Мощность блока питания для 3 жестких дисков

Какое энергопотребление используют жесткие диски при разных объемах?

Всем привет! Тема сегодняшнего поста — энергопотребление HDD. Разберем, сколько ватт потребляет жесткий диск и как узнать это, если нет данных.

Немного об устройстве винчестера

Как вы уже знаете, HDD — это один или несколько магнитных дисков, данные с которых считываются с помощью специальной головки. Она парит над поверхностью, но не касается ее.

Падение головки на намагниченную поверхность — такая же поломка, как, например, выход из строя электропривода. Технически это похоже на виниловую пластинку: данные записаны вдоль своеобразных дорожек.

Разница в том, что дорожки идут не от края к центру, как у пластинки, а от центра к краю. Для того, чтобы вращать магнитный диск, подставляя сектора с информацией под головку, используется шпиндель, который оборудован электромотором.

Именно этот мотор — основной потребитель электрической энергии в харде. Все прочие компоненты (сама считывающая головка, кеш-память, микросхемы управления и т. д.) потребляют ее существенно меньше.

Об энергопотреблении

Вопреки распространенному заблуждению, потребляемая мощность не зависит от объема накопителя. Так, HDD на 500gb, на 1 тб, на 2 TB, на 4 TB и даже на 6 тб, если они одного бренда и из одной линейки, будут потреблять одинаковое количество электрической энергии.

На этот показатель также влияет скорость вращения шпинделя. У винчестеров с 5400 оборотами в минуту энергопотребление меньше, так как электромотору приходится приложить меньше усилий. Впрочем, сегодня такие накопители почти не попадаются: почти все современные харды имеют скорость вращения 7200 RPM.

Ну, и теперь сами цифры. В среднем, хард размером 3,5 дюйма потребляет в режиме записи/чтения около 5 Вт, а в холостом режиме 2–3 Вт. Больше всего энергии в компьютере расходуется на старте, во время загрузки операционной системы. Потребление может доходить до 15–20 Вт.

Повторяю, речь идет о современных оптимизированных накопителях. У старых моделей эти показатели могут быть выше.

HDD форм-фактора 2,5 дюйма, которые используются в ноутбуке, потребляют меньше энергии: магнитный диск меньшего диаметра имеет меньшую массу, поэтому для приведения его в движение следует приложить меньшее усилие.

В среднем, в режиме чтения/записи расходуется 3–4 Вт, а на холостом ходу 1–2 Вт. При загрузке ОС потребление редко превышает величину 10–15 Вт.

Как снизить

Как видите, магнитный накопитель — один из наименее энергоемких комплектующих. Закономерный вопрос: можно ли это энергопотребление еще как то снизить?

Увы, но нет. В нормальном режиме работы — при запуске программ и игр, просмотре фильмов и прослушивании музыки, процессор постоянно будет обращаться к накопителю, чтобы получить хранимые на нем данные.

Впрочем, при таком потреблении хард — не тот компонент, благодаря которому получится значительно снизить расход энергии. «Плясать» нужно немного в другом направлении — снижать энергопотребление процессором и видеокартой.

Напоминаю, что подписавшись на новостную рассылку, вы будете в числе первых получать уведомления о публикации новых материалов. До скорых встреч, друзья!

Источник

Мощность блока питания для 3 жестких дисков

Я решил поплотнее разобраться с ситуацией, когда БП не хватет для полдюжины дисков. HDD заслуживают отдельного поста.

Начнём с WD. Эта уважаемая компания вообще решила, что чем потребитель меньше знает, тем лучше, и публикует всё меньше и меньше технической информации о жёстких дисках. Поэтому продукты WD оценим по тестам.

