Недорогие однофазные процессоры измерения энергопотребления

Методика измерения энергопотребления при тестировании процессоров iXBT.com

Недорогие однофазные процессоры измерения энергопотребления

Совсем недавно мы анонсировали нашу новую методику тестирования на основе реальных приложений (iXBT Application Benchmark 2016), которая включает в себя 17 отдельных тестов.

Результаты этих тестов позволяют оценивать производительность системы в различных сценариях использования путем замера времени выполнения тестовых задач и сопоставления этого времени со временем выполнения этих задач на референсной системе.

Однако производительность процессора — это лишь одна сторона медали, а другая сторона — энергопотребление. До сих пор мы не измеряли энергопотребление процессоров при их тестировании, но обещали разработать соответствующую методику.

В этой статье мы опишем подготовленную методику измерения энергопотребления, реализуемую с помощью плагина к нашему бенчмарку iXBT Application Benchmark 2016.

Программно-аппаратный измерительный блок

Для работы плагина используется специализированный программно-аппаратный измерительный блок, разработанный Алексеем Кудрявцевым. Измерительный блок подключается в разрыв цепей питания между компьютерным блоком питания и материнской платой.

Попросту говоря, измерительный блок подключается к 24-контактному (ATX) и 8-контактному (EPS12V) разъемам блока питания, а материнская плата подключается уже к измерительному блоку с использованием аналогичных разъемов.

Измерительный блок способен измерять напряжение и силу тока по шинам 12 В, 5 В и 3,3 В разъема ATX, а также напряжение питания и силу тока по шине 12 В разъема EPS12V, используемого для питания процессора.

Связь измерительного блока с компьютером производится по шине USB. Это позволяет управлять работой блока и сохранять измеряемые величины в файле. Управление работой измерительного блока производится из командной строки.

В нашей методике интеграция программно-измерительного блока с бенчмарком iXBT Application Benchmark 2016 заключается в том, что в каждом тесте синхронно с началом выполнения тестового задания запускается сбор данных измерительным блоком, а синхронно с моментом окончания выполнения тестового задания сбор данных прекращается. Результаты измерения сохраняются во временном файле и обрабатываются бенчмарком.

В каждом тесте сохраняются следующие значения, рассчитанные на основе результатов измерений:

  • суммарная потребляемая мощность во время выполнения теста, в ваттах;
  • потребляемая процессором мощность во время выполнения теста, в ваттах.

Суммарная потребляемая мощность учитывает потребление по шинам 12 В, 5 В и 3,3 В разъема ATX и по шине 12 В разъема EPS12V. Суммарная потребляемая мощность рассчитывается как отношение суммарного энергопотребления ко времени измерения.

Потребляемая процессором мощность во время выполнения теста учитывает только потребление по шине 12 В разъема EPS12V (этот разъем используется для питания процессора).

Данная мощность рассчитывается как отношение энергопотребления процессора за время выполнения теста ко времени выполнения теста. Нужно, однако, иметь в виду, что в данном случае речь идет об энергопотреблении процессора вместе с регулятором напряжения его питания.

Естественно, регулятор напряжения питания процессора имеет определенный КПД, и часть электрической энергии потребляется им самим (она выделяется в виде тепла на MOSFET-транзисторах и других элементах).

Поэтому реальная мощность, потребляемая процессором, всегда будет немного ниже измеренных значений, однако измерить это реальное значение с использованием внешнего измерительного блока не представляется возможным.

Особенности измерения энергопотребления в отдельных тестах

Как уже отмечалось, сбор данных измерительным блоком начинается синхронно с началом выполнения тестового задания и завершается синхронно с моментом окончания выполнения тестового задания.

Казалось бы, все просто, но тут есть свои нюансы. Дело в том, что некоторые тесты включают не одну, а сразу несколько задач, и результатом теста является суммарное время выполнения всех этих задач.

При этом между отдельными задачами в тесте могут быть довольно продолжительные паузы.

Всего таких тестов в нашем бенчмарке пять:

  • Adobe Premiere Pro CС 2015.0.1,
  • Photodex ProShow Producer 7.0.3257,
  • PhaseOne Capture One Pro 8.2,
  • Adobe Audition CС 2015.0,
  • WinRAR 5.21.

Так, в тесте с использованием приложения Adobe Premiere Pro CС результатом является суммарное время рендеринга и экспортирования фильма. В тесте с применением приложения Photodex ProShow Producer результатом является суммарное время создание проекта слайд-шоу, включающее в себя время загрузки фотографий и время экспорта проекта в фильм.

В тесте с применением приложения PhaseOne Capture One Pro производится экспортирование коллекции фотографий в проект с созданием превью, пакетная обработка фотографий в режиме автоматического улучшения качества и сохранение фотографий в формате JPEG. Результатом теста является время выполнения всех трех операций.

В тесте с применением приложения Adobe Audition CС первоначально загружается шестиканальный (5.1) аудиофайл в формате FLAC. Затем этот файл обрабатывается путем применения к нему фильтра адаптивного шумоподавления, и на заключительном этапе производится конвертация в формат MP3. Результатом теста является суммарное время загрузки аудиофайла, его обработки и конвертирования.

В тесте с использованием приложения WinRAR производятся две отдельные задачи: архивация и разархивация данных.

И когда в тесте выполняется несколько отдельных задач, непонятно, что именно понимать под потребляемой мощностью и энергопотреблением, поскольку в отдельных задачах потребляемая мощность различается.

Можно, конечно, рассчитывать усредненную по всем задачам в тесте мощность и энергопотребление, однако результат будет напоминать среднюю температуру по больнице.

Поэтому мы решили поступить следующим образом: в том случае, когда в тесте используется несколько отдельных задач, измерение мощности и энергопотребления производится только для самой энергоемкой задачи.

Так, в тесте с использованием приложения Adobe Premiere Pro CС используется задача по экспортированию фильма. В тесте с применением приложения Photodex ProShow Producer тоже используется задача по экспорту проекта в фильм.

В тесте с применением приложения PhaseOne Capture One Pro используется задача по пакетной обработке фотографий в режиме автоматического улучшения качества. В тесте с применением приложения Adobe Audition CС используется задача обработки аудиофайла путем применения к нему фильтра адаптивного шумоподавления. В задаче с использованием приложения WinRAR используется только задача по архивации.

