IT + Сборка компьютера

Материнская плата — основа любого компьютера. Именно она соединяет между собой все компоненты системы, осуществляя информационные коммуникации между разными устройствами. Как устроена материнская плата и как она работает?

Материнская плата персонального компьютера представляет собой многослойную печатную плату, на которой находится множество электронных компонентов и разъемов для подключения различных устройств.

Какую роль в ПК выполняет материнская плата. По сути, она служит для:

• Обеспечения компонентов электропитанием;

• Обеспечения маршрутов для связи компонентов между собой.

Есть у нее и другие функции — например, на нее монтируются элементы, а также обеспечивается обратная связь о работе всей системы, — но то, о чем мы говорили выше, имеет решающее значение для работы ПК, ведь почти любая часть, составляющая материнскую плату, так или иначе связана именно с этим.

Почти все материнские платы для стандартных ПК имеют разъемы для центрального процессора (ЦП), модулей памяти (обычно типа DRAM), дополнительных плат расширения (таких как видеокарта), устройств хранения, блоков ввода/вывода, а также средств связи с другими компьютерами и системами.

Существуют отраслевые стандарты по размерам материнских плат, которых придерживаются одни производители и не придерживаются другие (но их гораздо меньше). Вот основные из них:

• Standard ATX — 12 × 9,6 дюйма (305 × 244 мм);

• Micro ATX — 9,6 × 9,6 дюйма (244 × 244 мм);

• Mini ATX — 5,9 × 5,9 дюйма (150 × 150 мм).

Более полный список можно найти на просторах интернета, но для простоты мы будем придерживаться Standard ATX, ведь различия чаще всего заключаются в количестве разъемов, доступных для питания и подключения, — материнская плата большего размера позволяет использовать больше разъемов.

Но что же такое материнская плата?

Материнская плата — это просто большая печатная плата с множеством разъемов для подключения устройств и сотнями, если не тысячами сантиметров электрических линий, их соединяющих. Теоретически, она не так уж и нужна: все это можно соединить при помощи множества проводов. Однако производительность в таком случае оставит желать лучшего, ведь сигналы будут мешать друг другу, и возникнут заметные потери мощности.

Процессорный сокет

Разъем, предназначенный для установки центрального процессора. В зависимости от используемого ЦП и его поколения, может быть двух видов — LGA и PGA. В разъеме типа LGA на процессоре находятся плоские контактные площадки, а на материнской плате — гибкие ножки.

В исполнении PGA процессор имеет твердые ножки. А разъем на материнской плате — отверстия, которые обхватывают их за счет мягких контактов.

В современных системах контактов в процессорном сокете больше тысячи. Именно они отвечают за «общение» ЦП с прочими компонентами материнской платы.

Подсистема питания

На материнскую плату от блока питания поступают три напряжения — 12, 5 и 3,3 В. Эти напряжения слишком велики для того, чтобы напрямую питать центральный процессор и оперативную память. Поэтому для них на материнской плате присутствует отдельная подсистема питания. Или, как ее еще называют, модуль регулировки напряжения (Voltage Regulator Module, VRM).

VRM представляет собой импульсный преобразователь напряжения, состоящий из полевых транзисторов, дросселей и конденсаторов. Они образуют фазы питания. Их количество, в зависимости от ценовой категории платы, может разниться от трех штук до пары десятков. Работой фаз управляет специальный контроллер, равномерно распределяющий нагрузку между ними.

С помощью VRM напряжение 12 В от блока питания понижается до значения, которое требуется ЦП — обычно это порядка 1 В.

Слоты оперативной памяти

Для планок оперативной памяти (ОЗУ) на материнской плате есть специальные слоты. В современных системах контроллер памяти находится внутри процессора. Поэтому токопроводящие дорожки на материнской плате соединяют слоты ОЗУ для обмена данными напрямую с сокетом ЦП.

Актуальные процессоры для домашних ПК имеют двухканальные контроллеры памяти, поэтому у плат с двумя слотами для планок ОЗУ каждый канал памяти разведен на один слот. А у плат с четырьмя слотами каждый канал подключен к паре из них.

Питание оперативная память получает с VRM. Для этого в модуле регулировки напряжения есть одна или несколько отдельных фаз, которые обслуживают слоты оперативной памяти.

Чипсет, разъемы и слоты

В начале века «общение» центрального процессора с компонентами материнской платы происходило с помощью двух частей чипсета — северного и южного мостов. В современных системах функциональность северного моста уже встроена в сам ЦП. А процессоры AMD Ryzen вдобавок к этому имеют и частичные функции южного моста.

