Работа 2. Интерфейс в широком смысле формально определенная логическая и физическая границы между взаимодействующими независимыми объектами.
 Скачать 7.06 Mb.
|
Блок питания (компьютерный, внутренний)VIP — вторичный источник питания. Выносными блоки питания обычно делают только до определенного уровня мощности. Все мощные (свыше нескольких десятков ватт) всегда встроены в аппаратуру и устроены они обычно намного сложнее выносных. Энергоснабжение — залог существования любого современного государства, города, предприятия, дома. И компьютера. Без качественного питания компьютер будет работать нестабильно, а может и вовсе не заработать. Именно поэтому так важно подобрать надежный и качественный блок питания. Как ни странно, еще несколько лет назад многие не уделяли должного внимания выбору блока питания, считая его чем-то вроде бесплатного приложения к корпусу. Этим с удовольствием пользовались многочисленные китайские фирмочки, не обремененные заботой о качестве своей продукции. Нередко красивый на вид и, судя по наклейкам, мощный блок питания переставал справляться с нагрузкой, стоило лишь добавить в систему чуть более производительную видеокарту или еще один жесткий диск. К счастью, за последние годы ситуация в корне изменилось: сегодня напороться на заведомо низкопробный товар можно либо прельстившись дешевизной, либо просто в сомнительном месте. Тем не менее, и до сих пор нередки случаи, когда написанное на этикетке, мягко говоря, не соответствует действительности. Встречаются модели, не обеспечивающие заявленной мощности или быстро выходящие из строя при максимальной нагрузке. Но особой популярностью у многих, даже вполне добросовестных производителей пользуются придуманные пиарщиками громкие названия зачастую несуществующих «технологий», якобы реализованных в их продукции. Чаще всего эти «технологии» представляют собой обязательный элемент схемы современного блока питания, без которого он попросту не будет соответствовать стандарту. Однако случается, что и отсутствие того или иного элемента маркетологи умудряются назвать новой технологией с каким-либо пафосным именем. Блок питания может быть любой фирмы, отвечающий вашей системе по мощности, поскольку все стандартные БП любого производителя с точки зрения надежности абсолютно равнозначны. Во-первых, потому что последние лет пятнадцать все блоки питания делаются по идентичным схемам с применением одних и тех компонентов, а во-вторых, концентрация истинных вендоров в определенной области мира здесь еще выше, чем для ноутбуков или мониторов. Вы ведь не думаете, что блок питания от Microtech паяли в ее штаб-квартире в Швейцарии, правда? В доказательство приведу забавную историю. В 2002 году китаец, работавший в японской компании с говорящим названием Rubycon Corporation, исчез, прихватив секрет японского электролита. Позднее он появился на Тайване, где и продал секрет одной фирме, которая начала поставлять электролит, изготовленный по новой формуле, тайваньским же производителям конденсаторов (на Тайване производится порядка 30% мирового объема этих компонентов). Те, в свою очередь, поставляют конденсаторы тайваньским же производителям материнских плат, которые снабжают ими три четверти мира. К тому времени, как выяснилось, что он украл формулу не полностью, и конденсаторы эти не выдерживают и половины гарантийного срока, пострадать успели даже такие гиганты, как IBM. Правда, через пару лет от некачественных конденсаторов (причем из самой Японии, без всяких шпионских историй) пострадали Dell, HP, Intel и Apple. Скажите, много ли выиграли в этой ситуации обладатели плат именно от Dell, а не от тех, кто их на самом деле производит? Чтобы разговор получился предметным, начнем с краткого изложения принципов работы блоков питания. Обсудив их важнейшие параметры, мы рассмотрим разновидности и правила выбора БП. Много теорииГлавная функция блока питания — обеспечить подачу к элементам электросхем компьютера постоянного стабилизированного напряжения с заданными характеристиками. Поскольку «в розетке» ток переменный, да еще и с избыточным для низковольтных комплектующих напряжением, обязательным компонентом блока питания является понижающий трансформатор. Напомним физические принципы работы трансформатора, основанные на явлении электромагнитной индукции. На замкнутый стальной сердечник надеты две (или более) индукционные катушки, одна из которых, первичная, подключается к источнику напряжения, а другая, вторичная, — к нагрузке. После подачи на первичную обмотку в сердечнике возникает переменное магнитное поле, за счет явления электромагнитной индукции возбуждающее электродвижущую силу (ЭДС) во вторичных обмотках. Полная ЭДС в каждой обмотке пропорциональна числу ее витков. На холостом ходу, то есть в отсутствие нагрузки, напряжение на концах вторичной обмотки равно индуцированной в ней ЭДС, а при подключении нагрузки в ней появляется ток, и напряжение на ее концах уже не равно полной ЭДС. Силы тока в первичной и вторичной обмотках обратно пропорциональны соответствующим напряжениям, то есть, понижая в несколько раз напряжение, мы во столько же раз увеличиваем силу тока. Соотношение токов в первичной и вторичной обмотках равно обратному отношению числа витков обмоток. Компьютерные блоки питания — импульсные, с широтно-импульсной модуляцией, где понижающий трансформатор работает на существенно большей частоте, нежели частота переменного тока в электросети. В таких блоках ток проходит через выпрямитель, после чего постоянное напряжение питает импульсный