O ile rozumiem, komputery nie zawsze czerpią tyle samo energii z zasilacza przez cały czas. Czasami dyski twarde są w trybie gotowości i nie zużywają tyle, ile się obracają, a karty graficzne oszczędzają energię, gdy nie są w pełni wykorzystane.

Co się dzieje, gdy na przykład masz 100 dysków twardych zainstalowanych w obudowie typu desktop (lub szafie serwerowej) z, powiedzmy, 1000-watowym zasilaczem i wszystkie są w trybie gotowości, a potem nagle jakiś proces uzyskuje dostęp do wszystkich dysków twardych i obraca je, czerpiąc więcej mocy niż PSU może dać?

Czy jest jakiś sygnał wysyłany przez dyski twarde, gdy myślą, że nie mają wystarczającej mocy? Czy może każdy element sprzętowy pyta zasilacz, czy może zapewnić X watów mocy i może powiedzieć „nie, nie mam tego”? Czy płyta główna decyduje, czy może negocjować to żądanie zasilania i bezpiecznie uniknąć nagłej utraty zasilania i natychmiastowego wyłączenia? A może standardowy protokół w tym przypadku jest martwy bez próby uniknięcia tego problemu?

Z mojego doświadczenia z komputerem stacjonarnym i kilkoma dyskami twardymi oraz zasilaczem o niskiej mocy 350 W, natychmiast się wyłączyłby, gdyby 5 dysków twardych próbowało jednocześnie się uruchomić. Na szczęście nic złego się nie wydarzyło, ale chciałbym wiedzieć, czy natychmiastowe wyłączenie jest oczekiwaną i planowaną reakcją elementów sprzętowych, czy po prostu płyta główna (lub zasilacz) przeraża i niespodziewanie wyłącza wszystko.

Aby wyjaśnić moje pytanie : to, co mnie interesuje, to dlaczego wspólnym rezultatem jest zamknięcie systemu zamiast bezpiecznego odmowy zasilania urządzenia, co spowodowałoby przeciążenie systemu? Zarządzanie zasilaniem USB chroni przed takim scenariuszem, więc dlaczego logika zarządzania kablami zasilającymi SATA / Molex nie ma tego (lub jeśli tak, to dlaczego tak często zawodzi)?

Zaktualizuj po zobaczeniu kilku odpowiedzi: Jestem naprawdę zaskoczony, że nie ma wbudowanej w zasilacze logiki zarządzania energią, takiej jak płyty główne do zarządzania dystrybucją zasilania USB. To właśnie otrzymałem z dotychczasowych odpowiedzi. Jeśli znasz coś, co mówi inaczej, udostępnij jako odpowiedź.

Z punktu widzenia elektroniki, gdy prąd pobierany z zasilacza przekroczy pojemność zasilającą, napięcie wyjściowe nagle spadnie. Elektronika, która do pracy wymaga określonego napięcia, po prostu się wyłączy. Jest to efektywnie brak zasilania.

W najlepszym przypadku zasilacz wykrywa ten stan przeciążenia i zatrzymuje się na pewien okres czasu lub testuje, aby sprawdzić, czy obciążenie jest nadal w bezpieczny sposób, utrzymując moc wyjściową wyłączoną, dopóki obciążenie nie zniknie.

W najgorszym przypadku zasilacz przechodzi w ciągłe cykle włączania i wyłączania i potencjalnie zabija siebie lub jedno lub więcej podłączonych urządzeń.

Nie ma przepisu, aby urządzenia „żądały” większej mocy z zasilacza, z wyjątkiem inteligentnych urządzeń, takich jak USB, w których dostępność zasilania była problemem. Zasilacz systemowy absolutnie nie ma inteligentnej elektroniki.

Zasilacz wykrywa stan przeciążenia i wyłącza się. Nie ma postanowień dotyczących negocjacji wymagań dotyczących zasilania.

Na szczęście nic złego się nie wydarzyło, ale chciałbym wiedzieć, czy natychmiastowe wyłączenie jest oczekiwaną i planowaną reakcją elementów sprzętowych, czy po prostu płyta główna (lub zasilacz) przeraża i niespodziewanie wyłącza wszystko.

To jest jedno i drugie. To PSU wariuje, co jest oczekiwaną i planowaną reakcją elementów sprzętowych. W trybie „bezpiecznego wyłączania” należy albo odłączyć zasilacz na kilka sekund, albo zresetować wyłącznik awaryjny, który zwykle znajduje się z tyłu ¹ . Bardzo tanie zasilacze mogą nie zadziałać i po prostu spowodować awarię sprzętu z powodu niewystarczającego prądu.

