Jaką funkcję pełni sekcja zasilania?
Określenie “sekcja zasilania” wprowadza małe zamieszanie co do tego, jaka dokładnie jest jej rola, ale angielskie określenie (w tłumaczeniu) moduł regulacji napięcia wskazuje ją już jednoznacznie. Ten element na płycie głównej odpowiada za zarządzanie energią elektryczną, a dokładniej mówiąc dostarczanie jej bezpośrednio podzespołom tak, aby była możliwie najbardziej “czysta”. Tyczy się to zarówno stabilizowania samego napięcia, jak i usuwania zakłóceń, których nie udało się odfiltrować zasilaczowi.
Jak zapewne wiecie, zarówno do karty graficznej, jak i procesora, wpływa prąd z 12-voltowej linii od zasilacza poprzez cztero- i ośmiopinowe wtyczki, więc na samej sekcji zasilania spoczywa niemała odpowiedzialność… nieusmażenia naszych cennych podzespołów. Wszystko ze względu na ogromną wrażliwość tych elementów każdego komputera i laptopa na wszelkie wahania napięcia. Zwłaszcza po zmianie domyślnych “pewnych” ustawień, przy których zachowują pełną stabilność. Mowa o podkręceniu (overclockingu) i undervoltingu, więc to właśnie dlatego przy wyborze płyty głównej z chipsetem umożliwiającym podkręcanie jakość, sprawność i stopień rozbudowania sekcji zasilania, to niezmiernie ważne kwestie.
Czytaj też: Telewizory na targach IFA 2022 i poza nimi. Czyli jak będzie wyglądać przyszłość świata telewizorów
Przechodząc do szczegółów, głównym zadaniem całej sekcji zasilania w ujęciu CPU jest uchronienie go przed jakimikolwiek spadkami napięcia v-Core, zwanymi v-Droops. Jeśli dojdzie do nich w momencie wysokiego obciążenia lub ekstremalnego stopnia podkręcenia, to system się zawiesi, zrestartuje lub naszym oczom ukaże się “niebieski ekran zagłady”. W praktyce czeka nas zawieszenie, restart, blue screen, a w najgorszym wypadku wyłączenie systemu. Przepuszczając energię przez fazy zasilania, redukujemy więc ryzyko wystąpienia vDroopów i uzyskujemy wyższą stabilność procesora i pamięci RAM.
Od wielu lat procesory centralne operują na napięciu oscylującym w granicach 1,1 do 1,4 V. To właśnie je zresztą dostosowujemy przy over- lub underclockingu i zwykle, im to napięcie jest wyższe, tym wyższa jest stabilność, ale przy tym pożerana energia i temperatury. Jednocześnie przy wyższym napięciu rdzeń krzemowy, a dokładnie tranzystory, ulegają szybszej degradacji, ale choć brzmi to potwornie, to w praktyce nie powinniśmy się tym martwić na przestrzeni kilku lat użytkowania komputera.
Budowa sekcji zasilania
Odpowiedzieliśmy już na to, jaką rolę pełni, więc czas odpowiedzieć na pytanie, czym dokładnie jest sekcja zasilania. Składa się ona z wielu faz zasilania (obecnie od kilkunastu do nawet ponad 20), a te składają się z kolei z własnych elementów. W grę wchodzą tak naprawdę trzy elementy, ale często zapomina się o ogromnej roli, jaką pełni zarządzający nimi kontroler, który tak naprawdę definiuje to, z jak wieloma fazami, biorącymi udział w filtrowaniu napięcia, mamy do czynienia. Producenci mogą bowiem np. oddelegowywać jeden kontroler dwóm zestawom osprzętu i tym samym “oszukiwać” klientów.
Te zestawy to z kolei trio, bo stanowią je dławiki, kondensatory oraz MOSFETy. Te ostatnie są najczęściej ukryte w chipie wraz ze sterownikiem pod aluminiowym radiatorem. Dziś bowiem integracja MOSFETów i kontrolerów w jednym układzie jest powszechna i choć ma to swoje plusy (oszczędność miejsca na płycie i zasobów, to największym minusem jest trudność z ich chłodzeniem, jako że łatwiej odebrać ciepło z kilku układów, a nie pojedynczego. O ile do tej pory nie było to raczej problemem, tak w przyszłości może zacząć… o ile wspomniane radiatory nie doczekają się za moment wentylatorów.
