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瓦数与效率要怎幺选择?採购电源供应器的大小事电脑DIY

   电源供应器

  • 瓦数与效率要怎幺选择?採购电源供应器的大小事

    瓦数与效率要怎幺选择?採购电源供应器的大小事电脑DIY

    电源供应器其实是一个相当重要的产品,就像是人类的心脏一样,供应所有零组件的动力来源,但这样一个重要的小黑盒,一般人在组装电脑时却很容易去忽略掉它,尤其是交给店家组装或是友人代组的族群,对于电源供应器的品牌

    通常是不太去要求的,只要足瓦、便宜就好,甚至还有高转换效率就是好产品、也较为省钱的迷思存在。本篇主要在讨论通过80PLUS越高认证的商品,是不是可以让使用者真的可以更加省钱?毕竟转换效率越高的商品售价就越贵,但不同厂牌的产品售价差异又非常地大,排除环保议题之外,到底要怎样选择才是恰到好处?而对于瓦数的选择又该如何?是要精打细算用到恰到好处?还是要多做预留空间呢?这些都是会被讨论到的问题点。但最终还是要回到环保的议题,毕竟在能源越来越短缺的未来,电源供应器除了要提供良好的电力品质输出之外,在减少能源损耗上更是一个关键点。

    ■ 电源供应器是重要但却最被容易被忽略的产品

    农曆年假期过了,对于学生族群来说要面临的是寒假的结束与新学期的开始,领了过年红包之后,不免又是一波换机潮,学年度下学期的开学季往往吸引了许多的买气,而且大多是在DIY组装的市场上。然而,在选购装机配件时,几个必要的零组件类别里,消费者通常只注意到CPU、显示卡的效能要高、记忆体、硬碟容量要够用,对于电源供应器的概念往往却是足瓦、便宜就好。对零组件与电源供应器有多些了解的人才会针对品牌或是效率、架构、形式……等去做指定及挑选。

    会有这样的现象其实小编认为有两个原因:

    1. 认知上的不足:

    消费者根本对电源供应器这个产品不在意,觉得只要能够让主机启动,运作时不会瓦数不足就好。这其实是一个很要不得的观念!若以人体的器官来比喻各个零组件,那幺电源供应器的角色就像是人体的心脏一样,提供各部件能量的来源,当这个零件运作正常时,其他零组件才能够正常运作,发挥出应有的效能表现。若是这样比喻,那你还敢小看电源供应器这个产品了吗?除非你也真的觉得心脏并不是一个相当重要的器官吧!

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    图 / 电源供应器就好比人类的心脏,提供各零组件动力来源。

    (图片来源:维基百科)

    2. 不知该如何採购:

    另外一点其实跟市场价格混乱有很大的关係,就算消费者知道电源供应器是一个很重要的产品,但顶多也只是对品牌给予指定,但这也通常只是一个既有的品牌印象,或是看哪间厂商能够成功地将品牌给行销出去,并且拥有相当竞争力的价格,通常这样做,对于这类稍微挑剔些的消费者来说就会买单了。但是对于规格与瓦数的挑选上,就还是一头雾水了,等到购买之后,才会发现那些方面设计得不好,或是规格上并不是那幺地适合目前的平台。

    ■ 挑选适合的电源供应器一直是个难题

    的确,当你越是了解到电源供应器的重要性,却反而越难去挑选到真正适合的产品。除了市面上各厂牌间价格混乱的这个因素之外,要怎幺去评估自己的平台到底需要用到多少瓦数的产品,也是一直困扰着许多人的。电源供应器的电路架构有很多种,但是在购买时并不能观察到内部的构造,就算看得到,一般人也看不懂其架构奥妙所在,因此也只能从其他的规格面上去做挑选,像是各电压的电流、与线材长度等。

    而所谓的80PLUS,除了节能环保之外,是不是真的可以更加节省你的荷包?从白、铜、银、金到去年开始出现的白金牌,甚至即将诞生的钛金认证,这样不断地提升,实用的层面又有多少?本篇就是除了电源供应器的架构讨论之外,尽量从规格及其余设计与瓦数的需求上,让消费者了解到要如何去检视自己的平台,挑选出适合的产品。

    ■ 首先了解PFC与80PLUS

    电源供应器在环保议题的讨论上,通常都会谈论到PFC与80PLUS这两者,但消费者却通常也不了解这两个数值所真正代表的意义,以下小编就来解释一下。

    ● PFC(Power Factor Correctors)

    PFC绝对跟KFC没有任何的关係(冷…),字面上的意思为功率因素校正,这个名词不只在电源供应器上常见,在家用电器用品也会被提到。台电供给给我们的电力是交流电,然而众所皆知,这个供电品质并不会是完美的,这其中的干扰因素有很多,而不会让电力拥有一个完美的波形,因此就会产生出相位角度差,只有在相位相同时才会做功产生能量来供应电器用品运作,其它不同的部分则不会作用,成为虚功造成电力浪费。