Представление результатов тестирования

Поскольку в нашей методике измерения производительности на основе реальных приложений (iXBT Application Benchmark 2016) для каждого теста рассчитывается среднеарифметический результат и погрешность измерения для доверительного интервала 0,95 (количество запусков каждого теста можно менять), при измерении энергопотребления используется аналогичный подход. В каждом тесте рассчитывается не только среднеарифметический результат для суммарного энергопотребления, энергопотребления процессора, суммарной потребляемой мощности и потребляемой процессором мощности, но и погрешность измерений указанных величин в доверительном интервале 0,95.

Результаты измерения записываются в соответствии с общепринятыми правилами записи результатов с погрешностью, погрешность записывается с одной значащей цифрой.

Ограничения на использование измерительного блока

С учетом того обстоятельства, что измерительный блок может подключаться только к компьютерному блоку питания через 24-контактный разъем ATX и 8-контактный разъем EPS12V и имеет аналогичные разъемы для подключения материнской платы, данный измерительный блок может использоваться только при тестировании систем, которые имеют соответствующие разъемы. Таким образом, наш измерительный блок не может использоваться для тестирования ноутбуков, неттопов и моноблоков со специфическими разъемами питания. По сути, мы планируем использовать данную методику измерения энергопотребления только для тестирования процессоров и, возможно, материнских плат. И насчет материнских плат еще нужно будет посмотреть, насколько это целесообразно. В принципе, с учетом того, что при измерении энергопотребления и потребляемой мощности процессора учитывается также энергопотребление регулятора напряжения питания, на разных материнских платах могут получаться разные значения энергопотребления при использовании одного и того же процессора. Но возможно, разница окажется настолько незначительной, что такое измерение будет попросту лишено смысла. Одним словом, нужно сначала накопить экспериментальные данные, а затем уже принять решение относительно целесообразности проведения подобных измерений.

Пример результатов измерения

В заключение продемонстрируем пример результата тестирования с измерением энергопотребления.

Стенд для тестирования имел следующую конфигурацию:

Процессор Intel Core i7-6700K
Материнская плата Asus Sabertooth Z170 S
Чипсет Intel Z170
Оперативная память 16 ГБ DDR4-2133 (2 канала)
Накопитель SSD Seagate ST480FN0021 (480 ГБ)
Операционная система Windows 10 (64-битная)

Процессор работал в штатном режиме (без разгона) с активированной технологией Turbo Boost. Результаты тестирования представлены в таблице.

Логическая группа тестов Результат тестирования, секунды Общая мощность, Вт Мощность процессора, Вт
Работа с видеоконтентом, баллы 334±6
MediaCoder x64 0.8.36.5757 118±2 108±2 89±2
SVPmark 3.0.3b, баллы 3300±300 83±5 64±5
Adobe Premiere Pro CC 2015.0.1 291±2 93±2 73,8±0,4
Adobe After Effects CC 2015.0.1 464±4 48,4±0,3 32,6±0,3
Photodex ProShow Producer 7.0.3257 394±2 68,7±0,3 52,0±0,3
Обработка цифровых фотографий, баллы 305±2
Adobe Photoshop CC 2015.0.1 627±4 67,63±0,09 49,90±0,06
Adobe Photoshop Lightroom 6.1.1 319,4±0,4 91,3±0,5 70,0±0,4
PhaseOne Capture One Pro 8.2 373±5 59±2 43±2
ACDSee Pro 8.2.287 207±2 54,6±0,4 38,3±0,4
Векторная графика, баллы 182,7±0,3
Adobe Illustrator CC 2015.0.1 356,7±0,7 39,19±0,08 24,40±0,09
Аудиообработка, баллы 290±3
Adobe Audition CC 2015.0 360±3 61,73±0,07 46,10±0,08
Распознавание текста, баллы 385±2
Abbyy FineReader 12 Professional 150,1±0,4 77,5±0,3 60,0±0,3
Архивирование и разархивирование данных, баллы 244±7
WinRAR 5.21 архивирование 104,2±0,3 69,57±0,08 51,77±0,07
WinRAR 5.21 разархивирование 6,8±0,4
Файловые операции, баллы 171±6
Скорость инсталляции приложений 333,2±0,7 35,3±0,4 20,6±0,3
Копирование данных 70±2 29,9±0,4 14,7±0,4
UltraISO Premium Edition 9.6.2.3059 27±3 22±2 7±2
Научные расчеты, баллы 289±7
Dassault SolidWorks 2016 SP0 с пакетом Flow Simulation 247±6 78,3±0,4 60,6±0,3
Интегральный результат производительности, баллы 266±6

Представим также результаты для мощности на диаграмме:

На диаграмме хорошо видно, что в различных тестах относительная разница между общей потребляемой мощностью и мощностью процессора различна: чем сильнее загружен процессор, тем эта разница меньше. К примеру, в тесте MediaCoder разница между общей мощностью и мощностью процессора составляет всего 17,6%, а в тесте UltraISO Premium Edition 9.6.2.3059 она достигает 66%.

Также напомним, что паспортная расчетная мощность процессора Intel Core i7-6700K составляет 91 Вт. Как видим, в штатном режиме работы процессора ни в одном из тестов эта расчетная мощность не превышается.

Заключение

Пока мы только начали наши эксперименты с измерением энергопотребления.

Текущая версия программно-аппаратной реализации измерения энергопотребления имеет свои ограничения и, фактически, может использоваться только для тестирования процессоров.

Однако уже одного этого достаточно, чтобы делать выводы относительно энергоэффективности процессоров, оценивать, какую тепловую мощность должен отводить кулер процессора, а также оценивать возможность разгона процессора без его перегрева.

В любой методике есть свои преимущества и недостатки.

В нашем случае к преимуществам можно отнести тот факт, что данная методика с использованием внешнего измерительного блока обладает очень высокой точностью измерения и, в отличие от программных реализаций измерения различных параметров, никак не связана с датчиками и контроллерами мониторинга на самой материнской плате и в процессоре. К недостаткам данной методики можно отнести ограниченные возможности ее использования: измерительный блок жестко привязан к вполне конкретным разъемам питания на материнской плате и в случае их отсутствия использоваться не может. Как уже отмечалось, данный измерительный блок непригоден для тестирования ноутбуков, моноблоков, а также готовых ПК, поскольку если компьютер собран в закрытом корпусе, то подсоединить к нему измерительный блок может оказаться невыполнимой задачей.

