Обзор блока питания Thermaltake Toughpower GF A3 Gold 1200W

Блоки питания особо высокой мощности (от 1000 Вт) приобретают, как правило, для специфических задач — для специализированных тестовых систем, для высоконагруженных компьютеров для рендеринга, расчетов, а также для разгона. Впрочем, иногда такие источники питания приобретают, просто желая создать ощутимый запас по мощности для существующей системы или в расчете на будущий апгрейд. Стоимость подобных решений может сильно отличаться, что ставит покупателя перед непростой задачей выбора модели с нужным соотношением цены и потребительских качеств. Сегодня мы рассмотрим одно из доступных на рынке решений.

На этот раз к нам на тесты попал очередной продукт компании Thermaltake: Toughpower GF A3 Gold 1200W. Это источник питания с сертификатом 80Plus Gold, то есть для сегмента БП с огромной мощностью, более киловатта, это решение среднего уровня. На момент публикации обзора стоимость этой модели в российской рознице начиналась с 18 тысяч рублей.

Система охлаждения этого блока питания может работать в двух режимах: в гибридном, когда вентилятор при некоторых условиях не вращается, и в обычном — с постоянно вращающимся вентилятором. Переключаются режимы двухпозиционной клавишей на внешней панели корпуса БП (позиция On соответствует гибридному режиму).

Длина корпуса БП составляет около 140 мм, дополнительно понадобится 15-20 мм для подвода проводов, поэтому при монтаже стоит рассчитывать на установочный размер порядка 160 мм. Для блоков питания подобной мощности эти размеры можно считать максимально компактными.

Упаковка представляет собой картонную коробку достаточной прочности с матовой полиграфией и иллюстрацией, на которой изображен сам блок питания. В оформлении преобладают оттенки черного и серого цветов.

Характеристики

Все необходимые параметры указаны на корпусе блока питания в полном объеме, для мощности шины +12VDC заявлено значение 1200 Вт. Соотношение мощности по шине +12VDC и полной мощности составляет 100%, что, разумеется, является отличным показателем.

Провода и разъемы

Длина проводов до разъемов питания

Все без исключения провода являются модульными, то есть их можно снять, оставив лишь те, которые необходимы для конкретной системы.

• 1 шнур: до основного разъема АТХ — 60 см
• 2 шнура: до процессорного разъема 8 pin SSI — 65 см
• 1 шнур: до разъема питания видеокарты PCIe 2.0 VGA Power Connector — 50 см
• 2 шнура: до первого разъема питания видеокарты PCIe 2.0 VGA Power Connector — 50 см, плюс еще 15 см до второго такого же разъема
• 1 шнур: до разъема питания видеокарты PCIe 5.0 VGA Power Connector — 60 см
• 3 шнура: до первого разъема SATA Power Connector — 50 см, плюс 15 см до второго, еще 15 см до третьего и еще 15 см до четвертого такого же разъема
• 1 шнур: до первого разъема Peripheral Connector («молекс») — 50 см, плюс 15 см до второго, еще 15 см до третьего и еще 15 см до четвертого такого же разъема
• переходник питания с разъема Peripheral Connector («молекс») на разъем питания FDD — 15 см

Длина проводов является достаточной для комфортного использования в корпусах типоразмера full tower и более габаритных с верхним расположением блока питания. В корпусах высотой до 55 см с нижнерасположенным блоком питания длина проводов также должна быть достаточной: до разъемов питания процессора — по 65 см. Таким образом, с большинством современных корпусов проблем быть не должно.

Подключить все четыре шнура с разъемами PCIe 2.0 в данном случае можно, только если подключен лишь один из двух шнуров с разъемами питания процессора. Если же последних нужно подключить два, то одним из шнуров PCIe 2.0 придется пожертвовать.

В комплекте некоторых современных БП идет очень удобный шнур-переходник с разъема PCIe 5.0 на два разъема PCIe 2.0 или наоборот, позволяющий выбрать, каких разъемов для подключения видеокарт сделать больше. В данном случае такой возможности выбора нет.