    判断电力是否有效地被运用的数值称为「功率因素(PF)」,计算方式为:实功÷输入的原始功率(电压×电流)。当PF值越接近1,电力越能被有效利用。虚功是电力传输时造成的损耗,并无法供应电器所需的能量,但却还是会佔用线路中的电流容量,因此PF值越高,不只可以节省能源,对于整体的线路安全也会更好,毕竟电线能够承担的电流大小是固定的。

    而PFC的作用就是用来校正相角差以提升PF值,一般来说,拥有PFC功能的变压器,PF值大约多会在0.7~0.8之间,这样的数值严格来说其实并不高。目前的电源供应器通常都有APFC(Active PFC,主动式功率因素校正)功能,且对于100V~240V的交流电压都可以自动侦测,而不再需要手动切换或是无法对应不同电压的情形发生。APFC更可以将PF值提升到0.95以上甚至0.99,电力传输上产生的损耗就会变得相当小了。

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    图 / 目前大部分的产品都有APFC(主动式功率因素校正)的功能,PF可达0.99。

    ● 80PLUS

    PFC可以视为电力传输上的第一道提升效率装置,作用在电力输入端,而电源供应器本身的功能就是将交流电再转变为3.3V、5V、12V的直流电。电力在输入时就会有所损耗了,更不用说在交流转直流与电压的变化上,所产生的耗损一定会更多。80PLUS就是用来保证这个电源供应器可以拥有良好电力转换效率的认证,其中也有规範出产品应该达到的PF值,电源供应器厂商必需要将产品送给美国Ecos Consulting机构(现已改为Ecova)来进行检测,读者们可以输入http://就能够查询得到所有通过认证的产品。目前在110V的交流电供给下,到2012/01/10为止,通过80PLUS白牌认证的已有1,223项,铜牌的有1,226,银牌为258项,金牌有455,白金牌也已达74项产品了,总共有3,236项商品通过80PLUS认证。

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    图 / 输入http://就能够查询到电源供应器是否有通过认证

    80PLUS是针对桌上型电脑电源供应器所去开发及制定的认证,原理一开始很简单,就是电源产品输出的功率在任何负载之下,都要高于总输入功率的80%,而其概念其实早从2003年就开始被企划,直到2005年海韵才率先推出通过80PLUS认证的市售产品。到了2007年7月所公布的ENERGY STAR 4.0版本(for个人电脑),要通过这个认证的产品,那也就要符合80PLUS的规範。2008年更一口气规範出了铜、银、金的等级,来更加仔细分类出各产品的效率,测试的方式是让电源供应器分别在20%、50%、100%的负载下运作,算出转换效率,再依规定给予不同的认证,读者可以从图表中了解到各等级间的规範差异(图表为115V的交流电输入环境)。

    2009年,ENERGY STAR更严格规定出,要通过v5.0(for个人电脑)与v1.0(for伺服器)的规範,那电源供应器就要拥有80PLUS的铜牌认证。在2010年,制定出了更高的白金牌规格,规定电源供应器在20%、50%、100%的负载之下,要有90%、92%、89%的转换效率。而自去年底,Ecova Plug Load Solutions更开始着手于钛金牌的认证,读者只要在上述的认证查询网址切换到230V的页面就会出现钛金牌的项目,其中增加了在10%负载之下的测试,目前只有在230V交流电下的规定,与我们常用的115V规定不同,其内容为在10%、20%、50%、100%的负载之下,要分别能够有90%、94%、96%、91%的转换效率,相信115V的规範出来时应该会较低一些。

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    图 / 目前80PLUS的认证已经有五种等级,第六种的「钛金」也已经在规划当中。

    ■ 80PLUS提升的实际效益?

    80PLUS的规範不断在提升,似乎厂商没有跟着推出符合高等级的产品就会显得技术不佳,但因为架构的因素,某些架构下要达到高效率,必须使用更多高品质元件来达到,但有些却在原本的架构之下微调就可达成。不过有个理论是很简单的,那就是料件越多,反而是越难达成高转换效率的,毕竟每个零件都算是一个电阻,电能会转换成热能,在功率的转换上就会有所损耗。

    因此也就有不肖的厂商,为了因应80PLUS高等级的这个卖点,不惜在原本的架构下偷料,减少部分过载保护的线路,以达到更高的转换效率,但这些都是无法从表面规格上得知的。不过这样的情形在台湾的市场上并不会发生,毕竟这些电源供应器製造厂都有一定的品质存在,但是像对岸品牌的全陆製产品来说就可能有风险存在了。

    虽然,越高的电源转换效率,直观上来说是真的可以节省能源损耗以减少电费,不过就实际面而言,这些什幺牌、什幺牌的认证似乎反而变成了厂商在行销上的一种噱头。而且,只不过是提升了几%的效率,在同瓦数的产品售价上,却要增长许多,而省下来的瓦数却没有多少,况且,每个人的电脑使用方式也不同,高转换效率的产品,不一定对每个人来说都是实用的。因此,80PLUS的实用层次,实在是值得被探讨的。

    ■ 高效率真的可以帮你省钱吗?

