sweclockers

Fractal Design Newton R3

Hög verkningsgrad med 80 Plus Platinum i kombination med låg ljudnivå är löftet med nätaggregatet Newton R3, som nu får bekänna färg i SweClockers testlabb.

Inledning

Svenska Fractal Design är troligtvis mest kända för sina datorchassin, där rosade modeller som Arc och Define R4 finns representerade. Sedan ett par år tillbaka utgör även nätaggregat en viktig del av företagets sortiment och med tiden har allt fler modeller fyllt ut de olika prissegmenten.

Fractal Design Newton R3

Med en nätaggregatsmarknad under ständig utveckling började dock tydliga ålderstecken synas hos de snart tre år gamla modellerna. Sent i somras tog därför Fractal Design tag i problemet och rullade ut ett tiotal uppgraderade modeller. En av dessa var det 80 Plus Platinum-certifierade flaggskeppet Newton R3, som nu har hittat in i SweClockers testlabb.

Teori

Många olika parametrar ska vägas in vid bedömning av en nätdel. Därför kommer vi på den här sidan snabbt gå genom ett par olika aspekter och begrepp som kan vara bra att känna till.

ATX12V och EPS12V

En modern PC-nätdel har utspänningarna 3,3 V, 5 V och 12 V, samt -12 V, 5 V SB (standby). Det finns gränsvärden och rekommendationer för hur strömfördelningen mellan de olika utspänningarna bör fördelas i Intels ATX-specifikation. Den senaste versionen är skrivande stund ATX12V 2.3. Bland annat säger den att variationer på utgångsspänningarna måste hålla sig inom ±5 procent.

En klar trend sedan version 1.0 av standarden är att effektkravet på 12 V ökat. Det är rimligt med tanke på att både processorer och dagens kraftfulla grafikkort använder den i stor utsträckning. Sedan ATX12V 2.0 har det rekommenderats att det finns ytterligare 12 V-linor om 12 V-strömmen överstiger 18 A. Detta är främst för att tillgodose säkerhetsföreskrifterna i UL 60950 om maximalt 240 VA genom varje enskild strömkabel. Denna rekommendation har dock slopats i och med ATX12V 2.3, vilket innebär att allt fler tillverkare har gått tillbaka till en enskild 12 V-lina.

Många av dagens nätdelar följer förutom ATX-standarden även SSI-standarden EPS12V som beskriver nätdelar lämpliga för mindre servrar. Senaste versionen är 2.92. I jämförelse med ATX12V specificerar EPS12V-standarden att en 8-pins 12 V-kontakt ska finnas tillgänglig på nätdelen för strömmatning till CPU:n. Sedan ett par år tillbaka har det blivit allt vanligare med 8-pins-kontakter på moderkort utanför servermarknaden, vilket gör att allt fler konsumentnätdelar utrustas med denna kontakt.

Man bör ta sig en noggrann titt på hur den angivna effekten är fördelad mellan utspänningarna innan man köper sin nätdel. Tillverkarna gör inte uppgiften lättare, eftersom de angivna effektuppgifterna ibland inte är maximal kontinuerlig uteffekt, utan enbart ”peak”-effekt (maximal belastning under en kort tid). Hur begreppet peak definieras skiljer dessutom. Även vilken temperatur som tillverkaren använder när de specificerar sin nätdel kan skilja; maximal uteffekt minskar med ökad temperatur. Kryddar tillverkaren specifikationerna med olika tveksamma angivelser bör man tänka till både en och två gånger innan man slår till.

Effektfaktor och PFC

Effektfaktor (Power Factor, PF) och effektfaktorkorrigering (Power Factor Correction, PFC) är komplicerade begrepp som kräver en del kunskaper i ellära för att förstå.

Förenklat kan man säga att effektfaktorn är ett mått på fasvridningen mellan ström och spänning. En effektfaktor på 1 är idealt, då är spänning och ström helt i fas. Det ligger framförallt i kraftbolagens intresse att hålla effektfaktorn nära 1 eftersom förlusteffekter i elnätet då minimeras. För hemanvändare kan det också vara positivt, speciellt om man använder en UPS då dess prestanda påverkas negativt vid en lägre effektfaktor.

