Новая статья: Какой блок питания необходим современному игровому ПК

Опубликовано августа 19, 2019 в Новости

Написать эту статью меня побудили постоянные вопросы к статьям рубрики «Компьютер месяца», которые довольно часто начинаются со слова «почему». Почему в такой-то сборке рекомендуется блок питания мощностью N ватт? Почему вы предлагаете такие дорогие решения, ведь можно заметно сэкономить? Почему в экстремальную сборку рекомендуется блок питания мощностью в один киловатт? Это лишь небольшой перечень вопросов, которые я вспомнил сразу же, когда начал писать эту статью. Действительно, пользователи, которые еще не обладают должным опытом по сбору и комплектации системных блоков, хотят знать точные и очевидные критерии выбора «кормильца» всея ПК. К тому же выбор блоков питания на нашем рынке весьма и весьма широк. Так, на сайте магазина «Регард» на момент написания этой статьи значилось 676 моделей компьютерных блоков питания — центральных процессоров продается меньше. Следовательно, необходимо помочь новичкам разобраться в этом вопросе.

Важно отметить, что в этой статье я не буду рекомендовать какие-либо конкретные модели блоков питания. Для этих целей на нашем сайте периодически выходят тематические гиды. В данном материале будут рассмотрены особенности современных моделей БП, а также критерии и форматы современных платформ ПК, позволяющих собрать полноценную игровую систему.

⇡#Как менялось энергопотребление игровых комплектующих

Перед началом разбора основных и вторичных параметров любого компьютерного блока питания, на мой взгляд, необходимо разобраться, какие компоненты ПК влияют на уровень энергопотребления. Точнее, понятно, что стахановцами в этом вопросе являются центральный процессор и дискретная видеокарта, но насколько это железо влияет на потребляемую мощность?

Давайте поступим просто. Ниже на графиках приведены параметры всех процессоров и видеокарт, которые лаборатория 3DNews тестировала за последние пять лет и которые, по мнению автора этого материала, можно хотя бы условно отнести к разряду игровых решений (с учетом актуальности в определенный период времени, конечно же). В данном случае речь идет о таком параметре, как TDP — расчетной тепловой мощности.

Компания Intel считает, что расчетная тепловая мощность (TDP) — это параметр, который «указывает на среднее значение производительности в ваттах, когда мощность процессора рассеивается (при работе с базовой частотой, когда все ядра задействованы) в условиях сложной нагрузки, определенной Intel». Мы видим, что уровень TDP современных — и не очень современных — центральных процессоров меняется в довольно большом диапазоне. Статистика, собранная мной, говорит о чипах с расчетной мощностью от 35 и до 250 Вт соответственно. Если же рассмотреть наиболее популярные в свои годы устройства, то мы увидим, что в основном в игровые компьютеры устанавливаются чипы с TDP в диапазоне от 65 до 105 Вт.

И здесь мы сразу же наблюдаем определенный подвох. Бесспорно, центральный процессор и видеокарта являются главными потребителями энергии в любой компьютерной системе. На первый взгляд, может показаться, что подобрать блок питания необходимой мощности очень просто: складываем TDP процессора с TDP ускорителя графики плюс учитываем, что в любом системном блоке присутствуют и другие комплектующие (накопители, материнская плата и железо с вентиляторами). Только вот даже сама Intel прямо говорит, что расчетная тепловая мощность — это среднее значение производительности в ваттах, когда ЦП работает на базовой частоте. Следовательно, довольно часто можно встретить сценарии работы, когда центральный процессор для настольного ПК выйдет за рамки оговоренного производителем уровня.

Приведу простой пример. Выше размещен скриншот, который наглядно демонстрирует, как работает центральный процессор Core i5-8400 под нагрузкой в виде программы Prime95. Согласно техническим характеристикам, базовая частота этого 6-ядерного чипа составляет 2,8 ГГц, а расчетная мощность — 65 Вт. Только вот в программе, использующей AVX-инструкции, все ядра трудятся на частоте 3,8 ГГц — так работает технология Turbo Boost. Наши измерения показали, что процессор потребляет более 95 Вт, то есть он явно выходит за пределы, определенные Intel в спецификации. Оказывается, во многих платах функция MultiCore Enhancements, отвечающая за работу CPU в рамках TDP, включена по умолчанию — следовательно, ограничения по предельному энергопотреблению сняты.