    接下来小编要揭露的事实可能会有点残酷,请各位读者一定要做好万全的心理準备!(其实也没有那幺夸张…)购买高转换效率的电源供应器,在电费节省的理论上是真的有效果的,但是考虑到购买时多付出的价格,整体来看「使用高效率的电源供应器较为省钱」这或许会是一个迷思。

    小编在这边设计一个範例,实际计算出数字来让各位读者更容易了解。首先,我们先假设目前有一个平均功耗在300W的平台,并且使用600W的电源供应器,会这样设计是因为电源供应器在50%的负载之下能够有最高的转换效率,而会使用到平均功耗300W的平台,算是一个非常重度效能取向的使用习惯,大多是在使用中高阶的零组件执行程式运算或是高效能需求游戏。以目前主流零组件的耗电情况,一般使用者的平台,平均功耗大约也只在200W以下,文书处理用途的甚至也才100多瓦甚至以下而已。

    接下来使用同样为600W的铜牌与金牌电源供应器,会这样选择是因为铜牌以上才有明确规定出50%负载时的转换效率,因此也比较好计算出实际的差异。取平均300W的运作状态,铜牌产品在这样50%负载时要有85%以上的转换效率,而金牌产品则是要在90%以上。

    而台电的电力计价单位为「度」,一度电为一千瓦小时,也就是说,将300W乘上使用时间再除以1000就可以得到度数,至于价格,台电夏月与非夏月的计算方式不同,用电度数区间的收费方式也不同,整体的单位价格在每度电2~5元,而小编在这边用每度4元的方式来计算,但这样的价格也是以较平均高的价格来计算。

    使用时间的计算上,则为常用的每天八小时,每週使用五天,一年以52週计,因此每年的电器使用时间以2080工作小时计算,不过这样的时间一定有人嫌少,因此小编乾脆将它拉高到2500小时,接着,就会得到以下的结果:

    300W的供电以铜牌85%效率换算,那需要吃电352.94W(300÷0.85),而金牌效率为90%,则需要吃电333.33W(300÷0.9),两者差异19.61W,19.61W×2500小时÷1000=49.025度,49.025×4(每度以4元计)=196.1元。也就是说一年还省不到200元的电费,那如果你购买的电源供应器,金牌要比同瓦数铜牌贵上1000元,那就要将这个电源供应器使用超过五年,才能够打平之前所多负担的购买成本,真正要开始省钱,则就要到5年之后了。

    况且以上的这个算式,是以平均耗电300W的进阶使用者平台,以及较平均高的电费计价去计算,但却只得到这样的电费差异,那以一般人的使用习惯来说,价格差异就会更小。因此,在採购时多负担的初期成本,就要花更长的时间去摊平了。

    ■ 80PLUS的价值在于环保

    但是光以「省钱」的角度来评判80PLUS的实用价值似乎也太狭隘且有争议了,毕竟会有这样的规範出现,也是为了因应日趋严重的能源危机,若以环保的角度来看待,这就会变成了一种非常有意义的事情。像是上述的範例,转换效率通过金牌认证的产品,比起铜牌的还要可以节省下19.61W,先不论电费,这样的瓦数,能够供应像是NAS(网路储存设备)、多媒体播放器、小笔电、甚至是HTPC来使用了。但若电源供应器没有将这样的能量节省下来,那也只会变成热能散发在空气之中,不但浪费能源,也会让环境温度升高。
     

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    图 / 若不考虑到真正是否可以省钱,省下来的瓦数是能够供应

    NAS这种低耗电装置的。

    ■ 真的需要用到大瓦数吗?

    相信在採购电源供应器时,瓦数是大部分的人会先去考虑到的,但是该怎样去挑选出适合的瓦数,也一直都是个难题,不过在讨论如何挑选出适合的瓦数之前,小编要先来探讨一个现象。半导体製程不断下降的现在,理论上中央处理器与显示处理晶片耗电量应该要一代比一代降低,这样的情况从中央处理器的TDP(Thermal Design Power,热设计功耗)标示就可以观察得出来,虽然TDP并不能代表这款处理器的实际耗电量,但却也能比较出耗电的差异,像TDP 95W的耗电量就会比65W的要高。

    而参考172期特别企划2「8款CPU烧机软体大比拚」中的内容可以发现,使用Intel Core i5-2500K搭配Z68主机板与AMD HD 6870显示卡进行烧机测试,CPU的最高耗电也才不过100W,整体平台也才170W左右,可见中央处理器已经并不是一个相当耗电的零组件了。

    在显示卡方面,虽然显示处理器的製程下降了,不过却因为塞入了更多的处理核心以及支援更多特效处理,因此使用更低製程的新一代最高阶显示卡虽然在待机时的耗电量会较低,不过在烧机或是执行高效能需求游戏时的耗电量其实并没有减少太多。更何况现在显示卡对于网页、影像处理软体上都有进行支援,因此处理的事情通常是比以往更多的。

    电脑平台上会加装独立显示卡,就表示使用者有显示运算上的特别需求,而大部分的人因为使用习惯的关係,通常会讲究组装上的平衡性,也就是说,很少人会使用低阶CPU搭上高阶显示卡,或是用高阶CPU搭上入门显示卡。而且桌上型处理器的功耗差异,并不如显示卡来得大。