Тем не менее, микросхема чипсета и сейчас присутствует на любой материнской плате. Современные процессоры умеют напрямую «общаться» с оперативной памятью, слотом PCI-E для видеокарты и даже некоторым количеством накопителей. Но чипсет значительно расширяет их возможности. К нему подключаются дополнительные слоты PCI-E, порты USB и SATA, звуковой кодек, сетевой адаптер и прочее оборудование. Поэтому именно чипсет во многом определяет функциональность материнской платы, являясь ее импровизированным «мозгом».

Процессор и чипсет с помощью токопроводящих дорожек соединяются со всеми основными компонентами материнской платы. На многие разъемы и слоты дорожки с них выводятся напрямую. Но в случае с некоторыми устройствами приходится использовать дополнительные чипы-контроллеры.

Так что же использует такие разъемы? Наиболее распространенные варианты:

• 16 линии — видеокарта;

• 4 линии — твердотельные накопители (SSD);

• 1 линия — звуковые карты и сетевые адаптеры.

На изображении выше четко видна разница в разъемах. Видеокарта имеет более длинную полосу на 16 линий по сравнению с небольшой однополосной звуковой картой. У последней гораздо меньше данных для передачи, чем у первой, поэтому ей не нужны все эти дополнительные линии.

Теперь двинемся через мост на юг

Глядя на материнские платы 15-тилетней давности, можно заметить, что в них было встроено два дополнительных чипа для поддержки процессора. Вместе они назывались набором микросхем, а по отдельности — чипами северного (NB) и южного моста (SB). Первый обрабатывал системную память и видеокарту, второй — данные и инструкции для всего остального.

На фото выше показана материнская плата ASRock 939SLI32, где четко видны микросхемы NB и SB. Они обе скрыты под алюминиевыми радиаторами, но ближайшая к разъему ЦП в середине изображения — это и есть северный мост. Спустя несколько лет после выхода этой платы и Intel, и AMD откажутся от использования NB и выпустят продукты, в которых NB интегрирован в ЦП. Южный мост, однако, остается отдельным, и, скорее всего, это не изменится в обозримом будущем. Интересно, что оба производителя процессоров перестали называть его SB и теперь часто зовут его просто чипсетом (собственное название Intel — PCH, блок контроллеров платформы) несмотря на то, что это один чип.

В нашем более современном примере от Asus SB также покрыт радиатором, поэтому давайте снимем его и взглянем на дополнительный процессор.

Этот чип представляет собой усовершенствованный контроллер, поддерживающий разные типы и количество подключений. В частности, у нас есть Intel Z97, выполняющий следующие функции:

• 8 линий PCI Express (версия 2.0 PCIe);

• 14 портов USB (6 для версии 3.0, 8 для версии 2.0);

• 6 портов Serial ATA (версия 3.0).

Также он имеет встроенный сетевой адаптер, звуковой чип, выход VGA и целый ряд других систем синхронизации и управления. В других материнских платах могут использоваться другие более простые или наоборот — расширенные наборы микросхем (например, с большим числом линий PCIe), но в целом обычно они аналогичны друг другу. 

В данном случае это процессор, обрабатывающий слоты PCIe с одной линией, третий слот с 16 линиями и слот M.2. Как и многие новые чипсеты, он обрабатывает все эти различные соединения с помощью набора высокоскоростных портов, которые можно переключить на PCI Express, USB, SATA или сетевое соединение, в зависимости от того, что подключено в данный момент. Это, к сожалению, накладывает ограничение на количество устройств, подключенных к материнской плате, несмотря на наличие всех этих разъемов.

В случае нашей материнской платы Asus порты SATA (используемые для подключения жестких дисков, DVD-приводов и т. д.) из-за этого ограничения сгруппированы так, как показано выше. Блок из 4 портов посередине использует стандартные SATA-соединения чипсета, тогда как два слева используются некоторые из этих высокоскоростных соединений. Так что, если вы используете те, что слева, на чипсете будет меньше соединений для других разъемов. То же самое и с портами USB 3.0. В них есть поддержка до 6 устройств, но 2 порта обязательно будут подключены к высокоскоростным соединениям.

Разъем M.2, используемый для подключения SSD-накопителя, также использует быструю систему (вместе с третьим слотом PCI Express на 16 линий на этой материнской плате); однако в некоторых комбинациях ЦП и материнской платы разъемы M.2 подключаются непосредственно к ЦП, поскольку многие новые продукты имеют более 16 линий PCIe.

Слева на нашей материнской плате есть ряд разъемов, обычно называемых блоком ввода/вывода, и в данном случае микросхема южного моста обрабатывает только некоторые из них:

• Разъем PS/2 — для клавиатур и мышей (сверху слева);

• Разъем VGA — для недорогих и устаревших мониторов (сверху посередине);

• Порты USB 2.0 — черные (снизу слева);

• Порты USB 3.0 — синие (снизу посередине).

