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

21

Microsoft bekräftar avslutat stöd för Intels Clover Trail-familj

Kort efter att inkompatibilitet mellan äldre Intel-processorer och senaste uppdateringen för Windows 10 uppdagats, bekräftar Microsoft att den är permanent. Läs mer

14

EagleTree Capital i förhandlingar om att köpa Corsair Components

Anonyma källor till Reuters gör gällande att investeringsbolaget EagleTree Capital befinner sig i förhandlingar om att köpa amerikanska Corsair Components. Läs mer

27

Microsoft introducerar kortare nedtid vid uppdateringar med Fall Creators Update

Med lanseringen av uppdateringen Fall Creators Update väntas kortare nedtid vid uppdateringar eftersom bolaget stuvar om uppdateringsprocessen. Läs mer

30

Testpilot: Komplett Gamer Xtreme a70

För den kräsne gamern som bara vill starta upp datorn och börja lira står numera även AMD på menyn hos Komplett. Testpiloten Simon Alling granskar prestandapaketet Gamer Xtreme a70. Läs mer

7

Alphabet återupplivar AR-glasögonen Google Glass med fokus på företag

Moderbolaget till Google visar upp nya modellen av AR-glasögonen Glass som går under namnet Enterprise Edition, vilka är tänkta att öka produktionen och effektiviteten på industrigolvet. Läs mer

13

Fulkultur om Zelda i våra hjärtan

Zelda-universumet har funnits i drygt 31 år, som under den tiden resulterat i ett antal speltitlar. Häng med när Andreas Eklöv och Jakob Nilsson dyker ner i Zeldas långa historia. Läs mer

22

Samsung växlar upp produktionstakten av HBM2-minne

HBM har länge dragits med problem som höga priser och låga kapaciteter, något Samsung försöker råda bot på med ökad produktion av minnestypen. Läs mer

28

Destiny 2 Beta med Kenneth och Emil

Det är betatid för kommande Destiny 2. Kenneth och Emil sitter laddade i studion, redo att servera första tankar och upplevelser från spelet. Läs mer

137

Regeringens utredare vill ge svensk polis rätt att avläsa datorer i hemlighet

I takt med att allt mer information krypteras försvåras polisen arbete. Regeringens utredare kommer därför lägga fram ett lagförslag som tillåter polisen att läsa av misstänktas datorer i hemlighet. Läs mer

42

Windows 10 Creators Update inkompatibel med vissa Intel-processorer

Bara två år efter lanseringen av Windows 10 stöter vissa Intel-processorer på patrull i samband med senaste uppdateringen Creators Update. Läs mer

5

Acer kan bli först ut med processor ur Intels arkitektur Coffee Lake

Intels arkitektur Coffee Lake lanseras senare under året, och nu avslöjas en av de första modellerna med processorn, där bland annat fler kärnor står på menyn. Läs mer

13

AMD Ryzen Threadripper kan ackompanjeras av sluten vattenkylning

Inför den stundande lanseringen av Ryzen Threadripper gör nya uppgifter gällande att medföljande vattenkylning kan vara aktuellt. Läs mer