Computer Power Supplies

Gli alimentatori non hanno nulla di affascinante, quindi quasi tutti li danno per scontati. È un grosso errore, perché l'alimentatore svolge due funzioni critiche: fornisce alimentazione regolata a ogni componente del sistema e raffredda il computer. Molte persone che si lamentano dei frequenti crash di Windows incolpano comprensibilmente Microsoft. Tuttavia, senza voler difendere Microsoft, la verità è che molti di questi crash sono causati da alimentatori di scarsa qualità o sovraccarichi.

Se desideri un sistema affidabile e a prova di crash, usa un alimentatore di alta qualità. Abbiamo riscontrato che l'utilizzo di un alimentatore di alta qualità consente persino a schede madre, processori e memoria marginali di funzionare con una stabilità ragionevole, mentre l'uso di un alimentatore economico rende instabili anche i componenti di prim'ordine.

La triste verità è che è quasi impossibile acquistare un computer dotato di un alimentatore di prim'ordine. I produttori di computer contano i centesimi, letteralmente. I buoni alimentatori non fanno guadagnare punti di marketing, quindi pochi produttori sono disposti a spendere dai 30 ai 75 dollari in più per un alimentatore migliore. Per le loro linee premium, i produttori di primo livello utilizzano generalmente quelli che definiamo alimentatori di fascia media. Per le loro linee consumer di massa, anche i produttori di marca possono scendere a compromessi sull'alimentatore per rispettare un determinato prezzo, utilizzando quelli che consideriamo alimentatori marginali sia in termini di potenza in uscita che di qualità costruttiva.

Le sezioni seguenti spiegano nel dettaglio cosa devi sapere per scegliere un buon alimentatore sostitutivo.

La caratteristica più importante di un alimentatore è il suo fattore di forma, che ne definisce le dimensioni fisiche, la posizione dei fori di montaggio, i tipi di connettori fisici, la piedinatura e così via. Tutti i moderni fattori di forma degli alimentatori derivano dall'originale fattore di forma ATX, pubblicato da Intel nel 1995.

Quando sostituisci un alimentatore, è importante usarne uno con il corretto fattore di forma, per garantire non solo che l'alimentatore si adatti fisicamente al case, ma anche che fornisca i tipi corretti di connettori di alimentazione per la scheda madre e le periferiche. Tre fattori di forma per alimentatori sono comunemente utilizzati nei sistemi attuali e recenti:

Gli alimentatori ATX12V sono i più grandi fisicamente, disponibili nelle potenze nominali più elevate e di gran lunga i più comuni. I sistemi desktop full-size utilizzano alimentatori ATX12V, così come la maggior parte dei sistemi mini-, mid- e full-tower. La Figura 16-1 mostra un alimentatore Antec TruePower 2.0, che è una tipica unità ATX12V.

Figura 16-1: Alimentatore ATX12V Antec TruePower 2.0 (immagine per gentile concessione di Antec)

Gli alimentatori SFX12V (s sta per small) sembrano alimentatori ATX12V rimpiccioliti e vengono utilizzati principalmente in sistemi microATX e FlexATX a fattore di forma ridotto. Gli alimentatori SFX12V hanno capacità inferiori rispetto agli alimentatori ATX12V — tipicamente da 130 W a 270 W per gli SFX12V contro fino a 600 W o più per gli ATX12V — e sono generalmente utilizzati in sistemi entry-level. I sistemi costruiti con alimentatori SFX12V possono accettare un sostituto ATX12V se l'unità ATX12V si adatta fisicamente al case.

Gli alimentatori TFX12V (t sta per thin) sono fisicamente allungati (rispetto alla forma cubica delle unità ATX12V e SFX12V) ma hanno capacità simili alle unità SFX12V. Gli alimentatori TFX12V sono utilizzati in alcuni sistemi a fattore di forma ridotto (SFF) con volumi totali del sistema da 9 a 15 litri. A causa della loro strana forma fisica, è possibile sostituire un alimentatore TFX12V solo con un'altra unità TFX12V.

Sebbene sia meno probabile, potresti incontrare un alimentatore EPS12V (utilizzato quasi esclusivamente nei server), un alimentatore CFX12V (utilizzato nei sistemi microBTX) o un alimentatore LFX12V (utilizzato nei sistemi picoBTX). I documenti con le specifiche dettagliate per tutti questi fattori di forma possono essere scaricati da http://www.formfactors.org.