Тем не менее, для тестирования таких законченных решений, как ноутбуки, моноблоки, неттопы и пр.

, где использование внешнего измерительного блока не представляется возможным, в скором времени мы анонсируем еще один плагин к нашему бенчмарку iXBT Application Benchmark 2016, который позволит контролировать мощность процессора, его температуру и даже загрузку в каждом тесте.

Это будет уже исключительно программное решение, основанное на использовании специальной библиотеки, позволяющей получать программный доступ к датчикам и контроллерам мониторинга на материнской плате и в процессоре.

Читайте также:  Датчики для охранной сигнализации

Как и в известных программах, типа AIDA или HWiNFO, во время тестов будет производиться периодический опрос необходимых датчиков мониторинга, что позволит фиксировать среднее за время теста значение мощности процессора, его максимальную температуру и среднюю загрузку. Не всегда можно доверять показаниям этих датчиков, однако, как говорится, лучше так, чем никак. Впрочем, не будем забегать вперед. Это уже тема для отдельной статьи, где мы уделим внимание всем этим нюансам.

Источник: https://www.ixbt.com/cpu/cpu-power-measurement.shtml

Сколько электроэнергии потребляет компьютер в час

Выбирая «системник», мы обычно смотрим лишь на его производительность и объем памяти. А о том, сколько света мотает компьютер, задумываемся только немного спустя.

Надо отдать должное, производители всеми силами стараются уменьшить потребление электроэнергии компьютером, и получается это у них довольно неплохо. Если сравнить «динозавров» десятилетней давности с современными «машинами», то разница будет впечатляющей. Отсюда первый вывод: чем новее комп, тем меньше он тянет денег из вашего кармана.

Сколько электричества потребляет компьютер

Понятно, что конфигурации у всех разные, поэтому мы рассмотрим в качестве примера три самых типичных случая.

Компьютер средней мощности с умеренным использованием. Предположим, он работает, в среднем, 5 часов в день, преимущественно для Интернет-серфинга, общения и простеньких игр.

Примерное потребление – 180 Ватт, плюс монитор, еще 40 Ватт. Получается, вся система потребляет 220 Ватт в час. 220 Ватт х 5 часов = 1,1 кВт. Добавим к этому расход в режиме ожидания (ведь вы же не выключаете комп из розетки, правда?).

4 Ватта х 19 часов = 0,076 кВт. Итого, 1,176 кВт в день, 35 кВт в месяц.

Геймерский комп. Конфигурация с производительным процессором и хорошей видеокартой тянет примерно 400 Вт. Плюс монитор, 40 Вт. Итого, среднее потребление электроэнергии компьютером в час – 440 Ватт. Предположим, наш геймер играет 6 часов в день. 440 Вт х 6 часов = 2,64 кВт в сутки. Режим ожидания добавит еще 0,072 кВт (4 Вт х 18). Итого, 2,71 кВт в сутки, 81 кВт в месяц.

Режим сервера, 24х7. ПК является медиа-сервером в домашней сети, на нем хранятся фото- и видеофайлы. Монитор, в большинстве случаев, не используется, из «начинки» – жесткий диск на несколько терабайт. Такая система потребляет, в среднем, 40 Вт в час. 40 Вт х 24 часа = 0,96 кВт в сутки, 29 кВт в месяц.

Как узнать сколько электроэнергии потребляет компьютер

Покупая лампочку на 100 Ватт, мы заранее знаем, сколько она берет в час. С компьютером, как видно из примеров выше, все несколько сложнее. Потребление зависит от конфигурации вашей системы, графика, и даже того, чем вы занимаетесь.

Даже по ПК «из коробки», не всегда можно понять его мощность. Что уж говорить о собранных под заказ, где на корпусе вообще нет опознавательных знаков. Вы же не станете разбирать его и искать данные дисков, видеокарты… Как, в таком случае, узнать, сколько электроэнергии потребляет компьютер в час? Есть, как минимум, два способа.

Точный. Существуют специальные устройства для подсчета расхода электроэнергии. Весьма полезный девайс можно купить как в наших магазинах, так и в заграничных, через Интернет. Простой ваттметр обойдется в $15, более «навороченные» модели – от $30. Вставляете в розетку возле интересующего вас прибора, и получаете данные его потребления в режиме «онлайн».

Примерный. Выключаем все электричество в доме, оставляем работать одну 100-ваттную лампочку. Считаем количество оборотов счетчика, скажем, за 30 секунд. Выключаем лампочку, включаем комп, запускаем Дьяблу (или любое «тяжелое» приложение), опять считаем обороты, сравниваем. Если намного больше – можно повторить эксперимент с лампочкой на 200 Ватт.

Потребление электроэнергии компьютером в спящем режиме

Современные компьютеры отличает не только низкое потребление, но и разнообразие режимов. Многие их путают, поэтому давайте уточним.

Спящий режим: отключает жесткие диски, приложения остаются в оперативной памяти, работа возобновляется практически моментально. Потребляет 7-10% от общей мощности системы.

Режим гибернации: полностью отключает компьютер, данные сохраняются в отдельный файл, работа возобновляется медленнее, чем после сна. Потребляет 5-10 Ватт.

Полное выключение или режим ожидания, как его называют иногда, по аналогии с бытовой техникой. Происходит полный выход из системы, все несохраненные данные теряются. Работа начинается с новой загрузки системы. Потребляет 4-5 Ватт.

Как уменьшить потребление электроэнергии компьютером

Как видите, в любом из режимов ПК продолжает, пусть и незначительно, потреблять электроэнергию. Поэтому старайтесь, по возможности, отключать его от сети. И еще несколько советов по экономии при пользовании компьютером.

  • Покупайте энергоэффективные модели;
  • Если для вас не принципиально – отдайте предпочтение ноутбуку, а не настольному ПК;
  • Не накручивайте «на всю» яркость на мониторе;
  • Отведите для работы или игр определенное время, после которого выключайте компьютер. Это значительно экономнее, чем множественные «сеансы» по несколько минут.
  • Настройте план электропитания. Установите оптимальные режимы, в зависимости от вашего графика и продолжительности работы.

