硬件功耗知多少?──不可“小”看的问题

整机外设

  我们在重启电脑的时候,往往会遇到一些莫名其妙的故障。在“电脑医院”栏目中就有很多这样的“病例”,究其原因,罪魁祸首就是──电源。这类故障在采用250W以下小功率电源的电脑上往往频繁出现,也容易在添加硬件,特别是硬盘后出现。这就是供电不足造成的恶果。

  供电不足,既可能是电源本身功率太小的原因,也可能是配件太多或某些配件功耗过大所致。一般情况下,功耗大的配件,其发热量也相应较大,如果散热措施不好,则可能因过热而产生意想不到的问题。因电源功率不足或配件功耗过大造成的故障还包括无法开机、3D游戏不稳定、无故重启、外设无法使用等。

  那么,我们要怎样才能避免此类问题出现,给电脑创造一个良好的运行环境呢?阿King告诉你:首先,要了解一台电脑所用各配件的功耗(特别是最大功耗,这一点尤为重要),然后将各配件的功耗相加,以此推算应该采用多大功率的主机电源。其次,做好散热工作,特别是对一些发热量大的配件(CPU、显卡、刻录机、CRT显示器等),一定要确保散热良好。

  电脑耗能大户

  众所周知,我们在购买电脑的时候非常关注硬件的频率、带宽、容量等参数,而对配件的功耗关注甚少。但正如前面所说,配件的功耗大小是关系到系统是否出问题,甚至安不安全的关键因素,因此详细了解各配件的功耗具有重大意义。下面,就让阿King带各位看看电脑上究竟有哪些耗能大户。

  1.CPU

  CPU(中央处理器)是电脑的大脑,没有它,电脑也就成了“植物人”。可见,CPU的状态直接影响到系统的性能和稳定性。和其他配件比起来,CPU外观小巧,但其功耗可一点都不小。目前,主流台式机CPU的功耗一般都在50W以上,如Intel赛扬2.1GHz和2.2GHz处理器的功耗分别达到了55.5W和57.1W,Intel P4处理器的功耗一般在60W以上(表1),AMD Athlon XP处理器的功耗也在60W以上(表2),AMD Athlon 64/64 FX处理器的最大功耗达到了89W,而Intel P4 Extreme处理器的设计功耗则达到了92.1W,最大功耗将达到108W,相当于一个亮亮的大灯泡!这么大的功耗,必然会对电源提出更高的要求,发热量也会大大增加。

  2.显卡

  随着多媒体技术的发展,显卡的性能也是日新月异,其发展速度甚至超过了CPU。显卡的性能在很大程度上是由显示芯片和显存决定的,它们的功耗和发热量也不少。

  与CPU类似,显示芯片也在有限的空间内集成了大量晶体管,也就不可避免地带来了功耗和发热量双双增加的问题。虽然各厂商都努力通过各种办法(如用更先进的生产工艺等)减少功耗和发热量,但与急速增加的晶体管数量相比,这些措施只能起到缓解的作用。

  3.硬盘

  硬盘的性能直接影响到系统的性能和数据安全。因此,各硬盘厂商不断采用新技术提高硬盘的内部和外部数据传输率,并努力增加硬盘容量。其措施包括采用新型磁头和盘片、增加转速、加快磁头运动速度、缩短定位距离、以及增加记录数据的密度等。这些措施的采用无疑大大提升了硬盘性能,但往往会带来功耗、发热量、噪音和震动的增加。当然,各厂商都力争把性能提升带来的负面影响降到最低,许多新推出的硬盘往往可以在功耗和发热量都增加不多的情况下获得较高的性能,而震动的影响也被最大限度地减轻了。但在配件较多、散热不畅,或者安装多个硬盘的场合,也应把硬盘的功耗和发热量考虑进来。

  4.光驱

  光驱是通过发射激光束来读取数据的,所以在工作时发热量较大,特别是长期使用的时候,发热量更甚。另外,刻录机在刻录光盘的时候发射的激光功率会更大,所以其功耗和发热量还要大,如果供电不足或散热不好,将直接影响到光驱的读盘效果或刻盘成功率。

