DIY电脑怎么选电源?这个问题我懂一点点
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DIY 电脑怎么选电源?
这个问题可以简单说几句。再给几个建议的购买连接;也可以长篇大论。
由于今天有时间。所以选择长篇大论 。
首先。电源的ATX3.0规范要来了。它是为了应付以后的高端显卡。增加了16针的接口。叫做”12VHPWR”(12V High Power Connector)。仅需要一根供电线就可满足RTX 3090Ti的供电需求。因为它最高可以支持600w的功率。是的。下代顶级显卡是个大核弹!当然此外有更好的抵抗峰值功耗性能。低负载下能效更好等等优点。
网传图。不一定可靠。仅供参考。
虽然各家都准备好了ATX 3.0 电源。但毕竟显卡还没开卖。基本都是字面发布。刚上市肯定也都是高端型号。不是一般消费者能玩得起的。另外还有一种ATX12VO 2.0 电源标准。也是推广缓慢。所以这篇还是来详细聊聊传统的电源吧!
目前在售的电源基本都是按ATX12V 2.31版来执行的。对转换效率、节能和环保指标(功率因数)都有具体的要求。这里也不详细聊了。对于您的选购电源也没啥实际帮助。所以还是说点有用的!
我的思路大致是这样的:
首先第一个问题是。你需要一个什么规格的电源。因为不同机箱能装入电源规格是不同的。如果瞎买可以出现装不进机箱的感概。
PC电源的中杯、大杯、特大杯
ATX 电源
ATX电源无疑是最为普及的PC电源。也随着ATX主板而出现的。ATX规范是Intel公司在1995年提出的一个工业标准。随着PC硬件供电需求的发展。ATX的规范也经过多次的升级。比如主板电源从20pin升级到24pin。CPU电源从4pin升级到8pin。虽然技术标准的变化是非常大的。但尺寸变化并不大。标准尺寸为150x140x86mm。
要注意很多mini机箱也能装ATX电源。但都建议安装140mm长的电源。现在很多大厂也都在致力于小型化。海韵有140mm长的1000w电源;全汉居然要推出130mm长的千w电源!
海韵GX650
SFX电源
随着mini主机的兴起。SFX(Small Form Factor。小型外形规格)电源热度也不断升高。但早期它其实被叫做Micro ATX电源。顾名思义它其实是为了配合当时新推出的MicroATX主板(1997年12月)而诞生的。尺寸为125x100x63.5mm。但在MATX(机箱)上它却并有什么发挥的机会。因为使用ATX或者SFX电源。MATX机箱体积上并不会差很多。
转机是ITX主板的出现。随后越来越多的ITX机箱为了追求更小的体积。只能使用SFX电源。SFX电源起死回生了!现在多家厂商的SFX电源功率都到了850w。甚至千w。效率上也可以做到很高。性能水平上基本可以做到和ATX电源一致。相比其它形式的mini电源。SFX电源无疑在零售型号货源和保修上更有保证。唯一的缺点就是价格较高。讽刺的是当年Intel推出Micro ATX电源的一大目的可是为了降低制作成本!
EVGA 550GM
SFX-L电源
作为SFX的加长版。尺寸125x63.5mmx130mm。可以配备了12cm的散热风扇。相比SFX的8~9cm散热风扇无疑要更加静音。
海韵SGX-650
FLEX电源
现在mini电源的另一大主力军就是FLEX电源。起源于1999年intel推出的Flex-ATX主板。该主板规格为229×191mm。小于MATX主板。FLEX即lexbility”。意味着灵活、弹性的意思。FLEX电源尺寸为150×81.5×40.5mm。体积上相比SFX电源更小。之前在民用领域也没有什么热度。也是被用到定制机。NAS机、小型服务器。工控机。品牌mini机等领域。最近有些小众mini机箱设计成使用这种电源。所以也有些热度了!现在售卖的大多数是二手拆机的。还有被商家改成模组的。好像全汉是有全新的在卖。
由于采用4CM风扇。散热不好。高负载下的4CM风扇高转速带来的噪音要远大于SFX电源的8~9cm风扇和SFX-L电源的12cm风扇。FLEX瓦数也还可以。高点的见过500w~600w的。但考虑到其散热和噪音。作NAS机。或主流mini主机的电源还可以。作为高性能的游戏小钢炮主机就不太合适了。
TFX电源
TFX电源尺寸为175x82x41mm。呈长条形。配备了8cm风扇。所以理论上的噪音表现应该会比FLEX电源好。也是没有大瓦数的电源。大概也就是300~400w。也是作为OEM产品应用在NAS机或者品牌迷你机上。当然也有极少数的定制机箱采用TFX电源的设计。在tb上也是能买到二手拆机货的。新的零售产品还是比较少的。
DC-ATX电源模块和DC-ATX直插模块电源
这两种都非常小。特别是直插可以做到基本不占用空间。为啥能做到这么小?没有外壳和散热风扇是一个原因。更大的原因其实是它不是一个完整的电源。DC意味着它只处理直流电。即把高压直流变低压直流(DC-DC)。交流电变直流电的部分全要靠适配器!所以这种模块电源只能搭配适配器使用。
DC-ATX电源模块部分确实很小。但是如果加上必须的适配器就不算小;价格上也是同理:DC-ATX电源模块部分不算太贵(用料好的高瓦数还是挺贵的)。但是如果加上必须的适配器部价格也不便宜了。效率上DC-ATX模块部分损耗是非常小的。但更大损耗是发生在适配器中的变压部分。
这种电源一般适合在200~300w以下使用。不是不能作大的。只是一般的适配器功率都不大(大的就特别贵)。如下面500w的方案使用了2个大砖头的适配器。画面的风格还是很奇怪的。
这种电源一般没有大厂来生产。质量和质保都不好保证。散热也只能是被动散热(优点是电源部分无噪音)。机箱的风道结构也要尽量合理才能满足长期使用的条件。如果作为超低功耗的主机来使用还可以。大功率的主机就不建议使用了。
解决了第一个问题。再来看第二个问题。
你需要多大瓦数的电源呢?
