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Fonctionnement d'une alimentation - Page 21/25

Rédigé par David D. - 29/12/2005
Catégorie : Alimentations



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Rails multiples de 12 V

A quoi ça sert et pourquoi ?

Il faut bien voir que la nouvelle mode du marketing est de vanter les mérites des multiples rails 12 V pour vendre des alimentations en annonçant des performances supérieures, 2 fois plus de stabilité et autres bêtises du même genre. A cause de ça, beaucoup de monde pense qu'avoir 2 rails 12 V, ou plus, est tout de suite beaucoup mieux et synonyme d'une alimentation de haute qualité. A leur yeux, une alimentation à simple rail sera alors devenue mauvaise. Et bien raté, vous avez tout faux si vous pensez ça ! Si l'on regarde comment sont gérés ces rails multiples et ce que la norme demande précisément, on s'aperçoit vite que ça n'apporte pas grand chose et que ça relève plus de la supercherie qu'autre chose...

La cause de cette évolution, depuis le passage en version 2.0 de la norme ATX, est l'application d'une norme de sécurité (IEC/EN 60950-1) qu'Intel a cru bon de greffer sur sa norme. Celle-ci repose sur le fait qu'on doit maîtriser les énergies mises en jeu dans un système électrique que l'on peut manipuler facilement (c'est le cas d'une alimentation). On ne doit pas dépasser certains seuils considérés comme dangereux si un incident se produisait (surchauffe, incendie).

En ce qui nous concerne, il faut faire en sorte de ne pas dépasser 240 VA (voltampères) sur une branche donnée qui se trouve à un potentiel de plus de 2 V (donc 20 A sous 12 V au maximum) ou de ne pas avoir une énergie stockée de plus de 20 joules. Pour respecter cela, Intel demande de scinder le rail 12 V et de mettre en place un système de contrôle quand sa capacité dépasse ces 240 VA. Ca permet alors d'avoir plusieurs lignes 12 V protégées indépendamment des surintensités, mais ça ne veut absolument pas dire qu'elles sont régulées, ni même fabriquées de manière indépendante !

Attention à ne pas confondre double rail et stabilité car ce sont 2 notions différentes. Ce n'est pas parce que l'alimentation a 2, 3 ou 4 rails 12 V qu'elle est forcément plus puissante ou stable, ça c'est du marketing ! La norme ATX n'impose d'ailleurs rien de plus que précédemment sur ce point. Chaque fabricant sera libre de séparer le 12 V comme il veut et l'on donnera 3 exemples différents. La seule exigence est d'avoir une sécurité sur chaque ligne 12 V, rien de plus.

Il en va de même pour les arguments du genre "les signaux délivrés seront plus propres", c'est aussi exagéré et pour 2 raisons. La première c'est que la séparation des rails peut être tout à fait simple à la manière d'un Y, auquel cas vous feriez la même chose avec un simple dédoubleur Molex (on le verra par la suite). La deuxième raison concerne le fait qu'on n'utilise normalement jamais le 12 V tel qu'il sort de l'alimentation. Il y a toujours des régulateurs ou des étages de conversion complets entre le 12 V et l'élément à alimenter. Peu importe que le 12 V soit un peu perturbé, ça ne transparaîtra pas après être passé par cet étage intermédiaire de régulation. Pour les disques durs et autres périphériques, un circuit dédié transforme le 12 V pour piloter le moteur par exemple, ce n'est pas injecté dedans sans précaution.

Portée de la norme et point de vue fabricant

On trouve une multiplication des rails 12 V dans les applications de type serveur notamment car on ne lésine pas avec la sécurité d'emploi sur ce genre de matériel. Dans ce cas, il n'est pas rare d'avoir des alimentations à 4 rails 12 V, notés 12V1 à 12V4. Chacune des lignes 12 V est protégée et alimente un élément bien défini comme la carte mère ou chaque processeur dans le cas d'un biprocesseur. Il est faux de croire que ces rails multiples ont quelque chose à voir avec l'apparition du SLI ou du PCI-Express. Ce n'est pas parce qu'un fabricant met un joli autocollant "SLI ready" en même temps que l'apparition du double rail chez lui, que les 2 choses sont liées !

