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[电脑声卡外设] 关于PC电源的一些知识(分享)

关于PC电源的一些知识(分享)

一:

Q:为什么我们在高端系统上拒绝分组接线电源?


A:分组接线电源是近年来的一个热潮,我们不得不承认对于这一类型的产品,需要多少接线就安装多少,的确为机箱内部合理的线缆规划做出了良多贡献,对于箱内的风道布置自然也有助益,十分方便以及人性化,精巧的蛇皮网包线和壮观的插座阵列也成为一种可以被欣赏的资本——但是有得必有失:分组接线的产品对电源的供电品质是一个噩梦,传统的原生接线电源,电源接线直接从母PCB板的焊点中引出;而分组接线电源则先通过一个装备各种规格插槽的插座板,再由分组的各种接线连接硬件设备。电流传输过程中中间相比原生接线电源,多了一个接点。接线由于中途截断,导致介面电阻加大,因此分组接线的电源,其电压由于接线部分的损失,会有比较明显的关键部件掉压现象,而电流波形同样不易保持,稳定程度相比原生接线的电源,有着先天的劣势;而且由于接线两头都是插座形式,由于误操作/接口老化、破损等原因,常年使用或者是硬件爱好者勤于更换配件造成接触不良、短路的风险同时加大,为不必要的意外埋下伏笔。因此在一个苛求供电品质的环境里,我们需要的是原生接线的常规电源产品。

Q:为什么我们要求显卡使用原生接线?

A:由于显卡的功耗日益上升,传统的6针辅助口不再能如意地满足显卡的供电要求,故此出现了将2个大四针整合而来的强力8针PCI-E显卡辅助电源接口,单口提供强大的150W输出。在技术过渡期并非所有市面上销售的有能力挂载新一代旗舰显卡的电源产品都带上了8针辅助口——而让老产品带动新显卡最简单的方法无疑是使用6针转8针的转接线,此时请注意转接线的使用将类同一个分组接线的子系统,其带来的性能损失与分组接线的模式是完全相同的,显卡接线是一个重载单位,普通的大四针Molex通常不会承载如此大的电流,所以我们推崇在功耗巨大且对服务品质敏感的显卡/CPU产品上使用原生的供电辅助接线,并且推荐使用一股线上只有1个 PCI-E 6针或8针辅助接口的电源产品。

*使用6针—8针转接线时,请先确认您的电源的显卡接线所在的+12V电路是否能支持来自8针PCI-E辅助口的可能需求。(单股接线对应+12V=12A以上)*


二:

Q:如果我实在喜欢分组接线电源,我该怎么办?

A:毕竟传统的消费者的计算机硬件对电源输出品质的要求实际上极其有限,苛刻的使用环境对大多数人是不存在的。绝大多数厂商推出的分组接线产品,其通行、适用的规范还是相当完善的,在实际的正常应用中,其可靠性完全在可以接受的范围内。而且随着当下主板和显卡等硬件供电部分自身滤波能力的增强,能对分组接线造成的电流品质破坏有一定修补作用。

个人认为,如果实在钟情分组接线电源,那么请挑选重要接线原生、其他接线分组的产品,当前Antec、Enermax和Seasonic对外OEM的产品中,都有将ATX主电源线、CPU+12V补助线、PCI-E 8针辅助接线、PCI-E6针辅助接线等原生化而接重要性相对次要或者对供电品质不敏感的设备的大四针、小四针接线分组化的产品。这些电源不但能保证CPU、显卡等消费大户享受较好的服务品质,同时还能较为灵活机动地针对5寸、3.5寸设备的数量做接线数量调整,可以说是比较妥善的折中。而诸如Enhance供应给Silverstone的分组接线电源(Deacathlon系列、Strider系列)则是将所有接线不分主次统统分组化,这显得有些疯狂。

Q:为什么我们在技术动荡期使用单路+12V轨道的电源产品?

A:由于CPU、显卡单体功耗日益上升,对+12V的消耗也越来越大,为了让这些设备在电源提供的服务中摄取电流的同时不至于互相干扰过分降低电源的供电品质,将它们安排在不同的+12V轨道里便是隔绝相互间不良影响的最好方法,因此便产生了多路+12V轨道的电源产品。

