[解說] 12V限流 和 OCP啟動值 差異 / OCP的理想值評估


[ 解說 ] OCP不是有就好,還要看啟動條件。 附:安全性測試影片
http://www.mobile01.com/topicdetail.php?f=501&t=2775608

[ 解說 ] 雙路12V 與 高耗電顯示卡 的 配對問題
http://www.mobile01.com/topicdetail.php?f=501&t=2658532
之後,

偶爾會有人私信問我
"電流輸出介於 限流值 與 ocp啟動點 之間會怎麼樣?"
"有了ocp啟動點,那限流值是否形同虛設?"
........等類似的問題。

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[解說] 12V限流 和 OCP啟動值 差異 / OCP的理想值評估

以上圖的下半部為例:
40A=該路長時間使用下的建議最大電流值,這個值與很多因素有關,
如:安規、接頭中的金屬接觸面的加工(接觸電阻)、各種用料等級、焊錫的用量和熔點.....。
(任何一路12V在40A輸出下能維持多長時間? 這一點我也很好奇。)
(修正於 2013/04/23 )

53A=OCP啟動值
因為瞬間電流持續時間不到1秒,時間短,所以對線材產生的升溫有限。


長時間高電流通過,使得溫度超過CABLE包覆材耐溫極限的結果

==========OCP啟動值 應該設多少? =============

先跟各位溝通幾個觀念:
[1] OCP的啟動值愈低,不光是起火燃燒的機率愈低,
該短路零件能再次使用、不被燒毀的機率也愈高。

[2] 以一般遊戲來燒機,滿載時,多數顯示卡的瞬間高電流約為滿載平均功耗的140~150%。
也有的顯示卡款式不注重瞬間高電流的波動幅度,時不時就飆到170%~200%的型號也不在少數。
(需用示波器觀察,詳見下面2張圖)

[3] 晶片廠(AMD、Nvidia)公佈的功耗值(非TDP),是指"公版在預設時脈下"難以達到的平均耗電量,
並非瞬間最高耗電量,
平均耗電量的實測數據和TDP會有一段或大或小的差距。
超頻版的最大功耗必須要問版卡廠(asus、gigabite、msi....),不能參照晶片廠的數據。

[4] CPU方面的瞬間高電流我過去沒甚麼數據,cpu廠、M.B.廠的開發部門才會有做這樣的測試,
不過現在我在"阿湯哥的指南"裡找到2篇足以參考的測試報告:
intel (相當優秀,超頻之後的peak值也不易超過平均值的30%。)
http://www.tomshardware.com/reviews/intel-core-i7-5960x-haswell-e-cpu,3918-10.html

amd (比較遜一點,可以輕易到達140%,但也沒高於150%,因為再超也上不去的關係吧?!)
http://www.tomshardware.com/reviews/amd-fx-8370e-cpu,3929-4.html
有了這份數據就容易抓多路12v中配給cpu的ocp該怎麼設定。


[5]PCI-E 8 PIN CONNECTOR的額訂供電量為150W,
PCI-E 6 PIN CONNECTOR的額訂供電量為75W;
顯示卡若插2個8 PIN,最大可從CABLE中得到300W電能,
從M.B.中汲取的另計。
上面這些數值指的都是"平均輸出",電流峰值是會超過的。

[6]ocp啟動值並沒有規範,
設多高是依照客戶要求(貼牌廠)、各設計者的經驗法則、公司的產品策略.....所決定的。


以目前耗電量最大顯示卡為例:
NVDIA GTX 690 TDP 300W(DC),
同時也是 雙8pin 的最大額訂供電量,12V/25A。

現在假定GTX 690真的需要300W(DC),且100%從 雙8pin 汲取,
"瞬間高電流"再以很誇張的200%計算,
一切都用最壞狀況,這樣的保險裕度非常大了。

25A * 200%=50A

換句話說,獨立給顯示卡的那一路12V 如果有提供 2個8pin接頭,才有資格設在50A。

目前500W以下的4路產品中,供給顯示卡的RAIL多為一路一個6+2 PIN CONNECTOR(150W),
OCP啟動值設於25A足矣,超過了沒有意義。

※OCP設的低,一樣能供給300W的顯示卡,只要用2路去供給一張卡。

===圖片來源:阿湯哥的指南====
以R9 290X這款高耗電的產品來觀察,以unigine heaven loop來燒機,
先只看0.1秒,抓到的總功耗峰值=367.18,還可以再高嗎?
[解說] 12V限流 和 OCP啟動值 差異 / OCP的理想值評估


