Шта заправо значи 80 Plus сертификат на напајању?

Информатек Дигитал » Средства » Шта заправо значи 80 Plus сертификат на напајању?

Без обзира да ли састављате нови рачунар или желите да продужите век трајања постојећег, напајање је једна од оних компоненти које често остављамо за крај… а не би требало. Добро познати 80 Plus сертификат постао је референтна тачка за енергетску ефикасност рачунарских напајања, али није увек јасно шта он заправо значи или колико је поуздан.

У наредним редовима, детаљно ћемо погледати шта је 80 Plus сертификат, како је креиран, које су различите врсте доступних сертификата, како се тестира напајање да би се добило и потенцијалне проблеме повезане са системом. Циљ је да разумете ознаку 80 Plus и да будете у могућности да мудро изаберете свој напајајући уређај (PSU) , а да се притом не водите искључиво маркетингом.

Шта тачно значи 80 Plus сертификат?

У напајању за рачунар, главна функција је трансформација наизменичне струје (AC) из електричне мреже у једносмерну струју (DC) коју могу користити процесор (CPU), графичка картица (GPU), SSD дискови, вентилатори и друге компоненте. У овом процесу, део енергије се увек губи као топлота; ниједна конверзија није савршена.

Програм 80 Plus је креиран да би се идентификовали извори напајања који могу да искористе најмање 80% енергије коју црпе из зидне утичнице под одређеним условима оптерећења. Другим речима, 80 Plus напајање гарантује, као основу, ефикасност од 80% или више на неколико специфичних тачака оптерећења.

То значи да ако је напајање снаге 1.000W и има ефикасност од 80%, заправо ће му бити потребно око 1.250W из зидне утичнице да би се тих 1.000W испоручило рачунару . Преосталих 250W се губи као топлота унутар самог напајања и рачунара. Већа ефикасност значи мање губитка енергије и мање топлоте за расипање.

Важно је разумети да је сва енергија претворена у топлоту изгубљена енергија . Без обзира да ли говоримо о напајању, графичкој картици или процесору, ниједна компонента није савршена. Додата вредност ефикасног напајања је у томе што „црпи“ мање енергије и стога захтева мање вати из мреже да би испоручило исту употребљиву снагу.

Порекло и еволуција програма 80+

Програм 80 Plus није новији изум. Године 2004, консултантска фирма Ecos (сада Ecova Plug Load Solutions) дефинисала је протокол тестирања за рачунарска напајања са више излаза, са циљем промоције уштеде енергије код десктоп рачунара и сервера.

Убрзо након тога, у марту 2004. године, иницијатива је јавно представљена на Симпозијуму о трансформацији тржишта ACEEE , а 2005. године на тржиште је стигло прво напајање које испуњава захтеве 80 Plus, произвођача SeaSonic. Ово је означило почетак „премијум“ ефикасности у комерцијалним напајањима.

Америчка агенција Energy Star је 2006. године одлучила да интегрише 80 Plus у своју спецификацију Energy Star 4.0 за рачунаре , која је ступила на снагу у јулу 2007. Тај корак је био кључан: од тада су велики произвођачи попут HP-а и Dell-а почели да сертификују своја напајања према 80 Plus, а до децембра 2007. већ је било више од 200 модела са тим знаком, што је брзо постало тржишни стандард.

У почетку је постојао само основни ниво 80 Plus, али је 2008. године програм ревидиран како би се додале категорије Bronze, Silver и Gold , са све строжим захтевима за ефикасност. Касније, у октобру 2009. године, додат је Platinum ниво, а у августу 2011. године представљен је захтевни Titanium ниво, првобитно фокусиран на серверска напајања са улазом од 230V.

Шта је енергетска ефикасност у напајању?

Када говоримо о ефикасности јединице за напајање (PSU), мислимо на однос између снаге коју она заправо испоручује компонентама (DC излаз) и снаге коју црпи из мреже (AC улаз) , изражен у процентима. То је директна мера колико енергије се губи као топлота.

На пример, ако напајање црпи 100W из зидне утичнице и испоручује 80W употребљиве снаге рачунару, његова ефикасност је 80% . Преосталих 20W се расипа као топлота унутар саме јединице. Већа ефикасност значи мању потрошњу енергије, мање топлоте и мање буке, јер вентилатор мора мање да ради да би хладио јединицу.