    因此大致上来说,在一般个人电脑的环境里,影响平均耗电量的最大因素还是来自于显示卡。接下来小编更实际用以下规格的平台,测试各种情形的瓦数,来让读者了解一下电脑的运作状态,不过表格中的瓦数数据,CPU是量测EPS +12V的部分,所以直接是电源供应器的输出瓦数,但是总耗电必须从电源输入端测得,因此要再考虑到电源转换上的效率,小编用平台使用电源的最高90%来计算。
     

    电脑DIY测试平台

    处理器

    Intel Core i7-3960X @3.33GHz

    主机板

    ASUS Rampage IV Extreme

    显示卡

    Sapphire HD 6970 GDDR5 2GB

    记忆体

    Kingston HyperX DDR3-1600 2GB×4

    系统硬碟

    Kingston HyperX SSD 256GB

    储存硬碟

    Seagate Barracuda 7200.11 640GB

    光碟机

    LITEON DVD烧录机

    电源供应器

    Thermaltake Toughpower Grand 850W

    作业模式

    CPU功耗

    整机功耗

    整机×90%

    开机

    80W

    175W

    157.5W

    作业系统下

    50W

    130W

    117W

    待机

    10W

    90W

    81W

    CPU烧机

    170W

    260W

    234W

    显示卡烧机

    70W

    400W

    360W

    执行游戏(BF3)

    100W

    320W

    288W


    这个Intel Core i7-3960X搭上AMD HD 6970的平台算是目前市售零组件的顶级规格了,相信各位读者从表格中也会发现,就算是这样顶级的CPU,在一般使用的状态下耗电并不高,毕竟TDP也才不过130W,除非特地进行针对CPU的烧机测试。但显示卡就不同了,进行显示卡烧机可以吃到360W(经过效率换算)的电力,而执行目前正夯的Battlefield 3战地风云游戏,特效全开时的最高耗电也才288W(经过效率换算),因此就算是常玩游戏、常跑程式运算及测试,平均耗电量也一定在300W以下,所以这样的平台,使用600W以下的电源供应器就很足够了。

    根据以上的範例,对于个人电脑来说,会有大瓦数甚至上至千瓦的电源供应器需求的平台,大多都是为了多张显示卡而準备的,因此在一般只安装一张显示卡的平台里根本不太需要用到600W以上的高瓦数产品。而600W以上的电源供应器对多显卡(三张以上)相容性较佳,挑选较高瓦数的产品也是为了让电源供应器可以保持在较低的负载下运作,以提升内部零件的寿命。不过在目的是为了极限测试且多显示卡的平台上,瓦数与稳定性绝对是首要的参考因素,将测试平台的显示卡更换成四张HD 7970,开机时就需要310W了,在作业系统底下也要240W,进行烧机测试就马上飙高到1200W以上,这瞬间的电力需求差异是很大的!

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    图 / i7-3960X的X79平台搭配HD 6970显示卡,玩高效能需求游戏时也不过耗电300W左右。

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    图 / 多显示卡的平台才会使用到千瓦以上的产品

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    图 / 四张HD7970的平台,运作时的输入功率就高达1200W以上了。

    ■ 试算平台瓦数的网站

    在讨论完了目前零组件的耗电状况,接下来要介绍两个非常好用的瓦数试算网站,首先是相当具有权威性的eXtreme Power Supply Calculator Lite(短网址:http://0rz.tw/832A4),名称虽然是Lite的免费版,但其实可以设定的项目已经非常多,还可以对超频下的状态去做设定。另一个则是华硕所提供的电源瓦数建议值计算(短网址:http://0rz.tw/thSIt),相对于Xtreme Power Supply Calculator Lite来说,华硕的试算服务可以设定的项目相当地基本,不过对于一般使用者来说也够用了,虽然方便上手,不过预算出来的瓦数建议就变成会是一种较为模糊的大略状况。

    小编实际用Intel Core i7 2700K、两条DDR3记忆体、一张NVIDIA GeForce GTX570显示卡、两颗HDD、两台DVD烧录机,这样的规格下去试算,在eXtreme Power Supply Calculator Lite网页里将TDP设定为100%(预设为90%),试算出来的平台瓦数为415W,而建议的电源供应器瓦数则为465W。但是这样相同的规格,在华硕提供的瓦数试算服务,就要高达650W了!这两者个差异实在是非常地大。

    eXtreme Power Supply Calculator Lite所算出来的是这个平台实际的最大耗电量,而不论是何种平台所算出来的瓦数,都会再加上50W当作缓冲範围,因此建议值才会是465W。而华硕的电源瓦数建议值计算,是在每一个项目上都已经预加上了多余的瓦数,因此整体算出来的建议瓦数将会增加许多。

    然而,电源供应器在50%的负载之下会有最高的转换效率,且因为电子元件的特性,在这样的负载时,也可以有较长的使用寿命。当在高负载的情况下运作时,许多电源供应器都会发出高频的电流声,实在是非常令人害怕它会不会短路坏掉。不过一般人在没有可量测的工具之下,就只能从网站的建议去判断了。