Источник: http://ecoblog.pro/skolko-potreblyaet-komp/

Инструкция: Как рассчитать мощность блока питания компьютера. Сколько потребляет видеокарта, процессор и другие элементы компьютера

Преобразовать переменное напряжение, поступающее из сети, в постоянное, запитать компоненты компьютера и обеспечить в них поддержание мощности на необходимом уровне – это задачи блока питания.

При сборке компьютера и обновлении компонентов в нем следует внимательно посмотреть на блок питания, который будет обслуживать видеокарту, процессор, материнскую плату и другие элементы.

Правильно выбрать блок питания для компьютера вы сможете после того как ознакомитесь с материалом нашей статьи.

Рекомендуем прочитать:  Как проверить блок питания компьютера самостоятельно

Как рассчитывается мощность блока питания компьютера

Чтобы определиться с блоком питания, который необходим для конкретной сборки компьютера, нужно оперировать данными о потреблении энергии каждым отдельным компонентом системы.

Конечно, некоторые пользователи решают купить блок питания с максимальной мощностью, и это действительно действенный способ не ошибиться, но весьма затратный.

Цена на блок питания в 800-1000 Ватт может отличаться от модели в 400-500 Ватт в 2-3 раза, а иногда ее вполне хватит для подобранных компонентов компьютера.

Некоторые покупатели, собирая компоненты компьютера в магазине, решают спросить совета в выборе блока питания у продавца-консультанта. Данный способ определиться с покупкой далеко не самый лучший, учитывая не всегда достаточную квалификацию продавцов.

Идеальным вариантом является самостоятельный расчет мощности блока питания. Сделать это можно с помощью специальных сайтов и довольно просто, но об этом речь пойдет чуть ниже. Сейчас же мы предлагаем ознакомиться с некоторыми общими сведениями о потреблении мощности каждым компонентом компьютера:

  • Материнская плата. Ее потребление мощности зависит от количества заложенных функций. Если производитель материнской платы встроил в нее видеокарту, звуковую карту, кулеры и другие компоненты, тогда потребление будет выше. В среднем для питания «матери» требуется от 20 до 35 Ватт;
  • Процессор. Потребление мощности процессором напрямую зависит от его производительности. Процессоры с 2 ядрами на низкой частоте потребляют значительно меньше мощных 8-ядерных вариантов. Выделяя усредненные цифры, можно отметить, что потребление мощности процессорами колеблется от 50 до 150 Ватт;
  • Видеокарта. Самый сложный компонент компьютера с точки зрения расчета питающей мощности, которая потребуется системному блоку. Как и в случае с процессором, его потребление варьируется в зависимости от мощности. Можно выделить усредненный диапазон требуемой мощности для работы видеокарты в пределах от 100 до 300 Ватт;
  • Жесткий диск. Характеристики жесткого диска так же сказываются на требуемой мощности блока питания, как и производительность других компонентов системы. В среднем, одному жесткому диску для грамотной работы требуется от 20 до 60 Ватт;
  • Звуковая карта. Если звуковая карта устанавливается в компьютер отдельно, а не используется встроенная в материнскую плату, то на нее может потребоваться до 50 Ватт дополнительной мощности от блока питания;
  • DVD-привод. В «спящем» режиме дисковод, ориентированный на работу с DVD-дисками, требует до 15 Ватт, а при работе и раскрутке диска его потребление зависит от частоты вращения. Обычно при нагрузке на DVD-привод  требуется не более 25 Ватт энергии;

Выше перечислены основные компоненты компьютера, по которым рассчитывается мощность блока питания, достаточного для конкретной сборки компьютера. Обратите внимание, что к полученной при подобном расчете цифре необходимо прибавить 50-100 Ватт дополнительно, которые уйдут на работу кулеров, клавиатуры, мыши, различных аксессуаров и «запас» для грамотной работы системы под нагрузкой.

Сервисы для расчета блока питания компьютера

В интернете не всегда легко найти информацию о требуемой мощности для того или иного компонента компьютера. В связи с этим процесс самостоятельного расчета мощности блока питания может отнять немало времени. Но существуют специальные онлайн-сервисы, которые позволяют рассчитать потребляемую комплектующими мощность и предложить оптимальный вариант блока питания для работы компьютера.

eXtreme Power Supply Calculator

Один из лучших интернет-калькуляторов для расчета блока питания. Среди его основных плюсов можно выделить удобный интерфейс и огромную базу комплектующих. Кроме того, данный сервис позволяет рассчитать не только «базовое» потребление мощности компонентами компьютера, но и повышенное, которое характерно при «разгоне» процессора или видеокарты.

Сервис может высчитать необходимую мощность блока питания компьютера по упрощенным или экспертным настройкам. Расширенный вариант позволяет задать параметры комплектующих и выбрать режим работы будущего компьютера. К сожалению, сайт полностью на английском языке, и пользоваться им будет удобно не всем.

Калькулятор источника питания от MSI

Известная компания MSI, которая занимается выпуском игровых комплектующих для компьютеров, на своем сайте имеет калькулятор для расчета источника питания. Он хорош тем, что при выборе каждого компонента системы можно видеть, насколько сильно изменяется требуемая мощность блока питания.

Также явным плюсом можно считать полную локализацию калькулятора.

Однако используя сервис от MSI, следует помнить, что блок питания предстоит покупать мощностью на 50-100 Ватт выше, чем он порекомендует, поскольку данный сервис не учитывает при расчете потребления клавиатуры, мышки и некоторых других дополнительных аксессуаров.

(397

Источник: https://okeygeek.ru/kak-rasschitat-moshhnost-bloka-pitaniya-dlya-kompyutera/

Система измерения потребляемой процессором мощности своими руками

Статья прислана на конкурс Летний АвторRUN!

Предупреждение: никто кроме вас не несет ответственности при выходе из строя вашего железа в результате неудачных экспериментов.

В современных компьютерах можно контролировать много разных параметров – напряжения на основных узлах системы, температуру, частоту процессора и других устройств, частоту вращения вентиляторов.

Но не контролируется такой важный параметр как потребляемая мощность основных узлов системы.

Есть некоторые блоки питания, которые могут измерять суммарную потребляемую мощность от сети, но при этом не учитывается КПД самого источника питания и невозможно определение потребления по отдельным узлам системы. Устранить это упущение я поставил за целью данной статьи.