I okompenserade ATX-nätdelar är lasten kapacitiv, vilket gör att effektfaktorn kan bli ungefär 0,6–0,7. Denna kan förbättras på olika sätt. Enklaste sättet är att faskompensera nätdelens kapacitiva last med en spole (passive PFC). Det är ett minimikrav inom EU för switchade nätdelar över 75 W såsom dessa. Passive PFC användes främst för ett par år sedan i nätdelarnas budgetsegment, då tekniken helt enkelt är billigare att tillverka.

Faskompensering med passiva komponenter.
Dölj bildtext

De flesta nätdelar i dagsläget använder dock istället aktiva komponenter för att skapa en nära resistiv last (active PFC). Det gör att effektfaktorn hamnar mycket nära 1, men i regel minskas nätdelens verkningsgrad något.

databas img_1552 natdelar
Faskompensering med aktiva komponenter.
Dölj bildtext

Det man bör lägga på minnet är att en högre effektfaktor inte medför högre verkningsgrad, men är positivt av andra orsaker.

Verkningsgrad

Högre verkningsgrad medför inte bara att strömförbrukningen sänks. Eftersom mindre effekt går förlorad och blir värme inuti nätdelen krävs inte lika kraftfull kylning vilket gör att ljudnivån kan sänkas. De senaste åren har högre verkningsgrad blivit ett starkt försäljningsargument bland nätdelstillverkarna, samtidigt som kraven i ATX12V-standarden ökat. Vid en typisk belastning kring 50 procent av den maximala kräver ATX12V 2.3 en verkningsgrad på 72 procent, men rekommenderar 80 procent.

På senare tid har även en ny certifierings-process uppkommit för att bedöma nätdelars verkningsgrad. 80 Plus-märkningen utförs av en oberoende organisation som mäter de inskickade nätdelarnas verkningsgrad vid tre olika laster. Beroende på verkningsgrad får de olika modellerna olika graderingar, där 80 Plus är den lägsta och 80 Plus Platinum den högsta för konsumentnätdelar. Minimikravet för att få en 80 Plus-märkning är en verkningsgrad på minst 80 procent vid samtliga testlaster samt en effektfaktor på minst 0,9 vid maximal belastning.

Belastning20%50%100%
80 PLUS80%80%80%
80 PLUS Bronze82%85%82%
80 PLUS Silver85%88%85%
80 PLUS Gold87%90%87%
80 PLUS Platinum90%92%89%

Rippel och brus

Rippel och brus är störningar på utgångsspänningen som enklast undersöks med hjälp av ett oscilloskop. Kravet på maximalt rippel och brus i ATX12V 2.3 är 120 mVt-t (topp till topp) för 12 V och -12V, och 50 mVt-t för övriga utgångsspänningar.

I ATX-nätdelar hittar man ofta rippel, överlagrad växelspänning, som härstammar från arbetsfrekvensen hos nätdelens inbyggda pulsbreddsmodulator. I många nätdelar kan man dessutom hitta en överlagrad 100 Hz-komponent som härrör från elnätets frekvens på 50 Hz.

Testsystem och utförande

I detta test använder vi oss av en programmerbar konstlast speciellt utformad för ATX- och EPS-nätdelar. TechRed TR-868 har åtta separata lastkanaler som ger oss möjlighet att på ett smidigt sätt belasta nätdelarna precis som vi själva vill, och kontrollera om de verkligen håller vad de lovar.

databas img_1770 natdelar

För varje nätdel vi testar programmeras konstlasten med fyra testlaster, där varje last är uträknad från den aktuella modellens specifikation. Den lägsta lasten, som ligger på 25 % av nätdelens maximala kapacitet, är tänkt att simulera ett system under väldigt lätt belastning, exempelvis vid musiklyssnade eller surfning. Nästa steg är vid 50 % belastning och motsvarar den last ett system vanligtvis utsätts för när det kommer till spel eller andra lite tyngre applikationer. När vi kommer upp till 75 %-lasten kan det liknas vid ett överklockat system där även flera grafikkort används. Sist men inte minst har vi den tyngsta lasten vid 100 %, där vi ser om nätdelen verkligen lever upp till sina specifikationer.

Varje testlast körs mellan 45-60 min medan rippel och brus mäts med hjälp av ett digitalt oscilloskop kopplat till konstlasten. Samtliga spänningar noteras och sparas samtidigt som verkningsgrad och effektfaktor bestäms med hjälp av en Voltcraft Energy Monitor. Lufttemperaturen i rummet och vid nätdelens utblås mäts och övervakas under testningen.

Vi är medvetna om att många är intresserade av nätdelarnas ljudnivå, men då själva konstlasten i sig har en väldigt hög ljudnivå är det i princip omöjligt att mäta av några pålitliga siffror från nätdelarna. Det närmaste vi kommer som substitut i det här fallet är en subjektiv bedömning av ljudnivån samt att nätdelarnas fläkthastighet mäts med en optisk varvtalsräknare vid varje testlast.

Det här testar vi inte

Även om våra syntetiska tester har många fördelar kan de aldrig helt ersätta långtidstester inuti en riktig dator. Det senare har vi inte gjort, eftersom det varken fanns tid eller resurser att testa samtliga nätdelar på det viset.

Inuti en dator får nätdelar i regel problem med kraftigt ökad temperatur vid högre uteffekter eftersom datorkomponenterna värmer upp luften. Vår testmiljö är därför inte helt jämförbar då nätdelarna står fritt vid en rumstemperatur på cirka 20 °C.

Fractal Design Newton R3

Fractal Design Newton R3
EgenskapVärde
TillverkareFractal Design
ArtikelnamnFD-PSU-NT3B-600W
Specificerad maxeffekt600W
Tillverkarens garanti5 år
Storlek (H x B x D)86 x 150 x 165 mm
Pris

Fractal Designs flaggskeppsserie Newton har gått igenom två tidigare inkarnationer, där den senaste revisionen R2 dök upp i slutet på 2009. Tre år senare är det nu dags för R3 att äntra scenen. Modellserien har uppgraderats med en helt ny plattform och bjuder numera på både 80 Plus Platinum-certifiering samt en avsevärt förbättrad kyllösning. Newton R3 kommer i smakerna 600, 800 och 1000 W, där vi här har valt ut den enligt oss mest intressanta modellen på 600 W.

  • Bildspel
  • Bild 1 av 4
  • Bildspel
  • Bild 1 av 4

Efter att ha separerat enheten från sin kolossala förpackning möts vi av en produkt som känns avsevärt mer påkostad än sina föregångare. Modellens mattsvarta skal har växt till sig lite från R2:an och har numera stilfullt avrundade hörn samt företagets snöflinga instansad i plåten. Den uppgraderade kyllösningen utgörs av en 135 mm-fläkt som sitter gummiupphängd för att undvika vibrationer mot skalet.

Vidare är Newton R3 en modulär modell där de löstagbara kablarna ansluts till tydligt uppmärkta kontakter på enhetens baksida. Totalt sitter tre av kablarna fast i enheten, däribland 24-pin, 8-pin samt en av PCI-e 8/6-pins kontakterna.

Fractal Design Newton R3

Enhetens utpräntade specifikationer avslöjar en enskild 12 V-lina på 50 A. Vidare syns en 3.3 V samt en 5 V-lina på 20 A vardera och totalt ska modellen kunna leverera 600 W under kontinuerlig drift. Hela Newton R3-serien är 80 Plus Platinum-certifierad vilket innebär att de ska klara verkningsgrader på uppemot 92 procent.

  • Bildspel
  • Bild 1 av 3
  • Bildspel
  • Bild 1 av 3

Enhetens fasta kablar är klädda i svart kabelstrumpa medan de löstagbara varianterna är nakna och ihopsatta i ett platt utförande. De senare nämnda kablarna levereras i en praktisk förvaringspåse. Nedan följer en lista på de kablar och kontakter som finns att tillgå.

Även om Newton R3 600 W inte slår några rekord på anslutningsfronten är det en trevlig uppsättning med kontakter som finns tillgängliga sett till effektklassen. Värt att nämna är att de kraftigare modellerna i serien är bestyckade med fler kablar och kontakter.

  • Bildspel
  • Bild 1 av 4
  • Bildspel
  • Bild 1 av 4

Väl på insidan av enheten möts vi av ett mycket städat inre med två centralt placerade kylflänsar. Vid närmare inspektion syns japanska Nippon Chemicon-kondensatorer på primärsidan med en tolerans på 105 °C. Sekundärsidan bjuder även den på en uppsättning kondningar från Nippon Chemicon samt ett knippe solida kondensatorer från taiwanesiska Capxon.

Fractal Design Newton R3

Enhetens 135 mm-fläkt kommer från Fractal Design själva och dessvärre kunde vi inte hitta några närmare specifikationer på modellen. Värt att nämna är dock att Newton R3 är en så kallad semipassiv nätdel, där fläkten står stilla upp till ungefär 25 procent last.

Testresultat

Efter att ha svettats ett antal timmar i vår konstlast konstaterades det att Newton R3 600 W inte hade några som helst problem att passera samtliga testlaster. Nedan följer mer detaljerad information kring de olika delmomenten.

Spänningar

Belastning12V112V212V35V3,3V-12V5VSB
25%12,0012,0712,095,053,33-11,495,03
50%11,9912,0712,075,043,32-11,545,01
75%11,9812,0712,055,033,31-11,604,98
100%11,9812,0712,035,023,30-11,694,95

Newton R3 uppvisar mycket imponerande siffror när vi mäter av de olika linornas spänning mellan lasterna. Spänningarna ligger riktigt fint och stabilt genom samtliga laster med undantag för -12V-linan som svajar något, dock långt innanför de satta gränserna.

Rippel

Belastning12V112V25V3,3V
25%16mV15mV25mV15mV
50%27mV26mV29mV21mV
75%33mV33mV32mV25mV
100%46mV45mV34mV28mV

Mätningarna av rippel är inte fullt lika briljanta som de av spänningarna. Newton R3 ligger utan tvekan innanför ATX-specifikationens satta gränser, men är dock något högre än vi är vana att se i den här klassen.

Verkningsgrad och effektfaktor

BelastningTotal uteffektAktiv effektVerkningsgradEffektfaktor
25%150W167W90%0,90
50%302W330W92%0,95
75%451W503W90%0,98
100%600W676W89%0,99

Fractal Design gör oss inte besvikna när det kommer till verkningsgraden hos Newton R3. Vi ser siffror som till punkt och pricka motsvarar de krav 80 Plus Platinum-certiferingen ställer, med en verkningsgrad på hela 92 procent i 50 procent last. I praktiken innebär detta att endast 28 W går till spillo i konverteringsfasen mellan växel- och likström, när strax över 300 W plockas ut ur nätdelen.

Temperatur och fläkthastighet

BelastningTemp. utblåsRPM
25%23°C0
50%28°C540
75%31°C639
100%35°C935

Ljudkräsna användare kommer inte att bli besvikna på Newton R3. Enhetens semipassiva uppbyggnad och höga verkningsgrad tillåter fläkten att stå helt stilla vid 25 procent last. Det är först när vi når halva nätdelens kapacitet som fläkten sakta snurrar igång i ljudlösa 540 rpm. Inte ens vid full belastning går fläkten över 1000 rpm-strecket utan håller sig förhållandevis tyst.

Slutsats

Fractal Design Newton R3

Fractal Designs nya flaggskepp Newton R3 lämnar oss med ett väldigt gott intryck. Modellen tar vid efter den kraftigt åldrade Newton R2 och svenskarna på företaget har verkligen inte sparat på krutet till sin återkomst på nätaggregatsmarknaden. Vid första anblick utstrålar modellen kvalitet och intrycket håller i sig genom nedmonteringen och mätningarna.

Newton R3 600 W bjuder oss på ruskigt stabila spänningar och verkningsgrad i det absoluta toppskiktet. Tack vare den höga verkningsgraden och en smart fläktkurva är dessutom enheten i det närmaste ljudlös under normala laster. Det enda området modellen inte briljerar är vid rippelmätningarna, men i det stora hela är det mer än godkända värden som visades upp även där.

Sammanfattningsvis är 600 W-modellen av Newton R3 en ny favorit på redaktionen. Effekten bör räcka till för 99 procent av dagens användare samtidigt som prislappen är ytterst konkurrenskraftig sett till prestandan och motståndarna i klassen.

Med extremt hög verkningsgrad, stabila spänningar och låg ljudnivå är Fractal Design Newton R3 en utmärkt produkt.
Fördelar:

Nackdelar:

Pris vid publicering: 1 140 kronor
Lägsta pris: