SuperFlower GoldenKing 550W – platinová kvalita

Účinnosť 80+ Gold už nie je ničím výnimočným, nastupuje „platinová“ éra. Jedným z prvých zástupcov je 550W model od neznámeho výrobcu SuperFlower.

Úvod

Napájací zdroj ako súčasť počítača má v podstate jednu jedinú, jednoduchú úlohu – transformovať sieťové napätie 230V na jednosmerné napätie +12V a nižšie. V ideálnom prípade by sa táto konverzia udiala so 100% účinnosťou, teda všetka energia odoberaná zo zásuvky sa dostane priamo ku komponentom. Je však jasné, že takto to nikdy nebude. Nejaká časť energie sa v zdroji premení na zbytočné, nežiaduce teplo a vo výsledku to znamená, že zo siete odoberáme viac elektrickej energie, ako skutočne spotrebujeme.

V spínaných napájacích zdrojoch, aké máme všetci vo svojich počítačoch, vzniká niekoľko druhov strát. Zjednodušene môžeme hovoriť o stratách na spínacích prvkoch, v menšej miere prispievajú aj cievky a kondenzátory. U spínacích prvkov sa objavujú straty vo forme úbytkov napätia na diódach a vďaka Rds(on) odporu tranzistorov, či straty pri spínaní, keď prvky prechádzajú z vodivého „On“ stavu do nevodivého „Off“. U kondenzátorov vystupuje charakteristika ESR (Effective Series Resistance), magnetické obvody prispievajú hysteréznymi stratami, vírivými prúdmi a stratami vo vinutí. Toto a mnohé iné má za následok, že účinnosť zdrojov klesá, vzniká stratové teplo a to musíme odvádzať chladením. Zlepšenie účinnosti  zahŕňa samotný dizajn obvodov, výber topológie a súčiastok, s tým súvisí samozrejme aj vývoj technológií. Čo sa dá postaviť dnes, nebolo včera (za rozumnú cenu) možné.

Účinnosť sa stala v posledných rokoch veľmi dôležitým parametrom, všetci sa snažíme „zachrániť planétu“, znižovať energetické nároky a podobne. Dôkazom nech je aj zákaz predávania starých, klasických žiaroviek, ktoré cca 90% energie nepremenili na viditeľné svetlo (inak asi s najprirodzenejším spektrom) ale na stratové teplo. Podobne je to aj u zdrojov – posledný štandard ATX12V 2.31 hovorí o minimálnej účinnosti na úrovni 70% / 72% / 65% (plná / typická / ľahká záťaž), kdežto v roku 2003  to bolo len 70% / 60% / 50%.

Slovíčko účinnosť sa stalo aj veľmi mocným nástrojom marketingu výrobcov zdrojov. Po roky minulé sa za úspech považoval certifikát 80+, dnes je už viac menej nevyhnutnosťou a všetci sa chvália 80+ Gold (účinnosť na úrovni 90%). Vďaka stratám len okolo 10% si niektorí výrobcovia dovolili vytvoriť semi-pasívne zdroje, keď sa pri nízkej záťaži/teplote komponenty chladia len sálaním tepla prostredníctvom chladičov (napríklad Seasonic X-séria). Otázne ostávalo, či je ešte nejaký priestor na vylepšenie. Zdá sa, že skutočne je...

Certifikát 80+ Platinum dostanú tie napájacie zdroje, ktoré pri testovaní organizáciou Ecos Plug Load Solutions vykážu účinnosť 90% pri 20% záťaži, 92% pri polovičnej záťaži a 89% pri plnej záťaži v rámci svojich špecifikácií. V súčasnosti existuje iba 25 takýchto napájacích zdrojov, pre porovnanie 80+ Gold zdrojov je už vyše 350. Toto platí pre sieťové napätie 115V, u 230V sú účinnosti mierne vyššie (90%, 94%, 91%) a aj počet 80+ Platinum zdrojov je vyšší.

Jeden z prvých komerčne predávaných 80+ Platinum zdrojov sa nám dostal do rúk – SuperFlower GoldenKing 550W.