Встроенный графический процессор ЦП обрабатывает разъемы HDMI и DVI-D (внизу в центре), а остальные управляются дополнительными микросхемами. На большинстве материнских плат есть множество дополнительных маленьких процессоров для управления всевозможными разъемами, поэтому давайте взглянем на некоторые из них повнимательнее.

Дополнительные фишки для дополнительной помощи

У ЦП и чипсетов существуют свои ограничения по поддержке и подключению к тем или иным устройствам, поэтому большинство производителей материнских плат предлагают продукты с дополнительными функциями благодаря использованию других интегральных схем — например, для предоставления дополнительных портов SATA или для подключения старых устройств и т.д.

Контроллеры

Обязательные контроллеры на любой плате — кодек аудио и сетевой чип. Эти микросхемы отвечают за работу звука и проводной сети.

Реже встречаются контроллеры беспроводной сети, распаянные на плате. В основном, чип беспроводной связи располагается на съемном модуле формата M.2.

Помимо этих чипов, на плате присутствуют контроллеры низкоскоростных устройств и окружающей среды. Первый устанавливают для того, чтобы реализовать разъемы и слоты для устаревшей периферии — например, PS/2 для клавиатуры и мыши, или разъем расширения PCI. Второй — для мониторинга температур и управления вентиляторами системы охлаждения. Чаще всего функциональность обоих контроллеров объединяют в одном чипе-мультиконтроллере.

Опционально на плате могут встречаться чипы, расширяющие уже имеющуюся функциональность процессора и чипсета. Например, контроллеры высокоскоростных портов USB или Thunderbolt, либо контроллер дополнительных портов SATA для накопителей. Также можно встретить свитчи PCI-E — микросхемы, которые могут «размножать» или делить линии PCI-E от чипсета для реализации большого количества различных слотов расширения.

Все вышеописанные контроллеры подключены к чипсету на материнской плате. Именно он координирует контроллеры и отправляет им данные, необходимые для работы. Отдельно стоит упомянуть и еще одну микросхему — BIOS. Это флэш-память, которая хранит прошивку платы. Для хранения настроек самого BIOS используется небольшой объем энергозависимой памяти, которую подпитывает батарея CMOS.

Типичная схема коммуникаций

Мы ознакомились со всеми составляющими материнской платы. Представим коммуникации между ее компонентами в виде условной схемы ниже.

Электропитание

Чтобы обеспечить материнскую плату и подключенные к ней устройства необходимым напряжением, блок питания (PSU) имеет ряд стандартных разъемов. Основной из них — 24-контактный разъем ATX12V версии 2.4.

Величина тока зависит от блока питания, но промышленные стандарты напряжения составляют +3,3, +5 и +12 В.

Основная часть питания ЦП поступает от 12-вольтных контактов, но для современных высокопроизводительных систем этого недостаточно. Чтобы обойти эту проблему, существует дополнительный 8-контактный разъем питания, обеспечивающий еще четыре 12-вольтных линии.

Провода от блока питания имеют цветную маркировку, позволяющую определить, для чего предназначен каждый провод, но разъемы на материнской плате мало о чем вам говорят. Вот схема двух разъемов на плате:

Линии +3,3, +5 и +12 В подают питание на различные компоненты на самой материнской плате, а также ЦП, DRAM и любые устройства, подключенные к разъемам, таким как USB-порты или PCI Express. Однако все, что использует порты SATA, требует питания непосредственно от блока питания, а разъемы PCI Express могут обеспечить мощность только до 75 Вт. Если устройству требуется больше энергии, например, как многим видеокартам, то их также необходимо подключить напрямую к блоку питания.

Однако есть и более серьезная проблема, чем наличие достаточного количества выводов на 12 В: процессоры не работают от этого напряжения.

Например, процессоры Intel, совместимые в нашей материнской платой Asus Z97, работают с напряжением от 0,7 до 1,4 В. Это не фиксированное напряжение, поскольку современные процессоры меняют его для экономии энергии и уменьшения нагрева, и в спящем режиме процессор может потреблять менее 0,8 В. Затем, когда все ядра полностью загрузятся и начнут свою работу, оно возрастает до 1,4 В и более.

Блоки питания предназначены для преобразования сетевого переменного напряжения (110 или 230 В в зависимости от страны) в фиксированное постоянное, поэтому необходимы дополнительные цепи для его снижения. Такие схемы называются модулями регулирования напряжения (VRM), и их несложно найти на любой материнской плате.

Каждый VRM обычно состоит из 4 компонентов:

• 2 MOSFET — сильноточные управляющие транзисторы (синие);

• 1 дроссель (фиолетовый);

• 1 конденсатор (желтый).

Подробнее о том, как они работают, можно узнать на Wikichip, мы лишь кратко упомянем несколько моментов. Каждую VRM принято называть фазой, и требуется несколько фаз, чтобы обеспечить достаточный ток для современного процессора. Наша материнская плата имеет 8 VRM, называемых 8-фазной системой.