Рис из статьи. Энергопотребление 4 моделей дисков компании WD (напомню, Hitachi Global Storage Technologies — подразделение WD).
Темный тон — мощность, потребляемая по 5В и нижняя цифра; светлый тон — по 12В; верхняя цифра — суммарная мощность. UPD Прим. см также 1-ый коммент к этому посту, от scream_r
При чтении, записи и случайном чтении на 5В цепь приходится от 26% до 74% энергопотребления, в среднем — 45%

Давайте посмотрим на актуальные диски Seagate, Seagate Desktop HDD, Product Manual, ST4000DM000,ST3000DM003 — это новейшие 4 и 3 терабайтные диски, стр 15.

Table 2 DC power requirements (3TB and 4TB)
Power dissipation Avg (watts 25° C) Avg 5V typ amps Avg 12V typ amps
Spinup — — 2.0
Idle 5.0 0.17 0.35
Operating 7.50 0.48 0.43
Standby 0.750 0.138 0.005 Sleep 0.750 0.138 0.005

При работе по 5В потребляется 32% мощности. Приятно, что паспотрные цифры по Seagate в целом бьются с замерами на дисках WD.

(Позже нам понадобится ещё один параметр, стр 16, Voltage tolerance (including noise): 5V ±5%; 12V ±10%.)

Это были установившиеся средние цифры. Чтобы увидеть пиковые, нужны осциллограмы. Раньше их публиковали, ср Product Manual Barracuda 7200.7 Serial ATA — это довольно старые (

2003 г) диски.
На стр 8 (с сокращениями)
Table 5: DC power requirements (example of 160GB and 200GB models not supporting NCQ)
Power dissipation Average (watts, 25° C) 5V typ amps 12V typ amps
Spinup — — 2.8 (peak)
Idle 7.5 0.482 0.424
Operating 12.1 0.638 0.739
Standby/Sleep 2.0 0.367 0.014

Стр 9 — осцилограммы энергопотребления по 5 и 12 В

Из них видно, что в таблицах не зря упомянут усреднённый ток. При работе по 5В он заявлен 0.638 А, но похоже, реально он принимает только значения 0.45 и 0.95А ( +48%), между которыми колеблется. Полагаю, одно из значений соответствует считыванию, а другое — поиску (не поручусь — куда большее, а куда — меньшее ;). При раскрутке диска по 5B пиковое потребление превышает среднее рабочее более чем вдвое.

Картинка по 12В зрительно похожа, но здорово отличается по цифрам. При работе мгновенное значение тока часто оказывается возле нуля, а максимальное лишь незначительно превосходит заявленное в таблице. На старте указанные 2.8А по 12B, судя по графику — именно пиковые, достигаемые на столь короткие доли секунды, что на графике таких токов и не видно.

За последние годы конструкции дисков сильно продвинулись. Но не изменился характер работы диска — позиционируем головку, читаем, позиционируем, читаем. Поэтому разумно ожидать аналогичных в % цифр для пиковых значений токов.

Если вернуться к первому рисунку, то можно видеть, что у дисков WD здесь полный разнобой. Две актуальных модели при раскрутке потребляют в основном 5B, две — 12В. Так, зелёный 3 тербайтник 84% энергии при старте потребляет по 5И (можно было бы счесть опечаткой, но соседняя модель — 80%)

Итого вывод — при работе современный 3-4 Tb диск в среднем половину (до 74%) мощности потребляет по 5В. При старте диска доля потребления по 5В может превышать 80% в зависимости от модели.

Источник

Как выбрать блок питания для компьютера

Любой гайд по выбору БП начинается с утверждения, что блок питания — одна из важнейших комплектующих, экономить на ней нельзя, в противном случае весь компьютер сгорит к японской бабушке, и даже ваш домашний любимец суслик Федор может погибнуть страшной и мучительной смертью.

Это несколько преувеличено. Сейчас не 2000-е годы, и откровенно некачественных и опасных для эксплуатации блоков в продаже, как в те времена, почти нет. Вариант со сгоревшими от БП комплектующими очень маловероятен. Даже в простеньких стоят различные защиты, реализовать их с развитием схемотехники стало гораздо проще и дешевле. При нехватке мощности компьютер при нагрузке будет просто отключаться.