Все разъемы SATA Power угловые, а использование таких разъемов не слишком удобно в случае накопителей, размещаемых с тыльной стороны основания для системной платы. Также в комплекте хотелось бы видеть не только стандартные шнуры, рассчитанные на подключение 3-4 устройств, но и шнуры с 1-2 разъемами питания с прямым штекером для подключения устройств в местах со сложным доступом.

С положительной стороны стоит отметить использование ленточных проводов — лишь до разъема 12VHPWR используется стандартный шнур в нейлоновой оплетке, который менее удобен в эксплуатации, так как оплетка отлично собирает пыль, но существенно хуже от нее очищается.

Схемотехника и охлаждение

Блок питания оснащен активным корректором коэффициента мощности и имеет довольно широкий диапазон питающих напряжений от 100 до 240 вольт. Это обеспечивает устойчивость к понижению напряжения в электросети ниже нормативных значений.

Конструкция блока питания вполне соответствует современным тенденциям: активный корректор коэффициента мощности, синхронный выпрямитель для канала +12VDC, независимые импульсные преобразователи постоянного тока для линий +3.3VDC и +5VDC.

Полупроводниковые элементы высоковольтных цепей размещены на одном радиаторе, там же расположен и входной выпрямитель. Элементы синхронного выпрямителя установлены c оборотной стороны основной печатной платы.

Независимые источники +3.3VDC и 5VDC установлены на дочерней печатной плате и, по традиции, дополнительных теплоотводов не имеют — это вполне типично для блоков питания с активным охлаждением.

В устройстве установлены высоковольтные конденсаторы Nippon Chemi-Con. Низковольтные же конденсаторы представлены продукцией под торговой маркой Capxon. Установлено и большое количество полимерных конденсаторов.

В блоке питания установлен вентилятор HA1225H12F-Z (2200 об/мин), он основан на гидродинамическом подшипнике, что подразумевает очень долгий срок службы. Изготовлен вентилятор компанией Dongguan Honghua Electronic Technology. Подключение вентилятора — двухпроводное, через разъем.

Измерение электрических характеристик

Далее мы переходим к инструментальному исследованию электрических характеристик источника питания при помощи многофункционального стенда и другого оборудования.

Величина отклонения выходных напряжений от номинала кодируется цветом следующим образом:

Работа на максимальной мощности

Первым этапом испытаний является эксплуатация блока питания на максимальной мощности продолжительное время. Такой тест с уверенностью позволяет удостовериться в работоспособности БП.

Кросс-нагрузочная характеристика

Следующим этапом инструментального тестирования является построение кросснагрузочной характеристики (КНХ) и представление ее на четвертьплоскости, ограниченной максимальной мощностью по шине 3,3&5 В с одной стороны (по оси ординат) и максимальной мощностью по шине 12 В с другой (по оси абсцисс). В каждой точке измеренное значение напряжения обозначается цветовым маркером в зависимости от отклонения от номинального значения.

КНХ позволяет нам определить, какой уровень нагрузки можно считать допустимым, особенно по каналу +12VDC, для тестируемого экземпляра. В данном случае отклонения действующих значений напряжения от номинала по каналу +12VDC не превышают 1% во всем диапазоне мощности, что является отличным результатом. При типичном распределении мощности по каналам отклонения от номинала не превышают 1% по каналу +3.3VDC, 1% по каналу +5VDC и 1% по каналу +12VDC.

Данная модель БП хорошо подходит для мощных современных систем из-за высокой практической нагрузочной способности канала +12VDC.

Нагрузочная способность

Следующий тест призван определить максимальную мощность, которую можно подать через соответствующие разъемы при нормированном отклонении значения напряжения в размере 3 или 5 процентов от номинала.

В случае видеокарты с единственным разъемом питания максимальная мощность по каналу +12VDC составляет не менее 150 Вт при отклонении в пределах 3%.

