موضوع: راهنمای خرید منبع تغذیه

راهنمای خرید منبع تغذیه

توان ابدی

پاورها عامل بسیاری از مصیبت‌هایی هستند که رایانه بر سر اطلاعات ما می‌آورد. این قطعات وظیفه تامین برق دستگاه را بر عهده دارند و به دلیل ماهیت کارکرد آنها، در معرض استهلاک زیادی هستند. این موضوع باعث شده عملکرد صحیح پاور سلامت سیستم را تضمین کند ولی این حساسیت هنوز به کاربران منتقل نشده است. واقعیت این است که پاور تاثیری در توان عملیاتی سیستم ندارد و استفاده از یک پاور مرغوب با قدرت بالا منجر به افزایش سرعت اجرای برنامه‌ها نخواهد شد اما این عبارت به عدم نیاز به هزینه روی خرید پاور تعبیر می‌شود و تا زمانی که این تعریف اصلاح نشود همچنان هزینه‌های ناشی از خرابی پاور که می‌توان آن را با کمی بدشانسی همراه کرد بیشتر از هزینه‌ای است که در ابتدا برای خرید یک پاور باید صرف شود. در این مطلب با خصوصیات پاورها و نحوه انتخاب آنها آشنا می‌شویم.


طبق تعریفی که در دانشنامه ویکی‌پدیا آمده است پاور، جریان اصلی برق متناوب AC را به جریان تنظیم‌شده مستقیم DC با ولتاژ پایین تبدیل می‌کند تا برای تغذیه قطعات داخلی رایانه مناسب باشد. پاورهای کنونی از نوع سوییچینگ هستند و در اندازه‌های مختلفی تولید می‌شوند که پرکاربردترین آنها انواع مطابق با استاندارد ATX است. این پاورها با ارسال سیگنال به مادربورد فرمان روشن و خاموش شدن سیستم را ارسال می‌کنند و علاوه بر این بعد از روشن شدن دستگاه و پس از اطمینان از کارکرد صحیح آن فرمان بوت را صادر می‌کنند. آخرین استاندارد منتشرشده برای پاورها استاندارد 2.31 است که در اواسط سال 2008 معرفی شد. نمونه‌های اولیه پاور دارای یک ترنسفورمر سنگین بودند که یک جریان خطی را تامین می‌کردند اما پاورهای کنونی از نوع سوییچینگ یا (SMPS) هستند که در آنها از ترنسفورمرهای هسته فریت استفاده می‌شود و علاوه بر اینکه وزن کمتری دارند، هزینه تولید آنها نیز پایین‌تر است. نکته مهم دیگر در مورد این پاورها در میزان کارایی آنهاست که نسبت به پاورهای قدیمی راندمان بیشتری دارند و مصرف انرژی در آنها بهینه شده است.


در پاورهای جدید امکاناتی افزوده شده که شاید به تامین جریان ارتباطی نداشته باشند اما از مهم‌ترین نقاط تمایز بین پاورهای ارزان‌قیمت و مدل‌های حرفه‌ای هستند. بنابراین وجود این امکانات نشان می‌دهد یک پاور تا چه میزان قابل اطمینان است. از جمله این امکانات می‌توان به انواع محافظ‌ها اشاره کرد که تضمینی برای کارکرد صحیح پاور و کل سیستم هستند. محافظ‌های اتصال کوتاه، افزایش ولتاژ، کاهش ولتاژ و افزایش حرارت نمونه‌هایی از توانایی پاورهای حرفه‌ای هستند.


در پاورهای جدید به دلیل وجود یک جریان 5 ولتی در حالت نیمه‌فعال، رایانه این امکان را دارد که خاموش شود در حالی که جریان ولتاژ همچنان ادامه دارد و می‌توان دوباره کامپیوتر را از طریق ارسال دستور توسط شبکه (Wake-on-LAN)، مودم (Wake-on-ring) یا کیبورد (KBPO) روشن کرد.


