Strømforsyning (PSU)

Intern og ekstern strømforsyning

Strømforsyningen (PSU, Power Supply Unit) er en sentral del av alle datamaskiner og gir maskinen strøm med riktig(e) spenning(er). Stasjonære datamaskiner bruker interne strømforsyninger som på bildet over. Bærbare datamaskiner og små arbeidsstasjoner har som oftest eksterne strømforsyninger for å spare plass. I denne artikkelen ser vi på interne strømforsyninger.

ATX

ATX-standarden omfatter både hovedkort og strømforsyninger for stasjonære datamaskiner. Standarden beskriver hvilke dimensjoner en strømforsyning skal ha, hvilke spenninger strømforsyningen skal levere, og hvilke kontakter som skal brukes. Du kan lese mer om kontaktene i artikkelen "Kontakter på ATX-strømforsyninger".

Versjoner av standarden

Den første versjonen av ATX-standarden kom i 1995. Med overgangen til Pentium 4 i år 2000 ble det behov for mer strøm til hovedkortet. Da kom det en ny versjon av standarden, nå med 24-pinners i stedet for 20-pinners strømkontakt til hovedkortet.

Vi er i dag på versjon ATX v3.1. som inkluderer strømkontakter for SATA-enheter, PCIe-enheter og ekstra strøm til hovedkortet og GPU. Denne versjonen ble utgitt i 2023.

Moderne strømforsyninger leverer strøm på 12 volt, 5 volt og 3,3 volt.

Omforming skjer nærmere komponentene

I de første strømforsyningene foregikk det meste av strømomformingen i selve strømforsyningen, og andre komponenter, for eksempel prosessoren, fikk 5 volt og 3,3 volt direkte fra strømforsyningen. Men etter hvert som prosessorer og grafikkprosessorer fikk behov for mer strøm med lave spenninger, ble mye av omformingen flyttet ut på hovedkortet. I dag leverer derfor strømforsyningen mest strøm på 12 volt, som så omformes på nytt nær komponenten som trenger strøm.

Et godt eksempel på dette er VRM (Voltage Regulator Module), som ligger tett inntil prosessoren og omformer 12 volt fra strømforsyningen til de lave spenningene som prosessoren trenger.

På bærbare datamaskiner og mange små arbeidsstasjoner er strømforsyningen ofte ekstern og leverer bare én enkelt spenning, for eksempel 19 volt.

Overgang til ATX12VO

I dag er det ATX-standarden som dominerer for stasjonære datamaskiner. Men for at framtidige strømforsyninger skal bli mer effektive og bedre tilpasset de spesifikke maskinene de skal brukes i, er det utarbeidet en ny standard (ATX12VO), som bare vil levere 12 volt til komponentene i datamaskinen.

Det er sannsynlig at denne standarden på sikt vil ta over.

Valg av strømforsyning

Når du skal velge strømforsyning til en stasjonær datamaskin, må du vurdere

• hvor mange watt strømforsyningen maksimalt kan levere, altså effekten

• hvor høy virkningsgrad strømforsyningen har

• den fysiske størrelsen på strømforsyningen

• om strømforsyningen har de riktige kontaktene for komponentene som skal brukes

• hvor mye vifta støyer

• hvor god kvalitet og holdbarhet strømforsyningen har

Hvor mye effekt (watt) leverer strømforsyningen?

Datamaskiner er bygd opp av mange forskjellige komponenter. Hver av disse har et maksimalt effektforbruk av strøm (watt). Spesielt typen skjermkort (GPU) og prosessoren (CPU) vil ha mye å si for hvor kraftig strømforsyning maskinen vil trenge.

For en stasjonær datamaskin ligger maksbehovet som oftest et sted mellom 350 watt og 1 500 watt. Dette er ikke hvor mange watt maskinen bruker hele tida, men maksforbruket når alle komponentene er aktive samtidig.

Når du skal velge strømforsyning, må du regne ut maksbehovet til din datamaskin og kjøpe en strømforsyning som har større kapasitet enn maksbehovet. Dette kan regnes ut manuelt, eller du kan bruke en kalkulator på nettet for å komme fram til svaret.

Strømforsyningens virkningsgrad

Når strømforsyningen omformer strøm, forsvinner noe av energien som varme i strømforsyningen. Mengden som står igjen, kaller vi for virkningsgraden (effektiviteten).

La oss si at det går 100 watt inn i strømforsyningen, og strømforsyningen har en virkningsgrad på 95 prosent. Da vil 95 watt komme ut av strømforsyningen som strøm, mens 5 watt går bort som varme.

Strømforsyningen har som oftest høyest virkningsgrad når belastningen er mellom 40 og 60 prosent av kapasiteten.

Informasjon om virkningsgraden til en strømforsyning finner du ofte i ei tilhørende håndbok eller i tilhørende salgsmateriell. Ofte har også strømforsyningene merking på siden som angir hvor høy virkningsgrad de har. Det finnes flere sertifiseringsordninger for strømforsyninger, den mest utbredte er 80 Plus-sertifiseringen. Denne består av flere trinn, og for hvert trinn øker kravet til virkningsgrad.

Strømforsyninger med høy virkningsgrad er dyrere enn de med lav virkningsgrad. Men siden høy virkningsgrad betyr mindre varmegenerering, blir strømregningen noe lavere. Behovet for nedkjøling blir også mindre – dette er spesielt viktig i serverrom og i perioder når klimaanlegg (aircondition) må brukes for å holde temperaturen nede.

Redundante strømforsyninger

Datamaskiner har som oftest bare én strømforsyning. Hvis denne blir ødelagt, mister maskinen strøm og slår seg av. Dette kaller vi "single point of failure". Når vi bruker begrepet redundant, mener vi at vi har en løsning i bakhånd for å hindre at systemet slutter å fungere på grunn av én enkelt feil.

Redundante strømforsyninger har to eller flere strømforsyningsmoduler som kan arbeide uavhengig av hverandre. Hvis én av modulene blir ødelagt, tar den andre over arbeidet, og datamaskinen fortsetter å fungere som normalt.

I mange redundante strømforsyninger er det mulig å bytte ut en strømforsyningsmodul mens maskinen er på. Dette kalles for "hot swapping".

Redundant strømforsyning er spesielt nyttig og utbredt for servere.