστή, γι'αυτό και είναι καλύτερα να αγοράζετε το προϊόν του original κατασκευαστή, τα rebranded έχουν συνήθως χειρότερη ποιότητα υλικών) του 550 HEC Windmill. To Cooler master είναι της Hi-Pro που με την σειρά της τα αγοράζει και τα κάνει rebrand από την Topower. Το Сorsair είναι της Seasonic. Το Hi-power (το τελευταίο) είναι της HPC, της εταιρίας που προμήθευε και την Thermaltake παλαιότερα.

Από τα τέσσερα παραπάνω, το Corsair (Seasonic) δείχνει το καλυτερο εσωτερικά, (και δεύτερο θα έλεγα ότι είναι το HPC). 
1. Σωστές ψύκτρες. 
2. Πλακέτα σοβαρή και όχι από πολυαμίδιο. 
3. Καλύτερες κολλήσεις. 
4. Τα καλώδια έχουν "μπόσικα" και δεν είναι κολλημένα στην πλακέτα τσίμα-τσίμα (όπως π.χ. στο HPC)
5. Ο κεντρικός πυκνωτής είναι Hitachi (ο μπλε) ενώ και στο Antec είναι καλοί. Διαθέτει δύο μικρότερους της Fuhjyyu αντί για έναν μεγαλύτερο (μερικά καλά στοιχεία από την HEC πέρασαν και στο rebranded αλλά γενικά εσωτερικά δεν έχει και πολύ σχέση με αυτά που φέρουν το brandname Heroichi). 

Γενικά με βάση τα παραπάνω στοιχεία μπορείτε να καταλάβετε πιο είναι το πιο σωστό παρόλο που οι φωτό είναι από την μία πλευρά μόνο.


ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ:

Mean time between failures (MBTF): Ο υπολογισμένος από τον κατασκευαστή χρόνος μέχρι το τροφοδοτικό να σταματήσει να λειτουργεί λόγω φθοράς. Συνήθως είναι μεγάλος, π.χ. 100.000 ώρες ή περισσότερο. Δεν είναι απόλυτος αριθμός, πολλές φορές ξεπερνιέται από την συσκευή κατά πολύ.

Peak Inrush Current: Το μέγιστο ποσό ρεύματος που "τραβάει" το τροφοδοτικό σε μία συγκεκριμένη στιγμή αμέσως αφού πατήθεί το power on. Αναφέρεται σε amps σε μία τάση τροφοδοσίας συγκεκριμένη (π.χ. 220/230V). Όσο χαμηλότερο, τόσο λιγότερο θερμικό σοκ έχει το σύστημα.

Hold-Up Time: Ο χρόνος (σε miliseconds) που ένα τροφοδοτικό μπορεί να δίνει το μέγιστο (εντός των προδιαγεγραμένων τάσεων) όταν μείνει στιγμιαία χωρίς καθόλου παροχή τροφοδοσίας (π.χ. στιγμιαία διακοπή). Αυτό το έχω δει να συμβαίνει σε τρία pc σε Lan party, όπου από τα τρία μόνο το ένα (με HEC τροφοδοτικό) έμεινε αναμένο ενώ τα άλλα δύο κάνανε reboot. Σύνηθεις τιμές είναι από 12 ως 30ms. Όσο περισσότερο, τόσο καλύτερα. Προδιαγραφές ΑΤΧ: 17ms.

Transient Response: Ο χρόνος (σε microseconds) που χρειάζεται ένα τροφοδοτικό για να επαναφέρει τις τάσεις εξόδου εντός προδιαγραφών μετά από αυξομείωση της ζήτησης ρεύματος από το Pc μας (π.χ. όταν σταματήσει να δουλέυει μια συσκευή όπως CD-ROM για παράδειγμα, και το αντίθετο δηλαδή όταν ξεκινήσει μία συσκευή ή και περισσότερες).

Overvoltage Protection: Οπωσδήποτε δεν αγοράζουμε τροφοδοτικό που δεν διαθέτει. Η λειτουργία απλή... Αν μια από τις τάσεις εξόδου ξεπεράσει κάποιο ορισμένο όριο, το τροφοδοτικό κάνει shutdown για να μην γίνει ζημιά.

Thermal protection κ.α.:
Σήμερα τα τροφοδοτικά έχουν πολλές προστασίες όπως θερμική προστασία, προστασία από βραχυκύκλωμα, κ.λ.π. Οι βασικές που πρέπει να κοιτάμε εκτός από το overvoltage είναι, θερμική προστασία (thermal protection), προστασία από βραχυκύκλωμα (short circuit protection), και undervoltage protection (δείτε παρακάτω).

Maximum Load Current: Το μέγιστο φορτίο που μπορεί να μεταφερθεί με ασφάλεια σε μιά συγκεκριμένη τάση εξόδου. Τα amps που κοιτάμε κι εμείς για την κάθε τάση.

Minimum Load Current: Το αντίθετο από το παραπάνω. Αν η τάση που ζητέιται είναι μικρότερη από το μινιμουμ που μπορεί να δώσει το τροφοδοτικό, τότε κάνει shutdown (undervoltage protection) διαφορετικά θα πάθει ζημιά.

Load Regulation: Η άυξηση/μείωση της κάθε τάσης εξόδου όσο αυξάνει ή μειώνει και η ζήτηση ρεύματος από το pc. Δηλαδή αν έχουμε πολλές συσκευές 12v τότε πέφτει, αν έχουμε λίγες αυξάνει, κ.λ.π. Υπάρχει όριο στο +/- που μπορεί κάθε τάση εξόδου να φτάσει, και συνήθως αναφέρεται με ποσοστό %.