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    图 / 华硕提供的电源瓦数建议值计算相当好上手,但算出来的只是一种大概的建议。

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    图 / eXtreme Power Supply Calculator Lite则能有较为详细的设定值

    ,瓦数需求也较为精準。

    ■ 仔细评估出使用模式再判断瓦数

    说了这幺多,但相信也还是有许多读者看得雾煞煞,两个网站算出来的瓦数需求差那幺多,似乎会觉得在瓦数的挑选上更加困难了,那小编在这边就给个明确一点的建议吧。首先,电源供应器的瓦数要超过此平台的最大耗电量,以试算的範例来看,挑选的电源就要超过415W。接着,再依使用模式去评估需要多大的电源供应器,使用者一定要知道这台电脑的主要用途是要来做什幺,就算是两个同样规格的电脑,但一台是用来做文书处理与浏览网际网路居多,另一台则是时常用来进行游戏、程式运算等高效能需求,平均耗费的瓦数可能会差到50W以上。

    通常来说,如果预算有限,对于电源供应器的瓦数选择要求很精準,平常也只是把电脑用来上上网、看看影片、文书处理而已,那其实就按照eXtreme Power Supply Calculator Lite建议的瓦数就可以了。但如果平常不会超频,偶而也有执行高效能游戏或是影音处理的需求、预算也足够,那小编就建议平台的最高耗电量大约占电源供应器可输出瓦数的八~九成(以85%计算),因此,像是这样一个最高耗电415W的平台,顶多就使用500W的电源供应器,这样就已经很够用了。

    但若是平台时常有高效能运算需求,或是打开就是为了玩游戏,在平均使用瓦数提高的情况下,那或许像华硕网站的电源瓦数建议值计算的650W产品会是比较好的选择,但小编其实觉得这样的单显示卡平台,还是顶多就使用到600W的产品就可,多显示卡的平台再用到600W以上的吧。

    ■ 用瓦数等级来区分需要何种效率的产品

    有人或许会想说,既然小编建议以上试算的平台使用500W的电源供应器就可,若常用这个平台来执行高效能需求游戏那就用600W。那如果市面上500W的金牌产品与600W的铜牌产品价钱差不多的话,是不是以挑选500W金牌的较好呢?其实将效率给加进来计算,这个问题就会变得有点複杂……

    瓦数与效率的选择问题,似乎可以从厂商推出的产品来得到答案,姑且先不论到底高瓦数还是低瓦数的产品较好达到高转换效率,因为这与各厂商所使用的电路架构有关係,架构特性不同,结果也就不同。但是以铜牌与金牌认证在各负载情况下均维持一个5%的差距来说,低功耗比起高功耗的平台,金牌产品能节省下的瓦数是比高瓦数平台来得小的。

    因此,对于只需要使用到较低瓦数(如电源供应器为350W)的平台,在电源供应器的选择上,转换效率就不会是一个重点,因为能节省的能源少,但是售价却又高得多。基于实质效益上来说,大部分厂商的金牌系列大概都是从600W左右起跳居多,甚至因为银牌这样一个尴尬的转换效率区间,所以较少有产品推出。至于白金牌,以实用性而言,就可能要打上个问号了。

    因此小编在电源供应器的挑选建议上,大部分就只会以白牌、铜牌、金牌为建议,使用到300W以下~350W电源供应器的低功耗平台,可以选购80PLUS白牌的产品,350W~550W的主流区间,以选购铜牌的产品为主,而有550W以上需求的效能取向平台,那小编会比较偏向推荐金牌产品来使用了。

    但是回归到原本500~600W区间的产品选择……说真的,要是同品牌里金牌500W与铜牌600W价钱差不多的话,像这个最高耗电415W的範例平台,小编个人是会选择购买500W金牌的产品。但小编也真是自讨苦吃,自己选择这样尴尬的区间来难倒自己。不过这是因为预算足够且同品牌两者的价格差不多,所以这个选择题才会有这样的答案,若没有原本的预设条件,这样最高耗电415W的平台,以一般使用者的使用状况而言,平均使用瓦数应该在200W上下,其实500W的铜牌产品是较为实用的选择。

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    图 / 在有较高功耗需求的平台,使用金牌认证的产品才会有比较实际的效果。

    ■ 其他的考虑要素

    终于,小编写完了有关在效率与瓦数上的选择,这也是此篇专题的主轴。不过既然题目是「採购电源供应器的大小事」,相信就这样收尾,一定会没办法满足各位看倌。因此,本人接下来会再提出几个重要项目,来让各位读者更加了解电源供应器这样的产品,并且在採购上可以有更多参考的依据。

    ● 各电压的电流量

    电源供应器的主要作用就是将电力公司所供给的交流电转换成各个零组件所需要的电压,简单的说,它就是一个变压装置。主要输出的电压有+3.3V、+5V与+12V,在主机板供电线上都会使用到这些电压,而硬碟、光碟机则会使用到+5V及+12V的电压,至于CPU的ATX +12V或是EPS +12V,还有显示卡的PCI-E电源线,都是使用+12V的电压。因此,当你决定了要使用的电源供应器瓦数与效率,那就可以更近一步针对使用装置的需求去挑选产品。如果你的平台,是需要装设较多硬碟与光碟机的,那就选择+5V可以输出较多电流的产品,那如果是要使用较高阶显示卡的人,就必须要考虑+12V电流可以有较大输出的电源供应器。