Эти высказывания — не призыв покупать самые дешевые блоки. Все-таки, лучше купить один надежный БП и забыть вообще про этот вид комплектующих на несколько лет.

В данном гайде не будет конкретных рекомендаций, какой блок купить. Рынок очень изменчив, и подобные советы пришлось бы переписывать каждый месяц. Попытаемся определиться с терминологией и разобраться, что же вообще бывает внутри этих железных коробочек с хвостами и как выбрать себе надежный БП.

Основные параметры блоков питания

Форм-фактор

Выбор форм-фактора блока питания определяется корпусом, в котором вы предполагаете разместить комплектующие. Основной форм-фактор для персональных компьютеров — АТХ.

Стандарт АТХ четко оговаривает два габаритных размера для БП — высота 86 мм и ширина 150 мм. В длину блоки могут быть различны.

Этот параметр нужно также учитывать при покупке. Производители корпусов обычно пишут, какой максимальной длины БП можно установить в их корпус.

В продаже есть блоки других форм-факторов — FlexATX, SFX, TFX и даже внешние блоки питания.

Мощность

Общая мощность блока питания — это суммарная мощность по всем линиям. В современном компьютере основная нагрузка приходится на 12 В канал, по остальным линиям стандартный компьютер потребляет не более 50 Вт. Поэтому именно на мощность по каналу 12 В надо обращать основное внимание. В качественных блоках она близка или даже равна общей мощности.

Разъемы

Основной 24-контактный разъем.

Наличествует во всех блоках. Чаще всего представлен в виде разделяющегося на 20-контактный и дополнительные 4 контакта. Это было сделано для совместимости со старыми платами с 20-контактным разъемом. Правда, это платы очень древние, и сейчас таких немного, поэтому постепенно производители блоков переходят к цельному разъему в 24 контакта.

То есть, разъем 20+4 и 24 — одно и тоже.

В разъеме отсутствует один пин. Это не брак. Напряжение -5 В было исключено за ненужностью, а пустой контакт в разъеме остался.

Разъем питания процессора

Бывает 4-контактным и 8-контактным (который часто разделяется на два разъема по 4 контакта).

Изначально питание процессора на платах обеспечивалось с помощью 4-контактного разъема, но с ростом энергопотребления процессоров, выросли токи, поэтому применили 8-контактный разъем. На бюджетных платах иногда до сих пор ставят 4-контактный.

Разъемы для питания видеокарты

Бывают двух типов — 6-контактный и 8-контактный.

8-контактный чаще всего представлен в виде разбирающегося разъема 6+2 контакта.

Через 6-контактный разъем можно обеспечить мощность до 75 Вт, через 8-контактный — до 150 Вт. Еще 75 Вт мощности обеспечивает разъем расширения PCIe x16.

15-контактный разъем для питания HDD, SSD и прочего.

4-контактный разъем. Ранее применялся для питания HDD, приводов оптических дисков и прочего. В современном компьютере используется достаточно редко, в основном для питания вентиляторов, реобасов и т. д.

Предназначался для питания накопителей на гибких магнитных дисках. Сейчас используется очень редко, поэтому частенько представлен в виде переходника Molex-Floppy.

Кабели

Бывают блоки с отстегивающимися кабелями (модульная конструкция) или жестко закрепленными.

Отстегивающиеся кабели удобны тем, что неиспользуемые можно убрать, чтобы они не захламляли внутреннее пространство корпуса и не мешали охлаждению. Полностью модульные БП удобны еще при снятии блока для чистки, например.

Не нужно для этого вытаскивать проведенные под поддоном корпуса кабели.

К минусам модульной системы относят вероятность плохого контакта в разъемах. Пайка действительно в данном случае надежнее. Впрочем, какого-то массового выгорания контактов у модульных БП так до сих пор и не случилось, хотя единичные случаи есть.

Система охлаждения

Бывает трех видов:

1) Активная. Во время работы блока вентилятор вращается постоянно.

2) Полупассивная. При низких нагрузках вентилятор не работает.