В случае видеокарты с двумя разъемами питания при использовании одного шнура питания максимальная мощность по каналу +12VDC составляет не менее 250 Вт при отклонении в пределах 3%.

В случае видеокарты с двумя разъемами питания при использовании двух шнуров питания максимальная мощность по каналу +12VDC составляет не менее 350 Вт при отклонении в пределах 3%, что позволяет использовать очень мощные видеокарты.

При нагрузке через три разъема PCIe 2.0 максимальная мощность по каналу +12VDC составляет не менее 640 Вт при отклонении в пределах 3%.

При нагрузке через разъем питания процессора максимальная мощность по каналу +12VDC составляет не менее 230 Вт при отклонении в пределах 3%. Этого вполне достаточно для типовых систем, у которых на системной плате есть только один разъем для питания процессора.

При нагрузке через два разъема питания процессора максимальная мощность по каналу +12VDC составляет около 500 Вт при отклонении в пределах 3%.

В случае системной платы максимальная мощность по каналу +12VDC составляет не менее 150 Вт при отклонении 3%. Так как сама плата потребляет по данному каналу в пределах 10 Вт, высокая мощность может потребоваться для питания карт расширения — например, для видеокарт без дополнительного разъема питания, которые обычно имеют потребление в пределах 75 Вт (правда, маловероятно, что кто-то будет их использовать с таким блоком питания).

Экономичность и эффективность

При оценке эффективности компьютерного блока питания можно идти двумя путями. Первый путь заключается в оценке компьютерного блока питания как отдельного преобразователя электрической энергии с дальнейшей попыткой минимизировать сопротивление линии передачи электрической энергии от БП к нагрузке (где и измеряется ток и напряжение на выходе БП). Для этого блок питания обычно подключается всеми имеющимися разъемами, что ставит разные блоки питания в неравные условия, так как набор разъемов и количество токоведущих проводов зачастую разное даже у блоков питания одинаковой мощности. Таким образом, хотя результаты получаются корректными для каждого конкретного источника питания, в реальных условиях полученные данные малоприменимы, поскольку в реальных условиях блок питания подключается ограниченным количеством разъемов, а не всеми сразу. Поэтому логичным представляется вариант определения эффективности (экономичности) компьютерного блока питания не только на фиксированных значениях мощности, включая распределение мощности по каналам, но и с фиксированным набором разъемов для каждого значения мощности.

Представление эффективности компьютерного блока питания в виде значения КПД (коэффициента полезного действия) имеет свои традиции. Прежде всего, КПД — это коэффициент, определяемый соотношением мощностей на выходе и на входе блока питания, то есть КПД показывает эффективность преобразования электрической энергии. Обычному же пользователю данный параметр почти ничего не скажет, за исключением того, что более высокий КПД вроде как говорит о большей экономичности БП и более высоком его качестве. Зато КПД стал отличным маркетинговым якорем, особенно в комбинацией с сертификатом 80Plus. Однако с практической точки зрения КПД не оказывает заметного влияния на функционирование системного блока: он не увеличивает производительность, не снижает шум или температуру внутри системного блока. Это просто технический параметр, уровень которого в основном определяется развитием промышленности в текущий момент времени и себестоимостью продукта. Для пользователя же максимизация КПД выливается в увеличение розничной цены.

С другой стороны, иногда нужно объективно оценить экономичность компьютерного блока питания. Под экономичностью мы подразумеваем потерю мощности при преобразовании электроэнергии и ее передаче к конечным потребителям. И для оценки этого КПД не нужен, так как можно использовать не отношение двух величин, а абсолютные значения: рассеиваемую мощность (разницу между значениями на входе и выходе блока питания), а также потребление энергии источником питания за определенное время (день, месяц, год и т. д.) при работе с постоянной нагрузкой (мощностью). Это позволяет легко увидеть реальную разницу в потреблении электроэнергии конкретными моделями БП и при необходимости рассчитать экономическую выгоду от использования более дорогих источников питания.

