說(shuō)說(shuō)DIY 電腦怎么選電源?分享下我懂得的一點(diǎn)點(diǎn)


DIY 電腦怎么選電源?
這個(gè)問(wèn)題可以簡(jiǎn)單說(shuō)幾句,再給幾個(gè)建議的購(gòu)買(mǎi)鏈接;也可以長(zhǎng)篇大論。
這次選擇長(zhǎng)篇大論。
首先,大家要知道是電源的ATX3.0規(guī)范要來(lái)了。它是為了應(yīng)付以后的高端顯卡,增加了16針的接口,叫做”12VHPWR”(12V High Power Connector),僅需要一根供電線就可滿足RTX 3090Ti的供電需求,因?yàn)樗罡呖梢灾С?00w的功率。是的,下代頂級(jí)顯卡是個(gè)大核彈!當(dāng)然此外有更好的抵抗峰值功耗性能,低負(fù)載下能效更好等等優(yōu)點(diǎn)。

雖然各家都準(zhǔn)備好了ATX 3.0 電源,但畢竟顯卡還沒(méi)開(kāi)賣(mài),基本都是字面發(fā)布。剛上市肯定也都是高端型號(hào),不是一般消費(fèi)者能玩得起的。另外還有一種ATX12VO 2.0 電源標(biāo)準(zhǔn),也是推廣緩慢。所以先要明確的一個(gè)點(diǎn)就是等不到新電源?
如果選擇等就不用往下看了,因?yàn)檫@篇還是重點(diǎn)來(lái)聊傳統(tǒng)電源!
目前在售的電源基本都是按ATX12V 2.31版來(lái)執(zhí)行的,對(duì)轉(zhuǎn)換效率、節(jié)能和環(huán)保指標(biāo)(功率因數(shù))都有具體的要求,這里也不詳細(xì)聊了,對(duì)于您的選購(gòu)電源也沒(méi)啥實(shí)際幫助,所以還是說(shuō)點(diǎn)有用的!
我的介紹思路大致是這樣的


第一個(gè)要明確的問(wèn)題是你需要一個(gè)什么規(guī)格的電源,因?yàn)椴煌瑱C(jī)箱能裝入電源規(guī)格是不同的,如果瞎買(mǎi)可能出現(xiàn)裝不進(jìn)機(jī)箱的尷尬。
PC電源的中杯、大杯、特大杯(電源規(guī)格)

ATX 電源
ATX電源無(wú)疑是最為普及的PC電源,是隨著ATX主板而出現(xiàn)的。ATX規(guī)范是Intel公司在1995年提出的一個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),隨著PC硬件供電需求的發(fā)展,ATX的規(guī)范也經(jīng)過(guò)多次的升級(jí),比如主板電源從20pin升級(jí)到24pin,CPU電源從4pin升級(jí)到8pin。雖然技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的變化是非常大的,但公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)尺寸為150x140x86mm。
但現(xiàn)在很多mini機(jī)箱也能裝ATX電源,所以現(xiàn)在很多大廠也都在致力于小型化,海韻有140mm長(zhǎng)的千瓦電源;全漢等也推出130mm長(zhǎng)的千瓦電源!

一個(gè)13cm長(zhǎng)ATX電源的開(kāi)箱,有興趣可以看看:

SFX電源
隨著mini主機(jī)的興起,SFX(Small Form Factor)電源熱度也不斷升高。但早期它其實(shí)被叫作Micro ATX電源,顧名思義它其實(shí)是為了配合當(dāng)時(shí)(1997年)新推出的MicroATX主板而誕生的,尺寸為125x100x63.5mm。但在MATX(機(jī)箱)上它卻并沒(méi)有什么發(fā)揮的機(jī)會(huì),因?yàn)槭褂肁TX或者SFX電源,MATX機(jī)箱體積上并不會(huì)差很多。
轉(zhuǎn)機(jī)是ITX主板的出現(xiàn),隨后越來(lái)越多的ITX機(jī)箱為了追求更小的體積,只能使用SFX電源,SFX電源起死回生了!現(xiàn)在多家廠商的SFX電源功率都到了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電源一致。相比其它形式的mini電源,SFX電源無(wú)疑在零售型號(hào)貨源和保修上更有保證,唯一的缺點(diǎn)就是價(jià)格較高,諷刺的是當(dāng)年Intel推出Micro ATX電源的一大目的可是為了降低制作成本!