کانکتورهایی که برای انتقال جریان الکتریکی به قطعات مختلف متصل می‌شوند معمولا می‌توانند سه نوع جریان را انتقال دهند. دو جریان 3.3 و 5 ولت، ولتاژهای اصلی قطعات سخت‌افزاری هستند زیرا اغلب قطعات اصلی بر اساس این ولتاژها طراحی شده‌اند و از میان آنها می‌توان به پردازنده، رم، کارت گرافیکی و تراشه مادربورد اشاره کرد. قطعاتی مانند هارددیسک یا درایو نوری که دارای موتورهای محرک هستند احتیاج به ولتاژ بیشتری دارند و به همین دلیل از خروجی 12 ولت برای آنها استفاده می‌شود.





ATX


استاندارد ATX سال‌ها پیش توسط اینتل منتشر شد و تحول بزرگی در مادربوردها ایجاد کرد. اینتل در این استاندارد طراحی جدیدی از مادربوردها ارائه کرد که بر اساس آن نیاز به کیس‌های بزرگ‌تری داشتند ضمن اینکه تغییراتی در نوع منبع تغذیه ایجاد شد و اینتل برای تغذیه پردازنده، ولتاژ 3.3 ولت را معرفی کرد.


در استاندارد قبلی که AT نام داشت، دکمه روشن و خاموش کردن سیستم به طور مستقیم به پاور وصل می‌شد ولی در استاندارد ATX این ارتباط دیگر به شکل مستقیم نیست ضمن اینکه به سیستم‌عامل اجازه کنترل پاور را می‌دهد. پاورهای ATX با اینکه توسط سیستم‌عامل خاموش می‌شوند اما جریان برق همچنان در آنها وجود دارد و بخش‌های جانبی مانند کیبورد یا کارت شبکه می‌توانند از این جریان استفاده کنند. به همین دلیل است که اغلب پاورها دارای یک دکمه قطع جریان برق در قسمت پشت هستند. البته این قطعات تنها زمانی می‌توانند از طریق سیستم تغذیه شوند که پروفایل برق مخصوص انتخاب شده باشد در غیر این صورت حتی اگر دکمه پشت پاور هم روشن باشد، توان کل سیستم قطع می‌شود. دو پروفایل توان وجود دارد که ویژگی‌های سیستم در حالت‌های مختلف مانند نیمه‌فعال را مشخص می‌کنند و نام پروفایلی که در آن بخش‌های جانبی می‌توانند از توان پاور در حالت خاموش بودن دستگاه استفاده کنند S3 است. این گزینه را می‌توانید در تنظیمات مربوط به پاور در بایوس مادربورد پیدا کنید. زمانی که این ویژگی فعال باشد کامپیوترها می‌توانند از راه دور و توسط شبکه یا مودم روشن شوند و به کار خود ادامه دهند.


خروجی پاورها با نوع و تعداد کانکتورهای آنها مشخص می‌شود. این کانکتورها هر کدام برای استفاده در قطعه مخصوصی هستند و ولتاژ آنها با یکدیگر تفاوت دارد. در استاندارد ATX سه نوع کانکتور اصلی وجود دارد. یک کانکتور 4 پین به نام مالکس برای انتقال جریان 5 و 12 ولت به قطعاتی مانند هارددیسک متصل می‌شود که دارای رابط‌های موازی P-ATA هستند. یک کانکتور 20 پین برای اتصال به مادربورد طراحی شده است و یک کانکتور 6 پین هم برای تامین برق اضافی برای پردازنده طراحی شده است که معمولا در نزدیکی این قطعه به صورت 4 یا 8 پین دیده می‌شود. این رابط در تمام مادربوردهای جدید دیده می‌شود اما در سال 1995 که اینتل این استاندارد را معرفی کرد تنها برای مادربوردهایی استفاده می‌شد که دارای سیستم تنظیم‌کننده ولتاژ هستند. این استاندارد بعدها تغییر کرد و این خروجی‌ها نیز در استانداردهای بعدی برای قطعات مختلف استفاده شدند.