如果你是以游戏为主的玩家。建议优先考虑显卡的功耗。比如N卡就有官方建议使用电源功率。TDP只有350w的RTX3090建议你使用750w的电源。
其实我也自己测试过RTX3090,玩个游戏自己用功耗表测试也就是500w+。为啥官方这么保守呢? 因为还有种东西叫峰值(瞬时)功耗
由于芯片拥有更多的晶体管。更先进的工艺制造更窄的栅长。栅极二氧化硅绝缘层会变得更薄。漏电功耗占比加大。
电脑电源
所以高性能芯片的峰值功耗越大。性能一般芯片的峰值功耗反而小。比如在RTX30中。大核心是从3080开始的。这种高端显卡的峰值功耗就会比较高。峰值功耗由于持续时间短。一般的功耗表可测不出来(采样率不高)。得用高采样率的测试设备才能测试到最真实的值。
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超能在RTX3080的测试中采用了PCAT(每0.1秒检测一次功耗的)。显卡最大功耗采用了3DMark Fire Strike压力测试。测定RTX3080的瞬时功耗最高到过415W。超了TDP大概100w。
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fcpowerup使用了示波器截图为单显卡测试的结果。采样率更高。显卡最大功耗采用了Furmark按住空格键的方法。测得了RTX3080峰值功耗Peak值约750W 。这个数值基本是TDP的快2倍了!当然这种测试方法和极端。而且这个值持续的实际只有660us。相当的短。
不光显卡有峰值功耗。CPU也是有的。
牙膏厂CPU的95w/125w的TDP。烤个机就到200多w了。吐槽TDP的意义不大。但其实酷睿系列的功率极限(Power Limit)一共有4档。功率从小到大依次是PL1、PL2、PL3、PL4。
PL1即平均功率。差不多就是TDP功率;
PL2即超过PL1之后的功率极限。对应Turbo Boost 2.0状态下的功率;
PL3是一个更高的功率极限;
PL4就是一个不可逾越的deadline。
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而且牙膏厂给出了明确的供电电流需求。所以根据峰值电流其实是可以算出不同状态下的功耗。
只看TDP来算主机功率还是不太靠谱。有条件的话。余量肯定是越大越好。
当然余量留多大。
电脑电源
都是个人意见。并不能算百分百的正确。这里提出我也提供一个自己的公式。仅供参考吧!对于大核心显卡(如RTX3080/3090)。在计算显卡功率时把官方给的TDP再加上100w;而最终选择的电源额定功率值X1.3(取个OPP的平均值)可以包住2倍的RTX3080/3090的TDP即可。
OPP:过载保护。限制最大输出功率;现在电源的OPP一般在额定功率的110%~160%。OCP超载电流的值也差不多是这个范围。也就说电源都可以超载使用。当然承受的超载时间是非常短的。通常以几百微秒μs或者几ms毫秒计。
一般游戏时的CPU负载并不会高。也就是TDP的水平吧。所以就取CPU的TDP。另外其它主板、内存等等的功耗算为50w。如果你风扇。灯特别多也可以取100w。
举几个例子说明下:
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(1)165w TDP的CPU:比如I9-10980XE之类的。搭配RTX3090。
[(165w+50w)+(350w+100w)]/0.8=831w。除0.8是为了实际功率在所选电源额度功率的80%。作为余量(也可以取70%)。
峰值功耗为(165w+50w)+350wX2=915W。850w电源按1.3的OPP算为1100w。也完全能包住峰值功耗。
(2)125w TDP的CPU:比如I7-12700k之类的。搭配RTX3080。
[(125w+50w)+(320w+100w)]/0.8=744w。
峰值功耗为(125w+50w)+320wX2=815W。750w电源按1.3的OPP算为975w。也能包住峰值功耗。
(3)65w TDP的CPU:比如I5-12400/5600之类的。搭配RTX3080。
[(65w+50w)+(320w+100w)]/0.8=668w。
峰值功耗为(125w+50w)+320wX2=755W。650w电源按1.3的OPP算为845w。也能包住峰值功耗。
其它型号可以自行带入计算。小核心显卡的峰值功耗可以算得小一些。比如~50W。再次要强调这只是小熊的一家之言。
最后一个问题就是
如果来辨别电源的品质
最简单的办法肯定就是卖最贵的了。
另外有人说看品牌。其实很多知名品牌都是代工生产。其背后代工厂像益衡、乔威可能你都没听说过。也别看不起国产厂商。很多海盗船的很多电源都是长城代工的。所以你看品牌还不如看价格。代工厂也是给多少钱。就给你什么价格的方案了!