Priznám sa, že o Superfower som nepočul dovtedy, kým sa ukázali pred pár mesiacmi s prvým 80+ Platinum zdrojom. Jedná sa o čínskeho výrobcu so sídlom v Taiwane. Výrobou zdrojov a skriniek sa zaoberajú od roku 1991, pokiaľ viem, na našom trhu sa ich produkty zohnať nedajú. To však nie je až taký problém, keďže úplne totožný dizajn nájdeme aj pod inými značkami. Aj Golden King 550W má svoje dvojčatá, spomeňme napríklad Kingwin Lazer Platinum 550W. Dá sa predpokladať, že skôr, či neskôr nájdeme útroby tohto zdroja aj na našom trhu.

Balenie, Špecifikácie

Balenie nesie tradičné známky produktu z ďalekého východu – pestrofarebný povrch, odrazivé plochy, ktoré menia farbu a zopár motýľov... Skôr nadobudnete pocit, že ste si domov doniesli nejakú hračku pre trojročné dieťa a nie najmodernejší napájací zdroj. Pod povrchom však už cítiť tvrdú profesionalitu – zdroj sa nachádza v čiernej škatuli v bublinkovej fólii. Vo vnútri je „vystlaný“ ďalšími škatuľami s príslušenstvom (modulárne káble).

Všetky odpojiteľné káble sú uložené v plastovom vrecku so suchým zipsom. V balení je okrem nich a zdroja ešte sieťový kábel, krátky manuál a štvorica skrutiek na upevnenie zdroja do skrinky (bez nutnosti použitia náradia).

Pozrime sa na špecifikácie, ktoré udáva výrobca a v krátkosti si ich okomentujme:

Takmer celý výkon je možné „ťahať“ z 12V napäťovej vetvy, ktorá je dnes najdôležitejšia. 3,3V a 5V vetva zdieľajú spoločný maximálny výkon 100W.

Bližší pohľad, kabeláž

Zdroj má niekoľko pevných, neodnímateľných káblov – napájací 20+4 pin, pre procesor 4+4 pin, jeden 6pin pre grafickú kartu a ďalší 6+2 pin taktiež pre grafiku.  Všetky sú potiahnuté čiernym „flexom“ až do vnútra zdroja. Malý, ale veľmi príjemný detail – káble majú pri svojich konektoroch (na konci) feritové krúžky  a tiež vyhladzovací kondenzátor. Tieto zabezpečia, že sa „odrušia“ šumy, ktoré sa nachytali na usmernené napätie počas cesty káblom, ktorý funguje ako anténa. Rovnaká ochrana je aj na modulárnych kábloch pre napájanie grafických kariet. Plus bod pre SuperFlower.

Ostatné káble sa pripájajú do zásuviek, ktoré sú univerzálne. Znamená to, že je úplne jedno aký kábel kam zasuniete, zásuvky majú na pinoch všetky potrebné napätia, líšia sa len konektory na kábloch, kde sú osadené iba príslušné pin-y (napr. u 6pin len zem a +12V, u Molex aj +5V atď.). Tento spôsob si dal SuperFlower aj patentovať, pre používateľa je jediný prínos – nemusí uvažovať čo a kam zapojiť.

Modulárna kabeláž pozostáva z ďalšej dvoje 6pin a 6+2pin pre grafické karty, dvoch kábloch so štvoricou S-ATA napájacích konektorov, jeden kábel s trojicou Molex-ov a jeden s dvomi Molex-mi a konektorom pre disketovú mechaniku. Všetky sú tvorené plochými, čiernymi vodičmi.

Zvonku nie je zdroj ničím zvláštny, má matnú čiernu povrchovú úpravu, ktorá nechytá odtlačky prstov, ochranná mriežka ventilátora je zapustená hlbšie do tela, takže nevyčnieva z roviny zdroja a zadná perforácia v tvare včelieho plástu tvorí v podstate celú stenu (okrem konektora pre prívod sieťovej šnúry). Celková hmotnosť je okolo 2,5kg. Rozmery sú naznačené na poslednej fotografii.

Vnútorné prevedenie

Hneď po otvorení ma prekvapila kompaktnosť – samotná doska má oveľa menšie rozmery, než ponúka vnútorný priestor zdroja - po bokoch vidieť voľné miesto. Celkom určite by mohol byť zdroj aj kratší ako 180mm. Ďalší detail, ktorý zaujal, sú pomerne malé pasívne chladiče spínacích prvkov. Celkovo vnútorné vybavenie nebude klásť žiadne vážnejšie prekážky toku vzduchu z ventilátora.

