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

12

Test: Bitfenix Portal

Är tårtan en lögn eller ett utsvävat datorchassi? Den frågan ställer vi oss när Bitfenix äntrar testlabbet med sin unika modell Portal, vars design inspirerats av en populär spelserie. Läs mer

14

Destiny 2 recenseras av FZ

Lite mer än en månad innan PC-lanseringen av Destiny 2 släpps spelet nu till konsol. SweClockers systersajt har recenserat speltiteln på Playstation 4. Läs mer

25

Tesla arbetar med AMD om AI-kretsar för självkörande bilar

Skräddarsydda kretsar för självkörande bilar är ett av de snabbast växande områdena. Nu framgår att biltillverkaren Tesla ingått ett samarbete med AMD för att ta fram en egen lösning för ändamålet. Läs mer

17

Toshiba säljer sin minnesverksamhet för 144 miljarder kronor

Efter flera månaders letande har nu Toshiba hittat en köpare för sin minnesverksamhet, där den slutgiltiga försäljningssumman hamnar på 144 miljarder kronor. Läs mer

48

AMD tar arkitekturerna Zen och Vega till 12 nanometer år 2018

Globalfoundries förbättrade 14-nanometersteknik får stå åt sidan till förmån för nya 12 nanometer, som ska användas för nästa generations processorer och grafikkort från AMD. Läs mer

11

Google köper del av HTC:s mobilverksamhet för 9 miljarder kronor

Efter månader av rykten bekräftar nu Google att de köpt av mobiltillverkaren HTC. Detta innebär att en stor del av utvecklingsteamet bakom Pixel nu går över till att arbeta för Google. Läs mer

3

Amazon utvecklar smarta glasögon för röstassistenten Alexa

Den röststyrda assistenten Alexa har nått en bred målgrupp genom implementeringen i produkter för smarta hem. Nu uppges Amazon utveckla smarta glasögon ämnade för assistenten. Läs mer

30

Guide från forumet: Grunderna i moddning

Vill du komma igång med moddning men vet inte riktigt var du ska börja? Profilen Johan "C4B12" Nyman ger enkla tips och råd om hur du med liten insats kan komma igång! Läs mer

13

SweClockers öppnar forumdel för Streaming och videoskapande

Ny forumdel för Streaming och videoskapande öppnar på SweClockers. Här hålls det diskussioner om mjukvara, hårdvara och inställningar runt videoskapande och direktsändningar. Läs mer

40

Pimax lanserar första VR-headsetet med "8K-upplösning" via Kickstarter

Tillverkaren Pimax lanserar nu sitt nya VR-headset via Kickstarter, vilket bland annat utlovas ha både högre upplösning och större synfält än konkurrenterna. Läs mer

35

Intel Cannon Lake försenas till slutet av 2018

Övergången till 10 nanometer är en fortsatt svår nöt för Intel att knäcka. Nu rapporterar Digitimes att processorfamiljen Cannon Lake till följd av detta försenas en tredje gång. Läs mer

19

Fortsatt begränsad tillgång på NAND Flash genom hela 2017

Enligt nya uppgifter kommer tillgången på flashminne vara fortsatt låg under resterande del av 2017, något som tros innebära ökade priser på bland annat SSD-enheter framöver. Läs mer