Штавише, ефикасност није константна дуж целе криве оптерећења . Јединица за напајање (PSU) обично боље ради на око 40-60% свог капацитета него на 10% или 100%. Дакле, исто напајање може имати ефикасност од 90% при оптерећењу од 50%, али доживети значајан пад ефикасности ако једва ради или је на својој максималној излазној снази.

Такође се мора узети у обзир и напон мреже. Напајања обично показују бољу ефикасност када раде на 230 V него на 115 V , због дизајна њихових улазних фаза. Стога, произвођачи обично објављују податке измерене на 230 V, а у земљама попут Сједињених Држава (115 V), стварне вредности могу бити нешто ниже од оних које су рекламиране.

Фактор снаге и PFC: друга страна ефикасности

Поред „класичне“ ефикасности, фактор снаге (PF) такође долази до изражаја у напајању , мерећи колико добро се користи енергија примљена из мреже. Фактор снаге се дефинише као стварно испоручена снага подељена са привидном снагом (волти пута ампери).

Без превише техничког улажења, типична јединица за напајање (PSU) без корекције фактора снаге обично има фактор снаге од 0,7–0,75 . То значи да вуче више струје него што је потребно због фазних неусклађености између напона и струје, што оптерећује електрични систем, а не обезбеђује корисну снагу. Са колима за корекцију фактора снаге (PFC), која су активна у већини модерних напајања, ово се може повећати на око 0,9.

Сертификација 80 Plus не посматра само ефикасност; она такође претпоставља да напајање укључује PFC (обично активан) ради побољшања искоришћења енергије . Током AC-DC конверзије, кондензатори и друге компоненте могу изазвати фазне помаке који смањују фактор снаге, па PFC коло исправља ове губитке.

Важно је запамтити да је напајање и даље сложено аналогно коло , веома осетљиво на температуру и квалитет својих унутрашњих компоненти . Осредњи дизајн може проћи тестове потребне за ознаку, али ће се много лошије понашати ван лабораторијских услова.

Како сертификовати напајање 80 Plus

Програм 80 Plus је добровољан и захтева плаћање од произвођача . Да би добио сертификат, бренд се мора регистровати за програм, платити одговарајућу накнаду и послати јединице извора у независну лабораторију повезану са програмом, где се спроводе тестови.

У овим лабораторијама, јединица за напајање (PSU) се подвргава одређеним нивоима оптерећења (обично 20%, 50% и 100% њене номиналне снаге) , мерећи улазну и излазну снагу да би се израчунала ефикасност. У случају Titanium-а, перформансе при оптерећењу од 10% се такође процењују јер су многа од ових напајања велике снаге и важно је знати како се понашају у празном ходу или под малим оптерећењем.

Добијени резултати се упоређују са званичним табелама програма. Ако измерена ефикасност достигне или премаши минималне захтеве за одређени ниво (бронза, злато, итд.), та ознака се додељује . Ови тестови су прилично ригорозни у техничком смислу и сматрају се добрим приказом перформанси под тим специфичним условима.

Лабораторија наплаћује услугу, и ако фонт прође тестове, произвођач може да користи одговарајући 80 Plus лого на паковању и маркетиншким материјалима . У случају ребрендирања (брендови који продају OEM фонт под својим именом), могу да користе оригинални сертификат плаћањем смањене накнаде, под условом да се релевантни дизајн фонта не модификује.

Врсте 80 Plus сертификације и захтеви за ефикасност

Данас имамо шест нивоа 80 Plus сертификације за потрошачке напајања: Стандардни, Бронзани, Сребрни, Златни, Платинасти и Титанијумски . Сваки ниво захтева строжу минималну ефикасност на различитим тачкама оптерећења. Генерално говорећи, што је виши ниво, то ће напајање бити ефикасније (и обично скупље).

За десктоп рачунаре и радне станице са нередундантним напајањима у Европи, на 230 V, типични минимални захтеви за ефикасност при оптерећењу од 20%, 50% и 100% су:

• 80 Plus (бела или стандардна)82% на 20%, 85% на 50% и 82% на 100%.
• КСНУМКС Плус Бронза85% на 20%, 88% на 50% и 85% на 100%.
• КСНУМКС Плус Силвер87% на 20%, 90% на 50% и 87% на 100%.
• КСНУМКС Плус Голд90% на 20%, 92% на 50% и 89% на 100%.
• 80 Плус платина92% на 20%, 94% на 50% и 90% на 100%.
• 80 Плус титан90% до 10%, 94% до 20%, 96% до 50% и 94% до 100%.