Co gorsza, mogą wejść w cykl „rozprzęgania, rozcierania, rozłączania, rozkręcania, rozkręcania, rozcierania…”, który czasami nawet sam się rozwiązuje i przechodzi do właściwego rozruchu. To, co się tutaj dzieje, polega na tym, że zasilacz nie potyka się, a sprzęt jest narażony na nieplanowane zużycie. W takim przypadku radziłbym całkowicie wymienić zasilacz. Nie ma sensu biegać przez obręcze, aby na początek uwzględnić źle zachowujący się zasilacz. A kiedy wymieniasz zasilacz, zdobądź mocniejszy, który rozwiązuje początkowy problem.

Dyski twarde

Jednak dyski twarde są szczególnym przypadkiem, ponieważ wiadomo, że mają znacznie większe wymagania dotyczące rozpinania. Tak więc niektóre dyski twarde (i płyty główne) mają odpowiednie rozwiązania, aby to poradzić, opóźniając rozpalanie , używając zworek, które opóźniają rozpalanie o ustalony czas, lub obsługują PUIS (również tutaj ) lub rozłożono rozkręcanie poprzez sygnalizację płyty montażowej . Rozwiązania bez zworek wymagają odpowiedniej płyty głównej, która jest w stanie przesłać odpowiedni sygnał na dysk twardy (styk 11 interfejsu SATA, zaimplementowany przez WD i inne). Oprogramowanie jest pozostawione użytkownikowi lub czasem zaimplementowane w systemie BIOS.

Aktualizacje

Aby wyjaśnić moje pytanie: to, co mnie interesuje, to dlaczego wspólnym rezultatem jest zamknięcie systemu zamiast bezpiecznego odmowy zasilania urządzenia, co spowodowałoby przeciążenie systemu? Zarządzanie zasilaniem USB chroni przed takim scenariuszem [...] Jestem naprawdę zaskoczony, że w zasilaczach nie ma wbudowanej logiki zarządzania zasilaniem, takiej jak płyty główne do zarządzania dystrybucją zasilania USB.

USB jest standardem komunikacji między urządzeniami, które są bardziej „inteligentne” niż to, co jest wymagane od przeciętnego dysku twardego (oczywiście, moc obliczeniowa na dysku twardym to nic, z czego można się drwić - niektóre z nich mogą obsługiwać Linuksa ).

Ale tutaj jest wiele problemów:

• zasilacz nie może mieć pewności, kto odprowadza prąd. Jedna linia zasilania może łączyć się z maksymalnie czterema złączami Molex, a linie 12 V / 5 V nie są przeznaczone do przesyłania informacji. Można to zrobić, ale trzeba będzie zasadniczo przeprojektować zarówno zasilacz, jak i cały sprzęt, który może potrzebować takiej funkcji.
• odmowa zasilania jednemu urządzeniu może uniemożliwić uruchomienie całego systemu. Lub prowadzić do potencjalnie katastrofalnych rezultatów. Pomyśl, co by się stało, gdyby jednostka RAID uruchomiła jeden (lub dwa!) Dyski z powodu zwarcia z powodu „odrzucenia prądu”.
• jeśli ekstremalne wymagania prądowe wynikają z awarii sprzętu, cały system ma awarie, a zatem obecna polityka wyłączania wszystkiego jest, moim zdaniem, najbezpieczniejszą linią postępowania. Należy pamiętać, że duże, zbyt ważne, aby upaść systemy będą budowane inaczej i z dużymi redundancjami, więc w tych scenariuszach ograniczone zamknięcie jest również najlepszą reakcją i może się nawet nie zdarzyć, ponieważ usterka nie wymaga więcej prądu, ale po prostu zupełnie się nie uruchamia (ochrona obwodu i przerwanie bezpośrednio na wszystkich zasilanych częściach. W starych wysokiej klasy systemach IBM AS / 400 można było zwierać napęd, a system działałby, gdy jedna wnęka napędu byłaby w górę płomienie i dym- Widziałem, jak to się stało. Jednostka została logicznie i elektrycznie odłączona od płyty montażowej, ale to oczywiście nie zapobiegło spaleniu; ale przy wystarczającej ilości pieniędzy można temu zapobiec ).
• z drugiej strony jest ekonomicznie niesłuszny - taki inteligentny zasilacz kosztowałby znacznie więcej niż głupszy, mocniejszy , mocniejszy zasilacz, który byłby łatwiejszy do zbudowania i prawdopodobnie trwałby dłużej, i rozwiązałby ten sam problem równie dobrze (właściwie mając więcej prądu do jego dyspozycji, a dalej pracuje z pełną mocą, by rozwiązać ten konkretny problem, lepiej ).