генератор, в котором оно преобразуется в импульсы с частотой от 10 кГц до 1 МГц и затем подается на понижающий трансформатор. Эти блоки более компактны, они используются в различном оборудовании, где требуется высокий КПД и несколько выходных напряжений. Их главные недостатки — высокий уровень высокочастотных импульсных помех (снижаются специальными фильтрами и экранированием корпуса БП), а также низкое значение коэффициента мощности. (Кстати, компьютеры очень желательно включать через что-то типа «Пилота», обладающего встроенным фильтром высокочастотных помех — не для защиты компьютера от бросков напряжения в сети — БП их, как правило, отлично отрабатывает, — а для защиты сети от помех, создаваемых компьютером). Современные блоки питания стандарта ATX выдают постоянные напряжения +12, +5, +3,3 и –12 В. Напряжение +12 В подается на центральный процессор, графический ускоритель, а также на дисковые накопители и другие устройства с электродвигателями (например, корпусные кулеры), напряжение +5 В — на чипсет, контроллеры накопителей, платы расширения и различные микросхемы на системной плате, напряжение +3,3 В — нанекоторые другие микросхемы. Допустимое стандартом ATX отклонение от номинального напряжения — ±5%, и, как правило, все блоки питания укладываются в эти нормы. Важная характеристика блока питания — его КПД, то есть процентное отношение отдаваемой мощности к мощности, получаемой из сети. Значение КПД при номинальной нагрузке для компьютерных блоков питания составляет обычно около 80% — можно считать, что остальные 20% идут на нагрев компонентов. Многие современные БП, соответствующие требованиям Energy Star 4.0, имеют КПД не ниже 80% при любой нагрузке выше 20%. При низкой нагрузке КПД падает примерно до 65% — это означает, что если вы используете в компьютере со скромной конфигурацией мощный блок питания «про запас», то вы не только зря потратили деньги при его покупке, но и постоянно приплачиваете лишнего за электричество. Еще одна важная характеристика блока питания — сила тока на линиях с разным выходным напряжением. О ней частенько забывают, что иногда выходит боком при выборе БП простым сложением энергопотребления компонентов компьютера. Меж тем о силе тока забывать нельзя, что еще в конце XIX века продемонстрировал гениальный физик Никола Тесла, без последствий для здоровья подвергавший себя воздействию напряжения в 2 млн. вольт. Но с крохотным значением силы тока. Сегодня даже на самом дешевом БП имеется наклейка с указанием мощности и силы тока по каждой из линий с разными напряжениями. По этим данным (которые, впрочем, не всегда достоверны) можно прикинуть реальные возможности конкретной модели. Со всеми требованиями к электрике (и не только) можно ознакомиться в издаваемом Intel стандарте по конструированию блоков питания ATX с длинным названием Power Supply Design Guide for Desktop Platform Form Factors. В этом документе содержатся таблицы рекомендуемой нагрузки на БП различной мощности, данные в которых можно сравнить со значениями силы тока по линиям с разным напряжением, указанные на этикетке. При этом вас может ожидать неприятный сюрприз: встречаются случаи, когда блок с заявленной мощностью, скажем, 450 Вт по нагрузке тянет лишь ватт на триста. Например, если такой БП выдает по шине +12 В лишь 20 А, а не 25-30 А, то современный графический ускоритель высокого класса не сможет работать в полную силу. Именно из-за недостаточной нагрузочной способности многие дешевые блоки питания не способны выдать заявленные «ватты» по нужной линии +12V, благополучно отдавая их по менее востребованным +5V и +3.3V. Отсюда и рассказы о том, что с новой видеокарточкой не «заводится» полукиловаттный блок питания, хотя на самом деле качественного БП мощностью 500 Вт вполне достаточно для работы мощного ПК с четырехъядерным процессором и двумя топовыми видеокартами. Удивились? А зачем тогда выпускают блоки питания на киловатт и больше, — спросите вы? Отвечаю: такие блоки питания пригодятся любителям разгона, тем, кто водружает на компьютер экзотические системы охлаждения и организует дисковые массивы из восьми и более накопителей. Речь идет об исключительных случаях, когда компьютерные системы используются нестандартным образом в специфических целях. Для обычного домашнего компьютера такой БП просто ни к чему, даже если вы целыми днями кодируете видео, а потом ночь напролет рубите монстров. Кстати, современный ПК даже с мощной игровой видеокартой в среднем потребляет не больше 300 Вт. И еще немного о токе. Современные комплектующие требуют низковольтного питания, но с довольно высокой силой тока, поэтому в целях безопасности было решено ограничить ее на одиночных линиях. В частности, на одной шине +12 В сила тока не должна превышать 18 А (хотя на мощных 800-1000-ваттных экземплярах красуется гордое «20A»). Однако из-за нецелесообразности физической реализации в небольшом БП нескольких шин с одинаковым напряжением конструкторы поступают проще: на каждый разъем единой линии устанавливаются шунты (то есть низкоомные сопротивления), подключающиеся к микросхеме, в которой реализована защита по напряжению, отрубающая питание при превышении на одном из разъемов 18 А. Как ни странно, существуют и конструкции, в которых вместо отключения виртуальной линии при превышении тока она, наоборот, объединяется с другими. Конечно, теоретически такой блок питания способен вынести гораздо большие нагрузки, чем модели с реальной защитой, но насколько он соответствует требованиям безопасности — вопрос открытый. |