А еще мы совсем недавно узнали, что 8-ядерный Ryzen 7 3700X при аналогичном уровне TDP — 65 Вт — работает в схожем ключе. Согласно нашим исследованиям, частота чипа меняется в диапазоне от 4,1 до 4,4 ГГц при базовом значении 3,6 ГГц. Естественно, ни о каких 65 Вт речи не идет: при серьезной нагрузке процессор устанавливает совсем другую планку энергопотребления — 100+ Вт. Опять же речь идет о работе системы в режиме по умолчанию, без ручного разгона или повышения напряжения, то есть производитель специально делает так, что реальная потребляемая мощность значительно превосходит заявленный уровень TDP. Как видите, оба чипмейкера в последнее время действуют в схожем ключе.

Похожая ситуация наблюдается и среди видеокарт. Вот и самая производительная на сегодняшний день игровая модель GeForce RTX 2080 Ti при заявленном TDP в 260 Вт при максимальной нагрузке потребляет все 360 Вт.

В этом и заключается подвох. Нельзя просто взять и сложить расчетную мощность основных компонентов системы. Так, сумма TDP Core i9-9900K и GeForce RTX 2080 Ti составляет 345 Вт. Еще сколько-то «съедят» другие компоненты системы. Однако, забегая вперед, скажу, что мне удалось нагрузить систему так, что она потребляла больше 450 Вт.

И еще не надо забывать про разгон. О его пользе с точки зрения, к примеру, получения дополнительных FPS в играх вы можете судить по нашим обзорам — 3DNews не пропускает интересные и популярные модели центральных процессоров и видеокарт. А вот как меняется энергопотребление системы после оверклокинга, вы узнаете во второй части статьи.

Под словосочетанием «другие компоненты системы», естественно, подразумеваются такое железо, как материнская плата, оперативная память, прочие дискретные устройства (помимо видеокарты), а также компоненты систем охлаждения (вентиляторы кулера и корпуса, помпа СЖО и так далее). Только вот практика показывает, что все перечисленные комплектующие потребляют не очень много — на фоне тех же процессоров и видеокарт.

Давайте разберемся с оперативной памятью. К сожалению, я не знаю такого метода, который довольно точно позволит измерить энергопотребление отдельно модулей ОЗУ. Поэтому я взял два модуля Samsung M378A1G43EB-CRC общим объемом 16 Гбайт и установил их в систему с процессором Ryzen 5 1600 и материнской платой ASUS ROG STRIX B450-I GAMING. Мы знаем, что этот комплект спокойно разгоняется до 3200 МГц при сохранении задержек, но небольшом увеличении напряжения. Для нагрузки я использовал программу Prime95 29.8 с включенным тестом Large FFT, который по-максимуму нагружает ОЗУ. Что ж, разница между DDR4-2400 и DDR4-3200 составила всего 14 Вт, если сравнивать пиковые значения энергопотребления.

Нет особого смысла измерять и энергопотребление накопителей, потому что на фоне тех же процессоров и видеокарт оно крайне мало. Например, на нашем сайте вышел обзор жестких дисков объемом 14-16 Тбайт — и оказалось, что эти монстры в режиме чтения не потребляют выше больше 9,5 Вт, а ведь в таких накопителях установлено 7-9 пластин. Получается, серьезно повлиять на энергопотребление ПК может только связка из нескольких HDD/SSD, да и то надо учитывать, что запоминающие устройства должны работать одновременно, а это для десктопов не очень характерно. Обычно, если речь заходит о домашнем ПК, в системе используется 1-2 SSD и столько же механических накопителей.

Примерно так же дела с энергопотреблением обстоят и у вентиляторов — на их корпусе часто указывают такие параметры, как сила тока, напряжение и мощность. Стандартные крыльчатки, пригодные для использования в настольных ПК, редко потребляют больше 5 Вт. Обычно в системе используются 3-4 корпусных вентилятора и один-два «карлсона», идущие в комплекте с процессорным охлаждением. Получается, даже установка шести крыльчаток увеличит энергопотребление системного блока всего на 20-25 Вт.