(1) Pamiętam jeden mini pulpit Hewlett Packard, który miał go wewnątrz , obok listew kablowych. Miał też zielone światło „włączania”. Wyobrażam sobie, że są to specjalnie zbudowane zasilacze do określonych układów, które następnie są stosowane gdzie indziej. Odłączenie od gniazdka ściennego powinno wystarczyć do zresetowania zasilacza, ale jeśli tak nie jest, przed oddaniem go w stan martwy spróbuj sprawdzić wewnętrzną stronę. Nigdy nie wiesz.

W konkretnym przypadku czegoś elektromechanicznego, takiego jak dysk twardy, pobór mocy z urządzenia będzie zazwyczaj najwyższy podczas początkowego rozruchu, a następnie spadnie, gdy urządzenie będzie w stanie ustalonym. Z tego powodu dobre karty RAID (na przykład) będą miały ustawienie, aby rozłożyć spin-up dla wszystkich podłączonych dysków, tak aby obciążenie rozruchowe nie zostało umieszczone na zasilaczu jednocześnie.

Innym scenariuszem, który może się zdarzyć, jest zbliżenie się do limitów mocy zasilacza, a tak naprawdę nie koniec, zasilacz może się nie zamknąć. Zamiast tego, jak powiedzieli inne odpowiedzi, napięcie spadnie. Efektem końcowym mogą być pozornie przypadkowe awarie systemu (takie jak BSOD w systemie Windows). Niektóre z nich zależą od jakości zasilacza. Wysokiej jakości zasilacze poradzą sobie z tym, że zostaną przesunięte bliżej swoich granic niż ich tańsze odpowiedniki niższej jakości.

Doświadczyłem tego ponad dziesięć lat temu.

W tym czasie mój dysk był prawie pełny, więc musiałem podłączyć kolejny dysk twardy o pojemności 80 GB. Po uruchomieniu wszystko wyglądało dobrze.

Ale po kilku dniach system zawiesił się lub ekran migotał sporadycznie. Po każdym flashowaniu system wracał do normy, ale w Eksploratorze dysk C znikał lub wydarzyło się coś dziwnego. Wystąpił błąd, pojawiły się okna komunikatów ... Ale najdziwniejsze jest to, że mój główny dysk twardy jest teraz wyświetlany jako więcej niż 1 TB w diskmgmt.msc i innych narzędziach do partycjonowania dysku.

Nie mogłem znaleźć przyczyny, ale zdecydowałem się wymienić zasilacz, gdy zobaczyłem reklamę prowadzoną przez słynny sklep z PC w pobliżu mojego miejsca na wymianę starych klawiatur / myszy / zasilaczy na nowe. Wziąłem nowy zasilacz do domu i płakałem, gdy zauważyłem, że 24-stykowe złącze nie pasuje do mojej 20-stykowej płyty głównej. Po godzinie zauważyłem, że 4 dodatkowe piny można wyciągnąć, aby były kompatybilne z 20 pinami. Od tego czasu nic dziwnego się nie dzieje, a komputer działał długo i szczęśliwie.

Tyle, że stary zasilacz wystarcza marginalnie na stare rzeczy i nowy dysk twardy w normalnych przypadkach. Ale w niektórych sytuacjach zapotrzebowanie na moc znacznie wzrasta i przeciąża źródło, powodując spadek napięcia i zanik prądu. Wystąpią niezdefiniowane zachowania, takie jak utrata danych, odłączenie dysku twardego lub nierozpoznanie ...

Kosztowało mnie to dziesiątki GB danych i nauczyło mnie nowej lekcji.

Koniec historii

Teraz o fenomenie:

Zwykle zasilacz zapewni (prawie) stałe napięcie w swoim zakresie mocy roboczej. Jeśli urządzenie pobierze nieco więcej energii, napięcie nieco spadnie i spróbuje zwiększyć moc, aby zrównoważyć obciążenie i zwiększyć napięcie z powrotem do normalnej wartości.

Jednak gdy moc wzrośnie powyżej jej zdolności, sytuacja nie będzie mogła zostać odzyskana, napięcie spadnie na zawsze i nigdy nie wróci. Jeśli spadające napięcie znajduje się w dopuszczalnym zakresie urządzeń (np. 12 V do 11,5 V), nadal będzie działać. Jeśli spadnie zbyt nisko, oczywiście cały system przestanie działać, ponieważ układy nie działają już przy tym napięciu.