За серверска напајања и системе са редундантним напајањима (типично у дата центрима), тестирање се такође врши на 230 V, али користећи мало другачије табеле дизајниране за захтеве континуиране употребе и поузданости тих окружења. За нередундантна напајања за десктоп рачунаре у Северној Америци, мерења се врше на 115 V и минимални проценти се мало мењају.

Иако разлике између једног нивоа и другог могу изгледати мале на папиру (2-3 поена ефикасности), сложеност унутрашњег дизајна знатно се повећава . Да би се постигла уштеда чак и од неколико вати, потребне су компоненте вишег квалитета, напредније топологије и веома прецизна контрола губитака у свакој фази напајања.

Стога, напајања са високим сертификатима (Gold, Platinum, Titanium) обично имају знатно вишу цену , иако заузврат троше мање енергије, генеришу мање топлоте и тиши су. У системима који су укључени много сати, овај додатни трошак се може надокнадити у виду уштеде на рачуну за струју.

Однос са европским прописима (ErP Lot 6 и Lot 3)

Поред стандарда 80+, Европска унија има посебне директиве које ограничавају потрошњу енергије у стању приправности и понашање одређених шина за напајање . Две најважније су ErP Lot 6 (за производе повезане са енергијом) и ErP Lot 3 (за рачунаре и сервере).

ErP Lot 6 утврђује да сваки електронски уређај мора да троши мање од 1 W у режиму приправности , ограничење које је смањено на 0,5 W 2013. године. Са своје стране, ErP Lot 3 захтева да напајања за рачунаре и сервере троше мање од 5 W када је оптерећење једнако или мање од 2,75 W на 5VSB линији, са универзалним улазом од 100-240 V.

Упркос важности ових захтева, методологија 80 Plus не мери директно нити захтева ове параметре . Програм се фокусира на ефикасност под оптерећењем на главним шинама (+12 V, 5 V и 3,3 V) и игнорише и ефикасност 5VSB кола и укупну потрошњу енергије у стању приправности.

То значи да напајање може да приказује релативно високу ознаку 80 Plus, а ипак да не испуњава на примеран начин европске директиве о ниској потрошњи енергије у стању приправности , што је посебно релевантно у домовима и канцеларијама где опрема проводи много сати у режиму спавања или је искључена, али повезана.

Ограничења и проблеми сертификата 80 Plus

Иако је програм 80 Plus помогао у подизању минималног нивоа ефикасности на тржишту, он је далеко од савршеног и има неколико важних недостатака које треба имати на уму пре него што се ослоните искључиво на налепницу на кутији.

Једна од главних критика је да се, да би се доделила сертификација, само једна или две јединице сваког модела тестирају под веома специфичним условима . Одатле се претпоставља да ће сва напајања произведена под тим именом радити исто, али у пракси могу постојати разлике између серија или промене компоненти које се никада више не ревидирају.

Други велики проблем је што се тестови спроводе на температури околине од око 23°C (±5°C) . То значи да би, легално, напајање могло бити сертификовано да ради на само 18°C, што је потпуно нереално унутар модерног гејмерског рачунара, где није неуобичајено видети 35-40°C унутар кућишта.

Што је виша радна температура напајања, то је његова ефикасност обично лошија и веће је оптерећење његових унутрашњих компоненти . Процена на тако ниским температурама не тестира заиста компоненте нижег квалитета нити одражава стварне перформансе у типичном кућишту кућног рачунара.

Штавише, стандардна 80 Plus мерења се врше на 115 V за нередундантне десктоп напајања , а резултати се затим екстраполирају на 230 V или обрнуто, уместо свеобухватног мерења на оба напона у ширем распону сценарија. Иако се многа напајања тестирају на 230 V за европско тржиште, основна методологија није оптимизована да покрије све случајеве употребе у стварном свету.