Собственно говоря, мы приходим к тому, с чего начали. Основные энергозатраты в любом системном блоке приходятся на центральный процессор и видеокарту. Мы уже выяснили, что верить паспортным характеристикам CPU и GPU нельзя, и выбирать блок по сумме TDP компонентов — не лучшая затея. Как же понять, какой блок нужен — мы расскажем во второй части.

Все вышесказанное позволяет сделать еще один вывод: мы видим, что энергопотребление компьютерной техники год от года не сильно меняется и находится в определенных рамках. То есть купленный сейчас блок питания прослужит долгую и верную службу и пригодится при сборке следующей системы, а может, и двух. В таком ключе покупка заведомо хорошего БП выглядит весьма рациональной затеей.

⇡#О кабель-менеджменте системного блока

Продолжая тему выбора блока питания определенной мощности, обязательно надо рассказать про кабель-менеджмент в современных ПК. Дело в том, что здесь работает одно важное правило: чем больше мощность БП — тем больше у него кабелей. Если говорить об игровых системах, то в современных реалиях от источника питания может потребоваться минимум два провода, которые будут подключены к матплате. В среднем же использованными оказываются четыре-пять кабелей. Но у блоков питания их чаще всего намного больше.

Начнем с видеокарт, ведь в большинстве геймерских ПК именно они требуют больше всего электроэнергии. Как известно, слот PCI Express x16 материнской платы способен передать дискретному устройству до 75 Вт электроэнергии (на самом деле чуть больше, но стандарт описывает именно такое значение). Например, такого питания достаточно большинству видеокарт уровня GeForce GTX 1650, которые смело можно отнести к разряду игровых. Но на более мощных видеокартах часто можно встретить 6- и 8-контактные разъемы питания. В первом случае передается до 75 Вт энергии, во втором — до 150 Вт.

Видеокарты среднего ценового диапазона (с TDP не выше 200 Вт), как правило, оснащаются одним 6- или 8-контактным разъёмом. В более мощных видеокартах обычно встречается пара коннекторов.

Например, модель ASUS ROG Strix GeForce RTX 2080 Ti OC, обзор которой выходил на нашем сайте, оснащена сразу же двумя 8-штырьковыми коннекторами. TDP этой модели находится на уровне 260 Вт, но мы видим, что максимальное энерготопотребление этой видеокарты может достичь 75+150+150=375 Вт — по факту наличие у ASUS ROG Strix GeForce RTX 2080 Ti OC такого энергетического запаса оказывается далеко не лишним, ведь многие энтузиасты используют эту видеокарту в том числе и для экстремального разгона.

Допустим (я специально не привожу точных данных, чтобы было интересно читать вторую часть статьи), система с видеокартой уровня Radeon VII и процессором уровня Ryzen 7 2700X потребляет в играх около 350 Вт. Вроде бы очевидно, что для такого системного блока вполне будет достаточно блока питания мощностью 450 Вт. Только вот к «Радеону» необходимо подключить два 8-контактных кабеля питания PCI-E 6+2. Изучение недорогих блоков питания, доступных на нашем рынке, показывает, что большинство моделей мощностью до 600 Вт второго PCI-E-провода не имеет, и этот пример с Radeon VII я привожу, как наглядное доказательство тому, что кабель-менеджмент тоже влияет на выбор блока питания определенной мощности.

Кстати, модель Corsair CX450, которая использовалась в сегодняшнем тестировании, имеет два неотстегиваемых кабеля PCI-E 6+2. Это значит, что владелец такого блока питания со временем без проблем сможет произвести в своем ПК апгрейд видеокарты — примеры, приведенные выше, наглядно показывают, что видеокарты с TDP порядка 200 Вт очень часто используют два разъема питания.

В продаже можно встретить монстров, оснащенных тремя 8-пиновыми разъёмами питания PCI-E — получается, такой видеокарте можно предать до (!) 525 Вт электроэнергии. Тут уже далеко не каждый блок питания мощностью 600-650 Вт обладает нужным набором проводов.