    另外从规格中也会发现,在每一个电压下都会标示出最大可输出的电流,以一个850W的电源供应器举例,+3.3V与+5V最高都可以各输出25A,+12V最高可以输出71A,这样的标示或许很多人都会有个疑问,因为功率=电压×电流,光是+12V的部分,12V×71A=852W了,早已达此电源供应器的最高输出瓦数,是不是写错了阿?其实并不是,这是厂商在设计产品时的一种灵活性,必须要将各组电压分开来看。

    输出瓦数是这个产品可以供应的极限,是各电压乘上输出电流的总和,通常厂商在设计产品时,会将+3.3与+5V设计成一组,+12V则是另一组,先分别设计出瓦数上限,之后再去规定+3.3V、+5V或是各组+12V的可输出电流。因此,当这个850W电源供应器的+3.3V与+5V设计为最高180W输出并以这样的负载在运作时,+12V的部分就只能够输出670W,也就是只剩下55.83A左右的电流可以供给。

    同理,+3.3V与+5V共可以输出180W,但各自可以最大输出25A,因此当+5V输出25A时,已经占掉了125W,+3.3V最大就只能再输出55W,也就是16.67A左右的电流了。所以说,规格上可以输出电流,并不是当整体满载时的输出状况,而是各组电压最大可以输出的最大电流,必须要独立出来判读。但其实还有-12V与+5VSB的规格存在,这个部分较少会被讨论,因为所佔的功率是相对很少的。
     

    ● 单组vs.多组+12V?

    不过在+12V的选择上,通常又会遇到一个问题。许多人一定也会有个疑问,为什幺电源供应器的+12V有的就只有标出一组电流数,有的却还有+12V1、+12V2、+12V3……并各自标出每一组的最大电流呢?这其实就是在于电源供应器厂商对于+12V这样的电流输出,所给予的不同设计。然而,会有多组+12V的出现,是因为Intel所公布的ATX +12V 2.0建议规範之后开始的。Intel不只是身为中央处理器厂商,对于像是主机板以及供电等规格上都会给予建议规範,比起製造CPU,所订立规範反而对世界的科技产业影响面更大!

    在ATX +12V 2.0的建议规範里,除了提升+12V的电流之外,并将+12V设计成两组输出,第二组专门为CPU供电,而显示卡、主机板、硬碟等其余零组件全部都由第一组来负责。这样的作法,是为了能够确保CPU可以获得稳定且足够的电力来源。但是,毕竟Intel是CPU製造商,因此主要思考的还是在CPU的供电,但显示卡的技术日渐在进步当中,耗电量早就超过CPU了,因此就有电源供应器厂商基于ATX +12V 2.0的「建议」规範之下,延伸做出了三组、四组甚至六组以上的+12V。延伸出来的+12V,大部份厂商都是设计给显示卡使用的,因此就可以增加较多条PCI-E电源线,每一组+12V独立负责一条电线。

    然而多组+12V的设计,也并不一定所有的厂商都会以「第二组供给CPU」这样的方式去设计,每一组输出给哪些装置,各家的作法都不同,有的甚至还会混合交叉使用,非常的混乱。因此这种多组+12V设计的电源供应器,如果能够标示出装置电源线是由哪组+12V来负责供电的,那对于消费者在使用或是挑选产品时就更加方便了。多组+12V的设计,每一组都会给予电流值的上限,也就是说在过电流保护上会做得比较完全。

    但是为什幺现在市面上反而出现了一堆单组+12V设计的电源供应器呢?而且还是出现在较高瓦数或是主打为游戏平台设计的产品上。多组+12V对于每组可输出的电流有给予限制,因此当一个使用双显示卡或是双处理器显示卡的平台上,若是使用者没有去注意,厂商也并没有特别标明这些PCI-E线是由哪组+12V所输出的,那就可能会发生全部都接到同一组+12V并造成供电不足的情况发生。因此,也越来越多厂商为了使用者在连接装置上的方便,反而回归到原本的做法,将多组再度整合成单组+12V输出,每个装置需要多少电流就自行取用。

    瓦数与效率要怎幺选择?採购电源供应器的大小事电脑DIY

    图 / 单组+12V的电流设计是共用的,每个装置要用多少就取多少。

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    图 / 多组+12V的设计让每一组都有电流上限,但若能标示出每一组负责的零组件,

    会更便利消费者挑选及使用。

    ● 高频声的疑虑

    电源供应器运作时难免都会产生或大或小的高频音,其实这就是俗称的「电流声」,发出的位置通常在电感与MOSFET甚至其他电晶体上。而会有声音的产生,简单的说就是波形所产生的。声音是一种波,电流也是一种波,当产生某种频率时就会被人耳所听到,通常这会是高频音。

