Come scegliere l'alimentatore per il PC desktop

in collaborazione con be quiet!

Se ne parla poco, ma è un componente indispensabile e sbagliarne la scelta, sia per potenza che per qualità, potrebbe avere esiti disastrosi. Di cosa stiamo parlando? Dell'alimentatore, anche noto come PSU (Power Supply Unit). L'alimentatore è il cuore che pompa energia in tutti i componenti di un computer: senza l'alimentatore il PC non si accende e di conseguenza CPU e GPU di ultima generazione rimangono oggetti freddi e "inanimati".

La scelta dell'alimentatore dipende dalla configurazione del vostro sistema, in particolare in termini di CPU e scheda video, che sono i componenti che richiedono più potenza di tutti. Se ad esempio assemblate un PC per l'ufficio o l'uso casalingo non rivolto al gaming, magari affidandovi alla grafica integrata nel processore, allora potete optare per un alimentatore con una potenza di 450 watt o persino inferiore. Se invece acquistate una CPU prestante con tanti core e alte frequenze, abbinandola a una scheda video con una buona potenza, allora non guardate nulla che non sia un 650W di buona qualità o meglio un 700W.

Prima di entrare nel merito di come scegliere l'alimentatore, qualcuno si starà chiedendo cos'è un alimentatore e qual è il suo compito. Gli alimentatori "switching" o italianizzando "a commutazione" hanno il compito di convertire la corrente alternata in continua, ma soprattutto - semplifichiamo - agire sui livelli di tensione e l'intensità di corrente affinché la potenza in uscita si adatti alle necessità dei componenti collegati.

Se un alimentatore funziona bene, allora non lo noterete mai (e per questo forse pochi ci danno importanza), mentre in caso dovesse funzionare male, c'è il rischio che possa danneggiare gli altri componenti, specie se si tratta di un alimentatore di scarsa qualità con funzioni di protezione inefficienti o assenti.

Dentro un alimentatore ci sono diversi componenti (induttori, trasformatori, convertitori, condensatori di vario genere e molto altro ancora) e varie configurazioni di circuiti volte a garantire una potenza e un'efficienza adeguate allo scopo di quello specifico modello. Iniziamo capire quali prodotti si trovano sul mercato: cosa sono gli alimentatori passivi, semi passivi e quelli attivi?

Alimentatori, più tipi un unico scopo

Un alimentatore è detto attivo quando la ventola al suo interno gira continuamente. Di questi PSU ne esistono meno che un tempo, ma non sono del tutto spariti dalla circolazione. Il termine passivo indica un alimentatore senza ventola, quindi totalmente silenzioso, dove la dissipazione del calore è garantita solo da grandi dissipatori di calore. In genere si tratta di alimentatori con una potenza contenuta, e che è meglio inserire in case dove c'è un buon ricircolo dell'aria.

La via di mezzo, oggi la più diffusa, è composta dagli alimentatori semi passivi, dove la ventola è solitamente ferma quando al PC non è richiesto di usare a fondo CPU e GPU: enntra in azione quando si supera un limite predefinito di carico o un determinato livello di temperatura. La scelta più sicura per un consumatore comune è quella per un alimentatore attivo o semi-passivo, perché se siete dei neofiti e posizionate un alimentatore passivo in un PC non adeguatamente arieggiato o lo sottoponete a carichi eccessivi, rischiate di fare danni.

PFC? Meglio attivo

Spesso quando si parla di alimentatori torna il termine "attivo", ma non per via della ventola bensì per quello che viene chiamato PFC, sigla di Power Factor Correction. La correzione del fattore di potenza è il rapporto tra la potenza reale (Active Power, S) e la potenza apparente (Apparent Power, P). Il calcolo è Apparent Power (P) / Active Power (S) e il valore ottenuto è tra 0 e 1.