  通过上表的计算,大致可以判断出CD-ROM+DVD-ROM+CD-RW的总功率为71W左右。虽然三台设备同时工作的可能性很小,但是开机自检时,均会涉及以上设备,因此考虑电源的承受功率时,必须考虑三个设备的最大值。另一方面,COMBO这种集CD-ROM、DVD-ROM、CD-RW功能于一身的光存储设备的功率还不到30W,是节省能耗的不错选择。

  5.主板

  主板是CPU、内存和各种插卡的载体,其重要性不言而喻,我们抛开主板的其他性能指标不谈,仅从供电方面看,主板自身的功耗虽不高,但承担了对CPU、内存和显卡等关键配件供电的重任,所以主板供电能力的好坏会影响到系统的稳定性。一些不明原因的死机、重启等故障就因此而起。

  为了保障对相关配件的供电,厂商在设计主板时都会精心设计供电电路,以确保有足够的带负载能力,如采用三相供电电路、大容量滤波电容、高精度电阻等。

ASUS SK8N的三相CPU供电电路

  6.显示器

  我们以LG 795FT CRT显示器为例,其实际工作电流为0.5A,电压为220V时,消耗的功率为110W,相对于其他配件来说,这是一个真正的耗电大户。如果长时间使用,或者机器较多的场合,其电量消耗是很大的。这带来的直接后果就是电费增加!

  此外,显示器的发热也是一个大问题。一般情况下,CRT显示器的工作环境温度是10℃~35℃。显示器内部的电源调整管功率为60W左右,开关电源的有效转换率为80%~90%,其中有将近10W的功率消耗在管子上;行输出管也是发热大户,17英寸显示器行输出管的功率一般为60W~150W,工作电流在10~15A之间,正常工作时,行输出管散热片的温度在65℃左右;场电路推动IC的功耗在20W左右,还有灯丝也会发热……。当环境温度高于35℃以上时,就会打破上述各部件的发热与散热平衡,如果显示器的散热量小于发热量,这时显示器内部的温度有可能高于60℃,甚至更高。

  由此可见,我们不能对显示器的功耗和发热量视而不见,并应该积极采取措施减少功耗和发热量。措施之一就是合理设置显示器的节电功能,如黑屏和关机的时间。其次是合理摆放显示器,给它一个良好的散热空间。

  7.外设

  外设的种类很多,其中直接从主机(准确说是从主板)取电的有键盘、鼠标、各种USB设备、IEEE1394设备等。其中键盘和鼠标的功耗较低,但移动硬盘等设备的功耗则较高,当在一些电源品质较差的电脑上用时,往往发生读写错误,甚至导致死机等故障。USB设备的功耗一般不超过5W,1394设备的功耗一般不超过10W。键盘和鼠标的功耗在2W以下。此外,机箱中各种散热风扇的功率一般在3W以下,内存条的功率在0.5W~2W之间。

  升级电脑要考虑功率搭配

  很多用户抱怨,自己的电脑一直能正常使用,可在升级或添加几个配件后就老是重启,甚至死机。这里除了配件故障或配件不兼容外,还有一个重要因素就是主机电源供电跟不上。前面讲了那么多配件的功耗问题,除显示器外(注意有些显示器也是从主机取电,这要看用户的连接方式了,这种情况更要考虑显示器的功耗了),几乎都需要主机电源供电。因此,主机电源的重要性也就体现出来了。

  升级电脑的时候,应该粗略计算一下全系统的总功耗。一般来说,较老的低速CPU、显卡和光驱的功耗较低,随着速度的增加,往往有较大幅度的攀升;硬盘、软驱、主板、内存的功耗增加不会太大。因此可以根据需要升级的设备来权衡电源的功率是否足够。

  现在,让我们来算算一台电脑大概需要多大的功率:

  一般情况下,一款实际功率为300W的电源可以勉强为目前的主流配置供电。如果所用电源的实际功率为250W或以下,则在升级时要特别留心,在采用一些大功率配件后,很有可能突破电源带负载的上限。何况为保险起见,还应留有一定余量。

  此外,目前的市场上充斥着许多标称功率为300W,而实际功率却远远达不到的伪300W电源,如果安装了这种电源,那么在升级的时候就要留神了。