چه منبع تغذیه‌ای برای کامپیوتر رومیزی ما مناسب است؟

بیشتر کیس‌های رایانه‌ی امروزی دارای فضای زیادی جهت تعبیه‌ی منبع تغذیه هستند. با این حال برخی از کیس‌های کوچک‌تر با آنکه ممکن است قادر به پشتیبانی از اجزای رده بالا باشند، ولی نمی‌توانند پاورهای بزرگ را در خود جای دهند. همچنین پاورهای کوچک با شکل ساخت SFX وجود دارند که ممکن است طول کابل مناسب را برای رسیدن به مناطق خاصی در کیس‌های استاندارد کوچک و بزرگ نداشته باشند. اما عموما واحدهای منبع تغذیه‌ی بزرگ‌تر، از خازن‌ها، چوک ها (محفظه) و سایر قطعات داخلی بزرگ‌تر و بادوام‌تری استفاده می‌کنند و برای ازبین‌بردن بیشتر گرما، از سینک‌ها و سیستم خنک‌کننده‌ی بزرگ‌تری بهره می‌برند؛ به همین دلیل در اکثر مواقع، بهتر از انواع کوچک‌‌‌تر عمل می‌کنند و برای خرید ارجحیت دارند.

یکی از نکات مهم دیگر هنگام خرید پاور، انتخاب پاوری است‌که کابل‌های رابط یا کانکتورهای آن با سیستم و مادربرد کاربر سازگار باشد؛ برای مثال در معرفی کانکتور برق مادربرد از دو نوع ۴+۲۰ پین و ۲۴ پین استفاده می‌شود. رابط ۴+۲۰ پین، می‌تواند هم ۲۰ پین و هم ۲۴ پین داشته باشد. در واقع چهار پین به‌صورت اضافه به ۲۰ پین قبلی ملحق می‌شوند تا یک رابط ۲۴ پین شکل بگیرد. تمام مادربردهای جدید از رابط برق ۲۴ پین استفاده می‌کنند. همچنین برای اکثر کارت‌های گرافیک رده‌بالا و میان‌رده از دو نوع کانکتور ۶ و ۸ پین استفاده می‌شود که مستقیماً از منبع تغذیه منشعب می‌شود.

نکته‌ی بعدی، اطمینان از بسندگی طول و اندازه‌ی کابل‌های منبع تغذیه است. طول کابل‌ها باید با سیستم مورد نظر مناسب باشد، چرا که کاربران از کیس‌ها و مادربردهایی با ابعاد متفاوت استفاده می‌کنند. غالبا بیشتر تولیدکنندگان منبع تغذیه برای محصولات خود جدولی جهت مشخص کردن طول و اندازه‌ی مورد نیاز برای کابل‌ها، در واحدهای منبع تغذیه‌ی مختلف خود منتشر می‌کنند. جدول زیر متعلق به شرکت !Be Quiet، یکی از تولید‌کنندگان بزرگ در زمینه‌ی واحدهای منبع تغذیه است:

به‌طور معمول برای پاورهای بزرگتر و باکیفیت‌تر کابل‌های نسبتا بلندتری استفاده می‌شود. اما طول کابل‌ها برای انواع منابع تغذیه و طرح‌بندی‌های کیس رایانه، به میزانی استانداردسازی شده است که جای نگرانی برای  اندازه‌ی اتصالات اصلی، مانند کابل‌های رابط برق ۲۴ پینیِ ATX ،اتصال ۸ پینیِ پردازنده و اتصالات ۶ یا ۸ پینیِ PCI Express وجود ندارد. با همه‌ی این اوصاف ممکن است در برخی از موارد مانند کابل‌های SATA با مشکل کوتاه بودن کابل‌ها مواجه شویم؛ برای مثال هنگامی‌که هارد دیسک در یکی از گوشه‌های جعبه‌ی رایانه قرار گیرد و دسترسی به آن دشوار شود، طول کابل پاسخگو نخواهد بود. علاوه بر این در کیس‌های رایانه‌ی بزرگ‌تر، برای دسترسی به تمام قسمت‌های محفظه باید از کابل‌های بلندتری استفاده شود. در مورد نوع کابل نیز برای مادربردهای نوع ITX یا زمانی‌که فضای پشت مادربرد کم است از کابل‌های تخت استفاده می‌شود. از طرف دیگر کابل‌های بافته داخل جعبه‌ی رایانه کمتر دیده می‌شوند، ولی نسبتا قطورتر هستند.