    通常电源供应器在高负载时会有很大的电流声,这是因为需要输入的电流变大了,电力中所包含的杂波也更多,就算是电源供应器有两层EMI输入滤波设计,也不可能将这些杂波给完全滤掉。因此当零件通过这些不稳定的电流时,就很容易会发出电流声。

    虽然说电源供应器发出电流声是正常的,不过当发出的声音过大时就并不是正常现象了,这也可以视为一种警讯。过大的电流声,表示它是处于高负载的情况下运作,要避免这样的情形发生,应该要购买更高瓦数的产品才能配合这个平台使用。但如果是一开机就会发出这样的声音,有可能是EMI滤波没有做好或是内部零件的老化。反正,过大的高频音也是一种干扰,并不是一个舒适的电脑使用环境,以前没有这样的情形现在却有,那就要考虑更换或是送修了。


    ● 线材模组化的设计

    接下来要讨论的模组化问题,也是相当值得考虑的一点,其实,模组化还是非模组化的这个问题,就又跟瓦数有关係了。只需要使用到小瓦数的平台,连接的周边装置相当少,可能也只不过是一台光碟机加上一个硬碟而已,需要的线材不多,小瓦数的电源供应器产品也会提供较少的电线数量,因此,做成模组化的接线设计也只是多此一举。况且,模组化这种设计,因为必须将部分线路用电线传导到模组电路板上后再外接,这比非模组化产品线材直接焊接在电路板上,要至少多增加了一个焊点与两个接头的影响,这都会增加电阻并造成输出效率上的损失。

    在400W以上的电源供应器才开始有模组化设计的产品出现,其中又有半模组与全模组化的区别。半模组化的产品,为了节省因为线路转接到模组电路版上的损失,又要兼顾模组化设计的线材使用灵活性,通常会保留主机板、CPU +12V甚至一条PCI-E的电源线,为的是让这些高耗电装置,可以得到较为直接的电力供应。而其余的就做成模组化电路,有需要的电线再连接上去就可,整线时相当方便。

    当你需要使用到中高瓦数的产品时,像是500W以上的电源供应器,小编个人觉得选择有半模组化设计的会来得比较好,因为非模组化的设计,主电路板上可焊接的电线数量会有空间限制,因此常看到的是在对扩充装置的支援上会採用共用电线的方式,例如同样500W的非模组化产品,可能就只有两条SATA与一条大4PIN的电线,单一线材上的接头数量较多,一条电线上连接越多装置,承载的电流量就越多,基于用电安全上的考量,这是一种较为不良的连接方式。但是有模组化的产品就可以提供较多个电线连接接口,且可以让单一线材上的接头变少但总数量却会增多。

    目前也越来越多大瓦数的电源供应器使用全模组化的设计,而且大多都有通过80PLUS金牌以上的认证,但前文不是提到说模组化会降低转换效率吗?这其实是因为厂商使用了其他的设计,来让电流传输到模组电路板时可以有较少的损耗。小编目前看到的方式有三种,第一种是将+12V大电流的部份使用高传导的金属块连接到模组板上,而+3.3V与+5V则还是保持用电线连接的方式。

    第二种则是将主电路只设计成只转换成+12V、-12V与+5VSB,这样可以提升主电路的转换效率,接着将+12V利用高效率的方式传输到模组板上,并在模组电路进行+3.3V与+5V的直流转换。第三种则是小编最为欣赏的方式,这种方式也是将主电路转成+12V、-12V与+5VSB,但直接将所有的+12V接头直接焊在主电路上输出,并在模组板上设计+3.3V与+5V的直流转换,这样一来,与模组电路沟通的电流就会比较小(只需要提供直流转换部份的+12V电流),所造成的损耗自然就小了。

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    图 / 全模组化的设计在组装时可以有更佳的方便度,但也大多出现在高瓦数产品上。

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    图 / 为了减少耗损,有使用金属块的方式将+12V大电流传导到模组板上。

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    图 / 也有主变压只转换为+12V,并全部输入到模组电路再进行+3.3V与+5V直流转换的作法。

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    图 / 将+12V的接口直接做在主电路板上,而模组电路仅进行直流转换的做法可以有相当高的整体效率。

    ● 线材粗细及长度与接头数

    想当初,小编进入电脑DIY担任技术编辑的第三个月,就非常不怕死地写了电源供应器的横向介绍单元,而且还是针对350W~550W、80PLUS铜牌以上的产品,正好落在一个非常混乱的区间里,也因为是当时相当具有市场发展性的规格(以目前来说已经算是主流),所以各厂商均有推出,且产品系列不少,算一算,小编总共在这篇特别企划里介绍了26颗非模组/模组化的产品,单元字数早已超过每月应负担的基本字数许多,可以说是前无古人阿。

    但废话了那幺多(真是骗稿费),其实是想告诉读者,当初小编会想要做这种吃力不讨好的特别企划,完完全全就是因为「线材长度」!那时候总是挑选不到一个适合的电源供应器来给测试平台来使用,不是线材太短就是单一线材上的接头数量不足,而这个问题在以前装机时就常常遇到,尤其是现在流行的电源供应器下置式机壳,CPU +12V线材太短的话根本连接不到,更不用说是利用整线开孔从背后走线了。