Być może inteligentny zasilacz może po prostu zamknąć urządzenie, które powoduje sytuację przeciążenia, ale jest to bardzo złożone i wymaga oddzielnych wyjść dla różnych urządzeń oraz ciągłego pomiaru zużycia energii. Co powiesz na to, że wiele urządzeń jednocześnie zwiększa moc? Który zdecydujesz się zamknąć? Jeśli to procesor lub pamięć RAM, czy je wyłączysz?

Nie ma sposobu, aby temu zapobiec, poza tym, że nie włączaj zasilania tego urządzenia ani nie wymagaj od urządzenia zarządzania własną mocą. Można to zobaczyć w standardzie USB. Urządzenia USB zawsze zaczynają się od minimalnego zapotrzebowania na moc (obciążenie 1 jednostki). Po podłączeniu będzie negocjować z hostem, aby dać mu więcej mocy. Jeśli żądanie zostanie zatwierdzone, zasila pozostałe niezbędne części (takie jak dysk twardy w obudowie). Możesz również zobaczyć, że w starych obudowach dysków twardych USB, które wymagają 2 portów USB, jeśli podłączysz tylko główny kabel, odmówi uruchomienia, ponieważ widzi, że nie ma wystarczającej mocy.

Kiedy twój system zacznie pobierać więcej prądu, dla którego zasilacz jest oceniany, nastąpi co najmniej jedno z następujących zdarzeń w kolejności prawdopodobieństwa:

1. Oprogramowanie układowe systemu wykryje awarię zasilania i zatrzyma procesor i / lub podejmie próbę wyłączenia zasilania. Stan awarii zasilania można wykryć na wiele sposobów. Żaden z tych sposobów nie wiąże się z jakąkolwiek cyfrową komunikacją z zasilaczem. Niektóre płyty główne mają zaawansowane układy monitorujące, inne mają do tego podstawowe obwody.

2. Prawie wszystkie (nawet tańsze) zasilacze mają obwód zabezpieczenia nadprądowego. Gdy limit prądu zostanie przekroczony przez pewien okres czasu (zwykle mniej niż milisekundę), zasilacz po prostu całkowicie się wyłączy. Będzie wymagał odłączenia od sieci (pociągnięcie wtyczki lub przełącznika) i ponownego podłączenia przed ponownym uruchomieniem.

3. Pobór prądu spowoduje przeciążenie, niezależnie od tego, z której szyny zasilającej jest pobierany, a napięcie zacznie spadać w celu zwiększenia dostarczanego prądu. Regulatory mocy płyty głównej nie będą już dostarczać odpowiednich napięć do procesora i / lub innych komponentów. Płyta główna, procesor lub pamięć nie będą działać, a system całkowicie się zatrzyma lub wyłączy.

4. Zasilacz pobierze zbyt dużo prądu, co spowoduje rozgrzanie i wypalenie elementów. Stałoby się tak tylko w przypadku braku lub niepowodzenia rzeczy wymienionych powyżej, a także innych zabezpieczeń, które zapobiegają takiej sytuacji.

Jeśli chcesz poznać szczegóły elektryczne różnych rzeczy, posłuchaj, powinieneś zapytać EE .

W przypadku komputera działa jeszcze jeden czynnik: zasilacz wysyła sygnał „moc jest dobra”. Podczas uruchamiania ma pewien okres czasu, aby to ustalić (oczywiście w momencie uruchomienia moc nie będzie dobra).

Działa to jako wyłącznik awaryjny komputera, jeśli sygnał spadnie, urządzenie natychmiast się wyłączy (podobnie jak w przypadku przytrzymania wyłącznika zasilania), ponieważ jest to uważane za mniej destrukcyjne niż potencjalnie niestabilne działanie elektroniki powodujące niepotrzebne operacje zapisu.

Dawno, dawno temu komputery nie miały tego rodzaju ochrony, dlatego dawną radą było usunięcie dyskietek z komputera przed jego wyłączeniem.

Zależy to od SMPS, jego jakości i przestrzeganego standardu EE. Miałem podobne doświadczenie kilka lat temu, kiedy mój SMPS wybuchł, byłem na studiach i miałem mniej pieniędzy, dlatego kupiłem chiński SMPS. Kiedyś działało, ale gdy tylko temperatura procesora rosła, a wentylatory procesora zaczynały się uruchamiać, system zaczynał się zawieszać, a czasami ja też otrzymywałem niebieski ekran. Na początku nie byłem w stanie stwierdzić, że dzieje się tak z powodu SMPS, ale po tym, jak tymczasowo zamieniłem SMPS na mój przyjaciel, Mój system działał poprawnie, ale nowy SMPS został spalony w systemie moich przyjaciół. Lokalny sprzedawca dał mi 1 miesiąc gwarancji, ale niechętnie go uhonorował, ale w końcu dał mi zużyty SMPS, wziąłem go, ale system był uruchamiany bez końca, problem polegał na tym, że smps nie był w stanie zapewnić wystarczającej ilości moc nawet do uruchomienia systemu. Później kupiłem krzyżowy SMPS i potem wszystko poszło dobrze. Ale kiedy moja płyta główna wybuchła, ponownie wykorzystałem smps w moim studenckim projekcie do robienia lodówki przy użyciu urządzenia Peltiera i tam zauważyłem, że krzyżowy SMPS wyłączał się, gdy zwarłem wyjście lub użyłem do obciążenia go, ale to nigdy nie wybuchło, podczas gdy Chińczycy nigdy się nie wyłączali, ale spalali się pod obciążeniem.

Aby odpowiedzieć na pytanie „Aktualizacja”, nie ma protokołu negocjacji mocy, ponieważ nie ma dla niego uzasadnienia. Wyobraź sobie inteligentne komponenty komputerowe, które mogą negocjować moc. Czego oczekujesz od nich, jeśli nie ma dla nich wystarczającej mocy? Postój?

Problem polega na tym, że największe odbiorniki energii w typowym systemie są niezbędne do jego funkcjonowania. Jeśli masz procesor, dysk twardy, pamięć DRAM lub układ wideo, który zatrzymuje się, widoczny efekt dla użytkownika końcowego jest taki sam jak brak zasilania: system w ogóle nie działa.

Z drugiej strony taki inteligentny system zarządzania energią stworzyłby wiele własnych problemów. Niezgodne wersje protokołów, urządzenia i zasilacze zapewniające niedokładne wartości mocy i podobne problemy spowodowałyby, że systemy odmówiłyby rozruchu, które w innym przypadku mogłyby działać dobrze .

W rzeczywistości, skoro wspomniałeś o zarządzaniu zasilaniem USB, oto zabawny fakt: praktycznie żadne urządzenie nie implementuje specyfikacji zarządzania zasilaniem USB do litery. Niewiele urządzeń, które działają (przychodzi na myśl Sony PSP), działają niezawodnie tylko z oryginalnymi ładowarkami i robią o wiele gorsze wrażenie wśród użytkowników końcowych w porównaniu do podobnych urządzeń, które ignorują tę część specyfikacji USB.

Uruchomienie zasilacza ponad pojemność w krótkim i długim okresie może mieć różnego rodzaju efekty. Zależy to głównie od zaangażowanych komponentów. Zasilanie można odciąć (bezpiecznik, odcięcie temperatury), części mogą się stopić (lub szybciej się zestarzeć) lub moc zacznie być głośna, spadnie (lub wzrośnie) napięcie. Ma to wpływ na system od wyłączeń po (bardziej nieprzyjemne) błędy bitowe i nieudane obliczenia (w wyniku tych uszkodzonych danych lub niebieskich ekranów).

elektryczność 101: sprzęt pobierze potrzebną mu energię (niezależnie od tego, skąd pochodzi), jeśli zasilacz nie jest w stanie zaspokoić zapotrzebowania 3 mogą się zdarzyć 3) a) wypali się. b) będzie nadal zasilany pod ogromnym obciążeniem, dopóki nie nastąpi A lub C, c) zasilacz odcina moc wyjściową z powodu wewnętrznych zabezpieczeń przed przeciążeniem.

A i B są bardzo prawdopodobne w aplikacjach konsumenckich, a C raczej w tych aplikacjach. C jest prawdopodobnie w urządzeniach klasy komercyjnej (1000 W + zasilacze), ale A i B nadal zdarzają się bardzo często ogólnie.

możesz wyobrazić sobie zasilacz jak kran. dostępna jest pewna ilość ciśnienia i objętości. proporcjonalnie kran jest podłączony do tamy za pomocą regulatora ciśnienia. Rozmiar rury to napięcie, które jest stałe na wylocie, wzmacniacze są tym, co może być kłopotliwe, jeśli nie wystarczy wzmacniaczy, gdy coś się nie powiedzie. oczywiście, jeśli nie ma wystarczającej siły nacisku na kranie, dostaniesz „brązowe wyloty” sprzętu, ale jak powiedziałem za „tamą”. Dyski twarde nie są zbyt prawdopodobne, aby tak się stało, ale nadal jest to możliwe, ponieważ większość energii jest zużywana przez kartę graficzną i procesor (zwykle), ale jeśli masz dużą macierz dyskową, może to stanowić problem.