觀察120秒後,最高值果然刷新了數據。
綠框=PSU的最大負擔, 429.23(PEAK)/262.01(AVERAGE)=1.638=163.8%
紅框=該路12V的最大負擔,408.12/12=34.01(A),OCP應該要略高於這個值。
由於計算量愈大,電流的峰值也愈可能再次超越,比unigine heaven更吃重的燒機軟體也不是沒有,
保險起見,再大方地以總功耗平均值的200%計算,(其實應該要以12V外接的部分來計算)
262.01*2/12=43.668 ,若給與±10%的啟動誤差,且確保下限不會低於峰值,
看來設在50A(45A~55A)就足夠了應付290X了。
[解說] 12V限流 和 OCP啟動值 差異 / OCP的理想值評估

※由於頂級卡王的耗電量和MB、HDD、SSD差距極為巨大,
多路12V的PSU應該要將低耗電的24 PIN、SATA集成的一路,並給予較低的OCP啟動值。
本文的第一張圖中,該PSU的4路12V均設為53A,其實是偷懶且欠考量的設定。



==================== PSU架構 與 供電表現 =====================

一般消費者根本不用去管架構問題,
因為你們沒有專業到那種程度,充其量只是紙上談兵、人云亦云,
殊不知供電表現是可以微調的。

真正要注意的只有2點:
[1]100% LOADING時的RIPPLE大小。
[2]0%~100% LOADING,各電壓有無超出+-5%。

用結果論就好,省事又簡單,相關資料國外的專業網站有很詳細的數據,
所以不用聽廠商、廣告、外行人的開箱文....在那邊吹噓。




==================== 4路為何還不取代2路? =====================

2路 與 4路 主要成本差在 layout 和 管理晶片的價格,
但其實差沒幾塊美金。
(管理晶片的功能愈多、能監控的路數愈多,價格就愈貴。)

由於怕售價太高賣不掉,所以這些業者還是趨向2路12v,
用拉高OCP啟動值的方式增加硬體相容性,尤其是針對高耗電的顯示卡。

主因:
1.了解差異的消費者連1%都沒有,只看價格和口碑,
因為外行人佔絕大多數,所以口碑是很容易炒作的。

2.發生短路的機率蠻低的,且絕大多數消費者根本沒看過零件起火的樣子,
更別提處理善後,所以不重視安全性的設計。
(有些款式的安全性不怎麼樣,卻因為懂得營造口碑而銷售不錯,現在明白原因了嗎?)

3.業者怕得罪同行,或打壓自家主力產品,所以不願意教育消費者,
甚至不公開規格細節。

4.絕大多數消費者對零件的功耗不懂,也不想懂,抓瓦數憑感覺;
有些人懂點皮毛就想上梁山,在網路上大放厥詞,導致錯誤的觀念在網路上流竄。


==================== 4路以上psu 對高耗電零件的相容性 =====================

psu只要在4路以上,其相容性和單路12v相比,幾乎是一樣的。
(3路則要看如何分配接頭,像魔族、魄族那種3路配法就很差,基本與2路無異)

路數愈多愈能將耗電量大的零件獨立出來,
只要規畫好那一路分配甚麼零件,設計者就能大致抓出OCP啟動值。
例如某台電腦上的有如下零件:
顯示卡= 燒機時的平均功耗200w,瞬間最大功耗350w,ocp至少需要設於35A。
cpu= 燒機時的平均功耗100w,瞬間最大功耗150w,ocp至少需要設於20A。
m.b.= 40w
hdd= 待機5w /全速時,短時間內會衝到40w(因為有馬達)
ssd= 5~10w
odd= 待機5w /全速時,短時間內會衝到40w(因為有馬達)
FAN*3= 15w
扣除顯示卡、cpu,其餘零件的功耗總和約略等於CPU,此時將12V拆成3路,
分成
12V1=顯示卡,ocp設於35A。
12V2=cpu,ocp設於20A。
12V3=其它,ocp設於20A。
此時不難發現OCP啟動值有本錢壓低又能相容高耗電零件。


相較於單路12v,每路的OCP啟動值可以大幅壓低,
因此安全性大幅提高,
也就是說,增加RAIL以壓低各路OCP啟動值,保護汲電零件,才是對消費者最有利的。


==================== scp 與 ocp 的差異 =====================
很多人搞不懂這2個有什麼差異,甚至有半吊子自己依字面上解釋就認為2種都有是畫蛇添足。

scp : psu內部元件短路時啟動。

ocp : psu對外輸出的電流過大時啟動。

eanck wrote:
繼[ 解說 ] OC...(恕刪)


受教了,五分奉上
每次看大大的文章都可以懂得更多關於psu

的知識〜〜
psu的負載愈大, ripple的波動範圍就愈大。
補充100% load時12V的ripple標準:

