Mezitím v serverech: 80+ Bronze jako mainstream v roce 2010

12. 1. 2013 | Behemot | Ostatní

Píše se 31. 3. 2010. Zatímco trhu desktopů vládnou zdroje s ještě teplými nálepkami 80+ Gold, z linky sjíždí model pro levnější serverové skládačky Supermicro v provedení tower. Co skrývá uvnitř?

Kapitoly článků

1. Představení, rozborka

2. Rozborka: pokračování

3. Měření

4. Pokračování měření a závěr

Testovací výbava

Detailněji byla testovací výbava popsána v pilotním článku, zde ji připomenu jen krátce pro rekapitulaci.

Zátěž zdrojů, verze 1.0b

Hlavním prvkem je zátěž, která nyní poskočila do verze 1.0b (viz obrázek). Mezi změny patří:

přídavek ventilátorů Sanyo Denki (Sun Ace 92) 9G0912G104 (92 × 92 × 38 mm, 5000 ot./min., 186 m³/hod. každý)
přídavek napájecích konektorů (2× peripheral molex, 1× 6pin PCIe)
přídavek dvojice kondenzátorů na každou větev (vždy 0,1uF keramika a 22uF elektrolyt); to doporučuje Intel ve svých oficiálních materiálech pro výrobce zdrojů pro simulace zátěže základní deskou a následné přesnější měření zvlnění
smontování konstrukce pro pohodlnější práci s tím vším
zesílení výkonových vodivých cest o přídavný měděný drát (1,5 mm²) a/nebo značné množství pájky

Zátěž samotná sestává ze třinácti halogenových žárovek pro +12 V a rezistorů pro +3,3 V, +5 V a +5 V SB. Zátěž -12V větve zajišťuje přímo ventilátor Papst 4112 GXMS-061 (12 × 12 × 3,8 cm, cca 150 m³/hod.) na potenciálovém rozdílu -12 V a +5 V.

Dále měřicí přístroje:

multimetr FK Technics FK8400 pro měření napětí a teploty; chyba +-0,5 % z naměřené hodnoty a +-2 digity (nejmenší jednotka na displeji, pro náš rozsah tak +-0,02 V)
klešťový ampermetr UNI-T UT203 pro měření proudů; chyba +-2,5 % a +- 8 digitů (na intervalu 40 A tedy +- 0,08 A); pro zpřesnění se snažím vodiče smyčkou promotat vícekrát, dovolí-li to jejich délka a uspořádání
wattmetr Voltcraft Energy Monitor 3000 pro měření příkonu; chyba +- 1 % +1 W
osciloskop Rigol DS1062CA

Metodika a měření

Testovací metodika se nezměnila: samotné měření probíhalo vždy cca 20-30 minut na každou zátěž. Tu jsem nejprve nastavil a zhruba odměřil, dále odměřil hodnoty zvlnění. Mezitím se zdroj i zátěž zahřály na stabilní teploty, následovalo tak konečné přeměření napětí a proudu.

Pro jednoduchost nejprve výsledky shrnu do tabulky a pak je ještě rozeberu. Zeleně jsou označené hodnoty, které splňují normu ATX, červeně ty, které ji nesplňují. Minimem pro všechny zdroje je nulový výskyt červených hodnot (tolerovat můžeme ještě tak hodnoty zvlnění či napětí mimo specifikace při nulové zátěži, ale to by se u dobrého zdroje také stávat nemělo). Pokud zdroj nesplňuje normu ATX, neměl by být vůbec na trhu. Procentuální zátěž je jen orientační, důležité jsou pak hodnoty napětí a proudu, resp. vypočtená hodnota výstupního výkonu dle toho, jaké kroky mi zátěž dovolila.

Pro vytvoření jakéhosi přehledu účinností zvolím testování v několika zátěžových režimech, přibližně se kombinovaně rovnající 20 %, 40 %, 60 %, 80 % a 100 % výstupního výkonu. Dále (když to bude možné) také zkusím zdroje přetížit a zjistit, zda a jak funguje ochrana proti přetížení. Nemohou chybět i zátěže typu crossload, tedy zatížení jedné jediné větve a sledování, co budou provádět větve ostatní a zda zůstanou v mantinelech normy ATX (opět samozřejmě když to bude možné a bude to mít smysl). Jako doplněk pak tu a tam změřím chování naprázdno, zátěž větve +5 V SB apod.