Použitý ventilátor má guličkové ložiská, čo je lepšie z pohľadu životnosti a taktiež do prostredia s vyššími teplotami, akým napájací zdroj rozhodne je. Asi z jednej štvrtiny je prekrytý priesvitným plastom, ktorý slúži na usmernenie toku vzduchu. Priemer ventilátora je 140mm a maximálne otáčky sú na úrovni 1200rpm. Výrobca je Globefan.

EMI filter sa nenachádza priamo na konektore sieťovej šnúry, ale na až na doske. Nájdeme tu štyri Y kondenzátory (modré) a tri X kondenzátory (žlté). Obvod filtrácie má tiež dve cievky, chýba napäťovo závislý rezistor, ktorý by chránil pre špičkami zo siete. Prítomná je aj 10-amérová tavná poistka.

V primárnej časti vidíme celkom vľavo malú, vertikálne uloženú dosku s riadiacim obvodom korekcie účinníka, nasleduje transformátor a hlavný kondenzátor. Tento je od japonského výrobcu Nippon Chemi Con a je dimenzovaný až na 105°C. Mostíkový usmerňovač je U30K80R (celkom vpravo na chladiči).

Tranzistory používané na spínanie vysokého napätia z PFC obvodu do hlavného transformátora sú typu CoolMOS od Infineon (5R199P). Na spoločnom chladiči je ešte dióda a CoolMOS tranzistor 5R140P, taktiež od Infineon.

Výrobcom ospevovaný „vertikálny“ transformátor je použitý na +12V výstup, ktorý je vyhladzovaný „pevnými“ kondenzátormi, opäť od Nippon Chemi-Con. Namiesto rýchlych diód, prípadne Schottkyho diód, sú použité tranzistory Infinoeon IPP041N04N s veľmi nízkym Rds(on) na úrovni 4,1mOhm. Pre vysokú účinnosť je, myslím, celkom povinnosť použiť tento princíp usmernenia, nakoľko vznikajú podstatne nižšie straty ako u diód (pokles napätia na nich v priepustnom smere).
Napriek viacerým pripojeniam káblov pre +12V napätie na PCB sa jedná o jednu jedinú vetvu, zdroj nemá samostatné nadprúdové ochrany. Zaťažovať teda môžete ktorýkoľvek konektor „na plno“, ochrana vás neobmedzí.

Ostatné napätia (+5V, +3,3V) sú riešené prostredníctvom samostatných napäťových regulátorov na vlastnej doske, pričom napájané sú už  z +12V vetvy a teda nie sú pripojené na hlavný transformátor. Takéto riešenie je už v dnešných zdrojoch celkom bežné, aj keď stále ide o technológiu používanú iba v tých „kvalitnejších“ (rozumej – drahších).

Za zmienku stojí fakt, že všetky kondenzátory v zdroji sú značky Nippon Chemi-Con s ratingom na 105°C. Oficiálnu cenu u nás nepoznám, no mám taký dojem, že za túto 550-ku bude treba slušne priplatiť. Nevidím žiadne náznaky šetrenia...

Kvalita spájkovania je na výbornej úrovni, sem tam trčali krátke konce nožičiek z kondenzátorov, ale nič, čo by kazilo celkovo pozitívny dojem. Súčiastky osadené na spodnej strane sú od kovového krytu izolované hrubou plastovou podložkou, skrat nehrozí.

Na záver tejto časti ešte pohľad na dosku modulárnych káblov, voliteľne sa dajú konektory vybaviť aj LED diódami na podsvietenie (v tomto zdroji nie sú zahrnuté...chvalabohu).

Testovanie a výsledky

Nakoľko v redakcii ešte nemáme skompletizovanú výbavu na testovanie napájacích zdrojov (chýba už len profesionálna, elektronická, programovateľná záťaž), obmedzíme sa pri našich testoch len na jednoduché porovnanie spotreby s inými zdrojmi. Nedáme tým síce odpoveď na otázku „koľko maximálne zvládne“, no na druhej strane si aspoň ukážeme, koľko dokáže človek ušetriť Wattov pri použití bežnej počítačovej zostavy výberom účinnejšieho zdroja. Drvivú väčšinu moderných zdrojov už nájdeme v databáze 80+ certifikátov, preto si uvedieme aj ich namerané výsledky účinnosti.