ASUS ROG Crosshair VIII Formula

ASUS ROG Crosshair VIII Formula

Материнская плата, как правило, требует подключения всего двух проводов, хотя и здесь хватает частных случаев. Так, недорогие платы вроде ASUS PRIME H310M-R R2.0 оснащены одним 24-контактным разъемом ATX и одним 4-контактным EPS, необходимым для питания CPU. В большинстве же случаев используется 8-штырьковый EPS-разъем. Но есть и материнские платы, которые имеют схему подключения EPS 8+4 и даже EPS 8+8, то есть им нужно по два дополнительных разъёма питания. Плюс в продаже можно встретить устройства с дополнительным питанием PCI Express-портов, которое реализовано либо в виде 6-пинового разъема PCI-E, либо в виде стандартного MOLEX, распаянного непосредственно на плате.

В сегодняшнем тестировании приняли участие такие платы, как ASUS ROG CROSSHAIR VIII FORMULA и ASUS ROG MAXIMUS XI FORMULA. Первая предназначена для процессоров AMD Ryzen и базируется на платформе AM4 (чипсет — X570), вторая является флагманским решением для платформы LGA1151-v2 (чипсет — Z390 Express). Подробно про ROG MAXIMUS XI FORMULA я писал в статье «На что способен самый быстрый игровой ПК 2019 года. Тестируем систему с двумя GeForce RTX 2080 Ti в 8K-разрешении» — для такого системника требовалось продвинутое решение, способное обеспечить стабильную работу Core i9-9900K на частоте 5,2 ГГц. В принципе, одной этой характеристики достаточно для того, чтобы вынести одобрительный вердикт этой плате.

Модель ROG Crosshair VIII Formula — птица схожего полета, только в данном случае речь идет о платформе AMD. Модель получила, по данным производителя, 16-фазный конвертер питания. Элементы VRM-цепи охлаждаются массивным радиатором, который к тому же может служить водоблоком — этот элемент СЖО разработан совместно с известной словенской компанией EKWB. Думаю, вы прекрасно понимаете, что ROG CROSSHAIR VIII FORMULA отлично справится и с 12-ядерным Ryzen 9 3900X, и с грядущим 16-ядерным Ryzen 9 3950X.

Обе «Формулы» оснащены разъемами EPS 8+4. Один только 4-пиновый разъем позволяет передать центральному процессору через стандартные контакты блока питания 192 Вт энергии (при использовании других контактов этот параметр может быть увеличен до 288 Вт), а в этих платах их, по сути, три. Отмечу, что даже недорогие материнские платы тоже иногда оснащаются портами EPS 8+4, что выглядит, на мой взгляд, несколько странно.

На данный момент очень немногие блоки питания оснащены сразу двумя кабелями EPS. Вот, ребята из Corsair для написания этой статьи предоставили мне модели TX650M и CX650 — довольно популярные в России БП, поддерживающие стандарты 80 PLUS Gold и Bronze соответственно. В первом случае речь идет о частично модульном БП (основные провода с 24-контактным ATX и 8-контактным EPS — неотстегиваемые), во втором — о «хвостатом» устройстве, в котором нельзя отсоединить ни один кабель. Мощности таких блоков — чуть забежим вперед — оказывается вполне достаточно для сборки, например, с процессором Core i7-9700K и видеокартой класса GeForce RTX 2080 Super. Естественно, чип можно разогнать, а раз так, то велика вероятность, что в пару к таким производительным комплектующим будет куплена качественная материнская плата — да хоть та же ROG MAXIMUS XI FORMULA. Но оба блока питания Corsair имеют всего по одному 8-пиновому EPS-кабелю. И что, они не подходят для сборки?

Чтобы проверить этот момент, я взял ROG MAXIMUS XI FORMULA и установил на эту плату Core i9-9900K. Отмечу, что мне достался весьма удачный экземпляр, который при использовании суперкулера или двухсекционной «водянки» спокойно разгоняется до 5 ГГц и стабильно работает на такой частоте даже в программах уровня LinX и Prime95. Сначала в стенде использовался блок питания Corsair TX650M. Я увеличил напряжение VCore до 1,345 В и выставил пятый уровень Load-Line Calibration — блок питания легко справился со своей задачей. В «Прайме» максимальный уровень энергопотребления стенда составил 319 Вт. Затем TX650M был заменен на модель RM850x, которая, в отличие от 650-ваттников, имеет дополнительный EPS-шнур. Результат разгона остался тем же — 5 ГГц в программе Prime95 с включенным тестом Small FFT, который максимально нагружает вычислительные ядра процессора и его кеш. Энергопотребление оказалось схожим с пиковым значением в 320 Вт. Дополнительный кабель БП никак не повлиял на работу системы и разгон ЦП.

Вполне очевидно, что в случае с ROG CROSSHAIR VIII FORMULA и ROG MAXIMUS XI FORMULA дополнительные порты для питания CPU необходимы для экстремального разгона этих чипов. Я как-то участвовал в суровых опытах над 18-ядерным Core i9-7980XE с использованием жидкого азота и лично видел, что на частоте 5,7 ГГц один только чип в пике потреблял до 700 Вт электроэнергии. Надо сказать, что плата ASUS ROG RAMPAGE VI APEX достойно справлялась с такой нешуточной нагрузкой.

В случае же с домашним оверклокингом — при использовании воздушной системы охлаждения, неразборной или кастомной «водянки» — можно смело ограничиваться одним 8-пиновым EPS-проводом блока питания. Отсюда делаем вывод: не все разъемы на материнской плате есть смысл использовать.

А вот питать чипы уровня Core i7-9700K и Core i9-9900K, а также их аналоги от AMD от одного 4-пинового разъёма я бы не рискнул. Вот и в списке в списке ЦП, поддерживаемых матплатой ASUS PRIME H310M-R R2.0, о которой говорилось ранее, такие модели не значатся.

Продолжая тему кабель-менеджмента, можно с уверенностью сказать, что в ряде случаев другие кабели БП вообще могут не понадобиться. Например, если вы используете в системе накопители форм-фактора M.2 и не устанавливаете различную периферию (например, оптический привод). В таком случае вам потребуется запитать от БП только материнскую плату и видеокарту. SSD стандарта NVMe, устанавливаемые на плату и не требующие дополнительных коннекторов, уже давно рекомендуются в большинстве сборок «Компьютера месяца».

Тем не менее любой блок питания обеспечит подключение минимум четырех SATA-устройств. А еще в комплекте идут провода MOLEX, которые сейчас мало где используются. В дешевых корпусах от них могут запитываться, например, вентиляторы. В принципе, через переходники от MOLEX можно запитывать и видеокарты (но делать этого в случае с дорогими 3D-ускорителями я категорически не советую!).

В особо запущенных случаях, когда необходимо подключить большое количество проводов, лучше взять частично или полностью модульный БП. Такой подход заметно облегчит жизнь при сборке системы. Забавно, но если от блока питания требуется всего три-четыре провода, то в таком случае тоже лучше использовать устройство с модульным кабель-менеджментом — чтобы лишний «хвост» не торчал и не мешался.

И все же в эстетическом плане сборка системы с немодульным блоком питания — не трагедия. Лишние провода легко прячутся под корзиной для жестких дисков. А еще сейчас даже самые недорогие корпуса оснащают шторкой (металлической или пластиковой) на днище. За ней прячутся как сам блок питания, так и ворох неиспользуемых шнуров.

Полностью модульный блок питания будет нужен, если вы хотите не просто собрать красивый ПК, но хотите сделать это красиво — с использованием оплетки, например. У того же Corsair продаются комплекты оплетенных проводов, а можно оплетку сделать и самому.

Небольшой анонс: более подробно про кабель-менеджмент я расскажу (и покажу) в другой статье, которая скоро выйдет на нашем сайте.

