Jaki wybrać zasilacz do komputera? Co warto wiedzieć i czego się wystrzegać.

Moc

Zasilacze posiadają tabliczkę znamionową, tzw. prądowo-napięciową, na której podane są wartości maksymalnych prądów i dopuszczalnych obciążeń dla poszczególnych linii. Problem w tym, iż wiele z nich ma problemy z dostarczeniem deklarowanych wartości, a najczęstszymi powodami są:

• Podanie szczytowej mocy znamionowej zamiast ciągłej, którą można osiągnąć jedynie przez kilka sekund, lub nieraz poza dopuszczalnymi normami standardu ATX.
• Deklarowana moc jest osiągalna tylko w temperaturze pokojowej tj. ok. 25 st. C. Miejmy na uwadze, iż temperatura we wnętrzu zasilacza wynosi, co najmniej 35 st. C i więcej. Półprzewodniki wraz ze wzrostem temperatury tracą zdolność do dostarczania prądu, a co za tym idzie mocy. Przykładowo, zasilacz w temperaturze 25 st. C potrafi dostarczyć maksymalną moc całkowitą 500 W, natomiast w temperaturze 40 st. C już tylko 400 W.
• Po prostu zostaliśmy oszukani, a wartości podane na tabliczce znamionowej są “wyssane z palca”.

Wartość mocy, często tej szczytowej, większość osób plasuje na pierwszym miejscu. Chciałbym Wam uzmysłowić, iż istnieje sporo innych, równie istotnych czynników przy wyborze jednostki zasilającej. Wszak samo to, że zasilacz ma dumną naklejkę „750 W” jeszcze o niczym nie świadczy, a duża część użytkowników niestety zwraca uwagę wyłącznie na ten parametr. Zacznijmy od tego, że moc mocy nierówna. Co z tego, że zasilacz jest oznaczony jako 600 W, gdy na liniach +12 V może podać tylko 450 W, a reszta jest na prawie niewykorzystywanych obecnie liniach +5 V oraz +3,3 V? Bądźmy czujni na tego typu zagrywki, gdyż markowy zasilacz o mocy 350 W potrafi być stabilniejszy i w rzeczywistości mocniejszy niż wynalazek z napisem 500 W.

Markowy zasilacz o mocy 350 W potrafi być stabilniejszy i w rzeczywistości mocniejszy niż wynalazek z napisem 500 W

Co do doboru mocy, tutaj sprawa jest najtrudniejsza, bo jest rzeczą indywidualną. Jeśli chodzi o nowoczesne komputery, to nawet najpotężniejszy i mocno podkręcony (do użytku 24/7) PC z pojedynczą jednoukładową kartą graficzną nie będzie potrzebował więcej niż ~550 W. „Zabawa” zaczyna się, gdy korzystamy z konfiguracji z wieloma GPU. Dla dwóch kart GTX 1080 Ti zasilacz o mocy 750-850 W z pewnością starczy. Dla trzech 1000-1200 W, a dla czterech nawet 1500 W. Jednak pamiętajmy, że są to wartości nieco na zapas, a do tego, gdy kompletujemy komputer z nieco bardziej energooszczędnych podzespołów, to nawet w przypadku karty dwuukładowej / dwóch jednoukładowych kart, 750 W powinno spokojnie starczyć (mój Intel Core i7-3930K @ 4,25 GHz +  GTX 590 pobiera z gniazdka ok. 580 W).  Obecnie zwykły użytkownik, który kupił porządny komputer z jedną kartą graficzną powinien nabyć coś z przedziału 350 – 550 W. Nie można popadać w paranoję i manię jak największej ilości watów, bo pieniądze lepiej przeznaczyć na jednostkę wyższej klasy, z japońskimi kondensatorami oraz o wysokiej sprawności. Generalnie dla zestawów z wykorzystaniem procesorów maksymalnie Intel Core i3/i5 z zablokowanym mnożnikiem i kartą graficzną niewymagającą dodatkowego zasilania lub 6 -pin PCI-E, w zupełności wystarczy zasilacz o mocy ok. 350-450 W. Oczywiście mówimy o markowych PSU. Np. zestaw z CPU i5-7400 oraz GPU pokroju GTX 1050 Ti nie będzie pobierał więcej jak 130 W z sieci energetycznej.

