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

43

Nintendo väntas sälja 20 miljoner Switch-enheter under första året

Nintendo uppskattar att de totalt kommer sälja 20 miljoner Switch-enheter under konsolens första år, en siffra som dock kan komma att påverkas av nya lanseringar från Microsoft och Sony. Läs mer

47

Battle.net får nytt namn – döps om till Blizzard

Ett halvår efter tillkännagivandet att tjänsten Battle.net skulle döpas om har nu Blizzard gjort just detta. Namnbytet görs bland annat för att få in tjänsten under företagets eget varumärke. Läs mer

80

AMD Ryzen 5 prislistas hos svenska återförsäljare

Om mindre än en månad lanserar AMD Ryzen 5, vilket innebär fyra nya processorer med fyra och sex kärnor. Inför detta läggs de nu upp för förbokning hos två svenska återförsäljare. Läs mer

36

Moderkortsförsäljningen minskar trots nya processorlanseringar

Trots nya processorer från både AMD och Intel minskade försäljningen av moderkort under årets första kvartal, med rekordlåga siffror för både Asus och Gigabyte. Läs mer

20

Futuremark lägger till stöd för Vulkan i 3DMark

Det syntetiska speltestet 3DMark får en uppdatering som lägger till stöd för det populära grafikgränssnittet Vulkan, vilket ersätter det AMD-skapade Mantle i API Overhead-testet. Läs mer

39

Snabbtitt: Corsair One Pro

Corsair ger sig ut på nya jaktmarker med färdigbyggda speldatorer. Vattenkylda Corsair One Pro med Core i7-7700K och Geforce GTX 1080 under huven dyker in i testlabbet för en snabbtitt! Läs mer

42

Vulkan med flera grafikkort är inte låst till Windows 10

Inom kort väntas det bli möjligt att använda Vulkan med mer än ett grafikkort. Nu meddelar utvecklarna av Vulkan att stöd för detta kommer finnas på såväl Windows som Linux. Läs mer

26

Krönika: "Lita på det gröna hänglåset?"

Det gröna hänglåset i webbläsaren är bra, men kan invagga användare i falsk trygghet. Det menar gästkrönikören Karl Emil Nikka, och presenterar samtidigt möjliga lösningar på problemet. Läs mer

48

Qualcomm Snapdragon 835 i tidiga prestandatester

Qualcomms nya systemkrets Snapdragon 835 introduceras inom kort i ett flertal flaggskeppstelefoner, men redan nu har utvald media fått chansen att prestandatesta denna. Läs mer

80

Alina Systems går i konkurs

Efter en misslyckad företagsrekonstruktion under förra året har nu den Uppsala-baserade datoråterförsäljaren Alina Systems försatts i konkurs. Läs mer

43

Nintendo svarar om anslutningsproblemen i Joycon-kontrollerna hos Switch

Efter ett flertal rapporter om krånglande Joycon-kontroller hos spelkonsolen Switch tar Nintendo bladet från munnen och släpper ett officiellt uttalande om problemen. Läs mer

126

Telia utökar sin fri surf-kampanj med fler tjänster

Trots föreläggande från Post- och telestyrelsen meddelar nu Telia att de utökar sin fri surf-kampanj, där kunder nu kan använda exempelvis Viber utan extra kostnad. Läs mer