Kiến thức về bộ nguồn máy tính ( PSU ) - Phần I

Bộ nguồn là trái tim của một hệ thống, là một thành phần rất quan trọng của hệ thống PC. Đáng tiếc rằng có nhiều người vẫn chưa hiểu rõ tầm quan trọng của nó, chẳng hạn họ có thể đầu tư số tiền rất nhiều vào việc mua CPU khủng, VGA mạnh nhưng lại dè dặt bỏ ra một số tiền ít ỏi để mua một bộ nguồn giá rẻ. Chưa kể, đã có những hiểu nhầm rất tai hại, khiến cho việc người dùng thay vì lựa chọn một bộ nguồn tốt lại đi chọn một bộ nguồn kém giá trị hơn.

Vì vậy, trong bài viết ngày hôm nay, chúng tôi sẽ giới thiệu cho mọi người thấy các vấn đề liên quan tới một bộ nguồn và giúp các bạn chọn một PSU phù hợp nhất với nhu cầu sử dụng.

I. Cách thức hoạt động của một bộ nguồn.
Bộ nguồn hoạt động trong hệ thống PC (PSU) có chức năng chuyển đổi dòng điện xoay chiều (230 V AC hoặc 115 V AC, tùy theo vùng) thành dòng điện một chiều (DC) với điện áp thấp hơn nhiều mà hệ thống máy tính yêu cầu cấp cho các thành phần bên trong nó ( ví dụ +12 V, +5V +3,3 V và -12 V).

II. Chứng nhận 80 Plus và hiệu quả tiêu thụ năng lượng

Giống như tất cả các thiết bị chuyển đổi năng lượng, bộ nguồn không hoạt động với hiệu suất 100%. Trong quá trình chuyển đổi năng lượng này, một số năng lượng bị mất dưới dạng nhiệt.

Chứng nhận 80 Plus như dưới đây sẽ giúp chúng ta dễ dàng xác định mức độ hiệu quả về mặt tiêu thụ năng lượng của một bộ nguồn. Nó cho thấy hiệu quả của một bộ nguồn phải đạt được trong các tải nhất định để vượt qua các chứng nhận cụ thể. Tất nhiên, hiệu quả càng cao thì càng tốt.

Ba điều nổi bật trong bảng mà chúng tôi muốn nhắc các bạn:

• Chứng nhận Titanium là chứng nhận PSU có hiệu suất chuyển đổi năng lượng cao nhất.
• Chỉ có chứng nhận Titanium có yêu cầu về tải 10%,
• Yêu cầu đối với đầu vào AC 115 V thấp hơn so với 230 V AC

Dưới đây là phù hiệu chứng nhận có thể được tìm thấy trên hộp sản phẩm và tài liệu tiếp thị của nhà cung cấp.

Để đạt được chứng nhận này, các hãng PSU phải gửi sản phẩm của họ tới một đơn vị đánh giá, và tất nhiên điều này không miễn phí, vì vậy một số nhà sản xuất không đưa sản phẩm ở mức giá ngân sách của họ đi thử nghiệm nhằm tiết kiệm chi phí. Chẳng hạn như Antec VP400PC là một ví dụ điển hình - nó được bán trên thị trường với bao bì nhãn dán đạt mức hiệu suất 82%, nhưng thực tế nó không có chứng nhận 80 Plus.

Tuy nhiên, các PSU có chứng nhận 80 Plus là các PSU được đánh giá tốt, vì vậy nếu người dùng muốn tìm một sản phẩm PSU tốt cho một bộ máy thì nên tìm tới các PSU có chứng nhận này. Tất nhiên, mặc dù về cơ bản hiệu suất càng cao thì càng tốt, tuy nhiên nó còn liên quan tới sự chênh lệch giá cả và vấn đề sử dụng của từng cá nhân hay tổ chức. Chẳng hạn, với các PSU đạt chứng nhận Titanium thì những loại này đều rất tuyệt, cả về nhiệt độ hoạt động và trạng thái hiệu suất mang lại dành cho người dùng. Nhưng số tiền người dùng phải trả thêm cho các PSU loại này so với các sản phẩm khác có thông số giống hệt nhau nhưng chỉ có chứng nhận 80 Plus Gold sẽ không bao giờ quay lại với họ dưới dạng tiết kiệm hóa đơn tiền điện. Tại thời điểm này, chúng tôi sẽ đề xuất 80+ White cho việc sử dụng cơ bản (PC văn phòng và ngân sách) và 80+ Gold cho những người dùng khó tính hơn. PSU có chứng nhận Platinum dành cho những người đam mê, dân chơi chuyên nghiệp và các đơn vị Titaniumcho những người muốn sở hữu sự tột đỉnh về công nghệ. 

Hệ thống chứng nhận này có vẻ đáng tin cậy, mặc dù đã có báo cáo về việc các nhà sản xuất tự nhận chứng nhận. Tuy nhiên, thực tế mà nói thì rất ít thương hiệu lớn mạo hiểm với việc này.

Quan niệm: Một số người nghĩ rằng một bộ nguồn 800 W sẽ tiêu thụ 800 W mọi lúc. Điều này hoàn toàn sai, bởi bộ nguồn nó tiêu tốn năng lượng thông qua hệ thống PC tiêu thụ bao nhiêu. Chẳng hạn, với một hệ thống PC tiêu tốn 300W thì sử dụng bộ nguồn 800W thì nó chỉ tiêu tốn đúng 300W, dựa trên điều kiện giả định là mức chuyển đổi năng lượng đạt 100%.

Xin lưu ý: Các bộ nguồn hiện tại thường hoạt động với cả 115 V và 230 VAC. Một số bộ nguồn cũ hơn và rẻ tiền sẽ được trang bị các công tắc đặc biệt cho phép người dùng chuyển đổi giữa 115V hoặc 230 V. Nếu người dùng quên gạt công tắc chuyển đổi này khi dùng sản phẩm ở vùng điện áp không cho phép, lúc này bộ nguồn chẳng khác gì một quả bom.

Sự thật 1: Các thử nghiệm đôi khi chứng minh rằng PSU được xếp hạng Silver, chẳng hạn, có thể vượt qua các yêu cầu và đạt tới chứng nhận Gold. Điều này cho thấy các bộ nguồn như vậy là tốt như thế nào.

Sự thật 2: Đôi khi các PSU hoàn toàn giống nhau nhưng mức xếp hạng chứng nhận và công suất khác nhau. Super Flower là một ví dụ điển hình của điều này. Leadex 1300 W với chứng chỉ 80+ Gold hoàn toàn giống với Leadex 1000 được xếp hạng Platinum. Sự khác biệt duy nhất là tính năng bảo vệ quá dòng được đặt thấp hơn ở phiên bản 1000 W để đáp ứng các yêu cầu cho bộ nguồn Platinum.

III. Các đường cấp điện ( Rail ) trên một PSU.

Như chúng tôi đã đề cập, có ba đường cấp điện chính trong PSU ở hiện tại bao gồm +3,3 V, +5 V và +12 V. Đường cấp điện -12V được ít sử dụng và nói đến, nên khi nhắc tới 12V chúng ta đang nói tới đường cấp điện +12V.

Trong thời đại của Pentium III, các rail 3,3 V và 5 V rất quan trọng vì cấp điện cho vi xử lý. Ngày nay, chúng không quá quan trọng - bộ xử lý và card đồ họa ngốn điện sẽ tiêu thụ trên đường +12 V , vì vậy chúng ta khi tìm một sản phẩm PSU hãy chú ý tới đường 12V này.

Nếu một PSU được xếp hạng cho tổng sản lượng 25 A trên đường  12 V với nhãn ghi công suất là 500 W, hãy dành một chút thời gian để phản ánh về điều này bởi khả năng cao nhất đây là một PSU kém. Mặc dù chúng ta cũng cần hiểu rõ rằng các đường 3,3 V và 5 V trên bộ nguồn này có thể rất mạnh, dẫn tới nó có thể cung cấp tới 500W. Đây là một cạm bẫy rất phổ biến đối với người dùng thiếu kinh nghiệm và là cách dễ dàng để phân biệt PSU lỗi thời với các sản phẩm đáp ứng hoặc thiết lập các tiêu chuẩn ngày nay.

IV. Multi Rail và Single Rail.

Có hai loại bộ nguồn chủ yếu trên thị trường, đó là loại Multi Rail và loại Single Rail. Multi Rail hiểu đơn giản là có ít nhất từ 2 đường cấp điện +12V trở lên, trong khi Single Rail chỉ đơn giản là duy nhất đường + 12V. Đây là một hệ quả của tiêu chuẩn ATX lỗi thời đã đưa ra những hạn chế kỳ lạ cho đường +12 V. Tiêu chuẩn đã qua từ lâu, nhưng xu hướng vẫn còn, vì vậy một số PSU vẫn có nhiều hơn một đường +12 V. Nếu có nhiều đường +12V, chúng thường được đánh dấu là 12V1, 12V2, 12V3, v.v. Hướng dẫn sử dụng PSU phải chỉ ra phích cắm nào kết nối với đường 12V nào và đôi khi nó được đánh dấu trên chính PSU.

Từ quan điểm thực tế, một đơn vị PSU có duy nhất một đường +12 V là tốt hơn. Nhiều sản phẩm PSU sử dụng Multi Rail thường không mang lại lợi thế gì. Hãy tưởng tượng rằng bạn có một PSU 800 W với hai đường 12 V mỗi đường cung cấp 35 A, nó sẽ có thể xảy ra việc bạn cắm Core i7 5960X và Radeon R9 390X vào 12V1 và không có gì vào 12V2. Với các thành phần đói năng lượng như vậy, PSU sẽ kích hoạt tính năng bảo vệ quá dòng dưới tải và sẽ lập tức tắt. Nếu (các) đầu nối CPU được gắn vào đầu nối 12V1 và PCI Express với 12V2, lúc này PSU mới có thể chạy tốt.

Bây giờ hãy tưởng tượng rằng bạn có bốn con VGA ngốn điện và PSU có sáu đường 12 V tương đối yếu. Ngay cả khi PSU của bạn, đủ mạnh để chạy tất cả các thành phần, với nhiều đường 12 V, bạn có thể rất vất vả để chia tải cho các thành phần nhằm để PSU hoạt động dưới tải mà từng đường 12V quy định. Trong khi đó, với PSU có đường 12V duy nhất, bạn sẽ chẳng cần phải quan tâm làm gì.

Do đó tôi khuyên bạn nên dùng PSU có duy nhất đường 12 V.

Cách tính công suất: Nó đơn giản hơn bạn nghĩ. Chỉ cần nhân các volt và ampe là ra số watts. Nếu đường 12 V đạt mức 20 A, đây là phép tính: 12 V x 20 A hoặc 240 W.

Cảnh báo: Khi kiểm tra PSU luôn nhìn vào mức công suất nguồn thực / liên tục . Công suất cực đại hay công suất peak không đáng quan tâm vì nó chỉ đạt được trong một thời gian rất ngắn.

Sự thật 1: Một số thiết bị được trang bị một công tắc chuyển đổi hoặc phần mềm cho phép vận hành multi rail hoặc single rail 12 V.

Sự thật 2: Mặc dù không phổ biến, một số PSU có các núm cho phép bạn điều chỉnh điện áp của từng đường. 

Sự thật 3: Các PSU cũ đi kèm với đường -5 V, nhưng các đơn vị PSU hiện đại đã bỏ chúng. 

Sự thật 4: Nếu chúng ta nhìn vào thông số kỹ thuật của PSU, có thể thấy rằng các số không luôn luôn cộng lại. Ví dụ: một đơn vị 1200 W (100 A) có thể có bốn dòng 12 V ở 30 A mỗi dòng, mặc dù nó phải là 4 x 25 A. Bảo vệ chính trong một đơn vị như vậy được đặt sao cho tổng số 100 A không thể vượt quá , trong khi các bộ bảo vệ cho các dòng riêng biệt được đặt không vượt quá 30 A. Vì vậy, chúng ta có thể chạy ví dụ: 12V1 @ 30 A, 12V2 @ 30 A, 12V3 @ 20 A và 12V4 @ 20 A, nhưng chạy tải 30 A trên mỗi dòng cùng một lúc là không thể.

Xin lưu ý: Nếu am hiểu về điện tử, các bạn có thể biến một PSU Multi Rail thành Single Rail chỉ bằng cách hàn chúng lại với nhau..