que elementos debemos tener en cuenta para escoger una fuente de poder
revisaremos los elementos mas importantes y a considerar de una fuente de poder.
la función de una fuente de poder es básicamente coger corriente alterna de la muralla y convertirla a corriente continua en diferentes rieles de voltaje usualmente 3,3v 5v y 12v entendiendo que la linea de 12v es la mas importante del sistema debido que alimenta los 2 componentes mas costosos del mismo procesador y gpu.
Ripple
primer inconveniente de la tarea de la fuente es el denominado Ripple una oscilación del voltaje causado por la fuente de electricidad que es alterna de pulsos eso contamina a la corriente continua y los pulsos no pueden ser eliminados al 100% entonces siempre tendremos el fenómeno del ripple. nosotros queremos la energía lo mas limpia posible es decir idealmente tener un ripple de 0 pero esto no es posible debemos tolerar algo de ripple. cuanto ripple podemos tolerar es una buena pregunta por lo general se acepta un ripple de 120mv en la linea de 12v como usable. comprendiendo la diferencia entre usable y lógicamente un producto premium. una buena fuente 80 plus titanium maneja un ripple de inferior a 20 milivoltios en la linea de 12v con un 100% de carga.
hay que entender que las fuentes normalmente son testeadas con un 50% de carga es decir si la fuente es de 600w se prueba con 300w de carga a una temperatura de 25°C. el valor de ripple no es plano según el factor de carga de la fuente si a una fuente de 600w le pedimos 700w el valor de ripple suele dispararse.
el valor de Ripple se mide en osciloscopio como en la siguiente imagen.
otro aspecto importante del ripple es que esta asociado a la duración de la fuente, una fuente con ripple bajo durara mas que una con ripple alto. Debido a que su capacitor (condensador) trabajara mas.
Y tiene una relación inversamente proporcional a la eficiencia energética. Es decir ripple bajo suele conllevar mala eficiencia por esta razón es tan difícil fabricar una fuente que tenga buenos valores en todas las áreas. normalmente una fuente preferirá eficiencia por su certificación 80 plus de mayor impacto en el publico y estará dispuesta a sacrificar algo el valor de ripple, algo que normalmente es desconocido por el publico.
el ripple que no es filtrado en la fuente exigirá mas los componentes de nuestra placa madre y gpu
otro factor a considerar es la eficiencia
la energía AC que no es convertida en DC se pierde en forma en calor
la eficiencia esta normalmente certificada por energy star y su ya mítico 80 plus y tiene niveles de eficiencia según la siguiente tabla
la certificación se logra a 50% de carga superando la eficiencia de la etiqueta
en los paises donde la corriente llega a casa a 220v las fuentes son mas eficientes que donde llega a 110
la certificación esta pensada para el mercado americano es decir 110v con lo que en los paises de 220v tienen un plus de eficiencia debido a este fenómeno.
esto solo significa que por ejemplo en un caso de una fuente de 80 plus white tenemos 85% de eficiencia en paises 220v entonces si nuestro equipo demanda 500w estaremos demandando de la muralla 575w y esos 75w estarán perdidos en cambio si la fuente fuese titanium en el mismo caso 500w estaríamos demandando 520w de la muralla perdiendo solo 20 watts que se pagan y a largo plazo puede significar un diferencial en la cuenta de la luz.
hay que entender que la eficiencia es curva y no recta es decir una fuente es mas eficiente al 50% que al 100% pero la curva suele ser bastante plana permitiendo un máximo de 4% de diferencia entre 50% y 100%
otro concepto muy importante es la tensión de los voltajes
también suelen oscilar ligeramente nos gustaría que fuese 12v plano pero se acepta normalmente 11.4v y por sobre 12.6v que es +-5% es importante porque a medida que se le agrega carga a la fuente la tensión suele caer
si la fuente nos entrega 11,80v esta excelente, si entrega 11,60v esta bien. 11,4xv ya debería preocuparnos lo mismo en las otras líneas de 5 y 3.3
el estándar ATX define los siguientes valores en teoría una placa madre buena debería ser capaz de manejar estos valores pero hay fuentes que superan estos valores con creces.
hoy se es mucho mas exigente con los componentes electrónicos y los equipos son mas costosos y delicados usted expondría su equipo de 5.000 o 15.000 dólares a tensiones fuera del estándar atx seguramente no. las tolerancias hoy en día están definidas de la siguiente forma. la diferencia entre una fuente que cumple y una fuente de excelente calidad.
que componentes usan cada linea de voltaje
+12V: procesador, tarjeta gráfica, ventiladores y algunas tarjetas de expansión PCIe. También es el voltaje principal de la placa base, si bien debe pasar por sus propios VRM para regularlo. En general es el raíl que da servicio a los componentes de hardware que tienen mayor consumo.
+5V: discos duros mecánicos, unidades ópticas, algunas tarjetas de expansión PCIe y USB. Todos los puertos USB de un PC funcionan a 5V, y eso incluye los periféricos que se conectan a ellos.
+3,3V: memoria RAM y SSDs en formato M.2. Además, todos los zócalos PCIe también son capaces de proporcionar +3.3V.
