Så fungerar nätaggregatet

Så fungerar nätaggregatet

I jämförelse med högpresterande kretsar kan strömförsörjning tyckas vara den enklaste biten, men det finns en hel del att hålla reda på. Häng med på en djupdykning i nätaggregatens värld.

Inledning

Vi vill helst att de inte ska höras, de ska inte förbruka någon energi och inte bli varma heller. Men de ska förse våra datorer med stabil ström och en aldrig sviktande spänning. Nätaggregatet är en anonym, grå låda man bara skruvar in i datorn och sedan försöker glömma i möjligaste mån. Men detta aggregat har genomgått en precis lika intensiv utveckling som datorn det driver.

Nätaggregatet är till för att göra lågspänning av vägguttagets 230 volt. Moderna entusiastdatorer förbrukar en hel massa effekt, uppemot 500–600 watt, men ändå ska aggregatet var tyst. Allt eftersom åren gått har det kommit krav på stramare spänningsreglering. Världen har också rest en del nya krav på verkningsgrad. Det är en intressant ekvation att få ihop och den här artikeln ska försöka reda ut hur det går till.

Det grundläggande

Ett modernt nätaggregat har utspänningarna 3,3 V, 5 V och 12 V, –12 V och 5 V standby som ska hållas inom ±5 procent. Tar man en titt på specifikationerna för en vanligt modell står det att 12 V-anslutningen ska klara 58 ampere. Vidare ser man att 5 V- och 3,3 V-ledningarna har tilldelats 25 A vardera, och totalt klarar enheten av att leverera 700 W vid kontinuerlig drift.

Men varför ska jag uppfinna hjulet igen och dra de siffror som så utmärkt redan sammanfattats i SweClockers testlabb? Läs istället i recensionen:

EVGA Supernova G2 750 W

En milliohm är inte någon hög resistans i en bit kabel och ett kontaktdon. Vid 58 ampere utgör det ett spänningsfall på 0,06 volt, eller 0,5%, eller en tiondel av hela den tillåtna toleransen. Därför har moderna aggregat tre-fyr-femfaldiga parallella spänningsledare, åttafaldiga jordledare och dito kontaktdon och dessutom flera ytterligare kontakter, som förser olika förbrukare och en återkoppling, som berättar för aggregatet om den sanna spänningen på moderkortet måste justeras.

nätaggregat.jpg

Bara för att moderkortet har ett helt spänningsplan av koppar betyder det inte att hela planet är fyllt med energi hela tiden. Se det istället som ett badkar man fyller på med vatten från kranen i ena hörnet (bilden är överdriven för att visa principen). Men där förbrukarna, minnen, grafikkort, processor och DC/DC-omvandlare sitter, blir det virvlar i vattnet när energin snabbt rinner ut. Hinner vattnet inte rinna tillräckligt snabbt blir gropen för djup och sjunker under toleransen. Anledningen till att spänningen kan vara högre bortom virveln än i själva virveln är att vattnet kan rinna runt på sidorna om virveln.

kondensatorer under CPU.jpg

Kondensatorer under processorn. Utan dessa skulle den inte fungera.

Utöver det är moderkortet fullt av kondensatorer som ska agera korttidslager av energi, för komponenter som behöver ström fortare än aggregatet hinner reagera. Processorn kanske ska ha 100 ampere på ett par nanosekunder då och då, och fanns det inte kondensatorer på fem millimeters håll på kretskortet, skulle sådana strömtransienter gräva så djupa ”gropar” i spänningsplanet att processorn skulle drabbas av underspänning och krascha.

Som du ser av liknelsen med badkaret handlar allt om att ha en tillräckligt grov kran med tillräckligt liten strypning, för att alltid hålla badkaret tillräckligt fyllt. Betrakta därför moderkortet och dess energilager som en direkt utbyggnad av nätaggregatet.

Kommentarer till artikeln

63 debattinlägg

35

Alina Systems räddas från konkurs – köps av tidigare anställda

En grupp av tidigare anställda köper datorbutiken Alina Systems konkursbo, vilket innebär att alla butiker kommer finnas kvar och all personal får behålla sina jobb. Läs mer

18

Moderkortsförsäljningen fortsätter minska under 2017

Trenden med sjunkande försäljning på datorkomponentsmarknaden håller i sig, vilket dels uppges bero på stigande priser och ökat intresse för bärbara datorer. Läs mer

16

SK Hynix avtäcker GDDR6-minne – släpps med nya grafikkort tidigt 2018

Minnesmakaren SK Hynix tillkännager vad som uppges vara världens snabbaste GDDR6-minne, som ska användas med en ny generations högpresterande grafikkort första kvartalet 2018. Läs mer

27

Qualcomm: "Datorer med Windows 10 och ARM-processorer till slutet av året"

I och med ett nytt samarbete med Qualcomm gör Microsoft det möjligt att köra Windows 10 på ARM-processorer. Nu meddelar Qualcomms VD att enheter med detta dyker upp senare i år. Läs mer

78

Intel förbereder Skylake-X med 12 upplåsta kärnor och 24 trådar för LGA 2066

Efter anklagelser om att ligga på latsidan reagerar Intel på AMD Ryzen genom att påskynda sina lanseringar, men även med att förbereda Skylake-X med fler kärnor än tidigare planerat. Läs mer

42

Pärlad Bowser på canvas i trä

Medlemmen Andreas tar lekande med pärlor till nästa nivå och återskapar ingen mindre än den ständigt återkommande "sista bossen" från Super Mario. Läs mer

19

Testpilot: MSI X370 SLI Plus för AMD Ryzen

AMD Ryzen är kanske vårens stora snackis. Testpiloten David Kvist kikar närmare på MSI:s moderkort X370 SLI Plus, samt även minnesskalning och AMD:s styrkretsar. Läs mer

28

Fredagspanelen 133: AMD Ryzen 5, Radeon RX 500-serien och Nvidia Titan XP

I veckans avsnitt av Fredagspanelen blir det snack om AMD:s nylanserade Ryzen 5-processorer, den uppfräschade Radeon RX 500-seriens grafikhårdvara och inte minst Nvidias värsting Titan XP. Läs mer

40

Microsoft Windows 10 får två stora uppdateringar per år

Efter Creators Update introducerar Microsoft ett nytt uppdateringsschema för Windows 10, där två större uppdateringar ska släppas till operativsystemet årligen. Läs mer

15

FZ testar strategispelet Warhammer 40 000: Dawn of War 3

Spelutveckalren Relic har nyligen lanserat den senaste delen i sin strategispelsserie Dawn of War, vilket nu testas av spelsajten FZ. Läs mer

55

Elon Musk berättar mer om Neuralink

Tesla- och Space X-grundaren Elon Musk arbetar med ett nytt företag kallat Neuralink, vilket ska utveckla hjärnimplantat för koppla ihop människor och AI samt behandla sjukdomar. Läs mer

152

Tele2 släpper Unlimited – abonnemang för obegränsad surf

Efter att Telenor för fyra år sedan slopade sitt populära abonnemang Fastpris med obegränsad surfpott släpper Tele2 den andliga uppföljaren – Unlimited. Läs mer