Далее будет описано устройство, позволяющее измерять мощность, потребляемую центральным процессором и видеокартой через кабель дополнительного питания по линии +12В с использованием микроконтроллера и представления результатов на отдельный индикатор.

Теория

Мощность определяется произведением тока потребления на напряжение по линии потребления. Измерение напряжения не составляет особой трудности в отличие от тока. В электронике широко применяются три типа датчиков тока: резистивный датчик, трансформатор тока и датчик на основе эффекта Холла. Каждый из методов имеет свои достоинства и недостатки.

Резистивный датчик – самый простой и доступный метод, дает возможность измерять постоянный и переменный ток, имеет линейную характеристику и высокую точность. Основные недостатки отсутствие гальванической развязки, потери на измерительном резисторе, что приводит к падению выходного напряжения и разогреву резистора.

Читайте также:  О коррекции s-метра в си-би радиостанции

Для уменьшения динамических потерь на измерительном резисторе (шунт) делают его сопротивление довольно малым исходя из тока нагрузки, чтобы падение напряжения не влияло на характеристики устройства, что приводит к необходимости усиления сигнала снятого с шунта. Трансформатор тока – более дорогой метод, применяется только для измерения переменного тока .

Преимущества данного метода: отсутствие потерь в линии измерения, гальваническая развязка, отсутствие источника питания. Основной недостаток трансформатора тока – измерение только переменного тока.

Датчик на основе эффекта Холла – основан на появлении напряжения на концах полоски проводника или полупроводника, помещенного перпендикулярно силовым линиям магнитного поля. Для меди напряжение Холла составляет около 24мкВ/кГс, для полупроводника – свыше 100 мВ/кГс с учетом направления магнитного поля, что вполне достаточно для датчика тока.

Главным преимуществом является отсутствие потерь и гальваническая развязка. В датчиках Холла выходное напряжение пропорционально магнитному полю, которое в свою очередь пропорционально току. Основные недостатки – меньшая точность, чем у резистивных датчиков тока, влияние внешних магнитных полей и требующийся для работы внешний источник питания.

Для наших целей подходят резистивные датчики и датчик тока на эффекте Холла. Датчики тока на эффекте Холла имеют интегрированную силовую шину, простую схему включения, но они пока достаточно дороги.

Использование резистивных датчиков требует наличия самих шунтов, а также схемы усиления и преобразования полученного сигнала, сам же ток определяется по закону Ома (Iш = Uш/Rш), падение напряжения на шунте, сопротивление которого постоянно и известно.

В системе с несколькими источниками разного напряжения питания измерительный шунт нужно устанавливать только в плюсовую линию для положительных напряжений и в минусовую для отрицательных. Но АЦП работает с напряжениями от нуля до напряжения опорного источника, поэтому напряжение на шунте нужно преобразовать в соответствующий вид, для этого используют различные схемы усиления напряжения. Широко применяются две схемы: дифференциальный усилитель напряжения (рисунок 1) и преобразователь напряжение – ток (рисунок 2).
Рисунок 1
Рисунок 2

Практика

При разработке принципиальной электрической схемы, были использованы недорогие и доступные комплектующие.

Я использовал микроконтроллер AТMega8 фирмы ATMEL – это 8-ми битный RISC-контроллер, который имеет 8 каналов АЦП разрядностью 10 бит, три канала аппаратного ШИМ, внутренний откалиброванный RC-генератор.

Был использован контроллер в 32-выводном корпусе TQFP, по причине наличия нескольких таких микросхем. Дополнительно было решено добавить два канала измерения температуры и два канала управлением вентиляторами. Принципиальная электрическая схема устройства находится здесь.

Центральный процессор во всех новых материнских платах питается от +12 В через дополнительный 4-х или 8-ми контактный разъем на материнской плате. Мощные видеокарты так же питаются через дополнительный 6-ти контактный разъем, у топовых моделей питание подается уже через несколько разъемов дополнительного питания.

Так как ток потребления импульсный, то будет измеряться средняя (действующая) мощность, она больше соответствует выделяемой тепловой мощности, чем импульсная пиковая. Для практической реализации измерения тока, после многочисленных экспериментов я применил схему преобразователя напряжение-ток. Был использован дешевый операционный усилитель LM358.

Но для того чтобы он смог работать с входным напряжением 12 В, напряжение питания самой микросхемы, по ее технической документации, должно быть как минимум на 2 В выше входного сигнала. Поэтому питание на операционный усилитель было взято с обмотки силового трансформатора по линии 12 В, через отдельный выпрямитель и параметрический стабилизатор на 15 В.

В качестве шунтов я использовать сами провода, по которым поступает питание на процессор и видеокарту.

Провода имеют не нулевое сопротивление, оно зависит от материала, диаметра и длины проводника, при больших токах на проводах падает достаточное напряжение для работы системы, а дополнительные шунты привели бы к еще большему падению напряжения на схеме питания процессора и узлов видеокарты.

Сигнальные провода подпаяны на концах одного из желтых проводов по линии +12 В в кабелях питания процессора и видеокарты, это нужно сделать как можно ближе к разъему с одной стороны и к точке впаивания кабеля в самом блоке питания.

Процессорная часть системы была собрана на другой плате размером примерно 127х35 мм, которая без проблем вписывается в 5-ти дюймовый отсек, для монтажа в системный блок использовалась заглушка от 5-ти дюймового отсека с отверстиями для индикатора и кнопок управления.

В качестве датчиков температуры используются цифровые датчики DS18B20 фирмы Dallas Semiconductor в корпусе ТО-92, работающие в диапазоне температур от –55°C до +125°C с точностью измерения 0,1°C. Датчики имеют интерфейс связи 1-WIRE, который дает возможность считывать информацию по одному сигнальному проводу. Я использовал схему включения по двум проводам с паразитным питанием.

В текущей версии прошивки реализовано измерение температуры от 0°C до +99°C с точностью 1°C . При отсутствии подключенного датчика вместо температуры отображаются прочерки. Также отображаются состояние ШИМ на вентиляторах.

Схема управления вентиляторами импульсная с частотой ШИМ около 80 кГц, в качестве драйвера использовалась микросхема IR4428 фирмы International Rectifier, двухканальный драйвер мощных полевых транзисторов с двухтактным выходом, с максимальным рабочим током 1,5 А.