استاندارد ATX بعدها توسعه پیدا کرد و ATX12V به عنوان استاندارد غالب در پاورها مورد استفاده قرار می‌گیرد. نسخه‌های مختلفی از استاندارد ATX12V منتشر شده که در هر کدام از آنها بر اساس قطعات روز و نیاز سیستم، تغییراتی ایجاد شده است و آخرین نسخه از این استاندارد که هم‌اکنون هم رواج دارد ATX12V v2.3 است. در این استاندارد میزان راندمان پاور تا 80 درصد پیشنهاد شده و حداقل آن 70 درصد است. در این سطح از راندمان میزان اتلاف انرژی کاهش زیادی داشته و گرمای کمتری هم تولید می‌شود. ضمن اینکه شاخه 12 ولت می‌تواند شدت جریانی بیش از 20 آمپر داشته باشد. نکته مهم در مورد قطعات جدید این است که با کوچک شدن تراشه‌ها آنها نیاز کمتری به ولتاژ دارند ولی این ولتاژ باید دقیق باشد ضمن اینکه شدت جریان نیز افزایش پیدا کرده است. در نتیجه پاور باید بتواند خروجی دو ولت را با شدت جریان 100 آمپر روی یک سطح از خروجی فراهم کند. یکی از دلایلی که بخش VRM یا ماژول‌های رگولیت ولتاژ روی مادربوردها تعبیه شد نیز برای افزایش دقت ولتاژ و عرضه مطمئن آن به پردازنده است. در استاندارد‌های ATX جریان اصلی برق روی شاخه 5 ولت قرار داشت و اینتل پس از معرفی پردازنده‌های پنتیوم برای کاهش اتلاف انرژی، شاخه 12 ولت را برای پردازنده معرفی کرد و علاوه بر این در استاندارد ATX12V 1.0 یک کانکتور P4 هم برای پردازنده در نظر گرفته شد. این کانکتور در تمام مادربوردها وجود دارد و جای آن نیز در اطراف پردازنده است با این حال ممکن است همواره آن را به صورت یک کانکتور 4 پین مشاهده نکنید زیرا با افزایش توان مورد نیاز پردازنده‌ها از کانکتورهای 8 پین در مادربوردهای حرفه‌ای استفاده می‌شود.


کارت‌های گرافیکی در ابتدا معضل چندانی برای پاورها نبودند و یک شاخه 5 ولت با جریان سنگین می‌توانست نیاز آنها را مرتفع کند اما با پیشرفت‌هایی که در تراشه‌های گرافیکی و بخش‌های مختلف کارت ایجاد شد این قطعات نیز تبدیل به یک چالش جدی در تامین توان توسط پاور شدند. اکنون اغلب توان مورد نیاز پاورها توسط شاخه 12 ولت فراهم می‌شود و بنابراین پاورهایی که در سیستم‌های نه‌چندان قدرتمند خانگی استفاده می‌شوند باید بتوانند توان 250 تا 300 وات را برای CPU و GPU در شرایط لود مهیا کنند. اکنون اغلب کارت‌های گرافیکی 80 تا 90 درصد توان مورد نیاز خود را از طریق شاخه 12 ولت تامین می‌کنند و بقیه این توان نیز توسط شاخه 5 ولت از طریق شکاف PCIE فراهم می‌شود. ولتاژهای +3.3 V و +5 V به ندرت توان سیستم را محدود می‌کنند ضمن اینکه شاخه 12 ولت هم می‌تواند ولتاژهای پایین‌تر را از طریق مبدل‌ها و تنظیم‌کننده‌های خطی فراهم کند.





توان پاور


توان پاور با واحد وات مشخص می‌شود و نشان‌دهنده خروجی دستگاه است. ورودی پاورها بر اساس استانداردهای برق شهری است که به عنوان مثال در امریکا با ولتاژ 110 ولت و در آسیا با ولتاژ 220 ولت مشخص می‌شود. ولی خروجی پاور میزان توانی است که می‌تواند در تمام شاخه‌ها برای تغذیه سیستم فراهم کند. معمولا مدل پاورها نیز با این توان مشخص می‌شود و یک پاور 600 وات می‌تواند در خروجی‌های 3.3+، 5+ و 12+ معادل 600 وات توان در اختیار سیستم قرار دهد. این گزینه مهم‌ترین ویژگی پاور است که شناخت واقعی آن چندان هم آسان نیست زیرا تولیدکنندگان از دو معیار برای نمایش توان پاور استفاده می‌کنند. گروه اول که معمولا شامل تولیدکنندگان ضعیف و محصولات نه‌چندان مرغوب است توان حداکثری پاور را به عنوان ظرفیت آن در نظر می‌گیرند. به این ترتیب مدل پاور، میزانی است که فقط در مدت یک دقیقه و در لود کامل یا اصطلاحا peak توانسته مهیا کند. گروه دوم توان مداوم پاور را به عنوان توان اصلی آن معرفی می‌کنند و بدیهی است که در این شرایط پاور می‌تواند به صورت ممتد و طی ماه‌ها این جریان را در اختیار سیستم قرار دهد. این مقدار هم به صورت بیشینه محاسبه می‌شود ولی دیگر محدودیت زمانی ندارد و پاور باید بتواند این جریان بیشینه را ادامه دهد. برای محاسبه مقدار بیشینه نیز مجموع خروجی‌های پاور مد نظر است. به عنوان مثال بیشترین توان در هر یک از خروجی‌های 3.3+، 5+ و 12+ ولت محاسبه و مجموع آنها به عنوان توان کلی پاور ثبت می‌شود.