Длина кабелей — ещё один важный эксплуатационный параметр любого блока питания. Конечно, здесь многое зависит и от компьютерного корпуса. Но для большинства Midi-Tower-моделей высотой от 400 мм до 500 мм с нижним расположением БП достаточно, чтобы 4/8-пиновый провод питания CPU имел длину в 500-550 мм. Для Full/Ultra Tower высотой 600-800 мм — нужно минимум 600 мм. Получается довольно простое правило: EPS-шнур по длине должен быть равен высоте корпуса, если речь идет о нижнем расположении БП. Тогда никаких сюрпризов при сборке не случится. Длина других кабелей блока питания в случае с Tower-корпусами нас, в общем-то, мало интересует. В некоторых моделях длина шнура с 24-пиновым портом достигает 700 мм — в таком случае нормально уложить его за шасси кейса оказывается даже проблематичнее.

Внимательный читатель наверняка обратил внимание, что я никоим образом не затрагивал форм-фактор самих БП — они бывают разные, иногда компьютерный корпус позволяет использовать только модели типоразмера SFX. Но эта статья привязана к рубрике «Компьютер месяца», а в ней сборки рекомендуются в классических Tower-корпусах. Обещаю, что сборке компактных геймерских ПК я посвящу отдельную подробную статью.

И все же перед покупкой убедитесь, что ваш блок питания влезает по длине в корпус. Например, перечисленные ранее модели БП Corsair поместятся 99 % Midi-Tower-кейсов. А вот для какого-нибудь Corsair AX1200i длиной 225 мм (а ведь еще и подключенные провода займут 50-100 мм) придется подыскивать компьютерное «жилище» попросторнее.

⇡#Сколько стоит новый блок питания?

В этом параграфе я буду краток. Довольно часто в комментариях к «Компьютеру месяца» или к любой другой статье, связанной с блоками питания приходится наблюдать сообщение в стиле «Да зачем сюда такой БП? Здесь же достаточно модели на N Вт.» С одной стороны, такие комментаторы бывают правы. С другой стороны, таблица ниже наглядно показывает, что не всегда блок питания меньшей мощности стоит заметно меньше модели с большим числом заявленных ваттов. Особенно это правило актуально для моделей мощностью 400-600 Вт.

Стоимость блоков питания форм-фактора ATX, руб.
400-450 Вт 500-550 Вт 600-650 Вт 700-750 Вт 800-850 Вт 1000—1050 Вт
80 PLUS Мин. 2850 2940 3560 3850 Нет актуальных моделей
Макс. 2940 3380 3760 4260
Средняя 2900 3163 3600 4073
80 PLUS Bronze Мин. 3090 3420 4500 4800 7080 Нет актуальных моделей
Макс. 4850 5870 6540 7670 7460
Средняя 4206 4896 5849 6300 7200
80 PLUS Silver Мин. В магазине представлено всего две модели
Макс.
Средняя
80 PLUS Gold Мин. 4270 5380 5850 6370 8140 8250
Макс. 6190 10850 10760 12270 13460 17530
Средняя 5280 7547 7780 8636 10560 12738
80 PLUS Platinum Мин. Нет актуальных моделей 8840 10930 10800 12440 12470
Макс. 11250 13420 15420 17620 20860
Средняя 10500 12392 13255 14088 15653
80 PLUS Titanium Мин. Нет актуальных моделей 15560 17700 17870 19690
Макс. 19900 18750 20230 25540
Средняя 17730 18215 19050 22615

Мы видим, что более мощные устройства схожего класса (например, обладающие сертификатом 80 PLUS Bronze) если и стоят больше, то совсем немного. Сравнивая средние цены, мы видим, что разница между блоками питания мощностью 400-450 Вт и 500-550 Вт составляет чуть больше 600 рублей. При таком раскладе однозначно стоит заплатить эту сумму, но получить взамен более мощное устройство. Разница в цене между блоками мощностью 600-650 и 700-750 Вт оказывается и того меньше.

И таких сравнений, глядя на таблицу, можно провести довольно большое количество. А потому напрашивается очередной вопрос: если есть возможность за ту же или чуть более высокую сумму взять блок питания большей мощности, то почему бы ей не воспользоваться? Вопрос, впрочем, риторический.

Для сбора статистики я зашел на сайт магазина «Регард», выбрал шесть популярных производителей и посчитал среднюю стоимость блоков питания определенной мощности и определенного стандарта 80 PLUS.

Источник