Настройка оборотов производится кнопками S1-S4:

  • S1 – “UP”
  • S2 – “SET”
  • S3 – “DOWN”
  • S4 – “SEL”

Для устранения дребезга контактов в кнопках, контролер реагирует на отпускание кнопки при нажатии на время около секунды.

При включении питания в течение двух секунд происходит раскрутка вентиляторов с максимальным напряжением, при этом на дисплей выводится информация о версии прошивки устройства.Потом на выходах управления устанавливается значение ШИМ, записанное в памяти контролера по соответствующему каналу.

На дисплей выводится информация о потребляемой мощности схемой питания процессора, видеокарты и напряжение питания по линии +12В.

Переключение между индикацией мощности с напряжением питания, индикацией температуры и управлением оборотов вентиляторами производится кнопкой “SEL” в циклической форме, управление оборотами с помощью кнопок “UP” и “DOWN”, запись значений в память – кнопкой “SET”. Если не нажимать кнопку “SET”, то настройка сохранится только до выключения системы.

В нынешней версии прошивки обороты регулируются вручную в диапазоне от 30% до 90%. Полная остановка мне не нужна, а получить полные 12 В на вентиляторах оказалось невозможным, но об этом дальше.

Калибровка схемы измерения тока производится при отключенном от компьютера блоке питания, с помощью мультиметра и мощных резисторов номиналом 2 Ома и 50 Вт или автомобильных галагеновых ламп на 12 В и мощностью около 50 Вт.

При калибровке тока потребляемого процессором к блоку питания подключается один резистор на линию +5 В, другой резистор через амперметр подключается к разъему питания процессора, в котором замыкаются вместе оба желтых провода – так как питание на процессор идет по двум проводам, то и нужно калибровать под сопротивление двух проводов. Блок питания включается замыканием зеленого провода на любой из черных проводов в 20-ти контактном разъеме. Одновременным нажатием кнопок “SEL” и “SET” на время около одной секунды производится вход в меню калибровки токов и напряжения, далее кнопками “UP” и “DOWN” производится настройка значения тока на дисплее, чтобы его показания соответствовали показаниям амперметра. Потом необходимо на секунду нажать кнопку “SET” значение делителя для тока по линии процессора сохранится в память контролера, потом контролер переключится на настройку тока по линии питания видеокарты.Но так как у нас мультиметр только один, выключаем БП и подключаем резистор через амперметр к разъему дополнительного питания видеокарты, при этом замыкаем все желтые провода в разъеме, в моем случае три провода. Заходим в меню настройки кнопкой “SEL” выбираем настройку тока питания видеокарты и аналогичным способом настраиваем ток по линии питания видеокарты, после записи контролер переключается на настройку измерения напряжения питания по линии +12 В.Отключаем мультиметр, подключаем резистор на любой из желтых проводов, мультиметр подключаем на измерение постоянного напряжения на линии +12 В, производим настройку напряжения на дисплее до соответствия показаниям мультиметра, нажимаем “SEТ” контролер переключается в режим измерения потребляемой мощности и напряжения по линии +12 В.Эту процедуру нужно проводить при смене БП или проводов на дополнительное питание процессора или видеокарты.

Файлы программы контроллера и чертеж печатной платы, подготовленный для переноса изображения на фольгу утюжным методом, находится в архиве.

Схема простейшего SPI программатора на COM-порт:

Контролер можно прошить программой Uniprof. Если СОМ-порт отсутствует? то в ее описании есть схема программатора для LPT-порта. При прошивке контроллера нужно выставить FUSE биты в соответствии с следующим скриншотом.

Советую особо не ковыряться в этом разделе и изменять только fuse low – можно остаться без контроллера, который “вылечится” лишь только с помощью параллельного программатора.

Испытание

Испытание и дальнейшая эксплуатация производилось на системе следующей конфигурации:

  • Материнская плата: ASUSTek P5N-SLI (nvidia 650i), LGA 775;
  • Процессор: Intel Core 2 Duo E4400 2000 МГц, FSB 200 МГц x 4, L2 2 x 2 Мб;
  • Система охлаждения CPU: Thermaltake Sonic Tower;
  • Видеокарта: Palit 8800GTS, 320Mб, 320 бит;
  • Оперативная память: 2 x 1024 Мб DDR2 PC5300 Kingston Value Ram;
  • Дисковая подсистема: SATA-II 250 Гб, Segate ST3250620AS, 7200 об/мин, 16 Мб, NCQ;
  • Блок питания: Chieftec GPS-400AA-101A.

Тестирование процессора проводилось в программе S&M v1.7.3 (она создает не самою большую нагрузку на процессор), так как ТАТ на имеющейся конфигурации отказался запускаться. На частоте 3150 МГц при напряжении на процессоре 1,45 В потребление в простое составило около 25 Вт, под нагрузкой в S&M потребление около 75 Вт.На частоте 3500 МГц при напряжении на процессоре 1,55 В потребление под нагрузкой в S&M уже было около 110 ватт.Тестирование видео проводилось утилитой ATITool 0.25 при прогреве волосатым кубом. В номинале на частоте видеопроцессора 504/1188 МГц и частоте памяти 1600 МГц (DDR), потребление видеокартой составило около 70 Вт.С разгоном на частоте видеопроцессора 621/1458 МГц и частоте памяти 2000 МГц, потребление было около 80 Вт.Ожидания по потреблению процессора полностью подтвердились, но вот потребление видеокарты оказалось как-то маловато. Все стало на свои места после осмотра разводки питания видеокарты, от разъема дополнительного питания, питается только графический процессор, а память питается от +12 В с разъема PCI-Express x16. Таким образом, это были результаты потребления системой питания видеопроцессора. Общее потребление можно организовать установкой перемычки с +12 В разъема дополнительного питания на вход схемы питания видеопамяти и заклеить скотчем контакты питания +12 В на разъеме PCI-Express видеокарты.

