Захранвания за персонални компютри и сървъри: стандарти и щепсели

Когато сглобявате компютърна система или сървър, изборът на правилния захранващ блок играе решаваща роля. Форм факторът е един от най-важните критерии за подбор. Но това не гарантира, че захранването ще има всички връзки, които искате. Въпреки спецификациите, производителите на захранващите устройства имат свобода, която използват поради съображения за цена.

ATX12V е препоръчителен формат за захранване за настолни компютри. Понастоящем спецификацията е налична във версия 2.3. Съответният аналог за приложения на сървъри и работни станции се нарича EPS12V и има номер на версия 2.92. Но именуването на форм-фактора не е гаранция за "правилното" захранване. Тъй като спецификацията само определя кои щепсели трябва да присъстват. Специалните форми на щепселите, броят и допълнителните щепсели са оставени на производителя. Освен това производителите на захранване могат сами да определят мощността на захранването, тъй като спецификациите регулират само определени избрани електрически и механични параметри за устройствата.

Статията Захранвания за персонални компютри и сървъри: На какво трябва да обърнете внимание! Ако се интересувате от новите насоки за пестене на енергия, ще ги намерите в следната статия: Energy Star 4.0: Нови насоки за пестене на енергия за персонални компютри и преносими компютри.

Формулирани фактори на захранването с един поглед

Под егидата на Intel всички важни форм-фактори, свързани с настолни компютри, са обобщени на уебсайта Formfactors.org. В допълнение към спецификациите на дънната платка или захранването, има разработчици на насоки за проектиране на системата. Името на фактора на захранването описва предимно механичните размери. След това електрическите параметри са свързани със съответния форм фактор и свързаната област на приложение.

Форм фактор

Сегашна версия

Текуща дата на издаване

Въведение

обозначаване

Разширена технология 12V конектор

Конектор за тънък форм-фактор 12V

Конектор с малък фактор 12V

Компактен съединител с форм фактор 12V

Конектор с нисък профил на формата 12V

Разширена технология Flex Advanced

Друго тяло за стандарти за захранване е инфраструктурата на сървърната система (SSI). Състои се от водещи компании в ИТ индустрията като Intel, Dell, HP, IBM и Silicon Graphics. Фокусът на тази група по интереси е стандартизацията на интерфейсите между компоненти като дънни платки, корпуси и захранвания в сървъра и работната среда.

Форм фактор

Сегашна версия

Текуща дата на издаване

Въведение

обозначаване

Конектор за захранване от начално ниво 12V

Входно ниво на захранване 1U багажник

Входно ниво на захранване 2U багажник

Вход Съединител за резервно захранване 12V

Вход Резервна мощност 2U багажник

Спецификациите ATX и EPS са насоки за производителите на захранвания, но не и задължения. По този начин те предлагат достатъчно свобода на действие за различните конфигурации на доставчиците на енергия. Например производителите могат сами да определят броя и вида на щепселите и максималната мощност на захранващия блок.

Различните и двусмислени имена на захранващите устройства представляват допълнителна трудност за купувача. Захранващият блок ATX12V може да бъде оборудван с 2x2-пинов 12V конектор, но има само 2x10-пинов, а не 2x12-пинов основен захранващ конектор.

Конектор за захранване на дънната платка 20-пинов

Преди много време 20-пинов конектор захранваше дънната платка с енергия. Но с нарастващия глад за производителност на компонентите на дънната платка, изискването за захранване чрез този захранващ конектор се увеличаваше постоянно. За да продължи да гарантира стабилно захранване, комисията Formfactors.org най-накрая трябваше да разработи нов 24-пинов конектор за захранване и да промени съответно спецификациите във версия 2.0 (февруари 2003 г.). Днес само няколко основни платки се нуждаят от 20-пинов конектор - това вече е един от прекратените модели.

цвят

сигнал

ПИН код

сигнал

цвят

Съединител за захранване на дънната платка 24-пинов

С въвеждането на 24-пиновия съединител за захранване към предишния 20-пинов конектор за захранване са добавени четири нови кабела. Те включват 12V, 5V и 3.3V, както и наземна линия. Те са предназначени за отстраняване на дефицита на мощност на настоящите дънни платки и също така осигуряват достатъчни резерви за бъдещо развитие. Тази версия на конектора не е нова, тъй като блоковете за захранване EPS, разположени в сървърната среда, използват тази захранваща връзка, посочена от SSI като стандарт.

Двукомпонентният 24-пинов захранващ щепсел позволява универсално използване в различни дънни платки. Тази версия обаче не подлежи на никакви спецификации, но е специфична за производителя.