Linie zasilające

W dzisiejszych czasach większość podzespołów jest zasilana napięciem +12 V. To z niej zasilane są procesor i karta / karty graficzne, czyli najbardziej prądożerne elementy komputera, więc obciążalność tejże linii świadczy o faktycznej mocy jednostki. Przykładem może być zasilacz Enermax NAXN 82+ 550 W, którego łączna obciążalność na linii +12 V wynosi tylko 38 A (456 W), czyli prawie 100 W mniej niż całkowita moc. W wysokiej jakości/klasy modelach zasilaczy różnica między mocą całkowitą jednostki a obciążalnością szyny 12 V jest na poziomie od kilku do kilkunastu wat. Tudzież można napotkać zasilacze, które oferują pełną moc na linii +12 V jak testowany Corsair RM1000i.

W oczy rzuca się różna obciążalność na liniach +3,3 V oraz +5 V, gdzie maksymalne obciążenie tych linii jest nieadekwatne do rachunku matematycznego. Już spieszymy z wyjaśnieniem, otóż na przykładzie zasilacza Platimax 1000 W OC z tabliczki znamionowej wynika, iż 3,3 V x 25 A daje nam 75 W na linii +3,3 V, natomiast 5 V x 25 A daje dodatkowe 125 W na linii +5 V. Razem wychodzi 200 W, gdy łączna obciążalność wynosi tylko 150 W. Tak więc warto zadbać, aby zasilacz był odpowiednio dobrany pod względem obciążalności poszczególnych linii do charakterystyki danej platformy. Wszystkie nowe procesory pobierają prąd z szyny +12 V. Niektóre modele mają bardzo dziwny podział linii +12 V. Choćby Thermaltake stosuje w kilku modelach „asymetryczne” linie +12 V – np. jedna ma obciążalność 40 A, a druga 85 A. Należy zwracać uwagę, do której linii podłączamy poszczególne komponenty, gdyż może się okazać, że pomimo wysokiego oznaczenia mocy zasilacza nasz komputer złożony z niezbyt prądożernych komponentów wyłącza się w trakcie grania, nawet gdy moc jest prawidłowo dobrana.

Załóżmy, że mamy zasilacz 750 W z dwiema liniami po 35 A o łącznej obciążalności 62,5 A. Powyższy opis jest jak najbardziej realny, gdybyśmy do jednej linii +12 V podłączyli jednocześnie procesor i kartę graficzną, a do drugiej linii 35 A nie podłączylibyśmy nic. Wówczas pierwsza linia, mogąca dostarczyć 420 W, byłaby przeciążona, a druga o takiej samej mocy by się totalnie „nudziła”. W przypadku podłączenia karty graficznej do linii nr 2 (najczęstsze oznaczenie w takim wypadku to 12V2) problem zostałby rozwiązany, gdyż obie linie byłyby obciążone tylko częściowo. Powyższy przykład powinien Wam uzmysłowić potencjalny problem wynikający z użycia teoretycznie mocnego zasilacza, który ma sześć linii +12 V, do zasilenia komputera z jedną bardzo mocną kartą graficzną, lub gdy np. linie są trzy, a mamy do zasilenia cztery karty graficzne oraz procesor, ale to już bardziej scenariusz dla górników kryptowalut lub overclockerów.

W tym samym wypadku, gdy wyposażymy się w zasilacz z jedną szyną +12 V problem się rozwiązuje, gdyż wiemy, że jeśli coś nas ogranicza, to całkowita moc zasilacza, a nie któraś z linii +12 V, na której zadziała zabezpieczenie nadmiarowo-prądowe (OCP). Tak więc zdecydowanie polecamy zasilacze z jedną mocną szyną +12 V (tzw. single rail). W takiej sytuacji nie musimy się zastanawiać, w jaki sposób podłączyć komponenty, ani stresować, czy dana linia na pewno podoła. Jako ciekawostkę nadmienię, że na rynku obecne są zasilacze posiadające przełącznik lub zworkę, pozwalającą na wybór trybu pracy PSU pomiędzy jedną mocną linią +12 V i kilkoma słabszymi. Przykładem jest be quiet! Dark Power Pro 11 i polecamy oczywiście przełączenie na pojedynczą linię. Takie rozwiązanie jest możliwe, gdyż w rzeczywistości każdy zasilacz ma jedno napięcie +12 V. Ewentualny podział na kilka linii +12 V jest wyłącznie działaniem producenta, który odpowiednio grupuje kable (bądź wtyczki do kabli modularnych) i na ich „drodze” umieszcza zabezpieczenia nadmiarowo-prądowe (OCP), które sztucznie tworzą kolejne linie.