واحد توان وات است و یک وات به معنی عبور جریان یک ولت با شدت یک آمپر است. پیش از این گفته شد که شاخه 12 ولت اهمیت زیادی دارد زیرا قسمت‌های اصلی سیستم مانند پردازنده، درایوها، فن‌ها و کارت گرافیک از این خروجی استفاده می‌‌کنند. بنابراین می‌توان گفت این خروجی اهمیت زیادی در خرید یک پاور مناسب دارد، هر چقدر توان بیشتری در شاخه 12 ولت قابل ارائه باشد آنگاه پاور ظرفیت بیشتری برای پاسخگویی به نیاز سیستم خواهد داشت. به عنوان مثال زمانی که می‌گوییم یک پاور قادر است جریانی به شدت 20 آمپر را از طریق شاخه 12 ولت فراهم کند به این معنی است که در مجموع 240 وات توان از این شاخه مهیا می‌شود. البته با افزایش خروجی‌های این شاخه اکنون چندین مدل 12 ولت داریم که با عبارت‌های +12V1، +12V2 و +12V3 مشخص می‌شوند. برای محاسبه ظرفیت پاور در شاخه 12 باید مجموع این خروجی‌ها مورد توجه قرار گیرند.


یکی از عبارت‌هایی که در مورد خروجی توان استفاده می‌شود واژه ریل است. ریل به معنی خروجی پاور برای یک ولتاژ خاص است، به عنوان مثال ریل 3.3 ولت یا ریل 12 ولت هر کدام در یک ولتاژ مشخص فعالیت می‌کنند. برخی از پاورها اصطلاحا مالتی‌ریل هستند و می‌توانند در یک ولتاژ مشخص چندین ریل داشته باشند. به عنوان مثال شاخه 12 ولت می‌تواند چهار ریل داشته باشد که هر کدام از آنها اگرچه با جریان 12 ولت شناخته می‌شوند اما شدت جریان آنها متفاوت است. عبارت‌های +12V1، +12V2 و +12V3 نیز به همین موضوع اشاره دارند. معمولا این اطلاعات در برچسب کنار پاور درج شده است و ظرفیت هر یک از خروجی‌ها را می‌توان در این قسمت مشاهده کرد.


در صورتی که یک پاور بتواند به طور کلی توان 60 آمپر را برای خروجی 12 ولت فراهم کند، چهار ریل در یک پاور هر کدام می‌توانند 15 آمپر داشته باشند. اما ممکن است گاهی این مقدار برای یک کانکتور کافی نباشد در حالی که سایر خروجی‌ها نیز احتیاجی به جریان بیشتر ندارند. در این حالت پاور این جریان را تقسیم می‌کند و فرضا اگر دو ریل 12 ولت هر کدام نیاز به 25 آمپر داشته باشند این مقدار در اختیار آنها قرار می‌گیرد و 10 آمپر دیگر نیز برای دو خروجی دیگر باقی می‌ماند. در استاندارد ATX12 هر ریل تا 20 آمپر محدود شده بود که در آخرین نسخه از این استاندارد این محدودیت کاهش پیدا کرد و خروجی‌های 12 ولت می‌توانند جریانی بالای 20 آمپر داشته باشند. البته باید توجه داشت که یک خروجی 12 ولت با شدت 20 آمپر می‌تواند 240 وات توان فراهم کند که مقدار کمی نیست ولی ممکن است در فایل سرورهایی که دارای چندین هارددیسک هستند یا در مادربوردهایی که بیش از یک پردازنده روی آنها نصب می‌شود این مقدار مورد نیاز باشد زیرا اغلب پردازنده‌های سرور با توان 130 وات شناخته می‌شوند. کارت گرافیکی هم یکی دیگر از سیاه‌چاله‌های پاور در سیستم است و در رایانه‌های حرفه‌ای که دارای کارت‌های پیشرفته هستند معمولا توصیه می‌شود پاور دستگاه توان ارائه خروجی 20 آمپر یا بیشتر را داشته باشد.