Wchodząc w szczegóły tych układów, najłatwiej na płycie głównej rozpoznać dławiki. To te prostokątne kostki, które odpowiadają za przeciwdziałanie nagłym zmianom natężenia prądu, a ich liczba często określa ilość faz zasilania na płycie. Współpracują z charakterystycznymi “miniaturowymi silosami” w postaci kondensatorów, których funkcja skupia się na gromadzeniu ładunków elektrycznych, co chroni przed nagłymi zakłóceniami elektrycznymi.
Jednak tę najbardziej znamienną rolę odgrywają MOSFETy, czyli Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistors, ponieważ to one są odpowiedzialne za faktyczne sterowanie napięciem za pośrednictwem wzmocnienia i przełączania sygnałów. Komunikują się również z procesorem, który przekazuje im swoje energetyczne żądanie i w odpowiedzi na jego sygnał dostosowują dla niego 12-voltowe napięcie.
Działanie sekcji zasilania
Jak dokładnie to działa? Jak już wspomniałem, CPU pracuje na napięciu w granicy 1,1-1,5 V (zwykle 1,2-1,3 V), a przecież linia 12V sama z siebie nie zostanie sprowadzona tak nisko. To właśnie ma za zadanie uczynić sekcja zasilania – jest ona w pierwszym etapie odpowiedzialna za zmniejszenie wysokiego napięcia dostarczanego przez linię 12V do poziomu, który będzie w stanie wykorzystać dany podzespół.
Czytaj też: Jak wydajnego dysku SSD potrzebuję? Odpowiedź nie jest jednoznaczna, więc podpowiadamy
W praktyce oznacza to, że dostarczana z zasilacza energia jest przepuszczana przez daną liczbę faz sekcji zasilania na płycie głównej lub laminacie karty graficznej. To oznacza, że im jest ich więcej, tym stabilniejsza energia elektryczna trafia finalnie do miejsca docelowego. W większości przypadków jeden dławik oznacza jedną fazę, więc po ich liczbie możemy wskazać, jak bardzo dana sekcja jest rozbudowana.
Producenci dodatkowo nam to ułatwiają i tak też w przypadku płyt głównych podają je według wzoru ”X+Y”. W tym równaniu ”X” to ilość faz przeznaczonych dla CPU, a ”Y” – dla pamięci RAM lub układu/elementów SOC. Jak jednak wspomniałem na początku, kontrolery faz również mają w tym procesie wiele do powiedzenia, bo dwie fazy zarządzane przez jeden kontroler są zawsze gorsze od dwóch faz z dwoma odrębnymi kontrolerami.
Sekcja zasilania jako arcyważna, ale zapomniana część świata PC
Mimo ogromnej roli, która na niej spoczywa, sekcja zasilania jest coraz bardziej spychana na dalszy plan. Kiedy bowiem ostatnio słyszeliście o jakimś przełomie z nią w roli głównej? Mam jednak wrażenie, że wkrótce ci sami producenci, którzy zaczęli ukrywać ją pod radiatorami, przypomną nam o niej, kiedy CPU zaczną pożerać taką ilość energii, że tylko aktywne chłodzenie będzie w stanie ją schłodzić.
Czytaj też: LG na IFA 2022 – ekrany duże, zakrzywione, ładne i… jeszcze więcej ekranów
W ogólnym rozrachunku obecnie płyty główne ze średniego i nawet budżetowego segmentu są bardzo dobrze wykonane, a ich sekcje zasilania spisują się na tyle dobrze, że rzeczywiście można o nich zapomnieć. No chyba że ktoś chciałby podkręcić swojego Ryzena do granic na najtańszej płycie – wtedy jej ograniczenia przypomną o sobie bardzo niską stabilnością systemu. Intel rozwiązał to całkowicie, pozwalając podkręcać swoje Core tylko w połączeniu z najdroższymi płytami, których sekcje zasilania są zawsze rozbudowane. Łatwo jednocześnie zauważyć, że płyty przeznaczone do ekstremalnego OC zawsze posiadają bardzo rozbudowane sekcje.