再谈谈性价比。个人认为每w不到1元都有性价比。当然具体问题还得具体分析。比如保修、用料、方案等等。所以还是摊开聊聊这个问题。
80PLUS认证
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过了80PLUS认证不一定就是好电源。好电源也不一定过了80PLUS认证。但好歹是个可依据标准。
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现在好一些金牌都可以达到50%下92%的效率(标准是90%)。而更高级的白金和钛金也只能多2~3%。所以建议选择金牌就可以了。
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另外也不是电源瓦数越大越耗电。如果是千瓦级的金牌电源和小瓦数铜牌电源相比。反而在一定范围内的低负载有优势。
OCP/OPP过载保护机制
电源的一些保护机制往往不被人重视。如果你是个细心的人。最好留意下你要购买的电源是否有下面的保护机制?
OCP:逐周期电流限制保护。限制最大输出电流;
OPP:过载保护。限制最大输出功率;
OVP:过压保护。限制最高输入电压bai;
OTP:温度保护。限制工作时的最高温升
ESD:静电保护。即静电释放。避免由于静电引起芯片或者电子元件损坏;
UVLO:低压关闭。欠压锁定。限制最低入输入电压。
讲个插曲:2018年大量使用Vega显卡+海韵电源(FOCUS+系列550w翻车的比较多。但也有其它品牌)的用户发生了重启现象。于是大家都认为问题出现在电源上。海韵官方给出了官方的回应。表示其研发部门在测试双卡Vega 56 CrossFire时。抓到高达102A / 10ms的峰值功耗。相当于1200W的峰值功耗。导致电源启动了保护机制导致了重启。解决办法呢?就是调高保护限值呗!
如果你想要更进阶一步。可以看个各个媒体上发布电源评测中的拓扑结构部分。
电源的拓扑结构
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故事要从1884年说起。一个名叫特斯拉的年轻人带着前雇主的介绍信去找他的偶像——托马斯·爱迪生。希望他能帮助自己完成交流电系统的发明。。。。。。算了。篇幅有限就不讲这个故事了。大家有兴趣可以去查查这段有趣的历史。反正就是最后交流电被认可。取代了直流电。成了供电主流。毕竟交流电在发电和输送上的成本更优。
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PC电源的具体工作流程如下:交流电在滤波和整流后变为直流电。接着进入开关电路把直流电转为高频脉动直流电。再送到变压器降压得到低压的脉动电。在经过整流和滤波后最终得到电脑所需的。相对纯净的低压直流电。
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具体的滤波电路。开关电路。整流电路。变压电路。低压转换电路等等都是相对独立的电路。可以任意组合搭配。组成不一样的电源结构。当然不同的电源设计搭配。有不一样的转换效率。也会有不同的价格。比如这台全汉Hydro G Pro100。采用的是主动式 PFC+同步整流+LLC 谐振+DC To DC 的设计。
本人不是专业人士就不往深里讲了。因为讲不明白。
简单来说最低标准是选择主动式PFC电路的电源。当然主动式电源是并不能为用户省钱。而是为国家省钱。为国家做点贡献不也应该嘛!
开关电源的拓扑具体种类是相当多。但随着多年的市场竞争。现在基本只能看到双管正激和LLC谐振拓(分半桥和全桥)。双管正激是入门产品了。半桥LLC谐振现在普遍用在中高端产品上了。全桥LLC谐振的就是高端产品了。在二次侧中高端产品一般都是采用了+12v同步整流+DC to DC结构。所以通过电源采用的方案也能大致判断出定位。
线材的选择
最后电源的线材也需注意下。现在很多电源PCI-E接口的设计都是2个接头用1组模组线。高负载时其实是1组端子在扛。而端子以及电线能承担的电流都是有限的。所以对于高功率的显卡。如果有2个8pin接口。就尽量使用2根PCI-E线供电。不要用1根线上的2个接口;如果是超公版的显卡使用了3个pin接口。同理也要尽量使用3根PCI-E线供电。这就对于电源接口和线材设计有了一定的要求。当然如果是ATX 3.0电源。这一切又将改变了!
另外由于现在CPU功耗也随之提高。很多主板的CPU供电接口都是8+4或者8+8pin。而老一些的不算太大瓦数的电源(500~600w)往往只有一个8pin接口。当然如果是模组电源也可以自己取定制线材了。但要注意一定要找靠谱的呀!!!
最后的最后
我写到这里。如果还是有人问推荐的电源型号。基本就算我白写了这么多字了。
坦白从宽。以上内容抄袭我自己的三篇文章:
如果还是想要推荐电源型号的。可以看下第二篇。
作者声明本文无利益相关。欢迎值友理性交流。和谐讨论~
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