3) Пассивная. Вентилятора нет.

Блоки питания с пассивным охлаждением редки и очень дороги. Наиболее оптимальны блоки с полупассивным охлаждением. Во-первых, это положительно сказывается на ресурсе вентилятора. Во-вторых, даже в корпусе с противопылевыми фильтрами пыль есть, а при работе вентилятор засасывает ее внутрь блока, где она оседает на радиаторах и деталях, ухудшая охлаждение.

В вентиляторы ставят подшипники скольжения, качения и гидродинамические. Для использования в блоках питания предпочтительнее последние — они более долговечны, и именно поэтому в топовых БП стоят вентиляторы с гидродинамическими подшипниками.

Вентиляторы в основном встречаются типоразмера 120 или 140 мм. Маленькие, размером 80 мм, которые встраивались в переднюю или заднюю стенку, ушли в прошлое, сейчас встретить такой блок в продаже трудно.

Также в вентиляторы в последнее время стали встраивать подсветку.

Корректор мощности

Мощность бывает активная и реактивная. Активная — полезная, передаваемая в нагрузку, а реактивная — бесполезная, которая впустую нагревает провода.

В Европе и многих других странах запрещено продавать БП без коррекции мощности, поэтому установка схем PFC — не инициатива производителей блоков. Как любая дополнительная схема, она потребляет энергию, уменьшает КПД, усложняет и удорожает конструкцию.

Для компенсации реактивной мощности в БП существуют две схемы: активная (APFC) и пассивная.

Пассивная это банальный дроссель огромных размеров. Таким образом часто дорабатывались БП, в которых корректор изначально не был предусмотрен.

Активная более сложна в реализации, но более эффективна. Во всех современных блоках используется только APFC.

У нас в России бытовые счетчики считают только активную мощность, поэтому обычному пользователю никаких плюсов от наличия корректора нет, разве что нетребовательность к уровню входного напряжения. Блоки с активным корректором могут работать в широком диапазоне — от 90 до 250 В, что приятно, если у вас нестабильное напряжение в сети.

С другой стороны, блоки с APFC могут конфликтовать с UPS. Поэтому к подбору источника бесперебойного питания надо подходить с особой тщательностью.

Сертификат 80 Plus

Данный сертификат характеризует энергоэффективность блоков питания или его КПД (отношение полезной энергии к общему количеству потраченной).

Известный миф: Если заявленная мощность блока 500 Вт, а его КПД — 80%, то он может выдать лишь 500*0,8=400 Вт. Неверно — блок выдаст все 500 Вт, а потребление от сети составит 625 Вт. То есть, 125 Вт будет потреблять сам БП.

Сертификация 80 Plus классифицируется по уровням. Начальный уровень — просто 80 Plus. Блок с таким сертификатом имеет на корпусе значок белого цвета.

Далее в порядке возрастания идут Bronze, Silver, Gold, Platinum, Titanium.

Список сертифицированных блоков можно найти тут.

Сертификация блока процедура недешевая, поэтому для бюджетных моделей частенько ей пренебрегают. Иногда даже придумывают собственные значки, внешне похожие на официальные.

Отсутствие какого-либо сертификата говорит либо о низком КПД (то есть, безнадежно устаревшей схемотехнике блока), либо о бережливости производителя. Вы четко должны понимать, что в таком случае покупаете продукт на котором жестко экономили, и ладно, если только на сертификации.

Поэтому, лучше обращать внимание на БП, имеющие хотя бы бронзовый сертификат.

Чем выше сертификат блока, тем выше его КПД, меньше энергопотребление (и ваши счета за электроэнергию), меньше нагрев и, с очень большой вероятностью — шум.

Итак, как выбрать БП?

Первый шаг

Определиться с мощностью.

Сделать это можно несколькими путями:

1) Посчитать мощность с помощью онлайн-калькуляторов (раз, два). Они почти не врут, разве что имеют тенденцию к незначительному ее завышению, что некритично.