Sprawność

Sprawność w ostatnim czasie to bardzo eksponowany parametr. Tak, sprawność jednostki zasilającej ma wpływ na rachunki za energię elektryczną w przeciwieństwie do PFC, ale o tym później. Uściślając jest to stosunek mocy oddanej do komponentów względem pobranej z gniazdka.

Sprawność =  moc oddana / moc pobrana

Przykładowo, jeżeli Twój komputer ciągnie ze „ściany”  350 W, a faktyczne zużycie wynosi 250 W, to sprawność zasilacza opiewa na 71,4% - trochę słabo, prawda? Tak się zachowa zasilacz „no name” bez potwierdzenia sprawności certyfikatem 80 PLUS (o tym dowiecie się na kolejnych stronach). Korzystając z niskiej jakości niemarkowego PSU o sprawności ok. 70%, zasilacz straci, głównie w postaci ciepła, od 107 W (obc. 250 W) do niemal 193 W (obc. 450 W), gdzie przy zasilaczu, który posiada certyfikat 80 PLUS Gold te różnice zmniejszą się odpowiednio do ok. 22 W dla obciążenia 250 W i 29 W dla obciążenia 450 W. Wyniki mówią same za siebie i zostawiam to bez komentarza. Jednak o ile warto posiadać PSU o sprawności ponad 80%, to jak najwyższy możliwy certyfikat nie powinien być priorytetem przy kupnie jednostki zasilającej. Np. rozbieżności w sprawności jednostek z certyfikatem Gold a Platinum są niewielkie. W skali roku oszczędzimy na prądzie niewiele, a różnica w cenie pomiędzy „Złotem” i „Platyną” często jest zbyt duża.

O ile warto posiadać zasilacz o sprawności ponad 80%, to jak najwyższy możliwy certyfikat nie powinien być priorytetem przy kupnie jednostki zasilającej.

Spotkałem się z osobami, które dobierały moc PSU w następujący sposób: skoro potrzebuję 500 W do zasilenia PC, a zasilacz ma sprawność 80%, to muszę kupić jednostkę około 650 W, aby była w stanie dostarczyć te 500 W. Nic bardziej mylnego! Zasilacz 1000 W ze sprawnością 90% dostarczy komputerowi 1000 W, natomiast z gniazdka pobierze przy tym około 1100 W. Inny mit polega na tym, że zasilacz cały czas pobiera z sieci energetycznej tyle, ile ma na tabliczce znamionowej. To brednia totalna. Zasilacz pobiera takie ilości energii, na jakie w danym momencie jest zapotrzebowanie. Tak więc jeśli PC potrzebuje w danej chwili 100 W, a mamy zasilacz nawet 1500 W, to z gniazdka i tak „weźmie” tylko około 115 W (uwzględniam sprawność zasilacza). Zasilacz osiąga najwyższą sprawność, gdy jest obciążony w zakresie od około 40 do ~70%. W zakresie 10-20% obciążenia zasilacze osiągają dosyć niską sprawność, w szczególności mocne jednostki. Kupując bardzo mocny zasilacz, np. 850-1000 W z certyfikatem Platinum, do komputera, który podczas niskich obciążeń (np. podczas przeglądania internetu) pobiera ok. 50-100 W, możemy płacić wyższe rachunki za prąd, niż gdybyśmy do tego samego komputera kupili zasilacz 300-400 W z certyfikatem Bronze/Silver.