В виду ограничения фотоматериалов

ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ...

Инфраструктура кабелей и различных разъемов блока питания определяет, сколько и каких устройств можно будет подключить к БП одновременно. Но не стоит думать, что у любого блока можно использовать все разъемы сразу и без каких-либо ограничений. Ограничение тут есть — сечение проводов и их сочетание с определенными разъемами. К тому же, отличаются провода у разных моделей и внешне. Но обо всем по порядку.

Сечение проводов

Для маркировки проводов БП используются обозначения по американскому стандарту AWG. Как правило, его наносят прямо на изоляцию кабелей. Чем меньше значение AWG, тем большее сечение токопроводящей жилы скрывается внутри. Рассмотрим провода, встречающиеся в компьютерных блоках питания.

• 20AWG

Самые тонкие провода, которые обычно используются в дешевых БП. Сечение жилы — 0.52 кв. мм. Обладают наибольшим сопротивлением. Для проводов данного типа рекомендуется ток постоянной нагрузки не более 5А. При превышении этого значения кабель будет ощутимо нагреваться, и его изоляция может оплавиться.

• 18AWG

Наиболее массовые провода, применяемые в различных блоках питания – от недорогих до топовых. Сечение жилы — 0.82 кв. мм. Сопротивление среднее. Выдерживают постоянную нагрузку током 8А, чего с лихвой хватает для большинства комплектующих.

• 16AWG

Самые «толстые» провода, которые наиболее часто встречаются в блоках высшего ценового диапазона. Сопротивление из всех кабелей БП — самое низкое. Как правило, используются только для линий питания процессоров и видеокарт. Имеют сечение 1.31 кв. мм, что позволяет им не перегреваться под постоянной нагрузкой с током вплоть до 13А.

Виды шлейфов

На каждый коннектор идет несколько проводов, поэтому их необходимо скреплять между собой. В зависимости от модели и ценового диапазона БП, можно встретить следующие разновидности шлейфов:

• Без оплетки

Набор проводов, который для жесткости соединен стяжками в нескольких местах. Самое простое решение, которое встречается у бюджетных блоков питания. Несмотря на это, есть у него и свои плюсы — достаточная гибкость. А вот от случайных повреждений «голые» провода защищены лишь собственной изоляцией.

• Общая оплетка

Весь «пучок» проводов шлейфы помещен в единую оплетку. Выглядит аккуратно, встречается в широком диапазоне БП — от дешевых до дорогих моделей. Неплохо защищает провода от внешнего воздействия, но взамен теряется другое свойство — гибкость. Кабели с общей оплеткой гнуть труднее всего, особенно на малых диаметрах.

• Оплетка на каждом проводе

Каждый провод шлейфа оплетается отдельно. Благодаря этому гибкость по сравнению с общей оплеткой возрастает, а защита от внешнего воздействия остается. Однако такие кабели редко встречаются «из коробки». В случае модульных блоков питания их можно докупить отдельно, а в случае немодульных моделей единственный вариант — воспользоваться услугами тех, кто занимается моддингом кабелей.

• Плоские шлейфы

Вместо отдельных кабелей используются плоские шлейфы, в которых провода выстроены в одну линию и соединены изоляцией. За счет этого данный вид шлейфов самый тонкий и гибкий из всех. Выглядят аккуратно и эстетично, встречаются у среднебюджетных и более дорогих БП. Однако главный минус у этих шлейфов такой же, как и у обычных проводов без оплетки — их защитой служит только собственная изоляция.

Конструкция кабелей

Помимо сечения и вида шлейфов, различаются и методы вывода кабелей из блока питания.

• Немодульная конструкция

Классический вариант: все провода, идущие к БП, припаяны к выходам его платы. Отключить ненужные в сборке шлейфы тут не получится — придется как-то расположить их внутри системного блока, чтобы они не мешали другим комплектующим и потокам воздуха. Это не всегда удобно, зато просто в реализации для производителей. Поэтому такую конструкцию можно встретить в разных моделях, от самых дешевых до среднебюджетных.

• Частично модульная конструкция

Определенный компромисс. Шлейф питания материнской платы (а иногда — и процессора/видеокарты) припаян внутри БП, а провода для накопителей и периферии сделаны отключаемыми с помощью разъемов. Таким образом можно убрать неиспользуемые из них, чтобы не занимать лишнее место внутри ПК и не ограничивать воздушные потоки. Можно встретить как у дорогих моделей, так и в среднем ценовом сегменте.

• Полностью модульная конструкция

Все провода от БП сделаны отключаемыми с помощью разъемов. Наиболее удобная конструкция, которая позволяет подстроить конфигурацию шлейфов под любую компьютерную сборку. Однако в реализации полностью модульная конструкция наиболее затратная, поэтому встречается она только у дорогих блоков питания.