Ограничена мерења и понашање при малим оптерећењима

Још једна спорна тачка је број мерења. На свим нивоима осим Титанијума, подаци се узимају само при оптерећењу од 20%, 50% и 100% . Титанијум додаје оптерећење од 10% као додатни захтев, али чак и тако, то је и даље веома лоша крива за описивање укупних перформанси напајања.

У пракси, типичан рачунар проводи већи део свог времена са ниским или умереним оптерећењем, далеко од те три фиксне тачке . Веома је уобичајено да канцеларијски рачунар или кућни десктоп рачунар ради са оптерећењем између 10-40% током већег дела дана, управо тамо где ознака пружа најмање информација.

Ово отвара врата ка томе да се неки дизајни оптимизују готово искључиво да би се веома добро показали на „званичним“ тестним тачкама , жртвујући део ефикасности ван њих. У ствари, бескрупулозни произвођач оригиналне опреме (OEM) би могао да пошаље „подешене“ јединице у лабораторију које се боље показују од остатка производње у тим одређеним процентима.

Последица је да напајање може лако да испуни минималне захтеве своје 80 Plus сертификације са 20-50-100%, али да ефикасност падне испод 80% када је рачунар у стању мировања, у дужим периодима неактивности или при слабој употреби . Управо у оним сценаријима који су важни за потрошњу енергије у кући и канцеларији.

Штавише, ако произвођач промени интерне компоненте, топологију или добављаче средином животног века, није обавезан да понови 80 Plus тестирање. Сертификација остаје приказана на кутији, чак и ако интерно напајање више није потпуно исто као оно које је прошло лабораторијске тестове.

Потрошња енергије у стању приправности и напон од 5VSB

Чак и када је рачунар искључен и прекидач на задњој страни напајања је у положају „искључено“, мала количина фантомске или паразитске потрошње енергије може и даље постојати , углавном због 5VSB кола (5V стање приправности). Ова енергија се не користи ни за шта корисно, већ се троши док је напајање повезано на електричну мрежу.

Модерне ATX спецификације указују на то да ефикасност 5VSB шине треба мерити и пратити . Међутим, 80 Plus методологија потпуно игнорише ову шину у својим тестовима, фокусирајући се само на +12V, 5V и 3,3V (и, резидуално, -12V, напон који скоро ниједна модерна компонента више не користи).

То значи да чак и ако напајање има ознаку високог нивоа, недостају нам јасне информације о његовој потрошњи енергије у стању приправности или ефикасности од 5VSB . За европске кориснике, где су ErP директиве релевантне, ово је значајан пропуст.

У пракси, ако напајање није пројектовано имајући у виду ове прописе, може премашити ограничења потрошње енергије у стању приправности прописана у ЕУ, упркос томе што поседује више него угледан 80 Plus сертификат. Поново, сертификат је користан, али не покрива све.

Лажни сертификати и недостатак транспарентности

Још један озбиљан проблем је недостатак строге контроле злоупотребе логотипа 80 Plus . Неки фонтови, посебно они мање познатих произвођача, приказују печате на свом паковању који не одговарају ниједном стварном сертификату регистрованом у бази података програма.

Програм пружа генерички лого за сваки ниво (златни, бронзани, итд.), али не укључује јединствене идентификаторе, QR кодове или елементе који повезују сваку налепницу са одређеним моделом . Ово олакшава бескрупулозним произвођачима да затраже значку коју једноставно нису заслужили.

Теоретски, свако може да консултује званичну базу података 80 Plus да би проверио да ли је извор заиста сертификован . Проблем је што врло мало потрошача то чини, а сам програм изгледа нема капацитет или ресурсе да проактивно гони ове случајеве.

Стога, када видите напајање са упадљиво високом ценом и сумњиво ниском ценом, препоручљиво је бити опрезан и држати се реномираних брендова (Corsair, Seasonic, EVGA, ASUS, Gigabyte, Cooler Master, FSP, Antec, итд.) или модела које је потврдила заједница и независне рецензије.

Да ли је 80 Plus сертификат заиста поуздан?

Искрено, 80 Plus је корисна референца, али не и апсолутна гаранција квалитета или мира . Постоји неколико убедљивих разлога да се не користи као једини критеријум при избору напајања.