Efficiency: Ο δείκτης κατανάλωσης/απόδοσης ενός τροφοδικού. 100% σημαίνει ότι καταναλώνει ακριβώς όσο έργο παράγει (π.χ. 600w κατανάλωση για 600w έργο). Κανένα τροφοδοτικό δεν φτάνει εκεί, ούτε ακόμα και τα redundant. Ένας δείκτης 80%+ είναι καλός. Όσο πιο κοντά στο 100% τόσο καλύτερα.


ΤΡΙΚ ΤΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΩΝ:

Πως μας "ξεγελάνε" διάφοροι κατασκευαστές τροφοδοτικών... Εντός εισαγωγικών γιατί ουσιαστικά ότι ισχυρίζονται ισχύει... αλλά...

1. Peak power. Όλα τα τροφοδοτικά μπορούν για μικρό χρόνο να δώσουν παραπάνω έργο από το ονομαστικό. Αν συνεχιστεί για πολλή ώρα, είτε μας καίει την ασφάλεια, είτε υπερθερμαίνεται και το thermal protection μας κάνει shutdown. Σε καμία περίπτωση δεν μπορεί το Peak output να δίνεται σαν ονομαστικό έργο. 

2. Μετρήσεις μέγιστου έργου σε μη ρεαλιστικές θερμοκρασίες. Τα τροφοδοτικά τύπου switch πέφτουν σε απόδοση όσο ανεβαίνει η θερμοκρασία εσωτερικά. Η απόδοση του έργου πρέπει να μετριέται σε θερμοκρασία που αντικατοπτρίζει τις πραγματικές συνθήκες λειτουργίας και όχι πλασματικές. Δηλαδή σε θερμοκρασία 50с και όχι παρακάτω. Από την στιγμή που ένας κατασκευαστής δίνει μετρήσεις σε χαμηλότερες (π.χ. σε 40с ή ακόμα χειρότερα σε 25с), είναι μια πρώτη ένδειξη ότι κάτι δεν πάει καλά. Για κάθε 1 βαθμό Κελσίου παραπάνω από την τιμή που έχει μετρήσει ο κατασκευαστής αντιστοιχεί σε περίπου 1% απώλεια επί του τελικού ονομαστικού έργου. Αν δηλαδη έχει μετρηθεί ένα 500 στους 40с αντί για τους 50с που είναι σύνηθης εσωτερική θερμοκρασία, τότε χάνουμε 10% δηλαδή 50 ολόκληρα watt έργου! Όχι και λίγα!

3. Προσοχή στο combined power. Πολλοί κατασκευαστές δεν λένε όλη την αλήθεια πάνω στις ταμπέλες με τα χαρακτηριστικά. Έχω δει τροφοδοτικά που απλά τα νούμερα που αναφέρουν δεν στέκουν. Δεν γίνεται ένα 550άρι τροφοδοτικό να έχει 480w combined στις 12βολτες και 160 στις 3.3 & 5. Το combined power όλων των τάσεων μαζί (και των -12, κ.λ.π.) πρέπει να είναι στο ονομαστικό όριο (ακόμα και αν το τροφοδοτικό μπορεί να βγάλει λίγο παραπάνω). Βέβαια μερικοί κατασκευαστές γράφουν με μικρά γραμματάκια κάτω ότι αν συνδυαστούν όλες οι 12βολτες μαζί σε combined βγάζουν "τόσα watt" ενώ παραπάνω γράφουν άλλα στο combined. Είδατε τελικά ΠΟΣΟ ανεξάρτητες είναι οι 12βολτες; Τοσο πολύ που αν γίνουν combined όλες, αρχίζουν τα "ζεϊμπεκικα".
Μερικές φορές απορώ με τι κριτήρια δίνουν τα ratings και πολύ περισσότερο απορώ για το κατά πόσο έχουν μετρηθεί τα τροφοδοτικά σωστά, η αν έχουν μετρηθεί γενικώς!

Δείτε μερικά παραδείγματα:
 

 



ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ:

Καμία μέτρηση που διαβάζετε στο internet δεν είναι σωστή εκτός αν έχει γίνει με ειδική συσκευή μέτρησης. Πολύμετρα, MBM ή άλλο software απλά δε;iχνουν τις τάσεις και δεν δίνουν πραγματικά στοιχεία κυρίως γιατί οι περισσότερες ευαίσθητες λειτουργίες που γίνονται στο τροφοδοτικό σπανίως έχουν αντίκτυπο στις τάσεις εξόδου. Αν έχει φτάσει σε σημείο να μην δίνει σωστές τάσεις στις εξόδους, τότε είμαστε ήδη ένα στάδιο πριν την... "καληνύχτα".

Προσωπικά τα μοναδικά web sites που έχω δει να κάνουν αρκετά σωστά reviews τροδοφοτικών είναι τα jonnyguru και hardware secrets. Κανένα άλλο!

Τo μέλλον είναι στην χαμηλή κατανάλωση ρεύματος. 
Ήδη οι επεξεργαστές έχουν πέσει σε κατανάλωση σε σχέση με τις προηγούμενες γενιές παρόλο που είναι σαφώς ταχύτεροι, και το ίδιο θα γίνει και με τις GPU. Αλλωστε αν συνεχίζανε έτσι οι κατασκευαστές, σύντομα στην συσκευασία της VGA θα συμπεριλαμβάνοταν και ένα.. υδροηλεκτρικό εργοστάσιο!

Ελπίζω να φανεί χρήσιμος ο οδηγός σε όλους τους υποψήφιους αγοραστές τροφοδοτικών... 

* Βιβλιογραφία, στοιχεία, φωτό και λοιπες πληροφορίες έχουν χρησιμοποιηθεί από τα παρακάτω sites.
Wikipedia, John-Guru, X-bit labs, Hardware secrets, κ.α.


πηγή