Каких проводов достаточно?

Итак, мы рассмотрели три основные характеристики: сечение проводов, виды шлейфов и конструкцию кабелей. Две последние определяют больше эстетическую составляющую — то, насколько красиво и аккуратно будет выглядеть системный блок внутри. А вот к первой нужно отнестись более внимательно, ведь именно от неё зависит правильное питание компонентов ПК.

Для накопителей и периферии

Для подключения жестких дисков и твердотельных накопителей с интерфейсом SATA хватает возможностей даже самых скромных проводов 20AWG. То же самое можно сказать и о корпусных вентиляторах, если они питаются напрямую от блока питания с помощью разъема MOLEX. Впрочем, даже в недорогих моделях БП в этой роли нередко встречаются провода 18AWG — чаще всего потому, что и прочие коннекторы используют их же.

Стоит учитывать, что при высокой нагрузке напряжение на коннекторах кабеля проседает — это наиболее заметно, если используются провода 20AWG. Вентиляторы и SSD к этому особо не чувствительны, а вот жесткие диски по этой причине могут временами отключаться. Поэтому при использовании HDD желательно подключать их на тот «хвост» блока питания, где нет высокой нагрузки. Особенно, если жестких дисков у вас несколько.

Для процессора и видеокарты

В современном ПК основными потребителями энергии являются процессор и видеокарта. Однако бюджетные модели потребляют не так уж много. Поэтому в дешевых БП можно встретить провода 20AWG и для коннекторов питания процессора и видеокарты. По идее, их должно хватать — по 5А на каждую из линий питания достаточно в обоих случаях. Таким образом, в идеале на разъем процессора EPS12V (четыре линии питания) с помощью таких проводов можно безопасно передавать до 240 Вт энергии. А на разъём PCI-E 8-pin (три линии питания) для видеокарты — 180 Вт.

Однако на практике все не так радужно. Соединение в разъемах не всегда качественное, поэтому сопротивление каких-то линий может быть выше. Из-за этого по оставшимся линиям может пойти больший ток, а напряжение, доходящее до комплектующих под нагрузкой, значительно просядет. В результате этого такие провода перегреются, и их изоляция рискует оплавиться. Что в итоге может привести к короткому замыканию.

Поэтому теоретические значения мощности в данном случае можно смело делить на полтора. В итоге провода 20AWG годятся только для питания нетребовательных процессоров и одного коннектора PCI-E 6-pin, разъем для которого можно встретить только в бюджетных видеокартах.

А вот провода 18AWG подходят для этих целей куда лучше. Их сопротивление ниже, а максимальный ток — выше. Поэтому их возможностей с лихвой хватает и для питания процессоров, и для наиболее распространенного коннектора питания видеокарты PCI-E 8-pin. Но два PCI-E 8-pin на один шлейф с AWG18 «вешать» точно не стоит, хотя именно так поступают некоторые производители. Для полной безопасности такой конфигурации нужны более «толстые» провода 16AWG.

Флагманские видеокарты оснащаются разъемом питания — 12VHPWR и его доработанной версией 12V-2X6. Они рассчитаны на передачу до 600 Вт мощности, поэтому у проводов 18AWG в этом случае не будет никакого запаса. Как следствие, без 16AWG и для таких коннекторов не обойтись.

Как устроен 12VHPWR

Шести- и восьми контактные разъемы PCI-E используются для передачи дополнительного питания видеокартам уже многие годы. Шести контактная версия может передавать до 75 Вт мощности, восьми контактная — до 150 Вт. В случае необходимости передачи более высокой мощности на видеокарты устанавливается по два, а то и по три таких разъема.

Однако несколько таких разъемов и подключенных кабелей рядом выглядят довольно громоздко. В 2020 году организация PCI-SIG представила новый разъем — 12VHPWR. Он рассчитан на передачу до 600 Вт мощности, и при этом лишь немного больше обычного разъема PCI-E 8-pin. В старых разъемах 6-pin и 8-pin для передачи энергии используется по две и три пары контактов, соответственно. Оставшиеся контакты служат для определения того, вставлен ли кабель питания. В 12VHPWR ток передают шесть пар контактов.

Вдобавок к ним имеется еще четыре контакта согласования. Один из них сообщает о наличии карты на конце разъема (CARD_CBL_PRES#), второй — о напряжении в пределах нормы, которое присутствует на контактах питания (CARD_PWR_STABLE). Оставшиеся два контакта (Sense 0 и Sense 1) предназначены для конфигурации максимально передаваемой мощности при включении и после загрузки системы. В зависимости от них пиковая мощность, потребляемая по кабелю дополнительного питания видеокартой, может составлять 150, 300, 450 или 600 Вт.