不过非常不幸地,市面上的绝大多数多路+12V产品只不过是在一个单路+12V轨道中设置几处过载保护而起到一个名义分路的作用,并不能忠实地实践分路的意义所在。况且在技术动荡期,硬件产品近乎疯狂的新老更替,对电源的供给要求也在时刻不停地提出新的考验,老规划的+12分路往往不能应付新生的硬件设备:例如一款老电源产品拖带PCI-E_1和PCI-E_2以及一些使用大四针的设备的+12V轨道的容载能力为18A,而一款旗舰型或者超频的R600产品在PCI-E_1和PCI-E_2中就消费了高达20A的电流,那么整个电源将激活分路过载保护而停止运行,如果这一路允许通过20A+的尖峰电流,那么电源的+12V轨道将始终处于Peak的状态,对于电源产品的寿命将产生恶性影响;换一种方案,如果该路挂载一款高端的G80产品,在PCI-E_1和PCI-E_2的位置上消费了15A的电流,那么这一+12V轨道将处于接近满载的状况下,剩下的3A如果被挂上硬盘设备,则将以压低此路的电压降低了显卡所接受的服务品质;如果剩余的需要挂载于此路的+12V设备的消耗大于3A,则为避免发生过载保护,用户不得不放弃使用这一分路造成资源上的浪费;当然,真实分路的电源中可以出现这样的情况,将PCI-E_1与PCI-E_2置于两个+12V分路中,遇见G80或者R600此类需要使用双插座的显卡产品时,PCI-E_1和PCI-E_2来自于两条独立分路,虽然不至于捉襟见肘或者不正常使用,但是其提供的的参数将因有些微瑕疵而不尽相同。

但是,如果电源的+12V轨道回归到单路,就能最大限度的回避分路间设备容积不足的问题,资源浪费的可能性也无从谈起。一条+12V轨道挂载所有的+12V需求,其提供的电压服务也是完全相同的。电源产品在接近满载时的各种疲惫表现也将因为此单路+12V轨道的巨大性被滞后而难以为正常使用所察觉。目前500W以上的高端电源产品可以提供35A+的单路+12V,600W则能提供40A+的单路+12V轨道,650W能提供50A+的能力,750W则可以做到60A+,850W就可以冲上70A了……在这些单路+12V电源所提供的输出能力中,所有+12V的需求可以被任意组合,没有任何限制。如果您的电源产品拥有一条容积庞大的+12V轨道,不管未来的CPU、显卡的功耗如何变化,它都难以被淘汰。

Q:一些权威测试网站上极其High-End的系统,到最后只有300W到400W的总功耗,就算是4X4系统,在几乎所有的测试中,总功耗也只有600W上下,那么那些850W、1000W甚至更高功率的电源,到底卖给谁去?

A:这里还是传统思维使然,现在早已经不是看电源总转换能力(交流—直流)的时代了,大家的中高端硬件的需求,普遍都集中在+12V上,可以说现在买一款电源就是买它的+12V输出能力。

我们的计算机系统产生3种主要的供电需求——+3.3V、+5V和+12V。我们常见的350W到450W左右的小功率电源,虽然能提供的功率数字上能达到一些玩家系统的要求,但是在+12V的需求上则多数存在漏洞——在满足系统对+3.3V、+5V的需求以后却无法再满足高端硬件功耗集中分布的+12V需求。为了让电源更加具有在高端系统前的延展性,只有将总功率的馅饼做大,这样才能使+12V的转换能力更加的宽裕,在满足+3.3V、+5V的需求以后,腾出大量的实力来应付+12V的需求。

虽然少数+12V供应能力达到电源总供应能力90%以上的电源,能挑战一些相对高额的负载。但这里我们又遭遇到第二个问题,电源的三种电压轨道,只要有负载,电压必然的开始一个往下掉的过程,低功率的电源挂高功耗系统,很快就会接近实力的极限,因此电压的表现会变得无法期许,大家一般关心CPU供电部分、内存供电部分的VDroop情况,而从电源开始的电压下降更为危险。绝大多数低功率电源不会花血本去打造,某条电压轨道在接近满负载的时候,数字上的偏差会比较剧烈。与此同时,波纹的振幅也会随负载的增加而出现异常的表现。同时还有第三个问题,那便是噪音,电源随转换能量的增加,发热也会增加,风扇会被逼不得已提高转速,使整个系统变得比较恼人,大家显然不乐意发生这种情况。

所以选择电源的时候,请诸位给自己的PC电源留些许富余功耗承受能力,尤其注意+12V的需求,千万避免使其处于接近满载或者满载的工作状态,否则发生任何不如意的情况吃亏的只是你自己。本人的建议是在预算宽裕的情况下,让+12V需求和系统总功耗始终占据电源这两项输出能力的75%以下,以保证良好的输出品质与元件寿命表现。
一个理想化的负载举例:

某500W电源,+12V电压规制2%,实际测试+12V 5A到35A(满载)电压表现从12.00V降至11.8V,电压下降和负载量呈线性关系。+12V 5A到35A(满载)波纹表现从10mv扩大到40mv,波纹增大和负载量呈线性关系。