    因此小编在採购时会特别注意电源供应器的种类线材与接头的数量,以及各线材的长度与接头间隔距离。接头数量当然是依照需求来选择,而主机板、CPU +12V、PCI-E的长度最好都能在60公分以上,而SATA/大4PIN的线材,到第一个接头的长度也最好在50公分以上,并且接头间隔距离在15公分较为理想。部份厂商都已经在包装上画出长度与接头、线材数量的示意图,这是非常让小编加分的部份。

    另外考虑的部份就是线材的粗细,一般电源供应器所使用的线材号数大约是16~18AWG,数字越小越粗,能更乘载的电流量就越大,且较不易发热。镀金接点也是模组接头与线材的卖点之一,能够增加可插拔次数及传导效率。而现在也越来越多厂商会採用排线式的扩充线材设计,在整线上非常地便利。另外,像大瓦数的高阶产品,厂商甚至会在主机板、CPU +12V、PCI-E这些较重要的线材上配置滤波电容,以提供装置更加纯净的电力来源。

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    图 / 接头之间的线材处理也显示出厂商的用心,这种间距仅10公分且没有编织网固定的,

    实在是会减少购买意愿。

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    图 / 在包装上以图示标出线材长度与各接头与线材数量,能够增加消费者採购的便利度。

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    图 / 排线式的线材在整线以及收纳上都非常地便利

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    图 / 有些高阶的电源供应器,还会在重要电线上加上滤波电容。

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    图 / 电源供应器大多使用16~18AWG的线材,号数越小越粗。

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    图 / 若接点能够採用镀金处理,能够增加传导效率,也是一种卖点。

    ● 保固与服务及其它

    最后,就是其它一些还可以注意的项目。比较令小编在意的还有一个重点就是保固,就算是有厂商提出终身保固,但还是要仔细看一下内容,如果内容是终身保固、五年保修,那跟其他厂商的五年保固其实是差别不大的。另外就是免费换新的时间,更换新品与良品的服务方式也是不同的,因此一个保固做得比较好的厂商通常会有三个保固阶段:换新品、换良品、维修。而是否有到府收送也是非常重要的一点,毕竟,电源供应器与其它零组件不同,很少有原厂会自己做维修中心,大多都是透过代理商,但是代理商的服务据点也可能并不多,如果可以提供到府收送的服务,那幺在产品维修服务上就非常好了。

    接着,就是安规数量,每个国家都会有检测电器用品安全性的组织及标章,简单的说,一个电源供应器上的安规标籤越多的话,是比较令人放心的,虽然也只是有没有送测而已,但至少也可以展现出厂商的诚意。有些使用者可能会去在意电源供应器的散热风扇大小,现在大部分都是使用12公分以上的风扇设计了,其实,在通过80PLUS认证的电源供应器,因为转换效率高,产生的废热已经很少了,因此基本上并不太会有散热不佳的问题。因此与其去考虑风扇大小,不然看看是使用何种轴承的风扇吧,如果有低负载时静音运作设计的产品则更佳了。

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    图 / 拥有免费到府收送服务的产品,让消费者在送修时更加方便。

    ■ 为什幺产品价差这幺大?

    电源供应器一直都有一个价格相当混乱的市场,同样铜牌的产品,不同品牌价差却很大,更不用说80PLUS白牌到金牌产品的价格带差异了。这是因为电源供应器的成本许多都是来自于人工插件,当料件越多时,成本也会上升,每个电源供应器製造厂商的架构设计都会有差异,架构较精简的或许可以採用全自动的生产方式,成本低了,产品售价当然也就较低。

    再加上品牌的因素,老品牌的厂商在品质上有一定的稳定度,电路架构设计也有独到之处,再加上料件採购的成本、品质检验的成本,成本下得重,售价当然就高。不过这些老品牌也一定有在为其他厂牌做代工,代工因为量大,利润甚至会比自我品牌产品销售要来得高,因此在市面上也会发现到几乎一模一样的产品,只差个风扇大小不同,品牌代工的500W产品却比原厂的要便宜上1000元,种种因素,而造成了电源供应器市场的混乱。

    ■ 规格并不代表品质

    终于,这篇文章到了尾声,要用规格来做採购推荐真的是很难且很複杂的一件事情,表面的规格通常不能真正反映出真正的产品价值,但至少能让消费者选择出最划算的方案。而有一个必须要告诉各位读者的是,通过越高80PLUS认证的产品,并不一定代表它就越稳定,转换效率与稳定性、用料品质不一定成正比。

    台湾是个低电压国家,相对的,要提供相同的功率,就必须要给予更高的电流量,尤其是在每次开机时,瞬间大电流的启动,实在是会影响到电子零件的使用寿命。也有厂商表示,就算是同样的产品,在欧美国家贩售几乎没有问题,但是在台湾却整批都会有问题,除了低电压大电流的因素之外,海岛型湿度较高的气候,这种环境对于任何的电子产品来说,都是一种较为严苛的使用环境。也难怪,其实并不是台湾人特别爱买电子产品,没办法,谁叫故障率特别高呢?
     

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