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Tagan 2Force 430 & 480 W - Page 4/7

Rédigé par David D. - 26/06/2005
Catégorie : Alimentations



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Gestion des multiples rails 12 V

Il faut bien voir que la nouvelle mode du marketing est de vanter les mérites des multiples rails 12 V pour vendre des alimentations. Si l'on est attentif et que l'on regarde réellement comment sont gérés ces rails multiples, on s'aperçoit vite que ça n'apporte pas grand chose. Au final, c'est plus une supercherie qu'une réelle innovation.

La cause de cette évolution est l'application d'une norme de sécurité (IEC 60950-1) qui vise à protéger les utilisateurs. Celle-ci repose sur le fait qu'on doit maîtriser les puissances mises en jeu dans un circuit électrique et faire en sorte de ne pas dépasser une puissance de 240 VA sur une branche donnée (20 A sous 12 V par exemple). L'augmentation des courants présents sur un seul rail 12 V (30 A ou plus) est considérée comme potentiellement dangereuse si un incident venait à se produire. La norme demande donc de brider et de mettre en place un contrôle dès lors qu'on dépasse le seuil fixé. Pour faire passer plus de puissance, on scinde alors le rail en plusieurs lignes normalement protégées indépendamment.

On trouve une multiplication des rails 12 V dans les applications de type serveur notamment, car ils sont gourmands en énergie. Dans ce cas, il n'est pas rare d'avoir des alimentations à quatre rails 12 V, notés 12V1 à 12V4. Chacune des lignes 12 V alimente un élément bien défini comme la carte mère ou chaque processeur dans le cas d'un multiprocesseur par exemple. Il est faux de croire que ces rails multiples ont quelque chose à voir avec l'apparition du SLI ou du PCI-E, car ce genre de système existe depuis un moment dans le domaine professionnel. Ce n'est pas parce qu'un fabricant appose un joli autocollant SLI en même temps que l'apparition du double rail chez lui que les choses sont liées !

Il faut savoir qu'il n'y a qu'une seule source 12 V fabriquée à l'aide d'un seul transformateur de puissance dans une alimentation ATX standard. Sur les Tagan, c'est donc un second PCB qui va s'occuper de séparer le 12 V principal pour en sortir deux rails appelés 12V1 et 12V2. Ci-dessous, on voit les trois tensions principales fabriquées par le PCB mère avec le 3.3 V et le 5 V qui partent directement vers les différents connecteurs, alors que tous les fils de couleur jaune du 12 V partent vers un PCB fille pour y être divisés et repartir ensuite vers les connecteurs.

Le principe est simple puisqu'il s'agit de scinder en deux le 12 V comme le ferait un simple dédoubleur Molex en Y, à la différence près que chacun des deux rails obtenus possède sa propre sécurité de surintensité (OCP) et un petit condensateur de découplage. Cette sécurité de surintensité se fait en mesurant la différence de potentiel (ddp) aux bornes des shunts (les deux gros fils résistifs orangés notés RS1 et RS2) lors du passage du courant.

Que l'on soit en mode Split ou Combine, le courant passe toujours au même endroit et il est en fait toujours séparé. Les deux modes donneront donc exactement les mêmes tensions pour une même charge. En basculant l'interrupteur arrière, on ne fait que surveiller les rails de deux manières différentes en imposant une valeur de coupure spécifique. En étudiant le PCB on a la shéma ci-dessous.

Dans le cas où l'on choisit le mode à deux rails, la coupure de sécurité se déclenchera si l'un des deux rails voit passer un peu plus de 20 A. Dans le cas du mode commun, la somme des deux courants sur le 12 V doit être inférieure à 30 A pour éviter la mise en sécurité (un peu plus en fait, car on peut faire des pointes de 60 secondes). Le PCB fille permet même l'emploi d'un troisième rail 12V3 non employé ici par le fabricant.

Conformément à la norme, le 12V2 alimente uniquement le connecteur ATX12V/EPS12V destiné exclusivement au processeur, tandis que le 12V1 s'occupe de tout le reste (carte mère, Molex, PCI-E, AGP).

Deux rails 12 V valent mieux qu'un seul alors ?

Réponse de normand : ça dépend ! Le choix du 12 V doit se faire en fonction de la configuration de l'utilisateur. La puissance disponible sur le 12 V est le facteur le plus important à l'heure actuelle compte tenu que les éléments les plus gourmands l'utilisent pour fabriquer leur tension de fonctionnement (CPU et GPU notamment). Hormis le fait que deux rails 12 V possèdent leur propre sécurité, ils présentent un inconvénient en ce qui concerne la répartition et les besoins en courant par rapport aux valeurs de coupure. Il y a donc plusieurs cas de figures à étudier ci-dessous.

Avec 20 A sur le 12 V dédié au seul processeur, on a potentiellement une réserve de puissance de 240 W. Or à l'heure actuelle, il n'y a que quelques processeurs très haut de gamme fortement overclockés qui permettraient à leur étage d'alimentation (VRM) de tirer autant de puissance lors d'une pleine charge. Avec un VRM de rendement typique égal à 80 % à une telle puissance, ça nous donne une consommation maximale de 192 W pour le processeur, ce qui est élevé. La puissance absorbée par le VRM de notre Intel P4C à 1.74 V réel et à 3.4 GHz a été mesurée à un peu plus de 160 W sur le connecteur ATX12V en charge avec S&M, soit environ 13.5 A sous 12 V. Le 12V2 est donc amplement suffisant ici et il sera très difficile de le mettre en défaut, sauf à jouer les bourrins ou avoir une alimentation avec un rail 12V2 plus faible. En effet, beaucoup d'alimentations du même calibre que les Tagan, n'ont qu'un 12V2 limité à 16 ou 18 A. Quant au rail 12V1, il suffit amplement à alimenter la carte mère, plusieurs disques durs avec plusieurs lecteurs 5.25", ainsi qu'une carte vidéo haut de gamme, ce qui représente une grosse configuration.

Dans le cas d'une configuration normale, il n'y a donc pas de craintes à avoir à ce niveau, mais étudions un deuxième exemple pour voir où le double rail peut éventuellement poser un problème.

Avec une configuration très récente dotée de deux cartes vidéo haut de gamme montées en SLI, un problème de puissance peut maintenant se poser sur le 12V1. La puissance demandée peut devenir très élevée quand on sait que les prochaines cartes vidéos sont annoncées à plus de 100 W de consommation. Le 12V1, plafonné à 20 A si l'on respecte la norme à la lettre, peut alors se révéler trop juste et surchargé sous certaines conditions, car il doit tout alimenter, excepté le processeur. Dans ces conditions là, un rail unique de 12 V à la norme ATX 1.3 peut se révéler une meilleure solution, car il permettra d'avoir toute la puissance à disposition avec une valeur de coupure plus élevée.

Certains fabricants recommandent d'avoir environ 22-24 A sur le 12 V lors de la mise en place d'un SLI sur une grosse configuration, chose impossible à obtenir sur une Tagan à deux rails si on souhaite le faire en toute quiétude. Heureusement, le switch sur les 2Force permet de combiner les deux rails en un seul de 30 A maximum en faisant sauter la sécurité du double rail, ce qui devient alors suffisant. La prochaine gamme U32 devrait utiliser un switch intelligent qui déterminera la meilleure situation en fonction de la configuration.

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