Ako záťaž nám poslúžil hardvér používaný aj na test chladičov, teda starý známy, „nie príliš zelený“ Core2Quad QX6700 Extreme s TDP 130W na základnej doske Gigabyte EP45-DS3R, s 2x1GB DDR2 RAM, dvojicou pevných diskov a pretaktovanou grafickou kartou GeForce GTX460 1GiB. Aj procesor je trocha pošteklený na vyšší takt a hlavne spotrebu – 2,93GHz pri 1,5V. Záťaž je realizovaná programom Prime 95 v 64-bit verzii s testom In-place large FTTs, na grafike beží FurMark. V záťaži je uvádzaná maximálna nameraná spotreba (zaznamenaná počas niekoľkých minút), v stave bez záťaže priemerná ustálená hodnota spotreby. Tá sa meria na strane rozvodnej siete, zástrčkovým wattmetrom Voltcraft Energy Monitor 3000 s presnosťou ±1% +1W a rozlíšením 0,1W.

Najprv sa pozrieme na merania spotreby v stave, keď bola počítačová zostava celkom vypnutá (pozn.: základná doska nedisponuje funkciou EuP pre spotrebu pod 1W vo vypnutom stave).

V tomto prípade nič zaujímavé, 1W hore dole nikoho nezachráni. Starší zdroj Gigabyte má spotrebu asi o 1W vyššiu ako novšie dizajny od Antec-u a SuperFlower.

Ďalší prípad je zapnutý počítač, po ustálení teplôt. Udávaná je maximálna nameraná spotreba v tomto stave.

Už tu vidno celkom slušné rozdiely – zdroj s obyčajným 80+ certifikátom zapríčinil asi o 3W vyššiu spotrebu ako zdroj s 80+ Bronze (jeden stupienok vyššie), „platinový“ SuperFlower to dokázal zraziť o ďalších 10W.

Spustíme záťaž procesora a uvidíme, či sa úspora účinnejším zdrojom potvrdí.

Tu už sú rozdiely celkom pekne viditeľné, novší Antec vie ušetriť asi 10W, SuperFlower ešte viac. Treba brať do úvahy, že zdroje sa nachádzajú teraz v rôznych oblastiach krivky účinnosti, no minimálne porovnanie 800W a 750W zdroja s odlišnými účinnosťami dáva tušiť trend.

Skúsme maximálnu spotrebu – záťaž procesora aj grafickej karty. Opäť udávaná maximálna nameraná spotreba za dobu testu.

Spotreba sa pekne odškálovala po 10W. Zatiaľ čo u Antec-u a Gigabyte kolísali hodnoty väčšinu času nad alebo okolo 400W, u SuperFlower som zhliadol 400W len ojedinele, 409W v grafe vyskočilo na wattmetri len jeden jediný krát. Pripomeňme, že dva výkonnejšie zdroje by teraz mali dosahovať svoju najvyššiu účinnosť (cca polovičná záťaž), kdežto SuperFlower je už za polovicou.

Pri jednotlivých testoch sa merali aj napätia priamo na hlavnom 24pin konektore. Ako sa dalo očakávať, hodnoty sa „ani nepohli“, ostávajú bezpečne v norme.

Z dokumentov 80+ certifikácie vieme akú má zdroj účinnosť v celom rozsahu svojho udávaného výkonu. V žiadnom meranom prípade (20%, 50% a 100% záťaž) neklesla pod 90%, pričom tieto hodnoty platia pre 115V/60Hz sieťové napätie. U nás by boli ešte o niečo vyššie.