2) Посчитать мощность самому, сложив заявленные производителем характеристики комплектующих. Не самый верный путь, ибо производители вместо реальной потребляемой мощности часто указывают TDP (требования по теплоотводу), а они могут сильно отличаться от реальности.

3) Поискать в интернете обзоры на компьютеры со сходной комплектацией, в которых есть измерение общей потребляемой мощности. Не обязательно искать точно такую же конфигурацию компьютера, как у вас. Основные потребители в современном ПК — процессор и видеокарта.

Брать БП с избыточной мощностью незачем. Это просто лишняя трата денег.

Второй шаг

Определиться с количеством разъемов и необходимой длиной кабелей.

В просторных корпусах необходимо учитывать, что вам могут понадобиться кабели большой длины , особенно для подключения питания к материнской плате. При покупке бюджетной модели надо обращать особое внимание на этот параметр, ибо у них часто нигде это вообще не указано. Большинство корпусов имеют нижнее расположение БП, что требует довольно большой длины кабелей, особенно основного и для питания процессора. Тут уж, как говорится, десять раз измерь (если корпус у вас уже есть) и десять раз спроси на форумах.

Если у вас в компьютере игровая видеокарта (ну, или вы так считаете), то необходимо иметь как минимум два разъема на 6+2 контакта. Даже если на видеокарте у вас всего один. Ибо видеокарта в компьютере все же апгрейдится чаще, чем БП. Можно использовать переходники, но рекомендовать такое сложно. В электронике каждое соединение — потенциальный источник проблем.

Третий шаг.

Определиться с количеством денег, которые вы готовы потратить на покупку данного устройства.

Допустим, у нас уже есть блок питания, мощностью 500-600 Вт, с наличием любого сертификата, начиная от 80 Plus Bronze (как сказано выше, лучше выбирать из блоков с наличием сертификата 80 Plus).

Рассмотрите дополнительные параметры, такие как подсветка (бывает одноцветной, или многоцветной с различными эффектами), система охлаждения (активная, полупассивная, пассивная).

Обращайте внимание на срок гарантийного обслуживания. Гарантия в 7-12 лет чаще всего дается для очень качественно сделанных БП.

Вы уже имеете ценовую вилку для ориентировки, и нам осталось только поставить ограничение в ценах и выбрать из оставшихся одного единственного.

Если выбирать из представленных блоков самостоятельно, то основной совет — не сильно обращать внимание на отзывы, лучше читать обзоры.

Напоследок ответы на частые вопросы пользователей при выборе БП.

Как поменять вентилятор в БП?

Обычно делать это не рекомендуется, тем более если имеется действующая гарантия от производителя. БП — это не процессор, где куча термодатчиков и защит от превышения температуры. В большинстве БП всего один термодатчик (термистор), и тот всего лишь стоит в схеме управления вентилятором, то есть при нагреве выдает сигнал на «интеллектуальную схему управлением скоростью вентилятора», состоящую из менее чем десятка деталей, которая повышает напряжение питания вентилятора. При замене вентилятора на модель с меньшим потоком и скоростью вращения, БП может сгореть.

Что делать, если БП свистит?

Существует такое явление, как магнитострикция. Суть его в том, что при изменении магнитного поля размеры тела тоже изменяются. В электронике этому наиболее подвержены дроссели и трансформаторы. При протекании тока сердечник в таких конструкциях вибрирует с частотой, кратной частоте тока, и издает звуки. Обычно преобразователи в БП специально рассчитывают на частоты выше верхнего диапазона слышимости. Но частенько бывает, что из-за некачественных деталей или брака при сборке такой свист появляется.

Солидные производители при подтверждении данной проблемы в СЦ обычно меняют такие блоки по гарантии. Хотя, чаще всего такой блок может без проблем работать со свистом несколько лет без всякого ущерба для комплектующих. Добиться его замены от малоизвестного производителя может быть затруднительно, ибо подобный шум никак не регламентируется, а выходные параметры напряжений у блока, как сказано выше, могут быть в рамках стандарта.