SFX-L電源
作為SFX的加長(zhǎng)版,尺寸125x63.5mmx130mm,配備了12cm的散熱風(fēng)扇,相比SFX的8~9cm散熱風(fēng)扇無(wú)疑要更加靜音。

FLEX電源
mini電源的另一大主力軍是FLEX電源。起源于1999年intel推出的Flex-ATX主板,該主板規(guī)格為229×191mm,小于MATX主板,F(xiàn)LEX即flexbility。FLEX電源尺寸為150×81.5×40.5mm,體積上相比SFX電源更小。用于定制機(jī),NAS機(jī)、小型服務(wù)器,工控機(jī),品牌mini機(jī)等領(lǐng)域。最近有些小眾mini機(jī)箱設(shè)計(jì)成使用這種電源,所以也有些熱度了!現(xiàn)在售賣(mài)的大多數(shù)是二手拆機(jī)的,還有被商家改成模組的,好像全漢是有全新的在賣(mài)。
由于采用4CM風(fēng)扇,散熱不好,高負(fù)載下的4CM風(fēng)扇高轉(zhuǎn)速帶來(lái)的噪音要遠(yuǎn)大于SFX電源的8~9cm風(fēng)扇和SFX-L電源的12cm風(fēng)扇。FLEX瓦數(shù)也還可以,高點(diǎn)的見(jiàn)過(guò)500w~600w的,但考慮到其散熱和噪音,作為NAS機(jī),或主流mini主機(jī)的電源還可以,作為高性能的游戲小鋼炮主機(jī)就不太合適了。
FLEX電源的另一個(gè)名稱(chēng)是小1u電源,據(jù)說(shuō):u(unit的縮略語(yǔ))是服務(wù)器系統(tǒng)的一個(gè)度量單位,1U等于1.75英寸,也就是4.445cm,2u則是1u的2倍為8.89cm。嚴(yán)格上說(shuō)FLEX機(jī)箱是不能安裝1u電源的,即FLEX電源其實(shí)和1U電源是沒(méi)有關(guān)系的,小1U只是國(guó)內(nèi)俗稱(chēng),國(guó)外沒(méi)有這種叫法。

TFX電源
TFX電源尺寸為175x82x41mm,呈長(zhǎng)條形,配備了8cm風(fēng)扇,所以理論上的噪音表現(xiàn)應(yīng)該會(huì)比FLEX電源好,也是沒(méi)有大瓦數(shù)的電源,大概也就是300~400w。也是作為OEM產(chǎn)品應(yīng)用在NAS機(jī)或者品牌迷你機(jī)上,當(dāng)然也有極少數(shù)的定制機(jī)箱采用TFX電源的設(shè)計(jì),在tb上也是能買(mǎi)到二手拆機(jī)貨的,新的零售產(chǎn)品還是比較少的。

DC-ATX電源模塊和DC-ATX直插模塊電源
這兩種都非常小,特別是直插可以做到基本不占用空間。為啥能做到這么???沒(méi)有外殼和散熱風(fēng)扇是一個(gè)原因,更大的原因其實(shí)是它不是一個(gè)完整的電源。DC意味著它只處理直流電,即把高壓直流變?yōu)榈蛪褐绷鳎―C-DC)。交流電變直流電的部分全要靠適配器!所以這種模塊電源只能搭配適配器使用。

DC-ATX電源模塊部分確實(shí)很小,但是如果加上必須的適配器就不算??;價(jià)格上也是同理:DC-ATX電源模塊部分不算太貴(用料好的高瓦數(shù)還是挺貴的),但是如果加上必須的適配器部?jī)r(jià)格也不便宜了。效率上DC-ATX模塊部分損耗是非常小的,但更大損耗是發(fā)生在適配器中的變壓部分。
這種電源一般適合在200~300w以下使用,不是不能做大的,只是一般的適配器功率都不大(大的就特別貴),如下面500w的方案使用了2個(gè)大磚頭的適配器,畫(huà)面的風(fēng)格還是很奇怪的。