Выводы

Поставленную задачу удалось реализовать приблизительно на 90%, потому что меряется не потребление самого процессора и видеопроцессора, а потребление системами питания соответствующих узлов системы. Питание мощных узлов компьютера производится от импульсных стабилизаторов по схеме синхронного выпрямителя и имеют КПД в пределах 80-90%, таким образом можно сделать поправку по потребляемой мощности соответствующих узлов на -10%-20% от замеренных значений. Необходимо будет дописать программу микроконтроллера для измерения температуры в полном рабочем диапазоне DS18B20 и сделать возможность автоматической регулировки частоты вращения вентиляторов от температуры. Использование в качестве драйвера микросхемы IR4428 при максимальном ШИМе не дает возможности получить на выходе регулятора напряжение 12 В. Причина оказалась в том, что верхний ключ в драйвере включен по схеме с общим стоком и работает как повторитель, поэтому падение напряжения на верхнем ключе IR4428 составляет около 2,5 В. Для желающих получить максимальное напряжение на выходе нужно будет собирать схему с дополнительным внешним ключом на P-канальном полевом транзисторе и диоде Шоттки. При этом нужно поменять местами сигналы на входах микросхемы IR4428.

Читайте также:  Аналоги микросхем памяти на различную аппаратуру

Источник: https://www.overclockers.ua/cpu/cpu-power/

Сколько электричества расходует компьютер?

Всем привет, друзья! Сегодня продолжаем тему экономии электроэнергии и в сегодняшней статье попробуем узнать сколько электроэнергии потребляет обычный домашний компьютер.

Чтобы определить потребление компьютера в целом нужно сложить все отдельно подключенные устройства, например как правило это системный блок — сердце компьютера или как некоторые по ошибке называют процессором и стоит принять во внимание расход монитора компьютера.

Чтобы определить потребление как правило смотрят на мощность блока питания, у компьютеров она от 350 ватт, чаще всего уже от 450 ватт в современных компьютерах.

По не знанию для определения энергопотребления компьютера берут и считают потребление равным мощности блока питания системного блока, но это не правильно.

Потребление электричества зависит напрямую от загруженности процессора приложениями.

Во время работы
Если вы просто работаете за компьютером к примеру просматриваете интернет-сайты, или печатаете либо просматриваете фото, то примерный расход электричества составит от 120 до 160 ватт в среднем, или от 0,14 киловатт (кВт).

Во время игр
Если же вы используете энергоемкие приложения требующие мощной слаженной работы всех частей компьютера, например это видео-игры, или работа с графикой энергопотребление в таком случае может достигать значений от 300 до 340 ватт в час, или 0,3 кВт.

Старые компьютеры
Старые компьютеры с возрастом 7-10 лет потребляют электричества намного меньше современных, это компьютеры как правило с установленной системой Windows Xp, расходы электричества в среднем составят 70 Вт/час.

Мультиварки – сколько электричества они потребляют?

Компьютерные мониторы в среднем потребляют от 30 до 40 ватт в час поэтому при общем расчете прибавляем эту сумму.

Посчитаем

Для примера возьмем средний современный компьютер с энергопотреблением при работе в 120 ватт в час. Если компьютер работает 8 часов в день, тогда получим 120*8=960 ватт за 1 день или 0,96 квт. За месяц компьютер израсходует 0,96*30 дней = 28,8 киловатт. Если взять среднюю ставку за киловатт равной 4 руб, тогда получаем что мы платим за компьютер в день 4 руб, за месяц около 120 руб.

Эти расчеты при условии что мы не играем, и компьютер включен 8 часов в день. Если же делать расчеты для игрового компьютера то расходы за 1 час могут быть в 2-3 раза выше.

К расчетам выше нужно прибавить количество киловатт которые расходует монитор за день и за месяц.

Поэтому для определения точной цифры расхода электричества нужно понять как вы используете компьютер и насколько сильно его загружаете. Посчитайте сколько часов вы работаете и сколько играете.

Так же если вы не работаете за компьютером в зависимости от режимов спящего, ждущего и так далее энергопотребление будет не малым. Наиболее минимальным расходом обладает режим полного выключения компьютера, в котором расход составляет 4-5 Вт в час. Наиболее затратный это режим сна.

Советы по экономии:

  1. Как уже было сказано расход электроэнергии зависит от того чем вы занимаетесь за компьютером, если простой серфинг в интернете, набор текстов, просмотр фото и тд то потребление в 2 раза ниже чем при включении игр. Работаете и поменьше играете, уменьшите сумму к оплате за электроэнергию.

  2. На ночь старайтесь выключать компьютер из розетки, а днем если не сидите за ним, но знаете что он потом потребуется, то просто переведите в режим сна, электричества будет расходоваться меньше.

  3. Если в основном играете в игры, то если делать это ночью то расходы снизятся в несколько раз так как цена за киловатт ночью ниже, это конечно при условии что у вас стоит двухтарифный счетчик.

  4. Если вы только выбираете компьютер, то для начала решите что вы будете на нем делать, какую работу будет выполнять ваш компьютер, если вы не играете в игры то возьмите ноутбук, его энергопотребление в несколько раз ниже, на этом действительно можно сэкономить.

  5. Монитор компьютера как правило потребляет от 30 до 40 ватт в час, его энергопотребление зависит от яркости. Поэтому в темное время суток можно убавлять яркость, это не доставит вам проблем в комфортности просмотра изображения.

Сколько электроэнергии потребляет принтер?

В следующей статье рассмотрим сколько электричества потребляет ноутбук, и во сколько раз его энергопотребление ниже домашнего персонального компьютера.

Источник: http://schetchik-info.ru/skolko-elektrichestva-rashoduet-kompyuter/

Потребляемая мощность компьютера. Как узнать мощность компьютера :

Потребляемая мощность компьютера будет интересна не только при покупке нового БП или источника бесперебойного питания. Многим пользователям по экономическим соображениям очень интересно, какое количество энергии забирает на себя персональный компьютер во время работы. В данной статье пользователь сможет ознакомиться со всеми способами расчёта мощности компьютера.

Дедовский способ

Если речь идёт об экономии электричества, то потребляемая мощность компьютера выясняется довольно просто – нужно отключить все бытовые приборы от электрической сети, оставив лишь включённым персональный компьютер. После чего нужно зафиксировать начальные показания электрического счётчика и через один час конечные показания. Разница между полученными данными и будет потребляемой мощностью компьютера.

Однако для проведения данного эксперимента пользователь должен знать, что компьютер в состоянии покоя и при активной нагрузке (например, во время игры) потребляет разное количество энергии.

Специалисты рекомендуют в течение одного часа подвергать компьютер рабочей нагрузке – запустить мощную игру или синтетический тест на определение производительности видеокарты.