数据如下:
+12V=15A时,电压=11.93V,浮动变化为ATX规范(11.4V至12.6V)的5.83%,波纹=20mv,为ATX规范(120mv)的16.67%;
+12V=25A时,电压=11.87V,浮动变化为ATX规范(11.4V至12.6V)的10.83%,波纹=30mv,为ATX规范(120mv)的25.00%;
+12V=35A时,电压=11.80V,浮动变化为ATX规范(11.4V至12.6V)的16.67%,波纹=40mv,为ATX规范(120mv)的33.33%;

某850W电源,+12V电压规制3%,实际测试+12V 5A到65A(满载)电压表现从12.01V降至11.8V,电压下降和负载量呈线性关系。+12V 5A到65A(满载)波纹表现从10mv扩大到50mv,波纹增大和负载量呈线性关系。

数据如下:
+12V=15A时,电压=12.05V,浮动变化为ATX规范(11.4V至12.6V)的4.17%,波纹=17mv,为ATX规范(120mv)的14.17%;
+12V=25A时,电压=12.00V,浮动变化为ATX规范(11.4V至12.6V)的8.33%,波纹=23mv,为ATX规范(120mv)的19.17%;
+12V=35A时,电压=11.95V,浮动变化为ATX规范(11.4V至12.6V)的12.5%,波纹=30mv,为ATX规范(120mv)的25.00%;
+12V=45A时,电压=11.90V,浮动变化为ATX规范(11.4V至12.6V)的16.67%,波纹=37mv,为ATX规范(120mv)的30.83%;
+12V=55A时,电压=11.85V,浮动变化为ATX规范(11.4V至12.6V)的20.83%,波纹=43mv,为ATX规范(120mv)的35.83%;
+12V=65A时,电压=11.80V,浮动变化为ATX规范(11.4V至12.6V)的25%,波纹=50mv,为ATX规范(120mv)的41.67%;

首先,如果大家在市场上看到一个+12V电压规制2%、满载波纹40mv的500W电源,或者是一个+12V电压规制3%、满载波纹50mv的850W电源,那么它们固然都是在输出质量方面拥有较高水平的强悍产品。单看宏观的电压和波纹表现,500W型号全程+12V电压规制2%,850W型号却达到3%;500W电源+12V最大波纹40mv,800W电源+12V最大波纹却有50mv。显然500W的性能可以用更加靓丽的数字来描述。

850W的型号就被这么比下去了吗?事实完全不是这个样子,850W型号比500W型号有更大的装机容量,输出差异并非天翻地覆的情况下,大功率型号要蹂躏小功率型号易如反掌,请看数据:

+12V负载15A时,500W型号的+12V负载指数42.86%,电压在规范内浮动5.83%,波纹20mv;而850W型号仅仅使用了23.08%的负载,电压在规范内浮动仅为4.17%,波纹更是只有17mv。

+12V负载25A时,500W型号+12V负载指数达到了71.43%,850W型号却只有38.46%。电压表现和波纹表现也是850W更胜一筹;+12V负载35A时,500W型号的+12V已经达到了额定的最大值,但是850W型号才刚刚超过一半(53.85%),电压表现和波纹表现继续压制500W型号,完全不给任何机会。

在这个例子中,850W电源+12V挂载45A时和500W电源+12V满载时的性能表现倒还说得上类似,注意此时850W型号+12V负载才69.23%,还没有500W电源+12V挂25A来的吃力,跑得很轻松。当然,使用500W电源的用户也就无福消受45A、55A、65A的+12V负载了。

可见,同样能“正常使用”的情况下,大瓦数电源即便总体实力有时稍逊一筹,但是仍然可以凭借较大的装机容量在中低负载时获得小功率电源难以企及的输出表现。通俗地讲,大功率电源可以雪藏更多的实力,在日常应用中一直杀鸡用牛刀一刀毙命。有条件的消费者更应该在采购电源中注意“大”也是一种优势,小功率电源可以拥有很好的输出性能,但其负载量就和人的身高一样,是一个先天决定的不可变量。眼前买小不买大,说不定日后就成为瓶颈,就是绊脚石。
请正确看待多路+12V电源+12V各分路的虚标:

多路+12V电源经常会出现每一路+12V轨道允许通过的电流之和,大大超越了+12V轨道所能够承载的额定电流,我们称之为“虚标”。但是请注意这个灰色的字眼并非一直代表恶意。

由于多路+12V电源存在对设备适应性的痼疾,通过对每一分路通过电流的宽限,能在一定程度上削弱+12V电压轨道间的“壁垒”效应而加强对各类设备的兼容性。目前应该说准高端/高端的位置上还是有一些生命力非常强的多路+12V电源存在,它们的延展性个别型号已经和单路+12V电源无太大差异。