Si l'on examine d'ailleurs attentivement la norme ATX 2.2, on se rend compte que les connecteurs PCI-Express n'y apparaissent même pas (hors ATX24) et il faut se référer à la norme EPS12V 2.91 révisée il y a peu. Comme la norme ATX est gérée par Intel, les standards s'articulent logiquement autour de ses plates-formes. Le SLI est destiné à la base aux configurations AMD car le SLI Intel est très récent et postérieur à l'ATX 2.2. Il n'y a aucun rapport entre le double rail et le SLI.

La norme en elle-même n'est pas très claire, surtout entre la norme ATX et la EPS12V qui est rédigée plus rigoureusement pour les alimentations à partir de 550 W. Certains statuts ATX ne sont même pas définis comme étant obligatoires ou simplement recommandés.

Pour la norme EPS12V, il est marqué que la limitation des 240 VA n'est pas une obligation et n'est qu'une recommandation. On peut donc être tout à fait en accord avec la norme sans avoir plusieurs lignes 12 V séparées. Mais quel fabricant oserait retirer cet argument commercial pour fabriquer à nouveau des alimentations à un seul rail ? L'obligation tient sur la limitation de puissance des rails par rapport à ce que le fabricant annonce. Les sécurités de surintensité doivent alors s'enclencher quand on surcharge le rail entre 110 et 150 % de sa capacité :

On a vu précédemment qu'il n'y a de toute façon qu'une seule source 12 V fabriquée à l'aide d'un seul enroulement dans le transformateur d'une alimentation ATX classique (il peut y généralement 2 transformateurs en parallèle pour les grosses puissances de 700-1000 W). La norme EPS12V dit clairement que ce n'est pas un problème d'avoir un gros rail scindé en plusieurs lignes pour le 12 V, du moment que chacune dispose de sa propre sécurité de surintensité. A ce moment là, le gros rail qu'on va diviser, et qui dépasse les 240 VA, n'est pas soumis à la règle des 240 VA puisqu'il se trouve à l'intérieur de l'alimentation.

Le fabricant dispose alors d'un gros rail 12 V, de 25 à 45 A maximum généralement, qu'il peut séparer comme bon lui semble. Il peut choisir de faire par exemple 20+10, 18+12, 15+15 dans le cas où l'on dispose de 30 A. Il est probable qu'il équilibrera les 2 lignes et privilégiera même le 12V2 un petit peu pour le processeur. Il peut aussi s'arrêter à 18 A afin d'avoir 2 A de marge pour la sécurité de surintensité et ainsi rester dans la norme. Certains mettent carrément le maximum avec 20 A pour les 2 lignes afin de brider au minimum l'utilisateur, même si on n'a droit qu'à 30 A au total (20+10 ou 10+20 en saturant l'une des lignes). Et enfin, par souci d'économie, certains mettent carrément des valeurs fantaisistes alors qu'il n'y a aucune sécurité sur les rails séparés, si ce n'est la surcharge générale...

Voilà ce qui est demandé pour les sécurités de coupure si on a opté pour plusieurs rails 12 V :

Il faut bien se rendre compte que les valeurs de coupure sont parfois réglées bien larges par le fabricant. Par exemple, si un rail est défini sur le papier à 18 A maximum, on aura probablement la coupure de sécurité vers 20-22 A à cause du réglage qui peut varier un peu d'un modèle à l'autre.

Au final, pas mal de fabricants ne sont pas pour ce double rail car il ne sert à rien et augmente le coût final. Certains ne respectent pas la norme car pour de gros systèmes, il faudrait 4 à 6 rails ce qui pose des problèmes d'encombrement, de complexité et de coût pour gérer un grand nombre de sécurités. Un seul rail 12 V n'a rien de plus dangereux que 2 rails plus petits, du moment qu'une sécurité de surcharge générale est présente. Les gens responsables de la norme ont surement été un peu vite en besogne et n'ont pas évaluer la portée réelle du double rail car personne ne sait vraiment pourquoi ce choix a été fait. Une OCZ Powerstream 520 W à un seul rail 12 V n'a jamais été plus dangereuse ni moins performante ou moins stable qu'une Silverstone Zeus à 4 rails 12 V par exemple !

Intel aurait déjà annoncé officieusement aux fabricants que le double rail peut être optionnel (déjà marqué dans la norme EPS12V), mais dans l'attente d'une norme ATX écrite, personne ne semble bouger de peur de perdre une part de marché surement... A confirmer.

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