這種電源一般沒(méi)有大廠來(lái)生產(chǎn),質(zhì)量和質(zhì)保都不好保證,散熱也只能是被動(dòng)散熱(優(yōu)點(diǎn)是電源部分無(wú)噪音),機(jī)箱的風(fēng)道結(jié)構(gòu)也要盡量合理才能滿足長(zhǎng)期使用的條件。如果作為超低功耗的主機(jī)來(lái)使用還可以,大功率的主機(jī)就不建議使用了。

解決了第一個(gè)問(wèn)題,再來(lái)看第二個(gè)問(wèn)題,
你需要多大瓦數(shù)的電源呢?(電源功率)
如果你是以游戲?yàn)橹鳎ㄗh優(yōu)先考慮顯卡的功耗,比如N卡就有官方建議使用電源功率,TDP只有350w的RTX3090建議你使用750w的電源。

其實(shí)我也自己測(cè)試過(guò)RTX3090,玩?zhèn)€游戲自己用功耗表測(cè)試也就是500w+,為啥官方這么保守呢? 因?yàn)檫€有種東西叫峰值(瞬時(shí))功耗
由于芯片擁有更多的晶體管,更先進(jìn)的工藝制造更窄的柵長(zhǎng),柵極二氧化硅絕緣層會(huì)變得更薄,漏電功耗占比加大。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,大核心是從3080開(kāi)始的,這種高端顯卡的峰值功耗就會(huì)比較高。
峰值功耗由于持續(xù)時(shí)間短,一般的功耗表可測(cè)不出來(lái)(采樣率不高),得用高采樣率的測(cè)試設(shè)備才能測(cè)試到最真實(shí)的值。
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超能在RTX3080的測(cè)試中采用了PCAT(每0.1秒檢測(cè)一次功耗的),顯卡最大功耗采用了3DMark Fire Strike壓力測(cè)試,測(cè)定RTX3080的瞬時(shí)功耗最高到過(guò)415W,超了TDP大概100w。

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fcpowerup使用了示波器截圖為單顯卡測(cè)試的結(jié)果,采樣率更高。顯卡最大功耗采用了Furmark按住空格鍵的方法,測(cè)得了RTX3080峰值功耗Peak值約750W ,這個(gè)數(shù)值基本是TDP的快2倍了!當(dāng)然這種測(cè)試方法很極端,而且這個(gè)值持續(xù)的實(shí)際只有660us,相當(dāng)?shù)亩獭?/p>
不光顯卡有峰值功耗,CPU也是有的。
牙膏廠CPU的95w/125w的TDP,烤個(gè)機(jī)就到200多w了,吐槽TDP的意義不大,但其實(shí)酷睿系列的功率極限(Power Limit)一共有4檔,功率從小到大依次是PL1、PL2、PL3、PL4。
PL1即平均功率,差不多就是TDP功率;
PL2即超過(guò)PL1之后的功率極限,對(duì)應(yīng)Turbo Boost 2.0狀態(tài)下的功率;
PL3是一個(gè)更高的功率極限;
PL4就是一個(gè)不可逾越的deadline。
而且牙膏廠給出了明確的供電電流需求,所以根據(jù)峰值電流其實(shí)是可以算出不同狀態(tài)下的功耗。