40mv以下: 好貨
41~60mv: 一般品質。
61~80mv: 當該psu的其它規格都吻合你的需求時,勉強可以買。
81~120mv: 雖然還在intel制訂的規範內,但不提也罷。


=======平均功耗為500W的顯示卡需要OCP設在90A以上?========
根據第一樓的圖2~3,會發現AMD 290X會上衝到163.8%,
而NVIDIA的GTX 970、980則會上衝到接近200%,

上圖中顯示平均功耗僅約170~180W,但是瞬間功耗可以飆到接近350W,大約是2倍,
而且超過270W(150%)的頻率極高,
如果消費者都以180W下去評估PSU需要的瓦數,這少估的部分可能會對劣質PSU的12v造成很大的負擔,若架構不佳影響到5v、3.3v的穩定,最終影響到M.B.、STORAGE時,那就好玩了。

所以我認為GTX 970的實際拿來評估的功耗值應該要拉到我畫白線的位置,也就是260~270W。
(可以解釋成NVIDIA的顯示卡利用平均功耗來美化"每瓦效能值(P/W)"嗎? 有無作弊的嫌疑?)

所有高耗電的顯示卡都會如此誇張嗎?  來看看號稱500W的R9 295的情況。

AVERAGE=448.5 / PEAK=466.5 (104.0%)
就算給予AVERAGE +20% 的裕度,OCP設於45A就夠了!!
由上圖可知,要不要抑制電流波動全看板卡廠要不要下功夫。
歷代AMD 卡王的細部功耗資料
各位自己去觀察PEAK值可以壓到多低。

PSU廠的OCP會無限制拉高,有時真的是迫於無奈,
因為幾乎沒有消費者知道原因是為了遷就這些"能賣就好"的顯示卡。





eanck wrote:
psu的負載愈大, ...(恕刪)


真的很專業,受教了!!
受教~~~

關於限流值,我的小小看法~還請多指教

很多晶片,像LDO電壓轉電壓,都會寫最大電流是多少

但其實這個值,我感覺像是一個虛構的,

他的定義應來自晶片是否能承受在這電流下所產生的廢熱,以避免燒毀,

這樣明顯跟你散熱環境有關,並非絕對

或者是在這樣電流下,輸出會壓降太大,超出容忍範圍

但是像OCP,則是有其他晶片去控制,當電流超過一定的值就動作把電路關掉

所以一般OCP都寫得比最大值來的高(應該吧,我看的數據還不夠多),正常直接看OCP就好了

至於電流介於兩者之間會怎樣,不是power在喊熱不然就是電壓降太大或者啥事都沒(燒其他的),power本身應不會有其他動作

除非到達OCP,或過熱保護

小小看法,謝~~~

-------------

eanck wrote:
40mv以下: 好貨
41~60mv: 一般品質。
61~80mv: 當該psu的其它規格都吻合你的需求時,勉強可以買。
81~120mv: 雖然還在intel制訂的規範內,但不提也罷。(恕刪)


這對看power好壞,非常有幫助,感謝~~~~

rossbug wrote:
受教~~~關於限流值...(恕刪)
這樣明顯跟你散熱環境有關,並非絕對

或者是在這樣電流下,輸出會壓降太大,超出容忍範圍

但是像OCP,則是有其他晶片去控制,當電流超過一定的值就動作把電路關掉

所以一般OCP都寫得比最大值來的高(應該吧,我看的數據還不夠多),正常直接看OCP就好了

至於電流介於兩者之間會怎樣,不是power在喊熱不然就是電壓降太大或者啥事都沒(燒其他的),power本身應不會有其他動作



大致正確,
但你少一個觀念"持續時間的長短"。

在psu供應能力內,
超出該路額定電流愈多,能不發生安全性問題的持續時間就愈短,
所以每路供應量的上限不是看ocp值。

室溫低、風流量大是有助於延長超額時的時間,
但效益不大,
因為這些包覆在銅線外的塑膠材、絕緣材的導熱係數都很低。

eanck wrote:

[ 解說 ] O...(恕刪)


好文還是要推的~
感謝您的分享~
eanck wrote:
大致正確,但你少一個...(恕刪)


受教了,感謝~~~~

另外再推一次這個

eanck wrote:
40mv以下: 好貨
41~60mv: 一般品質。
61~80mv: 當該psu的其它規格都吻合你的需求時,勉強可以買。
81~120mv: 雖然還在intel制訂的規範內,但不提也罷。(恕刪)


看國外開箱測試時,最重要且可以說是容易看得懂的 :

各負載下的
1. 雜訊
2. 轉換效率
3. PF (<20%,或一般小於100W以下的PF)

所以上面那資訊可做為很有用的標準

剩下的就是看幾路的分配,以及通常看不到的OCP數據

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