IL MODIFICATORE 12V

Nel 2000, per soddisfare i requisiti di +12V dei nuovi processori Pentium 4, Intel ha aggiunto un nuovo connettore di alimentazione +12V alla specifica ATX e ha rinominato la specifica ATX12V. Da allora, ogni volta che Intel ha aggiornato una specifica dell'alimentatore o ne ha creata una nuova, ha richiesto questo connettore +12V e ha utilizzato il modificatore 12V nel nome della specifica. I sistemi più vecchi utilizzano alimentatori ATX o SFX non 12V. Puoi sostituire un alimentatore ATX con un'unità ATX12V, o un alimentatore SFX con un'unità SFX12V (o eventualmente ATX12V).

I cambiamenti dalle versioni precedenti della specifica ATX a quelle più recenti e da ATX a varianti più piccole come SFX e TFX sono stati evolutivi, tenendo sempre ben presente la retrocompatibilità. Tutti gli aspetti dei vari fattori di forma, inclusi le dimensioni fisiche, la posizione dei fori di montaggio e i connettori dei cavi, sono rigidamente standardizzati, il che significa che puoi scegliere tra numerosi alimentatori standard del settore per riparare o aggiornare la maggior parte dei sistemi, anche i modelli più vecchi.

TUTTA LA POTENZA CHE CI STA

Quando sostituisci l'alimentatore, è importante procurarsi un'unità sostitutiva che si adatti al case. Se il tuo vecchio alimentatore è etichettato ATX 1.X o 2.X o ATX12V 1.X o 2.X, puoi installare qualsiasi alimentatore ATX12V attuale. Se è etichettato SFX o SFX12V, puoi installare qualsiasi alimentatore SFX12V attuale o, se il case ha spazio sufficiente, un'unità ATX12V. Se il vecchio alimentatore è etichettato TFX12V, si adatterà solo un'altra unità TFX12V. Se il tuo vecchio alimentatore non è etichettato con la conformità alle specifiche e alla versione, cerca sul sito web del produttore il numero di modello del tuo alimentatore attuale. Se tutto il resto fallisce, misura il tuo alimentatore attuale e confronta le sue dimensioni con quelle delle unità che stai pensando di acquistare.

Ecco alcune altre caratteristiche importanti degli alimentatori:

La potenza nominale che l'alimentatore può erogare. La potenza nominale è una cifra composta, determinata moltiplicando gli amperaggi disponibili a ciascuna delle diverse tensioni fornite da un alimentatore per PC. La potenza nominale è principalmente utile per un confronto generale degli alimentatori. Ciò che conta davvero è l'amperaggio individuale disponibile a tensioni diverse, e questi variano significativamente tra alimentatori nominalmente simili.

LA TEMPERATURA CONTA

Le potenze nominali non hanno senso a meno che non specifichino la temperatura a cui è stata effettuata la valutazione. All'aumentare della temperatura, la capacità di uscita di un alimentatore diminuisce. Ad esempio, PC Power & Cooling valuta la potenza a 40 C, che è una temperatura realistica per un alimentatore in funzione. La maggior parte degli alimentatori è valutata solo a 25 C. Quella differenza può sembrare minima, ma un alimentatore da 450 W a 25 C potrebbe erogarne solo 300 W a 40 C. Anche la regolazione del voltaggio potrebbe risentirne all'aumentare della temperatura, il che significa che un alimentatore che nominalmente soddisfa le specifiche di regolazione del voltaggio a 25 C potrebbe non rientrare nelle specifiche durante il normale funzionamento a 40 C o giù di lì.

Il rapporto tra la potenza in uscita e la potenza in entrata espresso in percentuale. Ad esempio, un alimentatore che produce 350 W in uscita ma richiede 500 W in entrata ha un'efficienza del 70%. In generale, un buon alimentatore ha un'efficienza compresa tra il 70% e l'80%, sebbene l'efficienza dipenda dal carico a cui è sottoposto l'alimentatore. Calcolare l'efficienza è difficile, perché gli alimentatori per PC sono alimentatori a commutazione piuttosto che alimentatori lineari. Il modo più semplice per pensarci è immaginare che l'alimentatore a commutazione assorba corrente elevata per una frazione del tempo in cui è in funzione e nessuna corrente per il resto del tempo. La percentuale del tempo in cui assorbe corrente è chiamata fattore di potenza, che è tipicamente del 70% per un alimentatore per PC standard. In altre parole, un alimentatore per PC da 350 W richiede effettivamente 500 W in entrata per il 70% del tempo e 0 W per il 30% del tempo.