Прво, зато што се тестира само врло мало јединица по моделу и нема гаранције да ће цела производна серија одржати потпуно исти ниво. Промене добављача кондензатора, подешавања кола или једноставне варијације у производњи могу променити стварне перформансе без промене сертификације.

Друго, зато што је тестно окружење (температура, напон, број тачака оптерећења) прилично идеализовано и не представља све реалне ситуације које ће напајање искусити унутар вашег кућишта. Оно што се дешава између 20% и 50% оптерећења, или у режиму дубоког спавања, једноставно се не узима у обзир.

Штавише, сертификација је постала маркетиншки трошак за многе компаније: печат који корисници повезују са квалитетом, иако он означава само минималну ефикасност под неколико услова. Модел без 80 Plus сертификата може бити сасвим пристојан, а онај са Gold сертификатом може бити неуспешан због лоше контроле квалитета.

Стога је најмудрији приступ комбиновати информације из 80 Plus сертификата са репутацијом произвођача, понуђеном гаранцијом и независним рецензијама . Није да је 80 Plus бескористан - управо супротно - али његова методологија је стара преко деценије и није пратила корак са модерним хардвером.

Како одабрати праву 80 Plus сертификацију за ваш рачунар

Сада када све ово знате, који 80 Plus сертификат би требало да тражите за своје следеће напајање? Избор зависи од врсте опреме, вашег буџета и колико сати дневно ће бити укључена.

За просечног корисника са основним или средњим рачунаром (канцеларијски послови, прегледање интернета, умерено играње игара), 80 Plus Bronze напајање је обично више него довољно . Нуди добру теоријску ефикасност без прекомерног трошења новца, а постоји много поузданих модела у том ценовном рангу.

Ако ваш систем има компоненте средње до високе или високе класе, и бавите се видео монтажом, рендеровањем или играњем игара сатима са моћном графичком картицом, можда би било вредно инвестирати у 80 Plus Gold или чак Platinum напајање . То није само због ефикасности, већ и зато што ови модели више класе обично долазе са бољом електричном заштитом и квалитетнијим унутрашњим компонентама.

Виши сертификати, као што су Platinum и посебно Titanium, имају више смисла за захтевне радне станице, кућне сервере или рачунаре који раде скоро 24/7 . Акумулирана уштеда електричне енергије и смањено стварање топлоте могу оправдати вишу цену ако је укупна потрошња енергије система висока.

У сваком случају, пре него што пожурите у куповину, добра је идеја да израчунате приближну снагу која је потребна вашем рачунару (користећи поуздане онлајн калкулаторе) и потражите напајање чија ће номинална снага омогућити вашем рачунару да ради, под нормалном употребом, са оптерећењем између 40% и 70%. Овде већина модерних напајања најбоље функционише.

80 Plus и генерички брендови: шта се дешава без сертификације?

Много генеричких или OEM напајања без 80 Plus сертификата је и даље доступно на тржишту . Уобичајена су у буџетским рачунарима, веома јефтиним клонираним системима и одређеним неспецијализованим продавницама.

Непоседовање 80 Plus сертификата не значи аутоматски да је напајање лоше, али његова ефикасност и квалитет израде ће обично бити нижи од оних код модерног, сертификованог напајања. На дужи рок, ово може довести до веће потрошње енергије, већег загревања и већег ризика од оштећења других компоненти ако нешто крене наопако.

У Шпанији и ЕУ, 80 Plus сертификација није законски захтев , али је де факто стандард у средњем и вишем сегменту. Препоручује се да напајање испуњава најмање 80 Plus стандард (бела боја) или бронзани ниво и да бренд има доказану репутацију у индустрији.

На крају крајева, улагање мало више новца у добар PSU је обично јефтино у поређењу са укупним трошковима опреме и, пре свега, оним што бисте изгубили ако неквалитетно напајање оштети матичну плочу, графичку картицу или чврсте дискове након пренапона или унутрашњег квара.

Посматрајући целокупну слику, 80 Plus сертификат је вредан алат који ће вас водити при куповини напајања, под условом да разумете његова ограничења: он указује на минимални ниво ефикасности под одређеним условима, помаже у поређењу модела на папиру и подстакао је индустрију ка чистијим и тишим дизајнима, али не замењује процену потребну при избору правог бренда, модела и асортимана за сваку врсту рачунара.