راندمان


یک قانون کلی در فیزیک وجود دارد که راندمان هیچ دستگاهی صد درصد نیست، به این معنی که خروجی دستگاه دقیقا متناسب با ورودی آن نیست و مقداری انرژی در این بین اتلاف می‌شود. راندمان معمولا به شکل ضریبی از توان ورودی مطرح می‌شود و این موضوع در پاورها اهمیت زیادی دارد. در پاورها از درصد برای بیان کارایی پاور کمک گرفته می‌شود به این معنی که وقتی می‌گوییم توان یک پاور 70 درصد است یعنی 30 درصد از توان ورودی آن تلف می‌شود که معمولا این اتلاف انرژی به صورت گرماست. بنابراین می‌توان گفت هر چقدر راندمان یک پاور بیشتر باشد انرژی کمتری صرف می‌کند که در هزینه برق موثر خواهد بود علاوه بر این به دلیل ایجاد گرمای کمتر، طول عمر بیشتری خواهد داشت. به عنوان مثال اگر یک پاور 420 وات با راندمان 70 درصد کار کند به این معنی است که این پاور 600 وات انرژی الکتریکی دریافت می‌کند اما 180 وات آن به گرما تبدیل می‌شود و 420 وات باقی می‌ماند. موضوع راندمان به یک بحث جدی میان تولیدکنندگان پاور تبدیل شده است و استانداردهای مختلفی را برای طبقه‌بندی پاورها در نظر می‌گیرند. برخی از پاورها که دارای راندمان بهتری هستند می‌توانند استاندارد 80+ را کسب کنند و لوگوی این استاندارد روی پاورهای حرفه‌ای نشان‌دهنده راندمان بالای آنهاست. البته استاندارد 80+ نیز دارای انواع مختلفی است و در چهار سطح معمولی، برنز، نقره‌ای و طلایی رده‌بندی می‌شود. وقتی یک پاور لوگوی 80 پلاس طلایی را دریافت می‌کند به این معنی است که می‌تواند در لود کامل 87 درصد انرژی ورودی را در اختیار خروجی‌ها قرار دهد و تنها 13 درصد از آن تلف می‌شود. این پاور در لود 50 درصد می‌تواند راندمان 90 درصد داشته باشد.


دستیابی به راندمان‌های بالا برای سازندگان پاور چندان ساده نیست زیرا باید از قطعات کاملا مرغوب استفاده کنند. هر گونه استهلاک انرژی در این مسیر به طور مستقیم روی خروجی آن تاثیرگذار است و به این ترتیب می‌توان گفت این پاورها علاوه بر راندمان بالا دارای طول عمر مناسبی هستند.


بهترین راندمان پاور زمانی است که بین 40 تا 60 درصد لود داشته باشد. در این حالت پاور بهترین کارایی را از خود نشان می‌دهد و انرژی کمتری را به گرما تبدیل می‌کند. در انواع استانداردهای 80 پلاس نیز مشخص است که پاور در لود 50 درصد بیشترین میزان خروجی را داشته است. بنابراین اگر توان مورد نیاز یک سیستم 400 وات باشد بهتر است پاوری انتخاب کنیم که توان آن بین 560 تا 640 وات باشد. برای اغلب سیستم‌های خانگی و اداری که دارای کارت گرافیکی پیشرفته نیستند و در آنها از یک یا دو هارددیسک به همراه دو ماژول رم استفاده شده است معمولا توان مصرفی از 250 وات تجاوز نمی‌کند و برای چنین سیستمی یک پاور با توان 350 تا 400 وات مناسب است.