цвят

сигнал

ПИН код

сигнал

цвят

жълт

+12 V1DC

11.

23.

+5 VDC

червен

оранжево

+3.3 VDC

Размери

черен

Допълнителен щепсел: 12 V.

Комитетът за форм-фактор представи 2x2-пинов 12V конектор за допълнително захранване на дънната платка. Тъй като 5V захранващите линии на основния захранващ щепсел вече не се използват за захранване на процесора, но това се прави чрез 12V регулатор на напрежение, този допълнителен конектор е абсолютно необходим. Ръководството за проектиране на захранването ATX12V от Версия 2.0 препоръчва този 2x2-пинов 12V конектор, когато 12V захранващите кабели са натоварени над 18А под формата на допълнителен 12V кабелен сноп със собствено ограничение на тока.

цвят

сигнал

ПИН код

сигнал

цвят

2x4-пиновият 12V захранващ щепсел не е част от спецификациите ATX12V, но идва от спецификациите EPS12V-2.1 на инициативата SSI. Той се състои от четири наземни и четири 12V линии, които доставят максимум 20А ток. Конекторът, използван основно в сървъри, е известен като съединител за захранване на процесора.

цвят

сигнал

ПИН код

сигнал

цвят

Периферен конектор: Serial-ATA

Конекторът за захранване Serial ATA е неразделна част от спецификациите след Ръководство за проектиране на захранване ATX12V Версия 1.3. Обаче зависи от производителите дали ще предлагат този щепсел за захранванията. Това не е част от задължителното оборудване. Конекторът захранва съответните твърди дискове с мощност чрез 3.3V, 5V и 12V линия, всяка от които включва два заземяващи проводника. Тъй като устройствата SATA вече са стандартни, не трябва да липсва съответстващ конектор за захранване на захранващия блок.

ПИН код

сигнал

цвят

Периферен конектор: устройства

Спецификациите ATX12V и EPS12V се отнасят до 4-пинов конектор Molex за свързване на IDE/SCSI твърди дискове или CD-ROM устройства като периферен конектор. Захранващият блок захранва устройството с напрежение 5V и 12V, включително две наземни линии чрез връзката. Конекторът често се използва за допълнително захранване на незадължителни компоненти като водно охлаждане или предимно по-стари графични карти.

ПИН код

сигнал

цвят

Така нареченият флопи конектор за захранване също е един от съединителите за кръстосана спецификация. Той има същите сигнални линии като периферния конектор и се използва както в захранващите устройства ATX, така и в EPS.

ПИН код

сигнал

цвят

PCIe конектор за захранване 6/8-пинов за графични карти

Настоящото поколение графични карти от висок клас изискват огромно количество електрическа енергия. Спецификацията PCI Express посочва, че слотът PCIe може да достави максимум 25 вата мощност. Ако приставната карта изискваше повече енергия, тя трябваше да я изтегли директно от захранващия блок чрез една или две захранващи връзки на графичната платка.

За да осигури изискванията за мощност на графичните карти PCI Express от 75 до 150 вата, PCI Express Workgroup, под ръководството на производителите на графични чипове ATI и NVIDIA, създаде нов 6-пинов конектор за захранване за графични карти от висок клас (PCI Express версия 1.0 и 1.1). Той се състои от три + 12V и три наземни линии и е предназначен да покрие изискванията за мощност на графичните карти PCI Express над определените 75 вата.

цвят

сигнал

ПИН код

сигнал

цвят

С актуалния PCI Express Standard 2.0 електрическите спецификации за конектора за захранване на графичната карта бяха разширени. Новият 8-пинов конектор PCI-Express е в състояние да доставя карти с консумация на енергия между 150 и 300 вата с достатъчна мощност. Този нов конектор обаче все още не е дефиниран в настоящите стандарти за захранване. Така че всеки производител на захранване зависи от използването на 8-пинов конектор за захранване на графичната карта. Възможна е и комбинация от 6-пинов и 8-пинов конектор.

цвят

сигнал

ПИН код

сигнал

цвят

Щепсел на работната станция

Захранващият щепсел на работната станция е незадължителна част от ревизия 2.1 на спецификацията EPS12V на SSI. 6-пиновият конектор се състои от две 3.3V, 12V и наземни линии. С тази комбинация от кабели съединителят доставя съответните графични карти на работната станция. Този съединител вече не е наличен в текущата версия на спецификацията EPS12V 2.92. Това беше заменено от захранващия конектор PCIe.