只看TDP來(lái)算主機(jī)功率還是不太靠譜,有條件的話,余量肯定是越大越好。
當(dāng)然余量留多大,都是個(gè)人意見(jiàn),并不能算百分百的正確。這里提出我也提供一個(gè)自己的公式,僅供參考吧!
對(duì)于大核心顯卡(如RTX3080/3090),在計(jì)算顯卡功率時(shí)把官方給的TDP再加上100w;而最終選擇的電源額定功率值X1.3(取個(gè)OPP的平均值)可以包住2倍的RTX3080/3090的TDP即可。
OPP:過(guò)載保護(hù),限制最大輸出功率;現(xiàn)在電源的OPP一般在額定功率的110%~160%,OCP超載電流的值也差不多是這個(gè)范圍,也就說(shuō)電源都可以超載使用,當(dāng)然承受的超載時(shí)間是非常短的,通常以幾百微秒μs或者幾ms毫秒計(jì)。
一般游戲時(shí)的CPU負(fù)載并不會(huì)高,也就是TDP的水平吧,所以就取CPU的TDP,另外其它主板、內(nèi)存等等的功耗算為50w,如果你風(fēng)扇,燈特別多也可以取100w。
舉幾個(gè)例子說(shuō)明下:
(1)165w TDP的CPU:比如I9-10980XE之類(lèi)的,搭配RTX3090。
[(165w+50w)+(350w+100w)]/0.8=831w,除0.8是為了實(shí)際功率在所選電源額度功率的80%,作為余量(也可以取70%)。
峰值功耗為(165w+50w)+350wX2=915W,850w電源按1.3的OPP算為1100w,也完全能包住峰值功耗。
(2)125w TDP的CPU:比如I7-12700k之類(lèi)的,搭配RTX3080。
[(125w+50w)+(320w+100w)]/0.8=744w,
峰值功耗為(125w+50w)+320wX2=815W,750w電源按1.3的OPP算為975w,也能包住峰值功耗。
(3)65w TDP的CPU:比如I5-12400/5600之類(lèi)的,搭配RTX3080。
[(65w+50w)+(320w+100w)]/0.8=668w,
峰值功耗為(125w+50w)+320wX2=755W,650w電源按1.3的OPP算為845w,也能包住峰值功耗。
其它型號(hào)可以自行帶入計(jì)算,小核心顯卡的峰值功耗可以算得小一些,比如~50W,再次要強(qiáng)調(diào)這只是小熊的一家之言,而且由我公式計(jì)算電源功率更加保守,是的,我是保守派,因?yàn)槲遗聯(lián)?zé)任!

最后一個(gè)問(wèn)題是
如何來(lái)辨別電源的品質(zhì)
最簡(jiǎn)單的辦法肯定就是賣(mài)最貴的了。
有人說(shuō)看品牌,其實(shí)很多知名品牌都是代工生產(chǎn),其背后代工廠像益衡、喬威可能你都沒(méi)聽(tīng)說(shuō)過(guò)。也別看不起國(guó)產(chǎn)廠商,很多海盜船的很多電源都是長(zhǎng)城代工的。所以看品牌還不如看價(jià)格,代工廠也是給多少錢(qián),就給你什么價(jià)格的方案了!
再談?wù)勑詢(xún)r(jià)比,個(gè)人認(rèn)為每w不到1元都有性?xún)r(jià)比,當(dāng)然具體問(wèn)題還得具體分析,比如保修用料方案等等,所以還是來(lái)展開(kāi)聊聊這個(gè)問(wèn)題。
80PLUS認(rèn)證
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過(guò)了80PLUS認(rèn)證不一定就是好電源,好電源也不一定過(guò)了80PLUS認(rèn)證,但好歹是個(gè)可依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)。

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現(xiàn)在好一些金牌都可以達(dá)到50%下92%的效率(標(biāo)準(zhǔn)是90%),而更高級(jí)的白金和鈦金也只能多2~3%,所以建議選擇金牌就可以了。

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另外也不是電源瓦數(shù)越大越耗電,如果是千瓦級(jí)的金牌電源和小瓦數(shù)銅牌電源相比,反而在一定范圍內(nèi)的低負(fù)載有優(yōu)勢(shì),因?yàn)楦叨穗娫丛诘拓?fù)載下的效果更高。

OCP/OPP過(guò)載保護(hù)機(jī)制
電源的一些保護(hù)機(jī)制往往不被人重視,如果你是個(gè)細(xì)心的人,最好留意下你要購(gòu)買(mǎi)的電源是否有下面的保護(hù)機(jī)制?
OCP:逐周期電流限制保護(hù),限制最大輸出電流;
OPP:過(guò)載保護(hù),限制最大輸出功率;
OVP:過(guò)壓保護(hù),限制最高輸入電壓bai;
OTP:溫度保護(hù),限制工作時(shí)的最高溫升
ESD:靜電保護(hù),即靜電釋放,避免由于靜電引起芯片或者電子元件損壞;
UVLO:低壓關(guān)閉,欠壓鎖定,限制最低入輸入電壓。
講個(gè)插曲:2018年大量使用Vega顯卡+海韻電源(FOCUS+系列550w翻車(chē)的比較多,但也有其它品牌)的用戶(hù)發(fā)生了重啟現(xiàn)象,于是大家都認(rèn)為問(wèn)題出現(xiàn)在電源上。海韻官方給出了官方的回應(yīng),表示其研發(fā)部門(mén)在測(cè)試雙卡Vega 56 CrossFire時(shí),抓到高達(dá)102A / 10ms的峰值功耗,相當(dāng)于1200W的峰值功耗。導(dǎo)致電源啟動(dòng)了保護(hù)機(jī)制導(dǎo)致了重啟,解決辦法呢?就是調(diào)高保護(hù)限值唄!
如果你還想要更進(jìn)階一步,可以看各個(gè)媒體上發(fā)布電源評(píng)測(cè)中的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)部分。
電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
故事要從1884年說(shuō)起,一個(gè)名叫特斯拉的年輕人帶著前雇主的介紹信去找他的偶像——托馬斯·愛(ài)迪生,希望他能幫助自己完成交流電系統(tǒng)的發(fā)明。。。。。。算了,篇幅有限就不講這個(gè)故事了,大家有興趣可以去查查這段有趣的歷史。反正就是最后交流電被認(rèn)可,取代了直流電,成了供電主流,畢竟交流電在發(fā)電和輸送上的成本更優(yōu)。

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PC電源的具體工作流程如下:交流電在濾波和整流后變?yōu)橹绷麟?,接著進(jìn)入開(kāi)關(guān)電路把直流電轉(zhuǎn)為高頻脈動(dòng)直流電,再送到變壓器降壓得到低壓的脈動(dòng)電,再經(jīng)過(guò)整流和濾波后最終得到電腦所需的,相對(duì)純凈的低壓直流電。

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具體的濾波電路,開(kāi)關(guān)電路,整流電路,變壓電路,低壓轉(zhuǎn)換電路等等都是相對(duì)獨(dú)立的電路,可以任意組合搭配,組成不一樣的電源結(jié)構(gòu)。當(dāng)然不同的電源設(shè)計(jì)搭配,有不一樣的轉(zhuǎn)換效率,也會(huì)有不同的價(jià)格。比如這臺(tái)全漢Hydro G Pro100,采用的是主動(dòng)式 PFC+同步整流+LLC 諧振+DC To DC 的設(shè)計(jì)。

本人不是專(zhuān)業(yè)人士就不往深里講了,因?yàn)橹v不明白。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)最低標(biāo)準(zhǔn)是選擇主動(dòng)式PFC電路的電源,當(dāng)然主動(dòng)式電源并不能為用戶(hù)省錢(qián),而是為國(guó)家省錢(qián),為國(guó)家做點(diǎn)貢獻(xiàn)不也應(yīng)該嘛!
開(kāi)關(guān)電源的拓?fù)渚唧w種類(lèi)是相當(dāng)多,但隨著多年的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),現(xiàn)在基本只能看到雙管正激和LLC諧振拓(分半橋和全橋),雙管正激是入門(mén)產(chǎn)品了,半橋LLC諧振現(xiàn)在普遍用在中高端產(chǎn)品上了,全橋LLC諧振的就是高端產(chǎn)品了。在二次側(cè)中高端產(chǎn)品一般都是采用了+12v同步整流+DC to DC結(jié)構(gòu)。所以通過(guò)電源采用的方案也能大致判斷出定位。

線材的選擇
最后電源的線材也需注意下,現(xiàn)在很多電源PCI-E接口的設(shè)計(jì)都是2個(gè)接頭用1組模組線,高負(fù)載時(shí)其實(shí)是1組端子在扛,而端子以及電線能承擔(dān)的電流都是有限的,所以對(duì)于高功率的顯卡,如果有2個(gè)8pin接口,就盡量使用2根PCI-E線供電,不要用1根線上的2個(gè)接口;如果是超公版的顯卡使用了3個(gè)pin接口,同理也要盡量使用3根PCI-E線供電,這就對(duì)于電源接口和線材設(shè)計(jì)有了一定的要求。當(dāng)然如果是ATX 3.0電源,這一切又將改變!
另外要注意由于現(xiàn)在CPU功耗也在不斷提高,很多主板的CPU供電接口都是8+4或者8+8pin,而老一些的不算太大瓦數(shù)的電源(500~600w)往往只有一個(gè)8pin接口。當(dāng)然如果是模組電源也可以自己去定制線材,但要注意一定要找靠譜的商家!?。?/p>
最后的最后
我寫(xiě)到這里,如果還是有人問(wèn)推薦的電源型號(hào),基本就算我白寫(xiě)了這么多字了。