واحدهای منبع تغذیه از نظر کابل‌های هادی برق، در سه مدل ماژولار، نیمه‌ماژولار و غیرماژولار تقسیم‌بندی می‌شوند. کابل‌های پاورهای ماژولار در دو سر خود دارای سوکت، جهت اتصال به پاور و اجزای دیگر سیستم هستند و کاربر در‌ صورت عدم نیاز می‌تواند از کابل‌های اضافیِ داخل جعبه استفاده نکند. در این صورت اثری از کابل‌های اضافی در داخل جعبه‌ی رایانه به چشم نمی‌خورد و همچنین در صورت نیاز کابل‌ها به‌سادگی تعویض می‌گردند؛ به‌عنوان مثال اگر کاربر قصد خرید منبع تغذیه‌ای با رابط پردازنده‌ی ۸ پین دوگانه برای سیستم آینده‌ی خود را داشته باشد اما در حال حاضر تنها نیاز به رابط ۲۴ پین و ۸ پین داشته باشد، بهترین گزینه استفاده از پاورهای ماژولار است. همچنین به سبب نوع اتصالات در این نوع پاورها، طول منبع تغذیه افزایش می‌یابد. اما در واحدهای منبع تغذیه‌‌‌ی نیمه ماژولار نمی‌توان اتصالات مهم مانند کابل برق مادربرد و برخی از کابل‌های پردازنده‌ی گرافیکی را از پاور جدا کرد و زمانی‌که بعضی از این کابل‌ها بدون استفاده بمانند، وجود آن‌ها در جعبه‌های کوچک رایانه می‌تواند مشکل‌ساز باشد. سایر کابل‌ها همانند پاورهای ماژولار در دو سر خود دارای سوکت هستند. در واحدهای منبع تغذیه‌ی غیرماژولار تمام کابل‌ها به‌صورت مستقیم به منبع تغذیه متصل هستند.

سازندگان واحدهای منبع تغذیه علاوه بر درج توان خروجی، تعداد ریل‌های ۱۲ ولتی محصول را نیز اعلام می‌کنند. منبع تغذیه‌ی «تک ریلی» دارای یک ریل ۱۲ ولتی پرقدرت، برای تغذیه‌ی برق اجزای سیستم است. اما واحدهای منبع تغذیه‌ی «چند ریلی» خروجی را بین چند ریل ۱۲ ولتی تقسیم می‌کنند.

اگر سیستم به مشکلی بزرگ برخورد کند، این نقطه‌ضعف تبدیل به یک ناجی برای سیستم می‌گردد. مکانیزم OCP در یک منبع تغذیه‌ی چندریلی به‌صورت مداوم هر ریل را رصد می‌کند و در‎ صورت تشخیص بار اضافی در هر یک از ریل‌ها، کل واحد را خاموش می‌کند. OCP در واحدهای تک ریلی فقط در شدت جریان‌های بالا فعال می‌شود؛ به همین دلیل در‌ صورت وجود حجم بالایی از بار اضافی واحد را ذوب می‌کند.

معمولا از نظر عملکرد، هر دو واحد تک ریلی و چند ریلی کارکرد خوبی دارند و به‌صورت کلی بسیار ایمن هستند. در سیستم‌های قدرتمند، مکانیزم OCP در واحدهای منبع تغذیه‌ی چند ریلی هنگام به‌وجودآمدن اتصالات کوتاه، یک لایه‌ی امنیتیِ اضافی ایجاد می‌کند و احتمال ازبین‌رفتن اجزای سیستم در یک اشتباه محاسباتی را کاهش می‌دهد.