цвят

сигнал

ПИН код

сигнал

цвят

Допълнителен конектор: ATX спомагателен

В допълнение към главния конектор за захранване и периферните конектори, различните спецификации предлагат допълнителни конектори за захранване за основната платка. Те поддържат само определени функционални групи по отношение на захранването. Конекторът за спомагателно захранване ATX е част от него от въвеждането на спецификацията ATX. Днес обаче този съединител се използва рядко.

ПИН код

сигнал

цвят

Допълнителният конектор осигурява две допълнителни + 3.3V и една + 5V линии за захранване. Спецификацията ATX 2.1 предвижда, че дънните платки, които имат консумация на ток на 3.3V линия над 18A или на 5V линия над 30A, трябва да се подават през този допълнителен AUX конектор. Със спецификацията ATX 2.2 и Ръководството за проектиране на захранването ATX12V 2.0, разработчиците на захранване замениха конектора AUX и внедриха кабелите в основния конектор за захранване. Това вече има 24 реда вместо 20. Пин-аутът съответства на вече известните SSI спецификации.

Захранвания със свободно избираеми щепсели

Някои производители на захранване предлагат устройства, които са оборудвани само с основния щепсел на захранването. Всички останали щепсели могат да бъдат свързани към захранването чрез щепселна връзка. Това намалява бъркотията на кабелите в корпуса и подобрява циркулацията на въздуха. Тези конфигурируеми щепселни връзки на захранващите блокове не са предмет на спецификация.

От техническа гледна точка обаче този метод на „конфигуриране на щепсела“ на захранващия блок не е идеален. Тъй като всяка щепселна връзка има контактно съпротивление и токовете в захранващите линии могат да бъдат няколко ампера, при тази връзка възниква спад на напрежението. В зависимост от качеството на щепселната връзка този спад на напрежението може да бъде толкова висок, че вече не може да се гарантира достатъчно захранване на свързаните компоненти със съответното електрическо напрежение.

Разнообразие от адаптери

Ако не можете да намерите правилното захранване с необходимите съединители в джунглата от форм-фактори и различни спецификации, имате възможност да използвате различни адаптери. В някои случаи производителите на захранване добавят преобразуватели към своите устройства. Производителите на дънни платки и графични карти поддържат нови опции за свързване, като доставят подходящите адаптерни кабели.

След въвеждането на технологиите PCI Express, изискванията за захранване на съответните компоненти се промениха. Вместо 20-пинов контакт за захранване, съвместима със спецификациите дънна платка сега изисква 24-пинов контакт. Все по-често използваните SATA твърди дискове изискват стандартизирана серийна ATA връзка за захранване.

В допълнение към дънните платки, включително процесора, графичните карти вече имат огромно изискване за захранване. В областта от висок клас те не могат без допълнително външно захранване чрез един или два периферни захранващи контакта. Директната връзка към захранващия блок или използването на подходящи адаптери (с по-стари блокове за захранване) за свързване към доставчика на енергия позволяват да се покрият увеличените изисквания за мощност.

Заключение

С нарастващите енергийни изисквания на компютърните компоненти, изискванията за захранването се промениха. Ако искате да използвате новите компоненти, без да закърпвате адаптер, се изправяте пред дилема при избора на подходящ захранващ блок. Има богатство от спецификации и захранвания с разнообразие от различни щепсели.

Като източник на енергия за настолни компютри, работни станции или сървъри, производителите обикновено използват захранвания ATX или EPS или техните специални форми. Конфигурацията на конектора обаче варира в зависимост от оборудването. Спецификационната версия, съгласно която е произведено захранването, е особено важна. Например, ако е произведен съгласно ATX спецификация 1.3, той има само 20-пинов вместо 24-пинов конектор за основно захранване. 2x2-пиновият 12V конектор е част от стандарта само след ревизия 2.0. Ако искате да използвате основното захранване универсално, трябва да изберете делим вариант на 24-пинов щепсел. Много малко производители обаче оборудват своите захранващи устройства с този конектор.

Производителите на захранвания също третират захранването на графичните карти еднообразно след първоначални трудности при стартиране. В допълнение към периферния конектор на по-стари графични карти, стандартизиран 2x3-пинов 12V конектор сега доставя на графичната платка необходимата енергия.

Ако искате да обработите вашата компютърна система с нови компоненти, не е задължително да бракувате старото си захранване, само защото не са налични определени щепсели. Често е по-евтино да се използват адаптери. В хода на енергийната ефективност обаче трябва да проверите дали ново захранване е по-подходящо. (хал)