j9九游比测CPU还难!国外IT网站如何测电源

  新闻资讯     |      2024-09-06 23:53

  j9九游比测CPU还难!国外IT网站如何测电源作为机箱电源散热器频道的编辑,我们接触最多的就是这三类产品。在众多IT硬件中,原理和结构最复杂的就是各类处理芯片,包括CPU、GPU、主板芯片组等等,它们复杂到不需要也没有条件让编辑做拆解分析,哪怕这位编辑曾经是Intel研发部门的设计者。而电源在原理和结构方面相比芯片就要简单得多,简单到可以让人触手可及,可以拆下原件逐一分析。至于如何测试电源,很多网站都缺乏设备,更缺乏的是懂得如何测试电源的编辑。在此翻译一篇Anandtech的电源测试方法,供网友们参考。

  AnandTech的读者为了看我们的电源测试已经等了很久了。现在你们不用再等了,不久以后我们会定期出一个电源单品的测试,测试的主要目的是提供详细的测试数据和分析给我们的网友。

  我们清楚,读者希望看到真正专业的评测,但要凑齐这些测试电源的设备还真花了不少功夫,为了把事情说清,我们逐一介绍设备中的每个组件,而且也向您说明这些设备在测试中起到的功能。通过介绍设备和测试方法,我们希望网友能看到AnandTech的电源测试好在哪里。

  过去几年的IT市场发展的非常快,电源部分也同样如此。性能更强的处理器和图形卡还有其他周边设备需要更高瓦数的电源,几年前如果你买了块700W的电源,人们看到后多半要笑线W或更大功率的电源也已经越来越普通了。电源厂像雨后春笋一样冒了出来,每个厂家都希望从市场中分一杯羹。

  电源引起了人们越来越多的关注让IT网站也开始有兴趣做这方面的评测,而评测电源不像评测其他电脑配件那么简单。举例来说,图形卡和处理器还有主板的评测方式主要是通过把他们插好,然后运行几个最新的测试软件再加以分析。

  不幸的是,大部分网站在测试电源时也采用这样的方法。电源的直流输出可以很方便的通过万用表测量到,甚至有人用主板BIOS中显示的数字作为测量结果。输出曲线看上去确实很稳,这样测一圈下来确实一点难度都没有,结果也很不错,给它发块金牌吧!这种评测的思路的受害者就是我们的网友。

  由于很多测试只使用了一套PC平台,而这套平台一般都无法让电源达到满负荷,所以即便测试,直流输出看上去也毫无问题,用这种方式不可能找到产品的缺陷,没法防止用户购买含有潜在危险的产品,一个廉价劣质电源可能在A平台下工作正常,换到B平台也许就会因过载烧掉。

  测试电源唯一正确的方法就是使用专业测试设备,这要从可编程负载仪说起,这个设备可以精确地让电源负担某一数值的电流,一个功率表也是必不可少的,我们用它测试有功功率与视在功率,功率表在市面上各种各样,有非常复杂的也有比较简单的,他们原理都一样,让人欣慰的是已经有些网站在评测电源时使上了功率表。

  要测试电源的直流输出质量我们还需要一台示波器,因为输出的波纹和噪音等级只能靠这台仪器测量,即便两个电源出自同一制造商在波纹和噪声表现上都不同,所有电源都应该尽量降低这两个参数到可接受的范围以内。Intel电源设计指导书中规定每路12V输出的波纹不能超过120mV,3.3V和5V的输出波纹不应该超过50mV。不过我们现在暂时还不能提供这方面的测试,因为我们还没有考虑好怎么做好这一部分,我们尽快完成波纹测试的设计,不久以后的电源测试中,将包含这一项。

  现在你就清楚了,我们测试电源需要的设备确实是比较专业的,为了保证给我们的网友提供专业和准确的测试,我们还建立了一个专门的电源评测室,评测室的设备是Chroma公司的测试仪,这样我们可以得到精确的数据,而且能给电源按路施加负载,这在PC平台上是不可能办到的。下面我们逐一介绍一下这些设备是如何给我们将来的测试提供帮助的。

  世界上大部分国家的公用电网都是230VA,50Hz的交流电,在美国加拿大和部分南美国家,电网是110VA,60Hz的交流电。为了适应更多的网友,我们测试电源时在这两个电压下进行。

  110VA的交流电与120VA的交流电没有什么差别,但120VA到230VA就是另一码事了。降低输入电压会让电源耗费更多的能量,这样就会导致转化效率的降低。因此我们也会看到一款电源在115VA交流电下的转换效率和230VA下的区别。作为媒体,我们这样做测试也是第一无二的。

  Chroma的61604仪器可以提供最大2000VA的输入功率。频率可以在15Hz到1000Hz范围内。有了这样一台仪器,不论我们是在230VA,50Hz的环境下还是115VA,60Hz的环境下,都能保证很好的测试环境。

  我们的交流电流源实际起到两个作用,第一是一个普通的交流电流源,这可以让我们在不同电压下进行测试,第二它也是个功率表,因为通过读取输出电流和电压,再结合功率表读书,我们就可以计算电源的转化效率和功率因数。

  此液晶屏上显示了几个比较重要的参数,第一行包括了测试参考电压与交流的频率,下面的两行包括了实际传输电压,电源功耗,频率,功率因数,电流和波峰因数。在测试中最重要的几个参数是电压,频率,功耗和功率因数。

  标着‘Input’的线是电源从电网中拉出的功耗,下侧标着‘Output’的线是电源给电脑提供的功耗。通常情况系统低功耗时电源上的功耗损失的绝对值也较小,随着系统功耗上升两条线间距加大。

  电源的输入和输出两个数值可以让我们计算出电源转换效率。而且转换效率已经是个越来越流行的概念,不少公司都以此作为自己电源产品的市场策略。为了提供这项成绩,我们需要在不同的负载点测试电源。我们根据Intel电源设计指导书V1.1版(此指导书于2006年3月发布)从10%的负载开始测试,并依据此指导书生成转换效率曲线。

  转换效率曲线%,随着负载的增加效率也有所增加,一般在50%-70%的负载之间达到最大值。也就是说你的电脑在这段负载强度工作时效率最高,在接近100%负载时电源的转换效率也会有所下降。以此来看如果你电脑的计算强度不怎么大还想让电源工作时转换效率非常高实在很难找到这样完美的电源。电源总是工作在10%负载的状况一般发生在实际电脑配置较低却买了个超大的电源,电源总是工作在100%满负荷的状况一般发生在不舍得买高瓦数电源的用户身上,总的来说电源最好不要工作在特别轻的负载或特别重的负载下。

  我们的测试仪器包含了两台Chroma可编程直流负载仪,可以让我们测试输出在1500W的电源。Chroma直流负载仪最大的优势就是精度高,电压精度可以到0.001V,电流精度可以达到0.0001A。

  这套可编程负载仪可算设备的核心,可以测试电源的各种功能,不但可以按照我们的需求加载负荷还可以检测电源的很多安全特性比如过流保护,短路与过压保护。

  测试电源很重要的一点就是要在每路加正确的负载,如果只说给电源加了10%的负载而不具体说明每路的情况等于白说,比如这个10%的负载,其中80%加在了12V第一路上,5%加在第二路与第三路12V上,3%加在第四路12V上,剩下的加在其他分路中,简而言之,一个负载的数值是可以以无数种情况加在各路电压输出上的,测试时光说这么一个数值是不符合Intel电源设计指导书的规定。

  指导书中明确规定了对于一个负载应该如何在各路输出上分配负载的百分比,我们也会严格遵照这些规范去测试。我们的设备精度较高所以测试数据有时看上去有点奇怪,比如上图中我们在第三路12V上加在的电流就是8.9718A,为了让读者更容易读我们在测试结果中只取小数点后2位数字,即便这样,这也是我在各个评测中看到的最精确的数字了。

  我们在测试过程中让电源附近的环境温度也随功率升高,在真正的电脑系统中情况也是如此,测试温度从25℃开始,我们每隔一段时间就测量一次电源外部温度和内部散热片的温度,这项测试可以看出电源的散热性能。

  温度对电源内部元件的额定输出参数影响非常大,而且随着温度升高电源和内部元件寿命也会受到较大影响,元件工作在极限温度附近时直流压降会比较明显,而越好的电源输出应该越平稳。在我们给电源加满负荷后几个小时,电源外周温度一般都会提升到50℃左右。

  我们预计很多电源会在这项测试中挂掉,因为他们的电源都是在室温下标定的额定输出功率,我们测试时把电源处于极限环境,能通过测试的电源才是真正值得购买的好产品。如果它不能通过严酷的考虑我们凭什么花那么多钱买它呢?

  风扇转速和散热片温度密切相关(很多电源的采温点都设置在散热片上),如果转速过慢散热片上的温度就会快速增加,但低转速时相对比较安静。相反如果风扇转速增加,电源内部温度就不会太高,难就难在于怎么取这两者的平衡点,你是想要更静还是更冷呢?

  很多人为了更安静使用了低转速风扇的电源,不幸的是他们没有注意到温度已经高的吓人了,电源风扇不仅仅只为电源散热,它对机箱的风道也有贡献,如果电源风扇转的很慢也许不光是电源自己热,你的处理器、显卡、硬盘、内存的温度也会较高。顺便提一句,为OEM定制的电源比针对DIY市场的电源在这方面更具优势,因为OEM产品设计全面不会偏废任何一方面,而为DIY设计的电源在强调静音卖点时有时就不顾高温的危险最终导致恶果。

  如果电源厂商在宣传静音特点,他在PCB板的布局和元件选择上就应该做足功课,如果他们在这些方面偷工减料了,很可能某个元件就会因此出问题。想要让电源发热少,提高电源的转换效率是比较好的解决方案,转换效率越高产生的热量就越少,也就不需要很夸张的散热设计了。几年前电源的转换效率没有这么高,但有些厂商硬要做成静音电源J9九游会真人游戏第一品牌,结果在评测中很多都因为过热而烧掉了。

  把风扇转噪音控制在可接受范围内是个技术活,有些厂商很少提自己产品的噪音问题,有些则一直坚持一种观点:凉爽的电源才是好电源。最近Enermax公司就表示他们没有最静音的产品,因为他们更注重风扇对元件的散热作用。

  为了让您对风扇的散热作用有更深的印象,我们会测试电源这方面的特性,首先我们测量风扇每分钟的转速(RPM),测转速的仪器用激光记录扇叶扫过标记白点的频率然后再转换为每分钟转速。

  为了测量噪音我们搭建了消声室,这样我们能把环境噪音控制在15dBA以内,现在除了无风扇电源还没有哪款电源风扇能安静到这个程度。对声压信号我们展示频谱分析,让您看到在各种不同频率档中噪音的声压强度。

  为了准确测量噪音我们使用的麦克风已经不是常见的头戴式耳麦,录音用麦克风种类非常多,心型指向的麦克风非常不适合测量电源风扇噪音,因为这是一种单一指向型麦克,只适合用在大空间长距离的应用中,唯一适合我们测试用的是自由场型的麦克风。

  我们的麦克风还配备了德国著名的Microtech Gefell出品的0.5寸自由场聚音测量单元。

  Microtech Gefell也生产声压测量用信号放大器,信号可以在很大频率范围里测量然后通过和PC连接把结果输入电脑,我们针对数据进行频谱分析。

  测试中有个矛盾很难解决,当我们用可编程负载仪测试的同时我们也需要测量声压,负载仪工作起来声音不小我们都听不到电源工作时风扇的声音,为此我们给电源包了一个厚厚的盒子-消音室。

  我们最终搭建了一个五层的盒子,壁厚15cm,由两层木板三层吸音海绵组成。盒子的结构是层套层的,里面一层和外面一层互相都不接触,声音的震动很难传到下一层,在最里面的一层我们在六个面都加了一层金字塔状的吸音海绵,以保证测试对象发出的声音传到周围阻挡物后不会产生回声。

  为了有一个完全封闭的系统,我们在消音室内部安装了一张PCB板来接驳电源的输出接头。在消音室另一侧我们需要把所有电缆都穿过外壳,这样做会导致消音室不能完全和外界振动隔离,这也是无可可奈何的事儿了,除了必须接的电缆,其他东西我们都尽量保持和消音室隔离。

  麦克风支架连接在消音室顶部,伸下来的麦克风可以任意调整位置,测试时选取2个位置第一个是距离电源1米处,第二个是距离电源30厘米处,并且电源散热出气方向不能正对着麦克,不然会产生噪音。

  大多数人现在还没有对电源的重要性有正确的认识,这种忽视确实是一种误区,电脑中所有配件都要从电源取电才能工作,电脑运行时电源的作用就像心脏之于那么重要。如果传送来的电参数不对或不稳定说不定就会立刻毁掉高端设备。

  让读者知道电源在电脑中的重要性很有意义,我们也会通过电源测试向读者传达这种观念。此外我们也会在评测中向大家展示电源内部做工,高品质的电源源于好的工程设计,我们也会走访这些电源厂的生产部门向大家展示电源是怎么生产出来的。

  我们测试电源时会注意PCB板的设计和元件的使用。有时一款电源可能金玉其外败絮其中,只要打开电源外壳做工好坏就一览无余,我们会对电源拓扑结构和重要元件逐一分析。电源的效率已经渐渐成为一个体现电源好坏的重要的因素了,从其他测试中我们也可以看到用料好的电源往往在效率测试中获得好成绩。

  电脑如今已经成为一种不可缺少的家用电器,噪音污染也是用户体验的一个重要指标,不论电源的转换效率高低与否,通过参考散热片上温度来调节风扇转速的设计方法能大幅度减少电源风扇的噪音,没有比一个又吵又烫的电源更糟的东西了。

  最后,我们的测试基于当前的设备和应用环境,我们也尽量让电源工作在极限状态下,如果在测试中电源挂掉了也不能100%说明代表这款电源真的设计很烂,电源烧掉的原因多种多样,我们会细致分析每款电源挂掉的原因,例如有些电源在大部分情况表现很出色,只不过您最好不要在某路输出中超额负载。

  我们已经向您介绍了所有的测试设备,当然故事才刚刚开始,我们还会不断改进测试方法。策划电源测试,修改方案,搭建测试实验室都花了我们不少精力,做了这么多目的就是尽量让大家看到准确的电源测试。