Norma ATX samotná specifikuje řízení napětí v hodnotách +- 5 % nominálu pro pozitivní hodnoty a +-10 % pro negativní, tedy:

3,135-3,465 V
4,75-5,25 V
11,4-12,6 V
-13,2 V až -10,8 V

Zvlnění a šum se pak musí vejít do 50 mV pro menší napětí a 120 mV pro vyšší napětí (peak to peak).

Měření kombinované zátěže

Zátěž	Zátěž/ napětí +5 V SB	Zátěž/ napětí +3,3 V	Zátěž/ napětí +5 V	Zátěž/ napětí +12 V	Zátěž/ napětí -12 V	Příkon	Účinnost/účiník	Teplota vstup/výstup
0 %/ 0 W	0 A/ 5,10 V	0 A/ 0 V	0 A/ 0 V	0 A/ 0 V	0 A/ 0 V	1,4 W	-/0,79	22 °C/ 22 °C
5,5 %/ 27,39 W	0 A/ 5,10 V	0 A/ 3,38 V	0,32 A/ 5,11 V	1,76 A/ 11,98 V	0,39 A/ -11,98 V	39,3 W	69,7 %/0,77	22 °C/ 23 °C
20 %/ 92,59 W	0,45 A/ 5,08 V	3,23 A/ 3,38 V	3,65 A/ 5,10 V	4,65 A/ 11,96 V	0,43 A/ -11,99 V	113,1 W	81,9 %/0,83	22 °C/ 23 °C
40 %/ 205,76 W	0,40 A/ 5,06 V	6,97 A/ 3,37 V	9,80 A/ 5,08 V	10,47 A/ 11,93 V	0,46 A/ -11,71 V	235,1 W	87,5 %/0,95	22 °C/ 25 °C
60 %/ 292,46 W	0,93 A/ 5,04 V	7,21 A/ 3,37 V	12,63 A/ 5,07 V	16,27A/ 11,91 V	0,47 A/ -12,01 V	407,1 W	87,0 %/0,97	23 °C/ 27 °C
80 %/ 379,78 W	1,37 A/ 5,01 V	10,28 A/ 3,37 V	13,90 A/ 5,06 V	22,08 A/ 11,88 V	0,47 A/ -12,02 V	439,0 W	86,5 %/0,98	25 °C/ 29 °C
100 %/ 471,99 W	2,83 A/ 4,96 V	10,24 A/ 3,36 V	16,80 A/ 5,04 V	28,15 A/ 11,84 V	0,47 A/ -12,03 V	493,4 W	85,6 %/0,99	25 °C/ 30 °C

Měření na kombinované zátěži je zcela v pořádku. Napětí i v nejhorším případě nevypadla o více jak 2 %, což je excelentní výsledek.

Zvlnění

Zátěž %	Zvlnění +5 V SB	Zvlnění +3,3 V	Zvlnění +5 V	Zvlnění +12 V	Zvlněn -12 V
5,5	15 mV	34 mV	50,4 mV	24,4 mV	40 mV
20	36 mV	44 mV	60 mV	52 mV	14 mV
40	48,8 mV	47,6 mV	66,4 mV	54,4 mV	22 mV
60	53,6 mV	54,4 mV	71,2 mV	83,2 mV	24 mV
80	56,8 mV	56,8 mV	80 mV	70,8 mV	36,4 mV
100	56 mV	66,4 mV	110 mV	80,8 mV	40 mV

Tak tady už to šlo rychle dolů kanálem. AcBel by se nad sebou měl opravdu velmi vážně zamyslet, není to rozhodně první případ, který jsem viděl (viz odkazy na zdroje Cooler Master), kde má zvlnění mimo mísu. U zvlnění lehce nad 50 mV se ještě můžeme bavit o chybě měření, nad 60 mV kdybychom zavřeli obě oči a stalo se to jen jednou. Očividně ale +5 V končí na víc jak dvojnásobku stanoveném normou, a to už opravdu nikdo neukecá. Tady by se rozhodně hodilo přidání kapacity na +12 V, očividně ovlivňuje všechny větve včetně +5 V SB. Případně to pofiltrovat klidně na straně DC-DC měničů (úplně by tam mohlo stačit dát 330uF kondenzátory na vstupní část namísto 270uF) a současně na obě problémové větve dát větší přídavnou kapacitu jak současných 1000 uF na výstupu. Místa tam je určitě dost i na 10mm kondíky, takže nějakých 2200 uF a je úplně po problémech.