Причины ненадежности 12VHPWR

Первыми новый разъем получили топовые видеокарты NVIDIA GeForce RTX3090 Ti. Но использовали его возможности они не полностью, ограничиваясь конфигурацией на 450 Вт. Полную версию на 600 Вт впервые получил следующий топ компании, RTX4090. И благодаря ему 12VHPWR сразу же обрел дурную славу, так как было зафиксировано множество случаев его плавления при работе.

Почему же 12VHPWR часто плавятся? По заявлениям компании NVIDIA, подобные случаи происходили у пользователей, которые не убедились в том, что коннектор вставлен в разъем до конца. Это могла быть как невнимательность со стороны самих пользователей, так и посторонний мусор в разъеме, который препятствовал полной вставке.

Другой причиной называется сильный изгиб кабеля при подключении. Из-за него происходило чрезмерное натяжение проводников, что могло привести к их частичному разрыву. Как следствие, сопротивление соединения возрастало, что вело к перегреву.

Вдобавок коннекторы кабелей некоторых производителей имели неполный охват контактных стержней. Из-за этого повышалось сопротивление в месте соединения и значительно увеличивался нагрев разъема.

На самом деле, помимо вышеназванных причин, есть еще одна. Каждый из контактов питания 12VHPWR рассчитан на максимальный ток 9.5 А. При этом в предельном рабочем режиме передаваемый по ним ток составляет чуть более 8.3 А. То есть при передаче высокой мощности разъем работает практически на максимуме своих возможностей, что не есть хорошо. Для сравнения: контакты разъема питания PCI-E 8-pin рассчитаны на предельный ток 8 А. Но даже при максимальной нагрузке на них приходится по чуть менее 4.2 А, то есть имеется практически двукратный запас. Даже если один из проводов этого разъема потеряет контакт, оставшиеся распределят его ток между собой без каких-либо негативных последствий.

В случае с 12VHPWR потеря контакта даже одного из токонесущих проводов при высокой мощности куда страшнее. Она провоцирует увеличение силы тока на оставшихся проводах до значений, превышающих максимально допустимые. Это ведет к перегреву разъема и его последующему расплавлению.

Чем отличается 12V-2X6

Разъем 12V-2X6 обладает непохожим на предшественника названием. Однако выглядит он практически аналогично и является продолжателем дела 12VHPWR с некоторыми доработками.

• Длина контактов питания увеличена с 4,2 до 4,45 мм

• Целевая точка соединения контактов питания смещена на глубину 4,1 мм с прежних 5,15 мм

• Размер гнезда для контактов согласования увеличен с 1,6 × 9,3 мм до 1,70 × 9,4 мм

• Длина контактов согласования уменьшена с 4 до 2,5 мм

Более глубокое гнездо и смещенная точка контакта должны поспособствовать более плотному соединению даже в случае не совсем до конца вставленного коннектора. Вдобавок к этому были частично изменены сигнальные режимы контактов согласования. Теперь если ни один из контактов не соединен, то питание попросту не подается. А так как контакты теперь короче и глубже, то при наполовину вставленном коннекторе видеокарта просто не включится.

Обратная совместимость

Основные физические параметры разъемов 12VHPWR и 12V-2X6 схожи, поэтому кабели одного стандарта можно вставить в разъемы другого.

Однако стоит остерегаться использовать уже упомянутые кабели 12VHPWR, у которых был выявлен неполный охват стержней. К тому же, из-за смещенной точки контакта любой из старых кабелей может иметь худшее соединение, чем изначально предназначенные для этого кабели 12V-2X6. Все это могло бы иметь меньшее значение, если бы речь шла о разъемах с большим запасом прочности по току. Однако в случае с 12VHPWR и 12V-2X6 лучше не рисковать, используя именно предназначенные для каждого из них кабели. Так вероятность появления проблем будет куда меньше.

Хотя кабели двух стандартов схожи, сами разъемы отличаются. И не из-за разной высоты контактных стержней, как можно было подумать, а из-за реализации режимов согласования. Блок питания с 12VHPWR будет подавать напряжение на разъем в любом случае, тогда как БП с нативным 12V-2X6 не будет задействовать питание, пока не получит сигнал подключения от видеокарты.

То есть для обеспечения всех преимуществ и повышенной безопасности разъема 12V-2X6 и блок, и видеокарта должны быть оснащены именно им. Но если в случае с видеокартой можно обновить режимы согласования с помощью прошивки BIOS, то среди блоков питания для полной поддержки режимов разъема 12V-2X6 придется выпускать обновлённые модели.

Блоки питания с поддержкой 12V-2X6

Первые блоки питания с поддержкой нового стандарта уже представлены несколькими производителями. В их числе Thermaltake Toughpower TF3 мощностью 1550 Вт, FSP Hydro PTM X Pro и Hydro G Pro мощностью 1200W, Silverstone DA850R мощностью 850 Вт, а также MSI MAG GL мощностью 750 и 800 Вт.

NVIDIA уже установила разъем 12V-2X6 на некоторые карты RTX4000 серии Founders Edition. Постепенно на новый разъем перейдут и другие производители карт компании. AMD в текущей серии видеокарт RX7000 все также остается верна старым разъемам PCI-E 8-pin. Новшества, представленные в разъеме 12V-2X6, должны решить прежние проблемы с нагревом и плавлением. Как показывают первые тесты, обновленный разъем действительно устойчивее предшественника при недостаточно плотной вставке.

Несмотря на все усовершенствования, разъем остается все также потенциально опасным для режимов 450 и 600 Вт, так как при высоких токах его контакты имеют малый запас прочности. При этом можно сказать, что в более щадящих режимах 150 и 300 Вт новый 12V-2X6 точно должен быть не опаснее старого доброго восьми контактного разъема питания PCI-E.

Полезные советы

Если вы выбираете блок питания с расчетом использовать его долгие годы, обратите внимание на то, чтобы у выбранной модели:

• На шлейфах питания процессора были использованы провода не менее 18AVG.

• На шлейфах питания видеокарты с одним коннектором PCI-E 8-pin или двумя коннекторами PCI-E 6-pin — провода 18AVG.

• На шлейфах питания видеокарты с двумя коннекторами PCI-E 8-pin — провода 16AVG.

• На шлейфах питания видеокарты с коннектором 12VHPWR или 12V-2X6 — провода 16AVG.

Это рекомендации безопасности. Из эстетических рекомендаций можно выделить следующие:

• Если в вашем корпусе нет места для того, чтобы скрыть лишние кабели — обратите внимание на блоки с частичной или полной модульной конструкцией.

• Для корпусов с прозрачной боковой крышкой желательно предпочесть блоки с плоскими шлейфами — их легче всего проложить скрытно для эффектного внешнего вида.

• В случае, если скрытная прокладка проводов не требуется, наиболее аккуратно будут выглядеть кабели с оплеткой.

Среди комплектующих компьютера блок питания играет особую роль. Именно он снабжает энергией все остальные компоненты ПК, позволяя им работать слажено и без сбоев. Но когда с блоком возникают проблемы, начинает страдать весь компьютер. А вместе с ним — и его пользователь. Как понять, что пришло время поменять БП?

Правильно подобранный блок питания — самый «долгоиграющий» компонент компьютерной системы. Он может без проблем пережить несколько поколений процессоров и видеокарт, продолжая исправно выполнять свою миссию по снабжению компонентов ПК электричеством.

Но не всегда пользователи выбирают модели с запасом на будущее. Да и компьютерное «железо» из поколения в поколение становится все более прожорливым. Вдобавок к этому годы не щадят даже дорогие качественные модели. Поэтому рано или поздно у любого пользователя ПК назревает вопрос: может все-таки потихоньку копить на новый блок? Рассмотрим, какие проявления могут стать причиной для этого.

Нестабильность под нагрузкой

Самый верный признак проблем с блоком питания — появление спонтанных перезагрузок, зависаний системы или «синих» экранов.

Хотя причин на это может быть много, в первую очередь стоит проверить блок питания. Как это сделать — мы рассказывали в отдельном материале.

Если виновником оказался старый блок, используемый с современным «железом», то лучшим вариантом будет его замена. Конечно, и такой БП при желании можно починить. Но отработавшая свое электроника и после ремонта может выдать неожиданные сюрпризы, в итоге приведя к неисправности таких дорогих комплектующих, как материнская плата или видеокарта. В большинстве случаев идти на такой риск нецелесообразно, и гораздо разумнее поменять блок питания на новый.

Повышенный шум

Скорость износа подшипника вентилятора БП зависит от его типа. В дешевых моделях блоков используются наиболее простые подшипники, в дорогих — более продвинутые вариации. Поэтому у первых паразитные шумы при работе могут появиться в первые год–два использования, а у вторых — только через пять, семь или даже десять лет. Чтобы избавиться от неприятных звуков, можно заменить только вентилятор БП. Но стоит иметь ввиду, что для корректной и бесшумной работы блока нужно будет поискать более-менее качественную «вертушку» с характеристиками, которые схожи со старым вентилятором.

Причина шума от старого блока питания не всегда кроется в изношенном подшипнике. Если вы заметили, что вентилятор БП в последнее время стал работать на повышенных оборотах, то, возможно, внутри устройства стали перегреваться какие-то компоненты, сбоит термодатчик или микросхема контроля вентилятора. Если заменой последнего вопрос не решится, стоит задуматься о том, чтобы приобрести новый блок на замену.

Работа на пределе мощности

Несмотря на важность блока питания в стабильной работе системы и приличный «жор» современных комплектующих, до сих пор много случаев, когда БП в сборке не уделяется должного внимания, и он берется «на сдачу». Часто в таких конфигурациях блок работает на пределе своих возможностей, тем не менее как-то справляясь со своими обязанностями.

Под нагрузкой, близкой к максимальной, электроника блока питания сильно нагревается. Поэтому заметно снижается ресурс ее работы. К тому же, это может быть одной из причин предыдущего пункта — шумной работы вентилятора.

Похожую ситуацию можно встретить, когда покупаются новые «прожорливые» компоненты, а БП остается от старой сборки. Многие блоки могут достаточно долгое время работать на пределе своей мощности, поэтому вначале проблем с ПК может и не быть. Однако под максимальной нагрузкой часто просаживается напряжение, что ведет к негативным последствиям для практически всех компонентов компьютера. Поэтому перед заменой комплектующих обязательно нужно рассчитать общее потребление новой конфигурации. Если ее пики вплотную подходят к мощности БП, указанной по линии 12 В, то блок желательно сменить. На замену нужно выбирать модель, мощность которой превышает общее потребление комплектующих на 20% или выше. Тогда такой блок не будет перегреваться, производить сильный шум, и прослужит долгое время.

Соединения и переходники

Несмотря на стабильность под нагрузкой, достаточную мощность и отсутствие явного шума, у многих сочетаний блоков питания и компьютерных комплектующих есть еще одно слабое звено — силовые соединения.

В первую очередь это касается использования различных переходников. Особенно тех, которые предназначены для конвертирования разъемов Molex или SATA в коннекторы питания для видеокарты. Единственным полностью безопасным вариантом в этом случае можно считать переходник с двух таких разъемов на один коннектор PCI-E 6-pin. Все потому, что максимальная мощность в данном случае невелика — всего 75 Вт.

А вот собирать более продвинутый PCI-E 8-pin с помощью подобной комбинации крайне нежелательно. Если видеокарта будет потреблять по такой связке мощность, близкую к полной для коннектора (150 Вт), это будет чревато чрезмерным нагревом соединений в переходнике. Что может привести к их расплавлению или даже возгоранию.

Для безопасного использования видеокарт, требующих питания 8-pin, необходимы выделенные провода от БП с соответствующими коннекторами. Если их нет, то переходники можно использовать лишь как крайнюю временную меру. Полное решение этой проблемы — только замена блока питания. Современный разъем 12VHPWR и его последователь 12V-2X6 могут предоставить видеокарте еще большее количество энергии — до 600 Вт. Если у вас карта с таким разъемом, а у блока его нет, можно использовать переходники с нескольких PCI-E 8-pin. Однако и в этом случае из соображений безопасности лучше присмотреться к современным БП, у которых подобный разъем доступен «из коробки». Особенно, если вы используете очень «прожорливую» видеокарту, вроде GeForce RTX4090.

Ошибки с комбинациями разъемов и проводов, которые приводят к их небезопасному использованию, нередко совершают и производители блоков питания. Здесь же нужно в первую очередь упомянуть главную — установку двух коннекторов PCI-E 8-pin на один шлейф с проводами с сечением 18AWG.

Если в компьютере с таким блоком установлена относительно «прохладная» видеокарта из среднего ценового сегмента, то опасаться нечего. Но при использовании топовых карт, потребление которых составляет от 300 Вт и выше, провода и соединения такой конфигурации могут заметно нагреваться. Поэтому, для беспроблемной работы системы под нагрузкой, БП в этом случае лучше сменить.

Итоги

Блок питания — один из компонентов компьютера, который не влияет на производительность системы и может использоваться долгие годы. Однако нестабильность под нагрузкой, выход на предельную мощность, повышенный шум и множество соединений через переходники влияют на стабильность работы системы негативно. А в некоторых случаях это еще и небезопасно — как для комплектующих ПК, так и для самого пользователя.

Присматривая новую модель, не забудьте учесть необходимый запас мощности и наличие всех современных разъемов в нужном количестве. В том числе — с учетом будущих апгрейдов. Тогда выбранный блок питания будет радовать вас долгие годы без необходимости замены.

линукс с хфсе, иногда пользую mate и
конфигурация как я уже написал. оно не реактивное, но ничо не виснет, могу 20 вкладок браузера открыть, рендерить 3д. и +2 очееди копирования .

частоту меньше и 2 ядра, 4гб пробовал лично
на ноутбуке Ноутбук HP Compaq cq57 -- просмотр онлайн видео 1080р тормозит. обрабатывать небольшие документы, рисунки годится. NAS будет тормозить когда захочешь несколько очередей синхронизации запустить.

если кому-то интересно могут заглянуть в мой профиль, чтобы пообщаться персонально.