Nakoľko vyššie uvedené hodnoty účinnosti sa merali od približne 120W záťaže, bolo by dobré zistiť ako je na tom zdroj pri dajme tomu polovičnej záťaži. V tejto oblasti sa totiž pohybuje spotreba väčšiny bežných domácich a kancelárskych počítačov v tradičnom používaní, prípadne počítače entuziastov v stave bez záťaže. Na tento účel som použil vlastnú elektronickú, programovateľnú záťaž. Síce nedokáže vytvoriť odber v rádoch stoviek W, no práve na tieto účely sa hodí. Záťaž je tvorená výkonovými MOSFET tranzistormi zapojenými v obvode so zdrojom tak, že prúd sa udržuje na konštantnej úrovni bez závislosti na poklese napätia. Celý hardvér je riadený mikropočítačovou doskou Arduino, hodnoty prúdov sa zadávajú na klávesnici a namerané napätia sa zobrazujú na displeji. Jednoduchým vynásobením potom získame celkovú spotrebu, z wattmetru odčítame spotrebu zo siete a tieto dve hodnoty dáme do pomeru – získame účinnosť.

Aj pri nízkej záťaži zdroj vykazoval veľmi vysokú účinnosť, len tesne pod 89%.

Čo sa týka zvlnenia, pri všetkých zaťažovacích testoch obstál zdroj na výbornú, žiadne prekročenie limitov sa nekoná. Čakal niekto niečo iné?

Hlučnosť

Pri hodnotení hlučnosti som mal „trochu“ problém. Ventilátor zdroja sa totiž ani po dlhých a náročných záťažových testoch vôbec neroztočil! Slušná dávka Prime95 a FurMark pre procesor a grafiku síce spôsobila, že z útrob zdroja sálalo malé teplo, no ventilátor to vzal flegmaticky a nechal súčiastky chladiť iba pasívnymi chladičmi.

SuperFlower Golden King 550W je teda jeden z tých zdrojov, ktoré využívajú tzv. semi-pasívne chladenie. Podobne ako u Seasonic  X série zdrojov, aj tu sa ventilátor roztáča až za určitých podmienok.  Ako uvádza výrobca, teplota musí dosiahnuť cca 65°C až 70°C a až vtedy začne ventilátor tlačiť vzduch cez útroby zdroja. Pri tejto teplote však stále ide iba o 650 až 750 otáčok za minútu, čo sa dá aj u menej podarených ventilátorov považovať za nepočuteľné. Ak už raz ventilátor začne pracovať, nevypne sa dovtedy, kým teplota neklesne na asi 45°C až 50°C.

Otázne je, ako budú vplývať teploty v okolí 70°C na životnosť súčiastok, predovšetkým kondenzátorov. Tie sú síce dimenzované až na 105°C, no ako sa zvykne hovoriť, každých 10°C dole znamená zdvojnásobenie životnosti (a naopak).   Pre užívateľa je tu však jedna veľká výhoda, a to prakticky neexistujúca hlučnosť.

Záver

Výborné produkty sa hodnotia vždy ťažko. Pravidlom zväčša býva, že do mínusom môžeme hneď vraziť cenu. Tú však zatiaľ nepoznáme, teda aspoň nie na našom trhu. Krátke hľadanie v Nemecku ukáže, že cena začína už niekde na 120€ a pokračuje cez 140€. Za podobnú čiastku sa u nás dá kúpiť 560W Seasonic X.

SuperFlower Golden King má vysokú účinnosť, dokonca takú, že si výrobca dovolil nechať vypnuté chladenie až do dosiahnutia teploty 70°C. Otázna je životnosť súčiastok pri takto nechladenom zdroji, aj keď na druhej strane kvalitné Nippon Chemi-Con kondenzátory s ratingom na 105°C sú upokojujúcim argumentom.

550W postačí aj na výkonnejšie stroje s jednou, či dvomi grafikami. A keby náhodou niekto mal pocit, že nepostačí, výrobca pridáva „záchranný plán“:

Už ste videli zdroj, ktorý sa dá pretaktovať? Ja teda rozhodne nie. SuperFlower takto nazval fakt, že zdroj utiahne aj 650W, no v tomto prípade sa budeme musieť uspokojiť s účinnosťou „iba“ na úrovni 80+ Gold. To, na čo sa dívame, je vlastne podstatne výkonnejší zdroj, no aby splnil požiadavky Platinového certifikátu, výrobca ho označil ako 550 wattový.

Zdroj má dostatok konektorov, kabeláž je modulárna, čo samozrejme berieme ako plus.

Ťažko nachádzať slová kritiky, snáď len to, že na Slovensku sa zohnať tak skoro zrejme nebude dať.