序言
三年前也就是06年初,Ronliang在水木社区发表了关于PC电源的第一篇综述性文章《闲谈2005年的计算机电源》,很早地介绍了关于PC电源在输出规格、节能静音等方面的概念和发展趋势,并很早地提到了80Plus规范。
当时这篇文章只是小范围地传播开来,有很多未尽之处,也有很多在今天看来认识不足的地方。一年多前即07年底,Ronliang发表了他在电源方面最重量级的作品,即PC电源系列三部曲,分为FAQs与展开来说电源、厂商及品牌篇(内地部分)、厂商及品牌篇(台厂及国际品牌),对当时PC电源的各种关键概念进行了透彻的澄清,并对比较知名的国内、国际生产厂商和品牌做了介绍。
这三篇文章旋即被转载到无数国内论坛,在多个论坛成为精华,并且时不时地还会被人掐头去尾当成自己的原创去申精:P。
相信作为国内玩家的你对于许多厂商以及海盗船这类新品牌的认识就是源于这篇文章的,不管你是否意识到,过去的一年里你读过他的文章。整个2008年,国际和国内的电源市场都发生了巨变,一年前尚未进入内地的品牌已经在抢滩内地市场,一两年前的老产品正在被一批新产品接替。回首一年前的文章,顿觉沧海桑田、天翻地覆。
08年底,已经毕业步入职场的Ronliang用入职前的最后一点空闲完成了2.0版的PC电源介绍,对这一年来发生变化的内容进行了更新,对一年前只是简单提及的内容做了全面且详尽的分析。不管是你是老读者还是新读者,相信这篇文章都会给你带来前所未有的感受,让你对电源的认识迈上一个新的台阶。
你是否对“2.31版”、“80Plus银牌”、“单路12V”、“主动PFC”之类的名词一头雾水?
你是否还在犹豫大瓦数是否更费电、要不要选大风车和模组化接线?
你是否面对“海盗船”、“OCZ”这样的新面孔不知底细?
你是否看到论坛上玩家们高谈阔论“益衡”、“侨威”而不知其来龙去脉?
你是否觉得“这个电源看上去很好,可是我根本不知道它好在哪里”?
你是否觉得,自己在网站上论坛上看过许多电源方面的知识,可是它们之间相互矛盾,含糊不清,不知道该听谁的?
亲爱的玩家,这篇文章就是为你而写的。
PC电源FAQs以及展开来说电源
目录
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第一部分 PC电源FAQs
1,我的机器需要多大功率的电源?
2,电源额定功率越大越费电?
3,主动PFC的电源更省电(费电)?
4,现在电源的多路12V是怎么分的?
5,电源好坏看重量?
6,电源的铭牌怎么看?那些功率数都是啥意思?那些1.3/2.0/2.2之类的标准都是啥?
第二部分 展开来说电源
1,电源的标准以及“多路”12V
2,电源的输出功率
3,电源的效率
4,电源的噪音
5,电源的接线
6,电源的寿命
7,电源的待机功耗
正文
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第一部分 PC电源FAQs
计算机电源负责主机内所有元件的供电,自然成为了整个机器稳定的基础,而近些年硬件(CPU,显卡)的功耗激增,也为高功率、高品质电源提供了更多的用武之地。现在相当一部分DIY消费者也已经不满足于有仅仅一个“能用的电源”。让各位看官对电源有个大致的认识,就是本文的目的所在了。
PC电源FAQs
这个部分算是个初级入门篇,目的在于给之前对电源并不了解的网友们一些解释。
1,我的机器需要多大功率的电源?
在高性能低功耗CPU的普及,和集成显卡、和低端独立显卡性能的不断提高,现在能满足一般应用的大部分平台的耗电并不高。一般集成显卡的低端机器(一光驱一硬盘CPU也不高),随便找个市面上的非杂牌的电源都能搞定。
一般的有独立显卡的机器呢?现在卖的PCI-E的显卡,只要没有外接的6pin的电源接口,CPU不高,硬盘2-3个,那300W的也都轻松搞定,不少250W额定的也都能应付。
稍微发烧一下,CPU上个4核,只是“温柔的”小超一下,显卡就一张,不搞一些牛卡SLI/CF之类,也没有挂一串硬盘的习惯,那400W-450W额定的电源也足够了。
如果是一些不常见的配置呢?比如ftp的机器,硬盘多。那一个硬盘算耗电<15W,计算上启动时候12V上的瞬时电流,算12V取2.5A-3A,5V取1A的供电要求,这样估算相对好算一些,余量留得也不小。如果硬盘支持顺序启动的话12V按1A估算也就足够了。
那如果超频呢,超频的话要留得余量就高一些,对电源的质量要求也高一些。仅仅是中低档CPU或者是中档显卡的一般幅度超频的话,买比不超频的时候梢高50W-100W的电源比较合理。
如果搞高端显卡的双卡SLI/CF的话,还是别低于600W了。至于米人玩高端三显卡、四显卡的情况,直接买当前最新锐的千瓦左右的产品更为合适。
不要认为厂商默认接出来的接口是计算过的。虽然一般来说功率越高的电源接口就越多,但这两者之间并不是严格对应的,并不是说厂商引出了多少接口,就能保证这些接口都插满也一定没事。也不能说接口少的电源功率一定不足。
再推荐一个在线估算功率的地方网页:
http://www.belson.com.cn/pwcount/pwcount.asp
这个地址的计算器也是有缺陷的,安全起见,在估算结果上再留出一些余量比较合适。
最后要说的一点是,尽管不能说电源额定功率越大质量就越好,但鉴于国内零售市场的电源的实际水准,普通电源在低端180-300W这个档次,确实在统计意义上,随瓦数的提高有质量上的提升。即使是集成显卡的低端平台,如果预算允许的话,选择台厂大厂OEM的额定250W或者国内大厂(航嘉/长城)的额定300W也还是有意义的。
2,电源额定功率越大越费电?
答案是不会更费电
现在高输出功率的电源也真层出不穷。现在零售ATX电源功率最高的是Ultra的X3 1600W(这个产品最初规划的可是2000W,安全原因被改成了1600W)。这不都赶上空调了么?用这样的电源岂不是电表要刷刷的转?
这里的电源的额定功率是指最大的持续输出功率,表明一个最大的输出能力。实际耗电还是要取决于其它配件的功耗和电源本身的转换效率,而跟电源的额定功率并没有多少关系。
而且,有的时候适当的提高电源的档次,会因为转换效率的提高,反而更加省电。就像家里换了一个更粗更高级的水龙头,不能说就会更费水。还是你用多少水,才会交多少水费。说不定新水龙头因为解决了之前的细水龙头的漏水问题,还更省水了呢。
那么,单纯从省电费的角度来说,多大功率的电源合适呢?一般来说,电源在20%负载以上才会有较好的转换效率,并在40%-60%左右达到峰值。因此主机IDLE状态下功率不低于整个电源的20%,满载状态下不超过60%太远,则是最为理想的。
3,主动PFC的电源更省电(费电)?
现在连看很多的电源官方广告都在宣称主动PFC,转换效率更高(满载时高达99%),更省电。实际上学电的人都知道,在交流电中功率因数校正电路(PFC)跟电源的转换效率并没有关系。功率因数是有功功率和视在功率的比值。电源的功率因数越接近1,那么在电源的输入电源线上的无谓的电流流动就越小。而体现在家里的电表上也只是这一点点的完全可以忽略的区别。
那么现在有人说主动PFC电源更费电是怎么回事呢?主动PFC的实现需要专门的主动PFC控制电路,这个控制电路本身是要消耗电能的,输入功率越低、输入电压越低,就越低效。而被动PFC仅仅是串接了一个大电感,损耗相对主动PFC来说要小一些。单讲PFC这个环节,主动PFC确实是更费电,也没有被动PFC可靠。但是如果看整个电源,带有主动PFC往往档次更高、更先进,实际的整体上的转换效率在统计意义上更高,也更加环保,而且主动PFC的产品还均具有宽幅电压自动适应的特性。
结论是什么呢?考虑效率的话,不用关心是主动PFC还是被动PFC。
4,现在电源的多路12V是怎么分的?那些接口是从哪路12V取电的?
按照Intel的ATX 12V 2.x标准,300W及以上12V要分成12V1和12V2两路,其中12V2专门负责4pin(2×2)口供电,专门为CPU单独限流,而其它的都走12V1。现在看来,12v2专门给CPU大部分时候有些浪费。实际中也有部分电源“假多路”,实际上两个12V输出是接在一起的。现在也流行在12V2上引出了别的接头。举个例子,益衡的ATX-0250G,12V2分别接入了2*2的4pin,8pin中4个12V的两个,以及6个SATA硬盘供电口的3个。剩下的走12V1。通过这样的办法平衡两路的限流资源。
对于那些12V多于2路的电源,因为没有标准来约束,分配完全取决于厂家自己。大部分厂商的产品文档在12V的分路方法上语焉不详。而且有的时候即使是统同一型号的电源,版本和版本之间就会不一样。要确定这个还是要依实际到手的产品而定。每路12V在线材颜色上是有变化的,可以依此来确定。
*对于EPS12V标准的工作站/服务器电源产品,会有更多另外的EPS12V标准的约束。
5,电源好坏看重量?
这倒是个很方便的检查方法。看看电源好坏的话只要拎过来看看沉重就好了。好的电源元件多指标高重量也就实在。
但是过于简单的方法必然是有问题的。
如果说一个电源很重,比一般的都重不少,那么一般来说也比一般的电源好;如果和一般的电源都差不多,那就啥都说明不了;如果一个电源比一般的轻,那也别先下结论说这个电源就不好,看看是不是主动PFC先。
中高端的电源我们先撇开不谈,只局限于市售的300W及以下的电源。电源的沉重一般取决于两个:散热片的大小和被动PFC电感。这两个构成了低端电源重量差异的大部分,变压器和别的元件一般重量差不多或者重量可忽略。如果用的PFC电感是纸糊的,那电源必然轻。散热片大一些的话电源也会很沉。因此可以知道,如果一个电源和别的差不多重量,只能说这个电源没有特别偷工减料。体现品质的关键部分还没涉及到呢。即使是涉及到的PFC部分,也有国内的厂家只是有钢片而已,完全没有接到电路里面去。
如果遇到了一个主动PFC的300W以下电源(例如富士康的台达代工的凯旋骑士250W),因为没有PFC电感这一大块压秤的,电源会比一般的被动PFC电源轻。如果有轻的电源都不是好电源的习惯思维的话,那就会把高级货当成山寨货了。但如果不是主动PFC的电源的话,轻的电源就基本上等价于山寨货了。至于怎么看是不是主动PFC,不看内部的话看铭牌上的输入电压范围,90V-240V宽范围适应的都是主动PFC。
有兴趣进一步地确定一个电源的好坏的看官,可以参考这篇帖子。
http://diybbs.pconline.com.cn/topic.jsp?tid=7715
6,电源的铭牌怎么看?那些数都是啥意思?那些1.3/2.2之类的标准都是啥?
对一般用户来说,电源的铭牌上有用的信息主要是电源的额定功率,电源版本和电源的输出能力的表格。
对于电源来说功率一般有额定功率和峰值功率两个指标,额定功率是指电源在一定温度下长时间持续输出的最大功率。峰值功率是指电源短时间内(例如17秒)可以输出的最大功率。
市面上不少电源都没有明确的标出电源的额定功率。有些电源(如antec,zippy)标的是最大功率,一般也相当于额定功率(额定功率的英文一般就是Max power,但是也有例外,比如acbel就对部分型号分别用max power和output power区别峰值和额定。还好最新的R88系列没有玩这一招。不过对航嘉来说,Max Power成了峰值功率,额定功率非要用“continues”)。而峰值(peak)功率是没有意义的。峰值功率只是js用来把250W的电源说成350W用的。在市场里问商家航嘉冷静王加强版是多少瓦的,得到的不少回答会是350W。
电源铭牌上也会标出电源的标准,比如1.3版,2.2版这样的。这表明了该电源符合哪一个级别的ATX12V标准。对一般消费者来说,1.3版的电源目前一般不会买回来用不了,2.0以上的产品差异都不大。数字越大表明产品推出得越晚。对新设备的适应性更好。
一般铭牌都会标注各路输出的限制。比如12V每路最大电流是多少安培;3.3V/5V的最大电流是多少;5Vsb的最大输出是多少。一般来说,这里每一路标的是限流值,是电源在这一路的过流保护点的下限值。而并不代表每一路都能同时达到各自的最大值。例如某电源有5路12V,每路标记15A,并不代表这个电源12V一定有5*15A的能力,而是说每路低于15A的话,按设计不会启动过流保护。真正的12V输出能力,需要看铭牌中给出的各路12V的联合输出数值。一般来说,因为电路结构的原因,铭牌也会给出3.3V/5V的联合最大输出功率;另外,受电源整体的散热、PFC部件等限制,一般也会标注3.3V/5V/12V的联合输出功率。一个规范的铭牌,都会对各路的限流数值、联合输出功率有详细的标注。
如果铭牌表示的不规范,那就要对这个电源的品质打问号了。不规范的厂商怎么能生产出规范的产品呢?如果标示的数字不够Intel的标准要求(比如曾经的磐石500 2.2版,+5Vsb达不到Intel在2.2规范里面的2.5A,12V的输出能力也弱于标准和自己的标称),那就要怀疑一下厂商的小动作了。
第二部分 展开来说电源
1,电源的标准以及“多路”12V
电源的标准可以说相当的丰富,有厂商自己定义的标准,也有一些业界统一的标准。我们最常见的电源标准是由Intel领导制订的ATX 12V标准。详细制订了电源的功率输出,效率,信号时序,噪音,接头,铭牌/标签等要求。其中尺寸、固定螺钉位置等细节承接早期IBM的PS2的内部标准而来,因此现在ATX规格的电源有的时候也被称作PS2尺寸的电源。现在最新的ATX12V是2.31版。分别就不同时期的硬件发展做出修订。细节上的更改非常多。详细的变化可以查阅Intel标准文档的Changelog,主要说来
1.3标准开始引入cpu辅助4pin接口;
2.0标准开始对各级别产品大幅强调12V的输出能力,规定12V输出要分12V1和12V2,主板20pin改成24pin;
2.01标准开始去掉-5V输出;
2.1/2.2标准开始引入450W的输出级别的规范,加强了5Vsb待机电流的输出,加强了对两路12V的峰值输出能力的要求,提高了最低转换效率的要求
2.3标准开始更新、拓展、细化了从180W至450W的功率范围的输出要求,重新修订了各功率级别交叉负载的指标,增加了启动阶段交叉负载的指标,调整了各路12v的峰值输出,把80plus效率标准作为建议,对300W以下额定功率的电源去掉了分2路12V的限流要求,。2.31标准则在2.3标准的基础上做了细微的修正。
另外Intel也规定了一些特殊尺寸的电源,CFX12V/LFX12V/SFX12V/FlexATX。
而在现有的BTX标准中,并没有重新制定新的电源标准,而是直接沿用了现有标准。没有所谓的BTX标准电源。
ATX12V标准中,包含了部分的规定性的内容,也同时包含了大量建议性的内容。例如2.3标准中的满足80plus的转换效率,就是个建议性的内容。而强制性的转换效率的要求远没有这么高(用户千万不要受国内某些媒体的影响,认为2.3版的产品就代表了更高的效率)。
ATX12V标准尽管是电源产品的主导性的设计规范,但也仅仅是一个设计规范而已。并没有一个机构来测试、认证产品是否严格满足设计规范(旁白:有认证的又如何,不就多了个CCC么)。产品到底满足不满足、满足哪一个标准,全凭厂商自己的一张嘴。对没有自觉的厂商来说,即使是标准中的强制性要求也白搭,因为本身“ATX12V就不是个强制标准”嘛。反正用户也没有专业设备去一项一项测试,顶多看看铭牌的各路“输出能力”指标。同一个东西换个铭牌就能通吃2.0/2.2/2.3。即便是正规厂商,也很少有拿ATX 12V规范当圣旨的。
在服务器/工作站领域,会有EPS标准。其中ATX尺寸的电源的标准为EPS12V。也是Intel领导制订的。ATX12V标准现在最高制订到450W,而550W-950W的标准就归EPS12V了。08年最新的EPS12V标准也依然建议类似80plus铜牌的效率标准。制订了比ATX12V更详尽的各路12V的接口要求。例如对于5路12V输出的电源,CPU的8pin取12V1和12V2,12V3接入主板的24Pin,外围设备取12V4,显卡的PCI-E供电取12V4或者12V5等等。EPS标准对于目前的高端大功率的PC电源,起到了一定程度上的指导标准的作用。
在这部分再次说一下12V的分路限流问题。其实把12V分成多路的目的和作用并不是让各路12V输出之间相互不影响。而是为了安全考虑,限制每路12V输出不超过240W,超出这个数值就应该启动过流保护。也就是说,不是独立生成,而仅仅是分路限流,是出于安全考虑,为电源设了限制。对于绝大多数电源,12V都是从一个变压器的一个抽头出来,一起经过功率管,一起滤波,只是在最后监测电流的时候被分出来的,意义仅限于分开限流而已。多路12V对玩家来说反而是个麻烦的枷锁,尤其是有高端显卡的用户。所以现在很多玩家定位的电源在强调单路12V输出,更有不少电源厂商偷偷摸摸的在铭牌标着多路12V,而实际上所有12V都从一根线上引出来(例如大部分Seasonic生产的型号)。即使是做了多路限流的电源,有些产品的实际限流点也比标称的高一些,而且还是一个大致的范围,要知道想把限流保护做得十分精准是要花费额外的成本的,而且太过精准了对玩家来说绝对不是好事。例如Acbel R88 600W,12V三路限流,分别标称最大输出25A,但每路限流点指标标在了35A/35A/40A。再比如新巨为一款12V单路输出最大为50A的电源,标注限流保护点范围是55A至68A。(换句话说,绝对不能以是否触发保护判断是否过载,正常情况下触发保护的时候已经超出额定工作状态不少了。)
具备完全独立的两路12V电源现在也有,例如Enermax的galaxy系列;例如CWT代工的1000W-1500W的PUC大功率方案。不少高功率的电源都有两个(甚至三个)主变压器,以防止过大的功率引发一个变压器的饱和,这种情况下,是否有两路以上完全独立(或是相对独立)的12V输出,则需要具体问题具体分析了(不过个别电源,比如Topower的产品,12V从主变压器出来之后就合在一起了,这个就完全在把两个主变当作一个变压器来用了)。当然,绝对不是说有两路独立输出的12V输出的电源就比只有一路独立输出的12V电源要强。有两路独立输出的12V的产品,在使用中需要注意尽量避免将独立的两路12V都接到同一负载上。
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