Таким образом, на выходе мы получаем понятный для всех параметр — рассеиваемую мощность, которая легко преобразуется в киловатт-часы (кВт·ч), которые и регистрирует счетчик электрической энергии. Умножив полученное значение на стоимость киловатт-часа, получим стоимость электрической энергии при условии эксплуатации системного блока круглосуточно в течение года. Подобный вариант, конечно, чисто гипотетический, но он позволяет оценить разницу между стоимостью эксплуатации компьютера с различными источниками питания в течение длительного периода времени и сделать выводы об экономической целесообразности приобретения конкретной модели БП. В реальных условиях высчитанное значение может достигаться за более долгий период — например, от 3 лет и более. При необходимости каждый желающий может разделить полученное значение на нужный коэффициент в зависимости от количества часов в сутках, в течение которых системный блок эксплуатируется в указанном режиме, чтобы получить расход электроэнергии за год.

Мы решили выделить несколько типовых вариантов по мощности и соотнести их с количеством разъемов, которое соответствует данным вариантам, то есть максимально приблизить методику измерения экономичности к условиям, которые достигаются в реальном системном блоке. Вместе с тем, это позволит оценивать экономичность разных блоков питания в полностью одинаковых условиях.

Полученные результаты выглядят следующим образом:

Данная модель имеет относительно высокую экономичность в старших протестированных режимах, с повышенной мощностью, а вот при малой нагрузке этот БП, наоборот, один из худших в своей группе. Тут надо оговориться, что мы выделили в группу только источники питания с мощностью от киловатта, а при сравнении с условными бюджетными 300-ваттными БП результат был бы иным.

По суммарной экономичности на низкой и средней мощности данная модель занимает предпоследнее место в нашем списке БП мощностью от 1 кВт на момент тестирования.

В данном случае мы также приводим и измерения традиционного КПД. Результаты регистрировались при постоянной нагрузке на каналы +3.3VDC (5 Вт) и +5VDC (15 Вт) и изменяемой мощности по каналу +12VDC.

Всего таким образом мы измерили параметры блока питания в 10 точках. В результате максимальный КПД в нашем случае составил 93,7% при выходной мощности 400 Вт. Максимальная рассеиваемая мощность составила 103 Вт при выходной мощности 1000 Вт, что очень немного для блока питания подобной мощности.

Температурный режим

Все основные тесты проводились в режиме с постоянно вращающимся вентилятором. При этом термонагруженность конденсаторов при работе находится на очень невысоком уровне. На максимальной мощности термонагруженность уже довольно высокая, но ее можно считать удовлетворительной.

Также мы изучили функционирование блока питания в гибридном режиме работы системы охлаждения. В результате было установлено, что вентилятор в блоке питания включается как при достижении пороговой температуры на термодатчике (около 43 градусов), так и при достижении выходной мощности около 290 ватт. Отключение вентилятора происходит только при снижении температуры на термодатчике до определенного порога (около 38 градусов). Значения подобраны не слишком удачно, и в результате при работе на мощности от 50 до 290 Вт наблюдаются постоянные циклы старт/стоп вентилятора, что негативно сказывается на акустической эргономике устройства. И лишь при работе на мощности 50 ватт и менее (а на сегодня такого в компьютере с мощными комплектующими добиться очень непросто) блок питания может длительное время функционировать с остановленным вентилятором.

Шум при работе вентилятора возрастает резко и остается почти на постоянном уровне.

Также стоит учитывать, что в случае работы с остановленным вентилятором температура компонентов внутри БП сильно зависит от окружающей температуры воздуха, и если та установится на уровне 40-45 °C, это приведет к более раннему включению вентилятора.