Protecciones de la fuente de poder
Power Good o PWR_OK
power good es una protección de la fuente que vigila la tensión que entrega la fuente al pasar de cierto valor la fuente se apaga impidiendo quemar nuestros equipos.
OCP (Over-Current Protection) o Protección Contra Sobrecorriente
ocp actúa en un nivel por sobre la calificación de la fuente es decir una fuente de 500w puede tener ocp a los 600w esto para permitir picos de consumo de la gpu. la idea es que actue antes de que la fuente descontrole sus parámetros de tensión y de ripple apagando la fuente y salvando los componentes.
OVP (Over Voltage Protection) o Protección contra Sobretensión
ovp protege la fuente cuando entrega voltajes fuera de rango
UVP (Under Voltage Protection) o Protección contra Baja tensión
uvp protege la fuente cuando entrega voltajes fuera de rango
OPP (Over Power Protection) o Protección contra Sobrecarga
protege la fuente apagándola cuando el consumo llega al limite de sobre carga este puede ser 10% 20% o incluso 50% sobre el valor indicado en la fuente.
OTP (Over Temperature Protection) o Protección contra Temperatura Elevada
apaga la fuente cuando alcanza una temperatura x, y es importante la vida de la fuente esta ligada a su temperatura cada 10°C la fuente vive el doble o la mitad según sea el caso.
SCP (Short Circuit Protection) o Protección contra Cortocircuito
protección contra corto circuito si haces un puente con cables molex sin querer la fuente se apaga en vez de quemarse.
PFC
Las siglas PFC significan Power Factor Correction, es decir, Corrección del Factor de Potencia. la corriente que nos llega a casa es corriente alterna y según las cargas sean capacitivas o inductivas el factor de potencia puede ser atrasado o adelantado según sea el caso. es decir cuando se juntan corriente alterna + bobinas y o condensadores ocurre un fenómeno eléctrico que genera una energía residual llamada "potencia residual" que se junta con la "potencia activa" la potencia residual se consume y se devuelve a veces neteando en 0 y a veces no. pero si esta pasando por los cables, es decir si es consumo y el cable debe soportar esa corriente.
para corregir este problema la fuente añade componentes que corrigen el factor de potencia y lo acercan a 1. existe pasivo y activo. hoy en día es común que lleven ambos. antiguamente las fuentes manejaban un factor de potencia de 0,65 es decir muy lejos de 1 el PFC ayudo a mejorar el factor de potencia de las fuentes de poder. hoy el PFC esta exigido en algún grado gran mayoría de países.
Como escoger finalmente
lo primero es dimensionar correctamente nuestra fuente es decir seleccionar la potencia adecuada medida en Watts aqui una guía orientativa rápida de todas formas se puede usar una calculadora de fuentes recomiendo esta pero cualquiera sirve realmente https://outervision.com/power-supply-calculator.
segmentos:
un pc de oficina típico como pueda ser un Pentium gold 6400 de 2 núcleos 4 hilos junto a una GT710 en una placa base itx montado en una caja SFF con 16 gb de ram un clásico equipo de oficina
un equipo así consume máximo unos 200W con lo que con una fuente de 300w a 400w esta bien
un pc de casa gama baja
imaginemos un i3 10100 junto a una gtx 1650 un nvme 16 gb de ram un teclado y mouse gamer
un equipo así consume máximo unos 260w con lo que una fuente de 400w sea lo adecuado
un pc gama media
imaginemos un ryzen 5 5600x junto a una gpu de gama media una RTX 3060 16 gb de ram nvme teclado rgb mouse rgb y algunas expansiones pcie como wifi. un equipo así ya consume 360w con lo que una fuente de 500w sea lo adecuado.
un pc de gama alta
imaginemos un ryzen 7 5800x junto a una rtx 3070 aquí se requiere una fuente de 600w
un pc de gama entusiasta
imaginemos un 5950X junto a una RTX 3080 con un kit aio de 360mm y tiras led 32 gb de ram y todo el asunto puede consumir máximo unos 580w con lo que se recomienda una fuente de 750w
un pc Workstation
con treadripper 3990x o xeon con una rtx 3090 64 gb de ram y todo lo que implica puede consumir unos 820w maximo con lo que se recomienda una fuente de unos 1000w
configuraciones dual xeon o dual gpu requerirán fuentes algo mas grandes existen de 1200w y de 1600w
configuraciones de servidor con 4 o mas cpu 700 gb de ram y cosas así se requiere fuentes de servidor del rango de los 2000w
configuraciones de granjas de minado de criptomonedas requieren fuentes de 1600 a 3000 watts para conectar 10 gpu en paralelo
esto en lo que respecta a potencia. también debemos escoger eficiencia y calidad la eficiencia estará claramente indicada mediante la certificación 80 plus o bien la nueva certificación de cybenetics pero la calidad es el gran misterio, esa caja negra que uno desconoce. la calidad es una de las claves porque una empresa puede certificar 80 plus y luego retirar componentes de la fuente para abaratar costos pero ya la fuente esta certificada en part number y todas las unidades saldrán con certificación independiente de que algún fabricante decida recortar posterior a la certificación.
calidad:
la calidad estará básicamente indicada según como maneje la estabilidad de las tensiones en las lineas de 12, 5 y 3,3 volts que estas se mantengan estables independiente de la carga aplicada. nos referimos a cargas dentro del rango 0% a 110% de lo que la misma fuente indica. y también opernado en temperaturas ambientes realistas en lo que pueda ser un verano en cualquier país. no es lo mismo 10°C que 40°C si usted vive en clima frio tiene suerte eso favorece a su fuente pero sabemos que eso no es así en todas partes y la fuente tiene que tener buen desempeño en ciudades de clima caluroso.
que la fuente mantenga un ripple decente independiente del nivel de carga 0% a 110% y la temperatura ambiente.
y la calidad de los componentes internos que estén primero listados y segundo bien orientados a lo que la fuente busca lógicamente no podemos pretender que la fuente mas económica tenga los componentes mas caros.
por supuesto la calidad del fan y su gestión de rpm y ruido.
no sirve tener la fuente a buenas temperaturas si usamos un fan que gira a 5000 rpm y hace un ruido infernal. idealmente queremos una fuente silenciosa y que maneje buenas temperaturas.
también es importante la capacidad de los cables para manejar el amperaje si son de cobre o de aluminio, si son 20 awg o 18 awg u otra categoría.
y el nivel de protecciones con esto ya podemos dominar la calidad de la fuente y saber si pone a nuestro equipo en riesgo o no.
Letrados en fuentes de poder
uno de los primeros en revisar la calidad de las fuentes y hacer reviews serias al respecto es nada menos que alias "Jonny Guru" Jon Gerow fundador del sitio jonnyguru.com donde se revisaban extensivamente las fuentes de poder en todos los ámbitos y que hoy es Director de investigación y desarrollo de Corsair
Jon Gerow enseño a Gamersnexus a testear fuentes con lo que Gamernexus también es palabra autorizada.
el segundo personaje clave es Aris Mpitziopoulos fundador de Cybenetics agencia de certificación de fuentes de poder mas exigente del mundo y también es editor del sitio web de Tom's Hardware en lo que respecta a fuentes de poder y si tiene muchos artículos muy interesantes por aquí
En lengua portuguesa tenemos a Ronaldo Buassali fundador de Teclab y campeón de overcloking de Brasil y si Ronaldo a cooperado con Aris y con Jhonny el mismo Aris de Cybenetics ha estado en Brasil validando el trabajo de Ronaldo en Teclab
sobre el overclocking
el overclocking demanda mucho de nuestras fuentes de poder porque primero necesita que esta entregue energía lo mas limpia posible segundo aumenta el consumo de los sistemas tanto de GPU como de CPU el paso de benchmarking exigen los componentes al 100%
por ejemplo un procesador 11900K tiene un tdp pl2 de 250w si lo juntamos con una versión de la rtx 3090 con el power limit desbloqueado hasta 450w tenemos 700watts en solo 2 componentes
la estabilidad del overclok esta ligada al valor del ripple de la fuente mientras menos ripple tenga la fuente mas estable sera su opverclock por esto se recomienda para overclock fuentes con ripple bajo 60 milivolt en la linea de 12v.
las Etiquetas
toda fuente debe tener una etiqueta que indica su capacidad eléctrica
AC input es ingreso de corriente alterna es decir si la podemos enchufar a la pared o no hoy en dia casi todas las fuentes son full range es decir funcionan en cualquier país ya sea 115v o 230v antiguamente traían un swich y uno debía seleccionar el modo.
la cantidad de amperios y la frecuencia de la corriente alterna esto es poco importante porque todos los países cumplen los parámetros hay que tenerlo presente por si queremos enchufarnos a paneles solares o generadores aunque suele cumplir los estándares también.
después tenemos la salida de corriente continua o DC esta tendrá una cantidad de railes o carriles de diferentes voltajes como son 12v, 5v, 3.3v 5vsb y -12v como mínimo las líneas -12v y 5vsb son poco importantes las otras tres son las importantes y particularmente la de 12v la mas importante que energiza los componentes mas caros del equipo cpu y gpu.
la información importante de la etiqueta es el amperaje de cada railes por ejemplo vemos en la etiqueta que debajo de +12v sale 83A eso significa 83 Amperios uno puede hacer un calculo rápido de 83A*12v=996 watts y obtener la capacidad máxima teórica de la fuente en esa linea y en watts.
una fuente honesta se definirá a si misma como de X cantidad de watts donde x serán los watts capaz de entregar la linea de 12v en este caso como es capaz de entregar 996 watts podemos decir que es una fuente de 1000 watts
una fuente genérica suele estar mal clasificadas y suelen usar la suma de los watts entregados por cada railes en el caso de esta etiqueta diría que es una fuente de 125+996+3.6+15 = 1139.5 probablemente se estaría vendiendo como una fuente de 1200w esto es delicado en fuentes pequeñas porque dicen ser de 400w y son realmente de 250w o similar y resulta que terminan no sirviendo.