Poziom hałasu

Zasilacz generuje hałas, a dokładnie wytwarza go wentylator chłodzący elektronikę. Oczywiście pomijamy sytuację, gdy popiskują cewki. Rozróżniamy trzy rodzaje systemów chłodzenia PSU:

• Pasywne – brak wentylatora, często charakteryzują się wysoką sprawnością i stosunkowo niską mocą całkowitą (do ok. 500-600 W). Zdarza się, iż obudowa jest wykorzystana jako radiator, jak w zasilaczu Chieftec GPS-500C. Należy pamiętać o odpowiednim montażu pasywnej jednostki, tak by ciepłe powietrze mogło swobodnie opuścić wnętrze urządzenia (najczęściej jest to zaznaczone w instrukcji). Uważamy, że sens kupowania zasilaczy pasywnych nie jest zbyt duży, tak samo jak innych pasywnych komponentów.
• Półpasywne - to zasilacze, które do ok. 30% obciążenia (a więc w spoczynku, gdy używamy pakietu biurowego, czy surfujemy po internecie, a nawet gramy w mniej wymagające tytuły) ich wentylator nie pracuje, przez co są bezgłośne. Z kolei niektóre modele posiadają przełącznik wyboru pracy półpasywnej lub normalnej (wentylator jest włączony cały czas). Takie jednostki reprezentują m.in. SeaSonic z serii X czy najnowsze PRIME . Są one świetne i możemy je polecić każdemu, komu zależy na ciszy.
• Aktywne – z tzw. wymuszonym chłodzeniem, czyli z ciągle pracującym wentylatorem, który chłodzi rozgrzaną elektronikę.

Na generowany hałas wpływ ma także konstrukcja zasilacza, a dokładniej:

• Rozplanowanie podzespołów w taki sposób, by zapewnić swobodny przepływ powietrza, wzór kratek w obudowie (np. plaster miodu).
• Budowa wentylatora, jego prędkość, rozmiar oraz wykorzystane łożysko. Zalecamy omijać wentylatory oparte na łożysku ślizgowym, gdyż ma ono niską trwałość.

Oczywiście pomijamy sprawność urządzenia, wszak wiadomo:

większa sprawność-> mniejsze ilości wydzielanego ciepła-> mniejsze obroty wentylatora = ciszej!

Napięcia  wyjściowe

Dobry zasilacz powinien charakteryzować się stabilnymi napięciami. Oznacza to, że wahania podawanego napięcia nie powinny przekraczać określonych wartości, o których mówi norma ATX. Przykładowo dla jednostki X napięcie na linii +12 V waha się od 11,90 V do 12,11 V, natomiast dla jednostki Y w analogicznej sytuacji napięcie na linii +12 V zawiera się między 11,7 V a  11,8 V. Oczywiście urządzenie Y jest lepszym zasilaczem, pomimo niższego napięcia jest ono stabilniejsze. Większe skoki napięć mogą powodować niestabilną pracę podzespołów, a restarty komputera i towarzyszące im BSODy mogą stać się zmorą. Producenci zasilaczy starają się, by regulacja napięć wyjściowych (przynajmniej na głównych liniach) nie przekraczała 3%. Niestety nie wszystkim się to udaje zrealizować. Jednakże regulacja napięć w okolicach 1% budzi szacunek i jest pożądana. Za regulację napięć odpowiadają obwody PWM, w lepszych jakościowo jednostkach z modułami DC-DC na stronie wtórnej można napotkać dodatkowe kontrolery PWM odpowiadające za linie +3,3 V oraz +5 V.

Źródło: specyfikacja ATX12V 2.3

O jakości napięć wyjściowych najlepiej mówią tętnienia. By je sprawdzić należy dokonać odpowiednich pomiarów oscyloskopem. Norma ATX12V reguluje te wartości:

Źródło: specyfikacja ATX12V 2.3

Multimetrem cyfrowym nie da się w precyzyjny sposób zbadać przebiegu napięcia, ponieważ próbkowanie jest za małe. Dzięki analizie przebiegu badanego napięcia można dokładnie ocenić jego jakość oraz określić, czy (mimo odpowiednich wartości) jest bezpieczne dla naszych podzespołów. Norma ATX reguluje zakres bezpiecznych wartości dla poszczególnych napięć. Przekroczenie ich może prowadzić do niestabilności komputera, losowych restartów, BSOD-ów (niebieski ekran) lub też trwałego uszkodzenia sprzętu. Na screenach z oscyloskopu jest brana pod uwagę wyłącznie wartość międzyszczytowa składowej zmiennej, tzw. peak-to-peak (Pk-Pk), która wyrażona jest w miliwoltach (mV). Jest to wyjątkowo istotny, a zarazem najtrudniejszy do zmierzenia parametr. Dobry oscyloskop jest bardzo drogim przyrządem pomiarowym, a do tego trzeba umieć się nim posługiwać.