Что такое АТХ 12V, EPS 12V и прочие стандарты?

Стандарт АТХ 12V — часть стандарта АТХ, относящаяся к блокам питания. Разработан компанией Intel. Заменил стандарт АТ, использовавшийся до начала ХХI века.

С ростом мощности процессоров понадобилось усилить их линию питания, поэтому многие материнские платы получили 8-контактный разъем питания из серверного стандарта EPS 12V. Следовательно, поддержка EPS 12V означает лишь наличие 8-контактного разъема питания процессора.

Существует еще поддержка технологий энергосбережения С6 и С7, согласно которым БП должны поддерживать очень маленький ток по линии 12 В — 50 мА. В то время, как в спецификации АТХ 12V версии 2.3 заявлен минимальный ток 0,5 А. Большинство блоков, даже не сертифицированных для этого, поддерживают такие значения тока. В крайнем случае, можно выключить эти режимы энергосбережения.

Нужно ли гнаться за последней версией стандарта?

Нет. Изменения в стандартах в последние несколько лет незначительны и никак на потребительских свойствах не сказываются.

Имеет ли смысл покупать блоки питания от фирмы, которая сама производит и разрабатывает их?

Есть несколько производителей блоков, самые известные из них: CWT, Seasonic, НЕС, Enermax, FSP, InWin, Delta Electronics. На самом деле, неплохих производителей гораздо больше.

Так стоит ли гнаться за блоками именно этих производителей и под родной маркировкой? Нет.:

1) БП с другой наклейкой на корпусе может стоить существенно меньше при том же качестве.

2) Некоторые фирмы выпускают измененные (и часто в лучшую сторону) модели ОЕМ-производителей.

Надо ли обращать внимание на наличие защит в БП?

На их заявленное производителем наличие обращать внимание не стоит.

Основные защиты оговорены в стандарте АТХ12V. Теоретически, если блок соответствует стандарту, они в нем должны быть. Практически — в дешевых блоках на них часто экономят. Да и сами защиты представляют собой немного не то, что думает об этом рядовой пользователь.

ОТР — защита от превышения температуры.

Чаще всего реализована с помощью датчика, который установлен в одном, самом удобном с точки проектировщика, месте.

Но дело в том, что конструкция блока питания предполагает множество греющихся элементов, которые рассредоточены по всей плате. Таким образом, при локальном перегреве в точке, где нет датчика, блок сгорит.

OVP/UVP — защиты от пониженного и повышенного напряжения.

Обычный пользователь думает, что если выходные напряжения выйдут за пределы стандарта, то блок питания выключится, защищая подключенное оборудование. В реальности чаще всего за это отвечает микросхема супервизора (английское слово supervisor правильнее произносить как супервайзер, но у нас прижилось упрощенное произношение в отношении подобных микросхем).

Давайте посмотрим документацию на довольно часто используемую микросхему PS113. Порог срабатывания защиты от превышения напряжения по 12 В каналу: типовое значение — 13,8 В, максимальное — 14,4 В. Стандарт АТХ12V предусматривает отклонение не более 5% (12,6 В).

Это, скорее, защита самого БП при возникновении неисправностей от его полного выхода из строя, а никак не защита ваших комплектующих от повышенного напряжения. Аналогично с пониженным.

Несмотря на наличие кучи надписей на коробке о защитах, есть ли они реально и насколько грамотно реализованы, никто вам не скажет.

Наиболее необходимая — защита от короткого замыкания. И она должна быть на всех выходных линиях. В крайнем случае, можно закрыть глаза на ее отсутствие на линии 3,3 В, так как на доступных пользователю контактах ее почти нет (она только в основном 24-контактном разъеме есть).

У какой фирмы самые лучшие блоки питания?

Нет такой фирмы. У каждой есть как удачные модели, так и неудачные, так что ориентироваться на конкретного производителя не стоит.

Текст обновлен автором Sancheas

Источник

Поделиться с друзьями
Электрика и электроника
Adblock
detector