کانکتورها


هر پاور تعداد مشخصی کانکتور دارد و این در حالی است که یکی از محدودیت‌های اصلی پاور برای سیستم می‌تواند عدم تامین تعداد کانکتور کافی برای بخش‌های مختلف آن باشد. این موضوع در مورد هارددیسک‌ها و به طور کلی درایوها بیشتر دیده می‌شود ضمن اینکه کارت‌های گرافیکی نیز از نظر تعداد کانکتور می‌توانند محدود شوند. در گذشته اغلب هارددیسک‌ها و درایوهای نوری از رابط‌های 4 پین مالکس استفاده می‌کردند که پس از ورود رابط‌های SATA این خروجی‌ها نیز تغییر کرده‌اند و امروزه رابط‌هایی به همین نام برای تامین ولتاژ آنها به کار می‌رود. هنگام خرید پاور توجه داشته باشید که تعداد خروجی‌های ساتا با تعداد هارددیسک‌ها متناسب باشد و اگر در آینده قصد اضافه کردن درایوها را دارید باید تعداد آنها را در نظر داشته باشید. کارت‌های گرافیکی نیز از رابط‌های 6 پین و 8 پین استفاده می‌کنند. البته این موارد بیشتر در کارت‌های حرفه‌ای دیده می‌شود. به عنوان مثال یک کارت رادئون HD 6770 نیاز به یک کانکتور 6 پین دارد ولی کارت HD 6870 از دو رابط 6 پین تغذیه می‌شود. در یک پاور معمولی یک کانکتور 20+4 پین دیده می‌شود که برای تامین جریان اصلی مادربورد است و در کنار آن یک کانکتور 4 یا 8 پین نیز برای تامین جریان پردازنده روی مادربورد قرار می‌گیرد. تعداد کانکتورهای ساتا بستگی به مدل پاور دارد ولی معمولا کمتر از 4 کانکتور نیست. ممکن است تولیدکننده این پاور را به همراه سه رابط ساتا و یک رابط مالکس ارائه دهد. این تعداد روی بسته‌بندی پاور باید قید شده باشند.





صدای سکوت


هنگام خرید پاور معمولا به صدای آن توجه نمی‌شود اما این مورد می‌تواند در درازمدت آزاردهنده باشد. شدت صوت با واحدی به نام dbA اندازه‌گیری می‌شود و زمانی که با صدای بسیار کم صحبت می‌کنیم شدت صدا حدودا معادل 20 dbA است و یک مکالمه عادی می‌تواند 60 dbA شدت داشته باشد. بر همین اساس پاورها نیز دارای دسته‌بندی‌های مختلفی هستند. به عنوان مثال عده‌ای از آنها با عنوان Silence ارائه می‌شوند که به معنی صدای اندک آنهاست. این پاورها معمولا شدت صوتی کمتر از 25 dbA دارند و نویز بسیار کمی تولید می‌کنند. این مقدار صدا کمتر از میزان نویزی است که توسط فن‌های سیستم و پردازنده تولید می‌شود.


نکته دیگر در مورد تعداد فن‌های پاور است. برخی از پاورها اصطلاحا Fanless هستند و در آنها فن به کار نرفته است. در این محصولات معمولا سینک‌های خنک‌کننده آلومینیومی وظیفه دفع حرارت را بر عهده دارند. در گروهی دیگر از پاورها از یک فن بزرگ استفاده شده است و در عده‌ای دیگر هم دو یا چند فن به کار رفته است. در گذشته تصور بر این بود که هر چقدر تعداد فن‌ها بیشتر باشد، می‌توانند جریان هوای بهتری فراهم کنند و برای پاور مناسب‌تر هستند اما مشخص شده است فن‌های بیشتر می‌توانند روی جریان و کارایی پاور موثر باشند زیرا هر کدام از این فن‌ها دارای مقداری نویز الکترومغناطیسی هستند و یک میدان القایی کوچک را ایجاد می‌کنند. بنابراین بهتر است با افزایش کارایی و کاهش گرما طول عمر پاور را افزایش داد. یک پاور مناسب می‌تواند به طور متوسط تا 80 هزار ساعت در دمای بین 20 تا 50 درجه سانتی‌گراد عمر کند.





بابک نقاش

ictnews.ir