Таким образом, будет зафиксирована максимальная потребляемая мощность, которую в дальнейшем необходимо использовать в финансовых расчётах.

Об эффективности

Мощность блока питания компьютера указывается на всех устройствах, представленных на рынке в виде специальной маркировки. Но ориентироваться на неё покупателям не стоит, так как для компьютерных комплектующих важна активная мощность.

Не вдаваясь в физику, пользователь должен знать, что во всех БП существует рассеиваемая мощность – тепловыделение и охлаждение, потери в электрических цепях и тому подобные утечки электричества.

Вообще, специалисты рекомендуют отнимать 20% от заявленной мощности производителя блока питания, чтобы получить активную мощность.

Но если речь идёт о таких серьёзных брендах, как Seasonic, Zalman, Thermaltake и подобных устройствах в этой золотой категории, то никаких дополнительных расчётов при покупке производить не нужно.

Завод-изготовитель учитывает все потери КПД блока питания и маркирует свой продукт реальными данными.

Судя по отзывам многих владельцев элитных блоков питания, зачастую данные производителя ещё и занижены на 5-10%.

По накатанной дорожке

В средствах массовой информации много рекомендаций для тех, кто не понимает, как узнать мощность компьютера. Специалисты советуют полностью довериться продавцу магазина, в котором совершается покупка персонального компьютера.

Ведь в течение дня осуществляется не одна продажа компьютера, и продавец точно знает, какой мощности блок питания необходимо установить. Офисному компьютеру хватит 300 Вт, домашний ПК для мультимедиа должен быть оснащён 400 Вт БП, а вот игровому понадобится 600 и более Ватт, в зависимости от конфигурации.

И бренд продавец подберёт самый лучший, ведь он продал таких устройств больше тысячи, и нет ни одного возврата.

А вот с другой стороны, о которой покупатель совсем не догадывается, у продавца на складе «застряли» блоки питания, которые давно сняты с производства и не подходят под официальную гарантию завода-изготовителя, их нужно срочно продать. Реальный расчёт мощности блока питания компьютера, естественно, никто производить не будет.

Простая математика

Почему бы не взять данные со всех комплектующих, которые планируется установить в персональный компьютер? Ведь по стандарту производитель обязан маркировать свою технику, указывая её реальное и максимальное энергопотребление. Расчёт мощности компьютера вполне реально произвести таким способом. Даже вентиляторы системы охлаждения и подсветка корпуса имеют маркировку потребления электричества.

Проблемы в расчётах могут возникнуть у покупателя, если он приобретает недорогую китайскую продукцию, которая очень часто не маркируется.

Также на некоторых комплектующих производитель предпочитает не указывать максимальное энергопотребление. В результате подсчёта становится ясно, что ни о каких точных данных не может быть и речи.

В любом случае полученный результат нужно округлять в большую сторону.

Официальные данные

Многих владельцев интересует больше вопрос о том, как узнать мощность компьютера без разборки корпуса. Такое вполне реально, да и точность данных будет значительно выше.

Для этого необходимо обратиться к данным, которые содержатся на официальном сайте производителя компьютерных комплектующих.

Считается хорошим тоном, если производитель указывает полный перечень данных на своё устройство, включая энергопотребление, поэтому найти нужную информацию пользователю не составит особого труда. Такой способ расчёта мощности компьютера всё равно требует временных затрат.

  1. Сначала нужно узнать полную маркировку установленного оборудования. Сделать это можно либо разобрав компьютер, либо с помощью специальных программ, таких как Aida, Astra или Everest.
  2. Нужно найти официальный сайт производителя и разобраться с его работой.
  3. Найти нужную комплектующую и переписать данные энергопотребления.
  4. И только потом удастся эффективно рассчитать мощность компьютера (Вт).

Эффективные калькуляторы

Расчёт мощности блока питания компьютера можно произвести легко и просто с помощью специального калькулятора, который можно найти на официальных сайтах производителей, которые специализируются на соответствующих устройствах. Например, на официальных сайтах Cooler Master и ASUS, на стартовой странице, пользователю предлагается выполнить такой расчёт.

Достоинства калькулятора в том, что он имеет собственные базы по всем доступным на рынке комплектующим. При выходе новых устройств производитель тут же обновляет базу данных, предоставляя покупателю актуальные данные.

Простота использования калькулятора налицо: выбрал из списка нужные данные – получил результат. В средствах массовой информации ИТ-специалисты рекомендуют увеличивать полученные после расчёта калькулятором данные на 10-15% про запас.

В таких случаях при установке дополнительных комплектующих впоследствии потребляемая мощность компьютера будет в рамках эффективной работы блока питания.

Чего не нужно делать

Многие пользователи интересуются тем, как проверить мощность компьютера с помощью синтетических тестов на производительность блока питания.

Ведь в средствах массовой информации много рекомендаций по этому поводу, а также представлены ссылки на ресурсы, откуда можно загрузить программное обеспечение для проведения тестов.

Было бы здорово протестировать блок питания, определить максимальную мощность компьютера. Сделав собственные умозаключения, оставить систему в покое или приобрести новое, мощное устройство.

Даже серьёзные производители на рынке блоков питания утверждают, что такое тестирование является авантюрой, ведь программное обеспечение заставляет все комплектующие в компьютере работать на пределе своих возможностей, чего не делает ни одна программа в мире, включая самые производительные игры. Результатом успешного тестирования будет 100%-й показатель мощности компьютера. А вот неудачный результат может привести к выходу из строя одного или нескольких устройств в системе. Нужно ли такое тестирование – решать пользователю.

В заключение

Как видно из обзора, потребляемая мощность компьютера вычисляется очень легко и не требует особых знаний физики или математики. Всем владельцам компьютеров, а также потенциальным покупателям рекомендуется производить расчёты самостоятельно.

К тому же стоимость блока питания прямо пропорциональна мощности, и переплачивать за какие-то рекомендации, не подтверждённые реальными данными, нет никакого смысла.

Не стоит забывать и о том, что слишком мощный блок питания приводит к увеличению электропотребления, забирая энергию на собственные нужды, а это влечёт за собой ежедневные финансовые расходы на оплату электроэнергии.

Источник: https://www.syl.ru/article/204899/new_potreblyaemaya-moschnost-kompyutera-kak-uznat-moschnost-kompyutera

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector