Что значит 80 plus
Ни одно устройство не преобразовывает в полезную работу 100% получаемой мощности (за исключением вечного двигателя, споры о возможности которого давно признаны ненаучными). Не стал исключением компьютерный блок питания. Хотя в теории идеальный импульсный БП может иметь КПД близкий к 1 (и даже равный ей), на практике не все так радужно. В устройстве существуют потери:
- на преобразование – связанные с неидеальными ключами, имеющими конечную скорость открывания и закрывания (во время перехода из одного состояния в другое через ключ идет сквозной ток);
- омические потери (особенно в обмотках трансформаторов и дросселей) – это тепло безвозвратно теряется;
- собственные нужды (на работу вентиляторов, на питание микросхем ШИМ и автоматики, на линейные стабилизаторы, КПД которых даже теоретически меньше 1);
- другие потери.
В итоге до потребителя может доходить 70%..90% электроэнергии, потребленной от электрической сети.
На корпусе блока питания указана вторичная мощность, то есть та, которая дойдет до конечного потребителя. Чтобы понять, сколько при этом БП будет потреблять из сети, надо это значение разделить на КПД. Так, БП мощностью 550 ватт и n=0,75 будет потреблять от сети 550/0,75=733 ватта.
На сегодняшнем уровне развития компьютерной техники, приемлемым считается КПД, равный не менее 80%. Блоки питания, имеющие n=0,8 и выше, сертифицируются по программе 80 PLUS. Их производители имеют право нанести на упаковку и корпус эмблему, подтверждающую энергоэффективность.
Другой критерий, определяющий принадлежность к классу 80 PLUS – коэффициент мощности (КМ). При установленном для каждого класса уровне нагрузки он должен соответствовать требованиям сертификации, но быть не менее 0,8. Эта величина определяет наличие в потребляемой полной мощности реактивной составляющей (при К=1 полная мощность равна активной).
Чем больше отличается КМ от единицы, тем больше потребляется ток из сети. Хотя на оплату это не влияет (реактивная мощность не оплачивается потребителем), но передача реактивной мощности требует увеличения сечения проводов, что в промышленных масштабах может привести к необходимости значительного увеличения инвестиционных вложений.
Пример активной и реактивной мощности можно рассмотреть на таком аналоге. Пусть есть труба, по которой подается песок с водой. Потребитель платит за воду, и не платит за песок. Но чтобы передать необходимое количество водо-песчаной смеси, надо увеличить диаметр трубы, что ведет к увеличению ее веса и цены, а значит к применению усиленных опор и т.д. Все это надо оплачивать при строительстве.
80 plus и другие сертификаты
80 PLUS остается наиболее популярным сертификатом блоков питания на рынке. Но сегодня внимание также привлекает и сертификация Cybenetics ETA.
Цвет значка 80 PLUS позволяет классифицировать блок питания по эффективности, даже не заглядывая в результаты тестов. Конечно, два блока питания с одинаковым сертификатом 80 PLUS могут отличаться по актуальной эффективности, но, по крайней мере, они обеспечивают одинаковый минимальный уровень эффективности.
80 PLUS можно разделить на две категории (115 В и 230 В), в каждой присутствуют уровни от Standard до Titanium. Классическая “80 PLUS” без добавок измеряется при питании от электрической сети 115 В, поэтому она захватывает все “интернациональные” версии блоков питания с диапазоном рабочего напряжения от 100 до 240 В.
Также есть более редкая сертификация “80 PLUS 230V EU”, которая подразумевает тесты при напряжении 230 В. Как правило, по ней сертифицируются менее дорогие блоки питания, которые разработаны под электрические сети 230 В, и обычная сертификация 80 PLUS для них невозможна.
| 115 В | Нагрузка 10% | Нагрузка 20% | Нагрузка 50% | Нагрузка 100% |
| 80 PLUS | – | 80 % | 80 % | 80 % |
| 80 PLUS Bronze | – | 82 % | 85 % | 82 % |
| 80 PLUS Silver | – | 85 % | 88 % | 85 % |
| 80 PLUS Gold | – | 87 % | 90 % | 87 % |
| 80 PLUS Platinum | – | 90 % | 92 % | 89 % |
| 80 PLUS Titanium | 90 % | 92 % | 94 % | 90 % |
Для каждой ступени сертификации задаются три-четыре точки нагрузки, при которых блок питания должен обеспечивать эффективность выше минимальной. Например, 80 PLUS Gold требует эффективность не ниже 87% при нагрузке 20%, 90% при 50% и 87% при 100%. Блок питания должен соответствовать данным минимальным критериям, иначе он будет сдвинут на ступеньку ниже.
Что приводит к различиям у блоков питания с одинаковой сертификацией. Пример: первый блок питания едва достигает 80 PLUS Gold на всех трех нагрузках; второй достигает уровня 80 PLUS Platinum при нагрузках 20% и 50%, но недотягивает при полной нагрузке, показывая 88,9%.
| 230 В EU | Нагрузка 10% | Нагрузка 20% | Нагрузка 50% | Нагрузка 100% |
| 80 PLUS | – | 82 % | 85 % | 82 % |
| 80 PLUS Bronze | – | 85 % | 88 % | 85 % |
| 80 PLUS Silver | – | 87 % | 90 % | 87 % |
| 80 PLUS Gold | – | 90 % | 92 % | 89 % |
| 80 PLUS Platinum | – | 92 % | 94 % | 90 % |
| 80 PLUS Titanium | 90 % | 94 % | 96 % | 94 % |
Поэтому данные отличия следует принимать во внимание, сравнивая блоки питания. Конечно, сертификация 80 PLUS – не панацея, она подвергается критике. Производителей обвиняют в том, что они отсылают на сертификацию специальные версии БП, а также оптимизируют БП под три точки нагрузки.
По нашим тестам подтвердить данные слухи мы не можем, поскольку результаты говорят об обратном. В любом случае, сертификация 80 PLUS – простой и удобный инструмент для покупателей, чтобы примерно оценить эффективность и, косвенно, качество блока питания. Логотип 80 PLUS на коробке позволяет надеяться на определенную минимальную эффективность.
Bronze или gold есть смысл переплачивать?
Вам много уже написали выше про разницу между бронзой и золотом, добавлю свои пять копеек:
1) В конечном итоге Вас, наверное, не ватты интересуют, а сэкономленные на электроэнергии или оборудовании деньги? Поэтому надо эти ватты умножить на Вашу стоимость розетки. 80 лишних ватт при розетке 1 рубль за киловатт-час – это 700 лишних рублей в год (80/1000*24*365*1). А при розетке 4 рубля за киловатт-час – это уже 2800 рублей в год, соответственно.
Но, конечно, помимо денег надо помнить про больший нагрев и нагрузку на розетку при использовании БП с низким КПД.
2) получить примерную информацию о КПД сертифицированных моделей блоков питания можно на этом сайте:
https://www.plugloadsolutions.com/80PlusPowerSuppliesDetail.aspx?id=0&type=2
(выгрузка отчёта в столбце model number).
Для некоторых БП также доступны обзоры на сайтах, которые пишут про компьютерное железо, в них тоже иногда оценивают КПД.
3) смотрите также на наличие разъемов для подключения видеокарт и райзеров.
Зачем нужна эффективность?
Эффективность – одна из важных характеристик современных блоков питания, она позволяет выделять те или иные модели среди остальных БП помимо функциональности, уровня шума и внешнего вида. Стабильный или суперстабильный уровень выходных напряжений можно заметить лишь в редких случаях, например, когда от качества напряжений зависит успех разгона.
В обычных условиях заметна лишь потеря стабильности напряжений за пределами допустимых уровней, что приводит к “вылетам” системы. Высокая эффективность имеет несколько заметных последствий. Как правило, очень высокая эффективность является показателем современных технологий внутри БП, производителям все труднее “выжимать” последние проценты эффективности на пути к заветным (и недостижимым) 100%.
Конечно, у эффективности есть “зеленая” сторона. Впрочем, как и во всех экологических темах, здесь стоит подходить рационально. Вряд ли стоит заменять блок питания на более “зеленый”, руководствуясь благими побуждениями, поскольку при производстве БП тратятся весьма значительные ресурсы.
Значки сертификатов эффективности на коробке БП
Более эффективный блок питания действительно позволяет уменьшить энергопотребление, следовательно, и счет за электричество. Особенно это касается систем, которые работают постоянно или большую часть суток. Впрочем, сэкономленные киловатты следует сопоставлять с доплатой за более эффективный БП, и экономия не всегда имеет смысл: чтобы “отбить” доплату могут потребоваться годы.
История
Как мы уже упоминали в начале статьи, эффективность не значилась в критериях обычных БП где-то до середины нулевых. На нее не обращали внимание ни покупатели, ни производители. Маленькая серая коробка, поставлявшаяся вместе с корпусом, должна была просто стабильно работать, а эффективность уровня 75% считалась достаточной. В данном случае в тепло будут рассеиваться оставшиеся 25% мощности.
Seasonic S12 Energy 650W с сертификатом 80 PLUS (2006 год)
С появлением в 2005 году сертификации 80 PLUS все стало меняться, благодаря значкам 80 Plus производители получили мощный инструмент маркетинга. Покупатели тоже получили возможность определять класс эффективности БП с одного взгляда. Seasonic выпустила первый блок питания SS400HT с сертификатом 80 PLUS, однако он был больше ориентирован на OEM-сборщиков, поэтому активного маркетинга мы не получили.
Уже 15 лет на рынке идет гонка за высокую эффективность, она существенно повлияла на эволюцию блоков питания. Топовые БП сегодня дают эффективность более 96%, что само по себе примечательно.
Какой лучше выбрать
С одной стороны, чем выше класс сертификата выбранного блока питания, тем лучше – меньше потребление, меньше оплата за электроэнергию. Перед покупкой надо произвести несложные расчеты. Пусть имеется блок питания 700 ватт класса 80 Plus Titanium. Его КПД при нагрузке 50% равен 0,94.
Для такого же источника низшего уровня сертификации n=0,8. При половинной загрузке до потребителя дойдет 350 ватт. В первом случае потребление от сети составит 350/0,94=372 ватт, за час придется оплатить, соответственно, 0,372 кВт*часа. Во втором случае получатся цифры 437 ватт и 0,437 кВт*ч.
Пусть компьютер работает под средней загрузкой БП 0,5 от максимума 8 часов в день 300 дней в году (достаточно серьезный режим эксплуатации). В год получится 2400 часов, блок топ-уровня потребит 2400*0,372=892 кВт*ч. БП более бюджетного класса в тех же условиях потребит 2400*0,437=1050 кВт*ч.
Разновидности сертификации
Внутри стандарта 80 PLUS существует несколько градаций, заметно отличающихся друг от друга. Для каждого подкласса замеры КПД производятся при нескольких уровнях нагруженности БП.
| Категория | КПД, % | |||
|---|---|---|---|---|
| Нагрузка 10 % | Нагрузка 20 % | Нагрузка 50 % | Нагрузка 100 % | |
| 80 PLUS | — | 80 | 80 | 80 |
| 80 PLUS bronze | — | 81 | 85 | 81 |
| 80 PLUS silver | — | 85 | 89 | 85 |
| 80 PLUS gold | — | 88 | 92 | 88 |
| 80 PLUS platinum | — | 90 | 94 | 91 |
| 80 PLUS Titanum | 90 | 94 | 96 | 91 |
Также для каждого подкласса существуют требования по коэффициенту мощности.
| Категория | Нагрузка, % | КМ, не менее |
|---|---|---|
| 80 | 100 | 0,8 |
| 80 bronze | 50 | 0,9 |
| 80 silver | ||
| 80 gold | ||
| 80 platinum | 50 | 0,94 |
| 80 Titanum | 50 | 0,95 |
Все цифры даны для напряжения сети 220 (230) вольт. Высокие значения КПД достигаются различными способами, в том числе, схемотехническими и конструкционными решениями, позволяющими отказаться от применения вентиляторов – основных потребителей электроэнергии на собственные нужды.
Важно! Некоторые недобросовестные производители наносят на свои изделия маркировку 85 или даже 90 . Следует знать, что таких категорий в системе сертификации не существует.
Расчеты: геймер по вечерам
Второй пример – high-end игровая система со средним энергопотреблением 300 Вт, которая включается вечерами. Она работает 3 часа в день, 6 дней в неделю, весь год.
| Эффективность при энергопотреблении 300 Вт | кВт·ч в год (около 866 ч) | Цена (5₽/кВт·ч) | |
| 80 PLUS Standard – 400 Вт | 86,0 % | 302,22 | 1511 ₽ |
| 80 PLUS Bronze – 600 Вт | 90,5 % | 287,20 | 1436 ₽ |
| 80 PLUS Gold – Seasonic FOCUS GM-650 | 92,5 % | 280,99 | 1404 ₽ |
| 80 PLUS Titanium – Seasonic PRIME TX-1000 | 95,3 % | 272,73 | 1364 ₽ |
Ситуация довольно похожа на рабочий компьютер с меньшим энергопотреблением, поскольку система включена сравнительно немного часов в сутках. Разница в расходах по сравнению с уровнем Bronze невелика, поэтому и здесь можно рекомендовать 80 PLUS Bronze или 80 PLUS Gold.
Расчеты: рабочий компьютер
При оценке эффективности возникает вопрос, сколько можно сэкономить с более эффективным блоком питания? На практике все зависит от времени работы системы и уровня энергопотребления. Мы привели ниже несколько примеров.
Первый пример – типичный рабочий компьютер со средним энергопотреблением 100 Вт, которой не нужно выполнять расчеты с постоянной нагрузкой. Он работает 9 часов в день на протяжении 5 дней в неделю. И так весь год.
| Эффективность при энергопотреблении 100 Вт | кВт·ч в год (около 2350 ч) | Цена (5₽/кВт·ч) | |
| 80 PLUS Standard – 400 Вт | 85,0 % | 276,1 | 1380 ₽ |
| 80 PLUS Bronze – 600 Вт | 87,0 % | 269,7 | 1349 ₽ |
| 80 PLUS Gold – Seasonic FOCUS GM-650 | 89,5 % | 262,2 | 1311 ₽ |
| 80 PLUS Titanium – Seasonic PRIME Fanless TX-600 | 91,6 % | 256,2 | 1281 ₽ |
Как можно видеть, со сравнительно экономичной системой разница между уровнями эффективности не такая большая. Исходя из соображений общего качества, мы рекомендуем брать БП Bronze или Gold, блок питания Titanium вряд ли себя окупит.
Расчеты: ферма майнинга
Четвертый пример – небольшая ферма майнинга мощностью 800 Вт, которая работает непрерывно.
| Эффективность при энергопотреблении 800 Вт | кВт·ч в год (около 8760 ч) | Цена (5₽/кВт·ч) | |
| 80 PLUS Bronze – 800 Вт | 84,0 % | 8342,9 | 41.715 ₽ |
| 80 PLUS Gold – 1000 Вт | 88,0 % | 7786,7 | 38.933 ₽ |
| 80 PLUS Titanium – Seasonic PRIME TX-1000 | 93,7 % | 7479,2 | 37.395 ₽ |
| 80 PLUS Titanium – 1600W-Modell | 95,2 % | 7361,3 | 36.806 ₽ |
Здесь сразу же видно, что более эффективный блок питания может окупить себя из-за высокого энергопотребления фермы. В нашем примере блок питания 80 PLUS Bronze вряд ли стоит использовать. Экономия при переходе на модель Gold составляет больше 2.700 ₽, что позволяет окупить данный БП на протяжении пары лет.
Переход с обычного 1.000-Вт блока питания Gold на модель Seasonic PRIME TX-1000 дает дополнительную экономию в 1.500 ₽. В случае 1.600-Вт блока питания Titanium можно сэкономить еще дополнительные 500 ₽, но и цена данной модели намного выше того же Seasonic PRIME TX-1000.
В сотрудничестве с Seasonic
Расчеты: хардкорный геймер
Сейчас мы в качестве примера возьмем мощную игровую систему со средним энергопотреблением 500 Вт. Она работает 9 часов в день, 6 дней неделю и весь год за исключением 2 недель.
| Эффективность при энергопотреблении 500 Вт | кВт·ч в год (около 2710 ч) | Цена (5₽/кВт·ч) | |
| 80 PLUS Standard – 400 Вт | 85,0 % | 1596,6 | 7983 ₽ |
| 80 PLUS Bronze – 600 Вт | 88,0 % | 1538,3 | 7692 ₽ |
| 80 PLUS Gold – Seasonic FOCUS GM-650 | 92,0 % | 1471,4 | 7357 ₽ |
| 80 PLUS Titanium – Seasonic PRIME TX-1000 | 95,0 % | 1425,0 | 7125 ₽ |
Для хардкорного или профессионального геймера, либо пользователя со схожими требованиями ситуация выглядит несколько иначе. Преимущество блока питания 80 PLUS Gold над моделью Bronze или Standard составляет несколько сотен рублей, поэтому можно задуматься о выборе модели Gold.
Переход с Gold на Titanium дает разницу чуть больше 200 ₽ в год, что уже не так привлекательно, учитывая существенно более высокую цену. Но здесь следует помнить, что БП Titanium оснащен технически лучше. Кроме того, на рынке есть не только Titanium-версии того же Seasonic PRIME TX-1000, а варианты Platinum или даже Gold, которые обеспечат все еще достойную эффективность при меньших ценах.