PCI-E 2.0规范给新一代高TDP显卡提供了强劲的支持,PCI-E插槽能提供过百W的电力供应而减少了对显卡外接供电的需求,但是请注意您的电源是否提供这一支持。

对于多路+12V电源而言,其支持主板的分路所能通过的电流大小直接影响其对PCI-E插槽的供电能力,如果显卡产品的目标是从PCI-E插槽取电150W(设定均来自+12V)以上,那么电源的主板分路必须提供单此一项+12V大于等于13A的供应能力。而同时为了给主板上其他的元件正常供电,对主板分路的需求就变得更加严峻,保守地认为,这一分路的规模应该达到25A以上,30A以上为最佳,而并非每个多路+12V电源的+12V_MB分路都能承载如此大的需求。而拥有一个庞大单路+12V的电源不会有这个隐患。

如果遇到多路+12V电源使用PCI-E 2.0规范的显卡时供电不足,请留意显卡本身是否保留PCI-E外接电源辅助口,或者是主板上的PCI-E插槽供电辅助口,设置这些兼容措施都是制造商向下兼容的义务,请接上它们。

举例:




举例子,某电源Enermax的Infinity720W,该电源+12V允许联合输出56A,做了三个名义分路分别是28A、28A、30A,表面上看是严重的虚标,实际上这种宽限的分路增强了电源对高功耗设备位置变化的适应性。如果说+12V_V1、+12V_2遭遇特别大的需求,仅仅单此两路就可以完成“串路”达到56A的+12V总允许输出能力;再一种情况,如果架设PCI-E_1、2、3辅助口的真的占用了第三路满额的30A,则第一路和第二路加起来还有26A的输出,可以说比较的灵活机动,分路对供电的限制并没有诚实标称名义/真实分路的电源那么大。当这个电源到了PCI-E2.0时代,担负主板供电的分路可以挂载到28A(相对较为流行的18A/路的分法),达到实际输出的一半,相当于一款高端400W电源对+12V的总供应能力,为PCI-E 2.0接口提供强劲的支持,而Enermax官方的模范使用例中的一种模式就包含了一张PCI-E2.0规范的显卡(暂且不管这张想象中的显卡到底是如何分配从MB和外接辅助口中获得的能源的),可见这种不诚实的、“模糊的”名义分路也是一种提升电源对硬件适应性的有效手段。

[ 本帖最后由 副主席 于 2008-8-31 11:42 编辑 ]
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最后留个话题:

到底单路电源好?还是多路电源好?
有没有提到最重要的电源转换效率?
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引用:
原帖由 twentydays 于 2008-8-31 12:13 发表
有没有提到最重要的电源转换效率?
这个现在不提了,是初级的东西
引用:
原帖由 alalal 于 2008-8-31 12:46 发表
至今为止我还没看到一台个人PC最大耗电功率超过200W,ALALAL现在使用的E4600插了块ATI3850/512M显卡,两个光驱,一个专业声卡,一块电视卡,还拖了个中型滚珠抽风风扇,而电源只不过是个小体积200W。
这就是ALALAL这位资深冷静电脑专业和副主席这个热情菜鸟的区别,专业只选择质量口碑是实际用途,肤浅的菜鸟的眼光只停留在庸俗的包装和虚假的数字。
给你全文摘录:

这个你都能插一嘴,有勇气。

呵呵,不过俺不和你讨论,这方面你还不够档次,好了,大家记得------凡是你针对俺的话,俺都当无视。

我和领袖不一样,他喜欢“孜孜不倦,得理不让人”,俺太懒,不会做这些义务工作。


现在的显卡对+12v的输出要求真的是太高了。 4870 280 4870x2都是+12v需求的大户啊。
更别说3路280 sli或者4870x2 cf了。。。

请教副主席一个问题。按照电脑的应用要求来说,对电压的稳定性要求是非常高的,cpu的核心电压浮动范围实际测的话非常小。但是为什么看到一些文章说只有国外的高档hifi系统里有些采用的是开关电源?甚至国内都生产不出功放用开关电源。
引用:
原帖由 liuwei2626 于 2008-8-31 21:45 发表
现在的显卡对+12v的输出要求真的是太高了。 4870 280 4870x2都是+12v需求的大户啊。
更别说3路280 sli或者4870x2 cf了。。。

请教副主席一个问题。按照电脑的应用要求来说,对电压的稳定性要求是非常高的,cpu的 ...
也不是我们产不出用于HIFI的开关电源,而是根本没必要。(对于音箱有利有弊)

为什么没必要呢?搜搜我们以前的帖子,关于音箱功率的需求。
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