قدرت خروجی واحدهای منبع تغذیه با واحد وات (Watt) اندازه‌گیری می‌شود و قدرتی که برای آن‌‌‌‌ها اعلام می‌شود، حداکثر توانی است که پاور در بهترین حالت می‌تواند تولید‌ کند. پاورهای موجود در بازار تنوعی در حدود ۲۰۰ تا ۱۸۰۰ وات دارند. برای انتخاب منبع تغذیه‌ی مناسب، توان مصرفیِ کل سیستم (توسط قطعات فعلی یا آینده) در نظر گرفته می‌شود. بیشتر تولیدکنندگان منبع تغذیه، در وب‌سایت خود محاسبه‌گری دارند که این امکان را به کاربران می‌دهد تا با مشخص‌کردن نوع اجزای سیستم، میزان وات مصرفی را محاسبه کنند. هدف از تعبیه‌ی این محاسبه‌گر صرفا ترغیب کاربران برای خرید منبع تغذیه نیست بلکه کمک می‌کند تا آن‌ها درک درستی از ظرفیت بالاتر پاور و تأثیر آن در سیستم و به‌روزرسانی‌های آینده داشته باشند. استفاده از محاسبه‌گر منبع تغذیه سازندگان، روشی مطمئن برای محاسبه‌ی قدرت سیستم است.

مهم‌ترین نکته هنگام خرید، توجه به میزان بازدهی و بهره‌وری (Efficiency) منبع تغذیه است‌. بازدهی منبع تغذیه عبارت است از میزان توان دریافتی منبع تغذیه (به‌صورت برق AC) برای تأمین توان معین (به‌صورت برق DC) قطعات سخت‌افزاری در فشار کاری معین. به عبارت ساده‌تر، این عدد مشخص می‌کند که چند درصد از برق متناوب ورودی به برق مستقیم برای تغذیه قطعات سیستم تبدیل می‌گردد و میزان تلفات توان در پاور چقدر است؛ برای مثال، پاوری ۱۰۰۰ واتی با تنها ۵۰% بازدهی، برای رسیدن به اوج توان، ۲۰۰۰ وات نیرو را از سوکت دیواری دریافت می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کند. نیروی اضافی به‌صورت گرما تلف می‌شود که این اتلاف انرژی یک شاخص منفی برای سیستم‌های کامپیوتری است. در واقع پاورهای کاراتر، بی‌صداتر و خنک‌تر عمل می‌کنند.

سایت Hardwarecanucks با انجام آزمایشی میزان توان مصرفی و بازدهی دو نوع پاور با خروجی توان متفاوت را سنجیده است. روش کار به این صورت است که با اتصال منبع تغذیه به بردی شامل پردازنده‌ی Core i7-8700K و کارت گرافیک GTX 1070 Ti در حالت حداکثر فشار کاری (۱۰۰٪ بارگذاری قطعات)، توان مصرفی هر دو پاور به‌صورت جداگانه بررسی گردیده است. برای بارگذاری ۱۰۰ درصدی قطعات، از برنامه‌های Prime95 و FurMark (برنامه‌هایی جهت آزمایش پایداری سیستم) استفاده می‌شود.

با اتصال پاور با بازدهی طلایی و ظرفیت ۶۵۰ وات، میزان قدرت مصرفی  از سوکت دیواری حداکثر به حدود کمی پایین‌تر از ۳۰۰ وات رسید. در طول آزمایش توان مصرفی به‌صورت ناگهانی تا ۳۰۰ وات افزایش یافت که دلیل آن گرم‌شدن اجزای داخلی مولد و پایین آمدن کارایی آن‌ها بود. در پاور با بازدهی برنزی و ظرفیت ۴۰۰ وات، میزان توان دریافتی از سوکت دیواری تا ۳۴۰ وات افزایش یافت که دلیل این تفاوت، نرخ بهره‌وری پایین در محصول دوم است.

نمودار مربوط به نرخ بهره‌وری منبع تغذیه همواره یک نمودار ناقوسی شکل است. همان‌گونه که نمودار نشان می‌دهد، بیشترین بهره‌وری در زمان استفاده از نیمی از توان تعیین‌شده برای هر منبع تغذیه است. این نمودار متعلق به یک پاور ۱۰۰۰ واتی است. همچنین طبق نمودار بالاترین بازدهی این پاور در گستره‌ی توان مصرفی ۳۰۰ تا ۷۰۰ وات محقق می‌شود.

نمودار میزان بازدهی بر حسب توان مصرفی یک منبع تغذیه، کسب گواهینامه‌ی آزمایش و استاندارد 80Plus معینی را در پی دارد. اگر منبع تغذیه‌ای در تست‌ها، بازدهی توانی بیش از ۸۰% در سطوح مختلف خروجی از خود نشان دهد، موفق به دریافت استاندارد و لوگوی 80Plus خواهد شد. بنابراین کاربران هنگام خرید منبع تغذیه‌‌‌‌‌‌ی دارای استاندارد 80plus می‌توانند از حداقل بازدهی توانی ۸۰% حین بارگذاری سیستم از ۲۰ تا ۱۰۰٪ بهره‌مند شوند. شایان‌ذکر است، استاندارد 80plus در سطوح مختلفی از جمله طلایی، نقره‌ای، برنزی و پلاتینیوم کسب می‌گردد. 80plus تیتانیوم نیز به‌تازگی در دسترس قرار گرفته است و برخلاف استانداردهای 80Plus Bronze/Silver/Gold/Platinum استاندارد 80Plus Titanium کارایی را در بارهای کاری حداقلی و در حدود ۱۰٪ می‌سنجد. این امر از آن جهت حائز اهمیت است که نشان می‌دهد این محصول حتی در بارهای زیر ۲۰٪ دارای نرخ بهره‌وری ۸۰ درصدی است.

گزینه‌ی مهم دیگر در انتخاب منبع تغذیه توجه به برچسب آن است. تصویر برچسب در بالا مربوط به منبع تغذیه‌ی Dark Power Pro 850W است. AC Input در بالای برچسب که در این مدل برابر با عدد ۱۰۰-۲۴۰ ولت بوده، نشان‌دهنده‌ی آن است که محصول یادشده می‌تواند در کشورهایی که دارای برق مصرفی AC با ولتاژ ۱۰۰ تا ۲۴۰  ولت هستند، مورد استفاده قرار گیرد. منبع تغذیه، برق متناوب ورودی را به برق مستقیم ۳.۳، ۵، ۱۲، ۱۲- ولت و ۵ ولت SB تبدیل می‌کند. ولتاژهای مهم در این برچسب شامل سه ولتاژ اول هستند؛ زیرا ولتاژ 5VSB برای پایداری سیستم مورد استفاده قرار می‌گیرد و ۱۲- ولت نیز مربوط به برخی قطعات PCI بوده که در سیستم‌های امروزی منقضی شده است. از هر دو خروجی ۳/۳ و ۵ ولتی برای اتصالات SATA و Molex، برخی کنترلرهای روی مادربرد و همچنین حافظه استفاده می‌شود. این منبع تغذیه قادر است توانی در حدود ۱۴۰ وات را به خروجی‌ قطعات ۳/۳ و ۵ ولتی تحویل دهد. اما عموماً نیازی به این سطح از توان در خروجی‌های ۳/۳ و ۵ ولتی نیست؛ چرا که اکثر سیستم‌های امروزی تنها به خروجی منبع تغذیه‌ی ۱۲ ولتی نیاز دارند. همچنین با توجه به برچسب، محصول بالا پاوری چند ریلی است که ۱۲ ولت برق را از چند ریل مختلف با چندین جریان متفاوت عرضه می‌کند که پیش‌تر در مورد آن توضیح دادیم.