Акустическая эргономика

При подготовке данного материала мы использовали следующую методику измерения уровня шума блоков питания. Блок питания располагается на ровной поверхности вентилятором вверх, над ним на расстоянии 0,35 метра размещается измерительный микрофон шумомера Октава 110А-Эко, которым и производится измерение уровня шума. Нагрузка блока питания осуществляется при помощи специального стенда, имеющего бесшумный режим работы. В ходе измерения уровня шума осуществляется эксплуатация блока питания на постоянной мощности в течение 20 минут, после чего производится замер уровня шума.

Подобное расстояние до объекта измерения является наиболее приближенным для настольного размещения системного блока с установленным блоком питания. Данный метод позволяет оценить уровень шума блока питания в жестких условиях с точки зрения небольшого расстояния от источника шума до пользователя. При увеличении расстояния до источника шума и появлении дополнительных преград, имеющих хорошую звукоотражающую способность, уровень шума в контрольной точке также будет снижаться, что приведет к улучшению акустической эргономики в целом.

При работе с постоянно вращающимся вентилятором на мощности от 50 до 1000 Вт уровень шума почти не изменяется, находясь в районе 44 дБА с расстояния 0,35 метра. На максимальной мощности он поднимается до 55 дБА.

Подобный режим функционирования у бытовых источников питания встречается крайне редко. Обычно это следствие переделки мощных серверных блоков питания. Впрочем, возможность странного брака конкретного экземпляра тоже никто не отменял. Излишне говорить, что для типичного домашнего и офисного компьютера это слишком высокий шум, создающий некомфортную обстановку при работе. Такой уровень шума можно было бы назвать приемлемым под высокой нагрузкой, например во время игры, когда пользователь сидит в наушниках. Однако в данном случае в хороших закрытых наушниках придется сидеть всё время от нажатия на кнопку включения компьютера.

Также мы оцениваем уровень шума электроники блока питания, поскольку в некоторых случаях она является источником нежелательных призвуков. Данный этап тестирования осуществляется путем определения разницы между уровнем шума в нашей лаборатории с включенным блоком питания и с выключенным. В случае, если полученное значение находится в пределах 5 дБА, никаких отклонений в акустических свойствах БП нет. При разнице более 10 дБА, как правило, есть определенные дефекты, которые можно услышать с расстояния менее полуметра. На данном этапе измерений микрофон шумомера располагается на расстоянии около 40 мм от верхней плоскости БП, так как на бо́льших расстояниях измерение шума электроники весьма затруднительно. Измерение производится в двух режимах: дежурном режиме (STB, или Stand by) и при работающем на нагрузку БП, но с принудительно остановленным вентилятором.

В режиме ожидания шум электроники почти полностью отсутствует.

К шуму электроники особых претензий нет, хотя он мог бы быть и пониже.

Потребительские качества

Потребительская оценка Thermaltake Toughpower GF A3 Gold 1200W значительно снижена из-за высокого уровня шума в стандартном режиме с постоянно вращающимся вентилятором, а также из-за не очень хорошо реализованного гибридного режима, в котором шум, по сути, такой же, а акустическая эргономика даже хуже из-за постоянных циклов старт/стоп вентилятора. Эти два недостатка приводят к невозможности использования этой модели блока питания в любых помещениях, где уровень шума хоть кого-то волнует, так как работать за компьютером с таким источником шума будет не слишком комфортно, мягко говоря.

Итоги

С технической точки зрения, Thermaltake Toughpower GF A3 Gold 1200W — это качественный и очень недешевый продукт. БП хорошо приспособлен для работы в мощных системах, в том числе в системах с несколькими видеокартами. Технико-эксплуатационные характеристики этой модели находятся на достаточно высоком уровне, чему способствуют высокая нагрузочная способность канала +12VDC, высокая экономичность, вентилятор на гидродинамическом подшипнике. Можно прогнозировать достаточно долгий срок службы данной модели даже при высоких нагрузках и активной эксплуатации. К сожалению, все эти достоинства с пользовательской точки зрения перечеркивает постоянный высокий уровень шума, в худшем случае еще и дополняемый постоянными остановками и запусками вентилятора.