Combinando il fattore di potenza con l'efficienza si ottengono alcuni numeri interessanti. L'alimentatore fornisce 350 W, ma il fattore di potenza del 70% significa che richiede 500 W per il 70% del tempo. Tuttavia, l'efficienza del 70% significa che invece di assorbire effettivamente 500 W, deve assorbirne di più, nel rapporto 500 W/0,7, o circa 714 W. Se esamini la targhetta delle specifiche di un alimentatore da 350 W, potresti scoprire che per fornire 350 W nominali, che sono 350 W/110 V o circa 3,18 ampere, deve effettivamente assorbire fino a 714 W/110 V o circa 6,5 ampere. Altri fattori possono aumentare quell'amperaggio massimo effettivo, quindi è comune vedere alimentatori da 300 W o 350 W che assorbono effettivamente fino a 8 o 10 ampere al massimo. Tale varianza ha implicazioni di pianificazione, sia per i circuiti elettrici che per gli UPS, che devono essere dimensionati per accogliere l'effettivo assorbimento di amperaggio piuttosto che la potenza di uscita nominale.

Un'alta efficienza è auspicabile per due motivi. Primo, riduce la bolletta elettrica. Ad esempio, se il tuo sistema assorbe effettivamente 200 W, un alimentatore con efficienza del 67% ne consuma 300 (200/0,67) per fornire quei 200 W, sprecando il 33% dell'elettricità che stai pagando. Un alimentatore con efficienza dell'80% ne consuma solo 250 (200/0,80) per fornire quegli stessi 200 W al tuo sistema. Secondo, l'energia sprecata viene convertita in calore all'interno del tuo sistema. Con l'alimentatore all'efficienza del 67%, il tuo sistema deve liberarsi di 100 W di calore di scarto, contro la metà con l'alimentatore all'efficienza dell'80%.

Fattore di potenza

Il fattore di potenza si determina dividendo la potenza reale (W) per la potenza apparente (Volt x Ampere, o VA). Gli alimentatori standard hanno fattori di potenza che vanno da circa 0,70 a 0,80, con le migliori unità che si avvicinano a 0,99. Alcuni alimentatori più recenti utilizzano la correzione del fattore di potenza (PFC) passiva o attiva, che può aumentare il fattore di potenza nell'intervallo da 0,95 a 0,99, riducendo la corrente di picco e la corrente armonica. A differenza degli alimentatori standard che alternano l'assorbimento di corrente elevata e l'assenza di corrente, gli alimentatori PFC assorbono corrente moderata tutto il tempo. Poiché i cablaggi elettrici, gli interruttori automatici, i trasformatori e gli UPS devono essere valutati per l'assorbimento di corrente massimo anziché per l'assorbimento di corrente medio, l'utilizzo di un alimentatore PFC riduce lo stress sul sistema elettrico a cui si collega l'alimentatore PFC.

Una delle principali differenze tra gli alimentatori premium e i modelli meno costosi è quanto bene sono regolati. Idealmente, un alimentatore accetta energia in CA, che è potenzialmente rumorosa o fuori specifica, e trasforma quell'energia in CA in un'alimentazione in CC fluida e stabile senza artefatti. In realtà, nessun alimentatore raggiunge l'ideale, ma i buoni alimentatori si avvicinano molto di più di quelli economici. Processori, memoria e altri componenti di sistema sono progettati per funzionare con voltaggio in CC puro e stabile. Qualsiasi deviazione da ciò potrebbe ridurre la stabilità del sistema e accorciare la vita dei componenti. Ecco le questioni chiave sulla regolazione:

Un alimentatore perfetto accetterebbe l'input a onda sinusoidale in CA e fornirebbe un output in CC assolutamente piatto. Gli alimentatori reali forniscono effettivamente un output in CC con una piccola componente in CA sovrapposta. Quella componente in CA è chiamata ripple e può essere espressa come voltaggio picco-picco (p-p) in millivolt (mV) o come percentuale del voltaggio di uscita nominale. Un alimentatore di alta qualità può avere un ripple dell'1%, che può essere espresso come 1% o come variazione di voltaggio p-p effettivo per ogni voltaggio di uscita. Ad esempio, a +12 V, un ripple dell'1% corrisponde a +0,12 V, solitamente espresso come 120 mV. Un alimentatore di fascia media può limitare il ripple all'1% su alcuni voltaggi di uscita, ma salire fino al 2% o 3% su altri. Gli alimentatori economici possono avere un ripple del 10% o più, il che rende l'esecuzione di un PC un terno al lotto.

Il carico su un alimentatore per PC può variare significativamente durante le operazioni di routine; ad esempio, quando si attiva il laser di un masterizzatore DVD o un'unità ottica accelera e decelera. La regolazione del carico esprime la capacità dell'alimentatore di fornire potenza di uscita nominale a ciascun voltaggio man mano che il carico varia dal massimo al minimo, espressa come la variazione di voltaggio sperimentata durante il cambio di carico, sia come percentuale che in differenze di voltaggio p-p. Un alimentatore con una regolazione del carico stretta eroga un voltaggio quasi nominale su tutte le uscite indipendentemente dal carico (entro il suo intervallo, ovviamente). Un alimentatore di prim'ordine regola i voltaggi sui rail di voltaggio critici +3,3 V, +5 V e +12 V entro l'1%, con una regolazione del 5% sui rail -5 V e -12 V meno critici. Un alimentatore eccellente potrebbe regolare il voltaggio su tutti i rail critici entro il 3%. Un alimentatore di fascia media potrebbe regolare il voltaggio su tutti i rail critici entro il 5%. Gli alimentatori economici possono variare del 10% o più su qualsiasi rail, il che è inaccettabile.

Un alimentatore ideale fornirebbe voltaggi di uscita nominali mentre viene alimentato con qualsiasi voltaggio in CA in ingresso entro il suo intervallo. Gli alimentatori reali consentono ai voltaggi di uscita in CC di variare leggermente al variare del voltaggio in ingresso in CA. Proprio come la regolazione del carico descrive l'effetto del carico interno, la regolazione di linea può essere pensata come la descrizione degli effetti del carico esterno; ad esempio, un improvviso calo nel voltaggio della linea in CA erogata quando si attiva il motore di un ascensore. La regolazione di linea si misura mantenendo costanti tutte le altre variabili e misurando i voltaggi di uscita in CC al variare del voltaggio in CA in ingresso nell'intervallo di ingresso. Un alimentatore con una regolazione di linea stretta eroga voltaggi di uscita entro le specifiche man mano che l'input varia dal massimo al minimo consentito. La regolazione di linea si esprime allo stesso modo della regolazione del carico e le percentuali accettabili sono le stesse.

La ventola di raffreddamento dell'alimentatore è una delle principali fonti di rumore nella maggior parte dei PC. Se il tuo obiettivo è ridurre il livello di rumore del tuo sistema, è importante scegliere un alimentatore appropriato. I modelli di alimentatori a rumore ridotto come Antec TruePower 2.0 e SmartPower 2.0, Enermax NoiseTaker, Nexus NX, PC Power & Cooling Silencer, Seasonic SS e Zalman ZM sono progettati per ridurre al minimo il rumore della ventola e possono essere la base di un sistema che è quasi impercettibile in una stanza silenziosa. Gli alimentatori silenziosi, come Antec Phantom 350 e Silverstone ST30NF, non hanno alcuna ventola e sono quasi totalmente silenziosi (potrebbe esserci un leggero ronzio dai componenti elettrici). In termini pratici, c'è raramente molto vantaggio nell'usare un alimentatore senza ventola. Sono piuttosto costosi rispetto agli alimentatori a rumore ridotto e le unità a rumore ridotto sono sufficientemente silenziose che qualsiasi rumore facciano è sovrastato dal rumore delle ventole del case, del dissipatore della CPU, del rumore di rotazione del disco rigido e così via.

Fuori controllo sui rail

La regolazione del carico sul rail +12 V è diventata molto più importante quando Intel ha distribuito il Pentium 4. In passato, i +12 V venivano utilizzati principalmente per azionare i motori delle unità. Con il Pentium 4, Intel ha iniziato a utilizzare i VRM da 12 V per fornire le correnti più elevate richieste dai processori Pentium 4. Anche i recenti processori AMD utilizzano i VRM da 12 V per fornire alimentazione al processore. Gli alimentatori conformi ad ATX12V sono progettati tenendo presente questo requisito. Gli alimentatori ATX più vecchi e/o economici, sebbene possano essere valutati per un amperaggio sufficiente sul rail +12 V per supportare un processore moderno, potrebbero non avere una regolazione adeguata per farlo correttamente.

Negli ultimi anni, ci sono stati alcuni cambiamenti significativi negli alimentatori, tutti derivanti direttamente o indirettamente dall'aumento del consumo energetico e dai cambiamenti nei voltaggi utilizzati dai processori moderni e da altri componenti di sistema. Quando sostituisci un alimentatore in un sistema più vecchio, è importante comprendere le differenze tra il vecchio alimentatore e le unità attuali, quindi diamo una breve occhiata all'evoluzione degli alimentatori della famiglia ATX nel corso degli anni.

Per 25 anni, ogni alimentatore per PC ha fornito connettori di alimentazione standard Molex (disco rigido) e Berg (unità floppy), che vengono utilizzati per alimentare unità e periferiche simili. Dove gli alimentatori differiscono è nei tipi di connettori che utilizzano per fornire alimentazione alla scheda madre stessa. La specifica ATX originale definiva il connettore di alimentazione principale ATX a 20 pin mostrato nella Figura 16-2. Questo connettore era utilizzato da tutti gli alimentatori ATX e dai primi alimentatori ATX12V.

Figura 16-2: Il connettore di alimentazione principale ATX/ATX12V a 20 pin

Il connettore di alimentazione principale ATX a 20 pin è stato progettato in un momento in cui processori e memoria utilizzavano +3,3 V e +5 V, quindi ci sono numerose linee a +3,3 V e +5 V definite per questo connettore. I contatti all'interno del corpo del connettore sono classificati per trasportare al massimo 6 ampere. Ciò significa che le tre linee a +3,3 V possono trasportare 59,4 W (3,3 V x 6 A x 3 linee), le quattro linee a +5 V possono trasportare 120 W e l'unica linea a +12 V può trasportare 72 W, per un totale di circa 250 W.

Quella configurazione era sufficiente per i primi sistemi ATX, ma man mano che processori e memoria diventavano più avidi di energia, i progettisti di sistema si resero presto conto che il connettore a 20 pin forniva una corrente inadeguata per i sistemi più recenti. La loro prima modifica fu aggiungere il connettore di alimentazione ausiliario ATX, mostrato nella Figura 16-3. Questo connettore — definito nelle specifiche ATX 2.02 e 2.03 e in ATX12V 1.X, ma rimosso dalle versioni successive della specifica ATX12V — utilizza contatti classificati per 5 ampere. Le sue due linee a +3,3 V aggiungono quindi 33 W di capacità di trasporto a +3,3 V, e la sua unica linea a +5 V aggiunge 25 W di capacità di trasporto a +5 V, per un'aggiunta totale di 58 W.

Figura 16-3: Il connettore di alimentazione ausiliario ATX/ATX12V a 6 pin

Intel ha rimosso il connettore di alimentazione ausiliario dalle versioni successive della specifica ATX12V perché era superfluo per i processori Pentium 4. Il Pentium 4 utilizzava l'alimentazione a +12 V anziché i +3,3 V e +5 V utilizzati dai processori e da altri componenti precedenti, quindi non c'era più bisogno di ulteriori +3,3 V e +5 V. La maggior parte dei produttori di alimentatori ha smesso di fornire il connettore di alimentazione ausiliario poco dopo la commercializzazione del Pentium 4 all'inizio del 2000. Se la tua scheda madre richiede il connettore di alimentazione ausiliario, è una prova sufficiente che il sistema è troppo vecchio per essere aggiornabile in modo economico.

Mentre il connettore ausiliario forniva corrente extra a +3,3 V e +5 V, non faceva nulla per aumentare la quantità di corrente a +12 V disponibile per la scheda madre, e questo si rivelò fondamentale. Le schede madre utilizzano VRM (moduli regolatori di voltaggio) per convertire i voltaggi relativamente alti forniti dall'alimentatore nei voltaggi bassi richiesti dal processore. Le schede madre precedenti utilizzavano VRM a +3,3 V o +5 V, ma il maggiore consumo energetico del Pentium 4 rese necessario il passaggio ai VRM a +12 V. Ciò creò un problema importante. Il connettore di alimentazione principale a 20 pin poteva fornire al massimo 72 W di potenza a +12 V, molto meno di quanto necessario per alimentare un processore Pentium 4. Il connettore di alimentazione ausiliario non aggiungeva +12 V, quindi era necessario un altro connettore supplementare.

Intel ha aggiornato la specifica ATX per includere un nuovo connettore a 12 V a 4 pin, chiamato connettore di alimentazione +12 V (o, colloquialmente, il connettore P4, sebbene anche i recenti processori AMD utilizzino questo connettore). Allo stesso tempo, hanno rinominato la specifica ATX nella specifica ATX12V per riflettere l'aggiunta del connettore +12 V. Il connettore +12 V, mostrato nella Figura 16-4, ha due pin a +12 V, ciascuno classificato per trasportare 8 ampere per un totale di 192 W di potenza a +12 V, e due pin di terra. Con i 72 W di potenza a +12 V forniti dal connettore di alimentazione principale a 20 pin, un alimentatore ATX12V può fornire fino a 264 W di potenza a +12 V, più che sufficienti anche per i processori più veloci.

Figura 16-4: Il connettore di alimentazione +12 V a 4 pin

Il connettore di alimentazione +12 V è dedicato a fornire alimentazione al processore e si collega a un connettore della scheda madre vicino al socket del processore per ridurre al minimo le perdite di potenza tra il connettore di alimentazione e il processore. Poiché il processore era ora alimentato dal connettore +12 V, Intel ha rimosso il connettore di alimentazione ausiliario quando ha rilasciato la specifica ATX12V 2.0 nel 2000. Da quel momento, tutti i nuovi alimentatori sono stati dotati del connettore +12 V e alcuni, fino ad oggi, continuano a fornire il connettore di alimentazione ausiliario.

Questi cambiamenti nel tempo significano che un alimentatore in un sistema più vecchio può avere una delle seguenti quattro configurazioni (dalla più vecchia alla più recente):

• Solo connettore di alimentazione principale a 20 pin
• Connettore di alimentazione principale a 20 pin e connettore di alimentazione ausiliario a 6 pin
• Connettore di alimentazione principale a 20 pin, connettore di alimentazione ausiliario a 6 pin e connettore +12 V a 4 pin
• Connettore di alimentazione principale a 20 pin e connettore +12 V a 4 pin

A meno che la scheda madre non richieda il connettore ausiliario a 6 pin, puoi utilizzare qualsiasi alimentatore ATX12V attuale per sostituire una qualsiasi di queste configurazioni.

Questo ci porta all'attuale specifica ATX12V 2.X, che ha apportato ulteriori modifiche ai connettori di alimentazione standard. L'introduzione dello standard video PCI Express nel 2004 ha sollevato nuovamente la vecchia questione della corrente a +12 V disponibile sul connettore di alimentazione principale a 20 pin limitata a 6 ampere (o 72 W totali). Il connettore +12 V può fornire molta corrente a +12 V, ma è dedicato al processore. Una veloce scheda video PCI Express può facilmente assorbire più di 72 W di corrente a +12 V, quindi bisognava fare qualcosa.

Intel avrebbe potuto introdurre un altro connettore di alimentazione supplementare, ma ha deciso questa volta di tagliare la testa al toro e sostituire l'invecchiato connettore di alimentazione principale a 20 pin con un nuovo connettore di alimentazione principale in grado di fornire più corrente a +12 V alla scheda madre. Il nuovo connettore di alimentazione principale ATX12V 2.0 a 24 pin, mostrato nella Figura 16-5, ne è stato il risultato.

Figura 16-5: Il connettore di alimentazione principale ATX12V 2.0 a 24 pin

Il connettore di alimentazione principale a 24 pin aggiunge quattro cavi a quelli del connettore di alimentazione principale a 20 pin, un cavo di terra (COM) e un cavo aggiuntivo ciascuno per +3,3 V, +5 V e +12 V. Come per il connettore a 20 pin, i contatti all'interno del corpo del connettore a 24 pin sono classificati per trasportare al massimo 6 ampere. Ciò significa che le quattro linee a +3,3 V possono trasportare 79,2 W (3,3 V x 6 A x 4 linee), le cinque linee a +5 V possono trasportare 150 W e le due linee a +12 V possono trasportare 144 W, per un totale di circa 373 W. Con i 192 W di +12 V forniti dal connettore di alimentazione +12 V, un moderno alimentatore ATX12V 2.0 può fornire un totale fino a circa 565 W.

Si potrebbe pensare che 565 W siano sufficienti per qualsiasi sistema. Non è così, ahimè. Il problema, come al solito, è una questione di quali voltaggi sono disponibili e dove. Il connettore di alimentazione principale ATX12V 2.0 a 24 pin assegna una delle sue linee a +12 V al video PCI Express, il che, al momento del rilascio della specifica, era ritenuto sufficiente. Ma le più veloci schede video PCI Express attuali possono consumare molto più dei 72 W che quella linea dedicata a +12 V può fornire. Ad esempio, abbiamo un adattatore video NVIDIA 6800 Ultra che ha un picco di assorbimento a +12 V di 110 W.

Ovviamente, era necessario un mezzo per fornire alimentazione supplementare. Alcune schede video AGP ad alta corrente hanno risolto questo problema includendo un connettore Molex per disco rigido, a cui era possibile collegare un cavo di alimentazione periferico standard. Le schede video PCI Express utilizzano una soluzione più elegante. Il connettore di alimentazione grafica PCI Express a 6 pin, mostrato nella Figura 16-6, è stato definito da PCISIG (http://www.pcisig.org), l'organizzazione responsabile del mantenimento dello standard PCI Express, specificamente per fornire l'ulteriore corrente a +12 V necessaria alle veloci schede video PCI Express. Sebbene non sia ancora una parte ufficiale della specifica ATX12V, questo connettore è ben standardizzato e presente sulla maggior parte degli alimentatori attuali. Prevediamo che sarà incorporato nel prossimo aggiornamento della specifica ATX12V.

Figura 16-6: Il connettore di alimentazione grafica PCI Express a 6 pin

Il connettore di alimentazione grafica PCI Express utilizza una spina simile al connettore di alimentazione +12 V, con contatti anch'essi classificati per trasportare 8 ampere. Con tre linee a +12 V a 8 ampere ciascuna, il connettore di alimentazione grafica PCI Express può fornire fino a 288 W (12 x 8 x 3) di corrente a +12 V, che dovrebbe bastare anche per le schede grafiche più veloci del futuro. Poiché alcune schede madre PCI Express possono supportare doppie schede video PCI Express, alcuni alimentatori includono ora due connettori di alimentazione grafica PCI Express, il che aumenta la potenza totale a +12 V disponibile per le schede grafiche a 576 W. Aggiunti ai 565 W disponibili sul connettore di alimentazione principale a 24 pin e sul connettore +12 V, ciò significa che un alimentatore ATX12V 2.0 potrebbe essere costruito con una capacità totale di 1.141 W. (Il più grande che conosciamo è un'unità da 1.000 W disponibile presso PC Power & Cooling.)

Con tutti i cambiamenti nel corso degli anni, i connettori di alimentazione dei dispositivi erano stati trascurati. Gli alimentatori prodotti nel 2000 includevano gli stessi connettori di alimentazione Molex (disco rigido) e Berg (unità floppy) degli alimentatori prodotti nel 1981. Le cose sono cambiate con l'introduzione di Serial ATA, che utilizza un diverso connettore di alimentazione. Il connettore di alimentazione SATA a 15 pin, mostrato nella Figura 16-7, include sei pin di terra e tre pin ciascuno per +3,3 V, +5 V e +12 V. In questo caso, l'elevato numero di pin che trasportano il voltaggio non è inteso per supportare una corrente più elevata — un disco rigido SATA assorbe poca corrente e ogni unità ha il proprio connettore di alimentazione — ma per supportare le connessioni make-before-break e break-before-make necessarie per consentire l'hot-plugging, ovvero la connessione/disconnessione di un'unità senza spegnerne l'alimentazione.

Figura 16-7: Il connettore di alimentazione Serial ATA ATX12V 2.0

Nonostante tutti questi cambiamenti nel corso degli anni, la specifica ATX ha fatto di tutto per garantire la retrocompatibilità dei nuovi alimentatori con le vecchie schede madre. Ciò significa che, con pochissime eccezioni, puoi collegare un nuovo alimentatore a una vecchia scheda madre, o viceversa.

ATTENZIONE AI VECCHI SISTEMI DELL

Per alcuni anni alla fine degli anni '90, Dell ha utilizzato connettori standard sulle sue schede madre e alimentatori, ma con connessioni dei pin non standard. Collegare un alimentatore ATX standard a una di queste schede madre Dell non standard (o viceversa) potrebbe distruggere la scheda madre e/o l'alimentatore. Fortunatamente, questi sistemi sono ora così vecchi da non essere più aggiornabili in modo economico. Tuttavia, se ti trovi a dover sostituire l'alimentatore o la scheda madre in un vecchio sistema Dell, assicurati assolutamente che non sia una delle unità Dell non standard. Per farlo, controlla il numero di modello del sistema sul sito web di PC Power & Cooling (http://www.pcpowerandcooling.com). PC Power & Cooling vende alimentatori sostitutivi per questi sistemi Dell non standard, ma dato che il più giovane di tali sistemi è ormai piuttosto vecchio, non si sa per quanto tempo ancora PC Power & Cooling continuerà a vendere questi alimentatori non standard.

Anche il cambio del connettore di alimentazione principale da 20 a 24 pin non presenta alcun problema, perché il connettore più recente mantiene le stesse connessioni dei pin e la stessa codifica per i pin da 1 a 20, e aggiunge semplicemente i pin da 21 a 24 alla fine del vecchio layout a 20 pin. Come mostra la Figura 16-8, un vecchio connettore di alimentazione principale a 20 pin si adatta perfettamente al connettore di alimentazione principale a 24 pin. Infatti, la presa del connettore di alimentazione principale su tutte le schede madre a 24 pin che abbiamo visto è progettata specificamente per accettare un cavo a 20 pin. Nota la sporgenza a tutta lunghezza sulla presa della scheda madre nella Figura 16-8, progettata per consentire a un cavo a 20 pin di bloccarsi in posizione.

Figura 16-8: Un connettore di alimentazione principale ATX a 20 pin collegato a una scheda madre a 24 pin

Ovviamente, il cavo a 20 pin non include i cavi extra a +3,3 V, +5 V e +12 V presenti sul cavo a 24 pin, il che solleva un potenziale problema. Se la scheda madre richiede la corrente extra disponibile sul cavo a 24 pin per funzionare, non può funzionare utilizzando il cavo a 20 fili. Come soluzione alternativa, la maggior parte delle schede madre a 24 pin fornisce una presa per connettore Molex (disco rigido) standard da qualche parte sulla scheda madre. Se utilizzi quella scheda madre con un cavo di alimentazione a 20 fili, devi anche collegare un cavo Molex dall'alimentatore alla scheda madre. Quel cavo Molex fornisce i +5 V e +12 V extra (sebbene non i +3,3 V) necessari alla scheda madre per funzionare. (La maggior parte delle schede madre non ha requisiti a +3,3 V superiori a quelli che il cavo a 20 fili può soddisfare; quelle che li hanno possono utilizzare un VRM supplementare per convertire parte dei +12 V aggiuntivi forniti dal connettore Molex in +3,3 V.)

Poiché il connettore di alimentazione principale ATX a 24 pin è un sovrainsieme della versione a 20 pin, è anche possibile utilizzare un alimentatore a 24 pin con una scheda madre a 20 pin. Per farlo, inserisci il cavo a 24 pin nella presa a 20 pin, con i quattro pin inutilizzati che sporgono dal bordo. Il cavo e la presa della scheda madre sono codificati per impedire l'installazione errata del cavo. Un possibile problema è illustrato nella Figura 16-9. Alcune schede madre posizionano condensatori, connettori o altri componenti così vicino alla presa del connettore di alimentazione principale ATX che non c'è spazio sufficiente per i quattro pin extra del cavo di alimentazione a 24 pin. Nella Figura 16-9, ad esempio, quei pin extra intralciano la presa ATA secondaria.

Figura 16-9: Un connettore di alimentazione principale ATX a 24 pin collegato a una scheda madre a 20 pin

Fortunatamente, esiste una soluzione semplice per questo problema. Varie aziende producono cavi adattatori da 24 a 20 pin come quello mostrato nella Figura 16-10. Il cavo a 24 pin proveniente dall'alimentatore si collega a un'estremità del cavo (l'estremità sinistra in questa illustrazione), e l'altra estremità è un connettore a 20 pin standard che si collega direttamente alla presa a 20 pin sulla scheda madre. Molti alimentatori di alta qualità includono un tale adattatore nella confezione. Se il tuo non lo include e hai bisogno di un adattatore, puoi acquistarne uno dalla maggior parte dei venditori online di componenti per computer o in un negozio di computer locale ben fornito.

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