Il PFC fa sì che gli alimentatori appianino i livelli di picco della corrente al fine di una distribuzione più uniforme della potenza, ossia una conversione di potenza più efficace. Un alimentatore con PFC passivo usa un filtro per controllare la potenza apparente, ma non si tratta del metodo più efficiente. Un induttore controlla la corrente armonica e permette alla corrente di passare solo a una frequenza predeterminata. Il miglioramento del fattore di potenza con PFC passivo è solitamente tra il 75% e l'80% circa.

Il PFC attivo usa un circuito per correggere la quantità di potenza assorbita per ottenere il miglior rapporto del fattore di potenza. Il circuito riduce anche le armoniche totali e la correzione per le tensioni AC in ingresso. Si tratta del PFC migliore, in quanto produce una frequenza di alimentazione più efficiente rispetto all'assenza di PFC o un PFC passivo. Il PFC attivo può teoricamente produrre un fattore di potenza superiore al 95%.

Formati

Formato ATX

Esistono diversi formati di alimentatori, ma quello più in voga è quello ATX PS/2 e si adatta alla quasi totalità degli chassis in commercio grazie a dimensioni di 140 mm (lunghezza), 150 mm (ampiezza) e 86 mm (altezza). Altri formati "popolari" si chiamano SFX e SFX-L e si tratta di alimentatori più compatti rispetto all'ATX, in genere usati in case di dimensioni più ridotte.

Formati SFX-L e SFX

Le dimensioni di un SFX sono di 125 mm in ampiezza, 63,5 mm in altezza e 100 mm in lunghezza. SFX-L, invece, è un termine introdotto da SilverStone nel 2014 per indicare un formato leggermente più grande: la lunghezza sale da 100 a 130 mm con l'obiettivo di permettere l'uso di una ventola da 120 mm al posto di una da 80 mm.

Formato TFX

Vi sono poi alimentatori TFX (85 mm in ampiezza - 175 mm in lunghezza - 65 mm in altezza) e Flex ATX (81,5 mm in ampiezza - 40,5 mm in altezza - 150 mm in lunghezza), ma si tratta di formati molto meno usati, dalla forma meno squadrata e più rettangolare.

Modulare, non modulare, connettori e cavi

Assicuratevi che l'alimentatore abbia connettori e cavi in bundle sufficienti alla vostra configurazione. Oltre al connettore ATX a 24 pin (o 20+4 pin) potrebbero servivi uno o due connettori EPS per la CPU e soprattutto diversi cavi 6+2 pin per alimentare la scheda video a seconda del modello da voi acquistato. Necessari, inoltre, connettori e cavi SATA per eventuali hard disk o SSD da 2,5 pollici.

Quando si parla di cavi, entra il gioco dei vari tipi di alimentatori: con cavi fissi, parzialmente modulari e totalmente modulari. Un tempo gli alimentatori avevano cavi fissi, saldati al circuito stampato interno. Poi sono arrivati quelli parzialmente modulari, che permettono di scollegare e collegare alcuni cavi, salvo quelli per alimentare la motherboard. Quelli totalmente modulari consentono di collegare solo i cavi che vi servono e questo è utile per tenere la vostra configurazione il più possibile ordinata, perché anche l'occhio vuole la sua parte.

Alimentatori digitali… cosa sono?

Parlando di alimentatori, a volte si legge che un alimentatore è "digitale". Che cosa significa? Il termine si riferisce al fatto che le funzioni base di monitoraggio e controllo sono digitali al fine di una regolazione più precisa dell'alimentazione, migliorando la qualità e l'efficienza del segnale. Vi sono alimentatori chiamati semi-digitali che hanno un filtro PFC controllato digitalmente. Solo quando il circuito LLC, il raddrizzatore sincrono (SR), la regolazione della tensione e i circuiti di protezione sono anch'essi controllati digitalmente, si può parlare di un alimentatore digitale o completamente digitale.

Un controller digitale reagisce in modo più veloce e misura con maggiore precisione della controparte digitale, permettendo un minor ripple e una regolazione della tensione più stabile. Più velocemente i MOSFET dei circuiti LLC e SR possono lavorare, più brevi sono tempi i morti, più l'efficienza sale. Insomma, gli alimentatori totalmente digitali appartengono all'élite degli alimentatori, non certo a quelli tradizionali.

Efficienza, la certificazione 80 Plus

La maggior parte degli alimentatori di produttori noti sono accompagnati dalla certificazione 80 Plus, termine che identifica diversi livelli di efficienza dell'unità. Più un alimentatore è efficiente meglio è, vuol dire che ci sono meno dispersioni e quindi spreco di risorse (e denaro).

La base della certificazione 80 Plus indica che l'alimentatore è in grado di garantire un'efficienza dell'80% con carichi del 20%, 50% e 100%. Il "20% mancante" è perso e si trasforma in calore. Il livello Bronze porta questi valori rispettivamente all'82%, 85% e 82%, mentre il Silver sale all'85%, 88% e 85%. In commercio si trovano moltissimi alimentatori Bronze, molti meno Silver e tantissimi Gold. Questo livello garantisce un'efficienza dell'87%, 90% e 87% con carichi del 20%, 50% e 100%. Gli alimentatori top di gamma sono spesso e volentieri accompagnati dalle certificazioni 80 Plus Platinum e Titanium. Gli alimentatori Platinum arrivano a un'efficienza del 90% con un carico del 20%, del 92% con uno del 50% e dell'89% al 100%. Il rating Titanium riesce a portare l'efficienza con un carico del 100% al 90% ed è l'unico a garantire la stessa efficienza anche con un carico del 10%. I test per ottenere la certificazione sono generalmente svolti con una tensione di 115V:

Esiste inoltre un'altra certificazione dedicata ai 230V, rivolta in particolare agli alimentatori che sono venduti solo in Europa, di solito principalmente modelli a basso costo:

A questi dati si aggiunge una recente aggiunta da parte di Intel per quanto riguarda l'efficienza degli alimentatori in presenza di un carico del 2%: l'azienda consiglia un'efficienza di almeno il 72% con un carico del 2% per alimentatori con un'uscita stabile di 500W o superiore, il 72% per un carico di 10W per PSU da 400-500W e il 75% a 10W per PSU con un'uscita inferiore a 400W.

Tutto questo però è "sulla carta". Perché? Il motivo è semplice: siccome il produttore dell'alimentatore fa certificare una serie inviando un singolo sample, non è detto che tutta l'offerta sia aderente in modo esatto alla certificazione ottenuta e non sono conteggiati eventuali cambi di componenti e materiali nel corso del tempo.

Per questo è nata anche un'altra certificazione proposta da Cybenetics, meno diffusa, che mira a risolvere alcune delle carenze di quella 80 Plus (che non approfondiremo qui). Cybenetics ha creato due sigle, ETA e LAMBDA, con vari livelli che servono a definire l'efficienza e la rumorosità di un dato alimentatore. Come detto, è molto meno diffusa rispetto a 80 Plus, che per il momento rimane il punto di riferimento.

Ciò detto però, un altro elemento utile a capire la fiducia del produttore nel proprio design è dato dalla garanzia: se un'azienda offre una garanzia di 10 anni, state sicuri che ha fatto test molto approfonditi. In genere comunque cinque anni di garanzia dovrebbero essere un attestato sufficiente.

Singolo o più canali?

Al consumatore neofita questa parte può non interessare: si va un po' più sul tecnico, ma potrebbe capitare di leggere che un alimentatore ha un singolo canale 12V o più canali. In passato componenti come CPU, GPU e altri componenti usavano una tensione di 5V, mentre ventole, interfacce seriali e schede audio richiedevano 12V. Nel corso degli anni CPU, GPU et simila sono passati a 3,3V e quindi gli alimentatori dovevano essere in grado di fornire differenti tensioni per poter soddisfare le richieste dei vari componenti: 3,3V, 5V e 12V (oltre a -5V e -12V, ma non entriamo troppo nel dettaglio). In seguito, la tensione della CPU è diventata variabile.

Inoltre, le schede madri e video hanno iniziato a integrare regolatori di tensione che sottraevano i 12V forniti dall'alimentatore. Ciò significa che nel corso degli anni il canale 12V è diventato il più importante tra tutte le tensioni. Gli alimentatori con tecnologia DC – DC, ad esempio, creano internamente le tensioni 5V e 3,3V dai 12V, e di conseguenza sono definiti canali minori.

Gli alimentatori multi-canale dispongono di un OCP dedicato per ogni canale. La sigla in questione sta per Over Current Protection, ossia "protezione da sovracorrente", e regola la potenza massima per ciascun canale. È una funzionalità molto utile perché protegge i componenti collegati da cortocircuiti o sovraccarichi e previene l'incendio dei cavi.

L'uso della modalità "a singolo canale" disattiva queste regolazioni, e questo aumenta leggermente i rischi, ma allo stesso tempo garantisce la piena potenza e un carico uniforme su ogni canale, il che è particolarmente importante per l'overclock. Ci sono alimentatori capaci di unire i diversi canali in uno solo da 12V.

Per concludere quindi, più canali da 12V ci sono meglio è? Non è detto. Se avete bisogno di maggiori prestazioni o volete overcloccare pesantemente, un unico canale da 12V. D'altra parte, se usate il PC per lavorare o giocare occasionalmente, non avrete bisogno di questa capacità. Come detto, stiamo parlando di un tecnicismo, ma se volete tenervi aperta ogni porta, un alimentatore "single rail" potrebbe essere una buona scelta. In caso contrario, non preoccupatevene.

Parlando di canali, dovremmo anche aprire il tema del numero di Ampere sulla linea +12V, che più alto è meglio è, ma anche la qualità dei vari componenti. Si entra ancora di più nel tecnico, e non è necessario arrivare a un così alto livello di profondità per scegliere un alimentatore.

Protezioni per una maggiore sicurezza

Un altro dettaglio in cui potreste imbattervi sono termini come OVP, OPP, OCP, SCP, OTP e BOP che non sono altro, come indicato dalla P finale (Protection), che degli standard di protezione. Queste misure servono a proteggere l'alimentatore. Decodifichiamo le diverse sigle:

• OVP (Over Voltage Protection): spegne l'unità o sospende l'erogazione quando la tensione supera un certo livello, in genere quando l'uscita di tensione supera un valore dal 110% al 130%.
• OPP (Over Power Protection): impedisce danni legati a un'eccessiva uscita di potenza. Si attiva di solito quando la potenza si tocca un valore che va dal 130% al 150%.
• OCP (Over Current Protection): protegge dagli effetti potenzialmente dannosi legati al passaggio di una corrente eccessiva nell'alimentatore. Un sovraccarico dell'unità o un corto circuito può danneggiare l'unità o i componenti connessi. Si attiva quando la corrente in uscita raggiunge un valore dal 130% al 150% rispetto a quello adeguato.
• SCP (Short Circuit Protection): impedisce alla motherboard di incendiarsi a causa dell'alta temperatura in uscita.
• OTP (Over Temperature Protection): spegne l'alimentatore quando la temperatura interna supera la temperatura massima di sicurezza.
• BOP (Brown Out Protection): previene il danneggiamento dell'alimentatore a causa di un improvviso calo di tensione dovuto a reti elettriche non stabili.

Potenza, come sceglierla?

Abbiamo scritto all'inizio che la scelta dell'alimentatore è strettamente correlata all'hardware collegato, quindi come decidere la potenza dell'alimentatore che vi serve? Ci sono diversi siti che permettono di calcolare la potenza che vi serve inserendo i vari componenti tramite vari menu a tendina (qui alcune opzioni: 1, 2, 3, 4, ma potete cercarne altri online scrivendo "PSU Calculator"). Sono un buon riferimento, alcuni sono più aggiornati di altri, ma in generale consigliamo il buon vecchio scambio di opinioni con gli altri appassionati sui forum - come il nostro - o il consiglio di una vostra persona di fiducia. Leggete anche le recensioni, che male non può fare.

I siti degli stessi produttori di componenti danno spesso e volentieri dei suggerimenti utili. In particolare, quelli dei produttori delle schede video dedicate, il componente più esigente all'interno di un computer. Prendiamo l'oggetto del desiderio del momento, le schede GeForce RTX 3000 di Nvidia, ma anche AMD offre indicazioni simili. Se ci si reca sulla pagina dei singoli modelli di schede si trovano le specifiche tecniche e una voce "Potenza consigliata dell'alimentatore di sistema". Nel caso della RTX 3080 si parla di 750W, ma con una nota che riporta: "I requisiti si riferiscono a PC configurati con un processore Intel Core i9-10980XE. Una potenza inferiore potrebbe funzionare a seconda della configurazione del sistema".

Nvidia dice che potrebbe quindi bastare anche un alimentatore in grado di erogare meno potenza, ma se alla RTX 3080 aggiungiamo una CPU come l'11900K di Intel che può toccare vette elevate sotto carico o in overclock, è chiaro che serve qualcosa di più dei 750W indicati per stare senza pensieri.

In base a quanto visto, un buon PC gaming non può prescindere da un alimentatore da almeno 650W, con certificazione Gold. Se poi volete una RTX 3090, allora dove salire a 850W di base. Ovviamente, se per qualche ragione dovete mettere più schede video in parallelo, allora si va a seconda del tipo di GPU dai 1000W in su, con rating di efficienza da Gold in poi.

Il resto di componenti - motherboard, memorie, SSD, dissipatori, ventole, LED RGB, ecc. - hanno sì delle richieste ma nulla di paragonabile alle schede video e alle CPU quindi una volta visionato il consiglio del produttore della scheda video, potete stare pressoché tranquilli sul fatto che quella è la potenza giusta per tutto il PC. Al limite, se proprio non ne siete convinti, datevi un margine, passando da un 650 a un 700-750W, in modo da poter supportare anche eventuali cambiamenti futuri e comunque conteggiare il consumo di motherboard, SSD, RAM e componenti vari.

Certo, se fate overclock allora cambia tutto e bisogna puntare su qualcosa di superiore, con una certificazione di efficienza più alta, ma non eccessivamente: non ha senso abbinare un alimentatore da 1000W a una configurazione mainstream con una RTX 3070, per farvi un esempio, per una questione di prezzo. Un alimentatore da 1000W non consuma più di quanto richiesto dal sistema stesso. Perciò il problema non sono i consumi, è proprio una questione di realizzare un PC bilanciato e risparmiare denaro da poter usare per altro.

Il consiglio finale e più banale

Acquistate da un produttore rinomato, che offre un'elevata garanzia e un supporto in caso di problemi efficiente e puntuale. Leggete delle recensioni di alimentatori, in quanto seppur spesso altamente tecniche, possono comunque mettervi sulla via giusta. E non abbiate difficoltà a rivolgervi a forum, social o amici per farvi consigliare.

Potremmo farvi dei nomi di buoni produttori come be quiet!, EVGA, Antec, Seasonic, Super Flower, Cooler Master e Corsair: alcuni potrebbe concordare, altri potrebbero avere da ridire; la verità è che come qualsiasi altro componente, anche gli alimentatori si possono rompere e l'esperienza di un singolo non è necessariamente quella di tutti. Tra l'altro, tante volte dipende dalla piattaforma selezionata, prodotta da aziende terze e non direttamente dal produttore finale del PSU. Di certo non vi consigliamo di rivolgervi a brand sconosciuti solo per risparmiare qualche soldo, con garanzia limitata o di cui avete letto commenti perlopiù negativi.

Esempi concreti

Di seguito facciamo alcuni esempi concreti di PC che potreste voler decidere di assemblare in questo momento storico. Precisiamo che in alcuni casi ci siamo tenuti larghi volutamente, ma prendeteli come linee guida di massima. Inoltre, se volete realizzare un PC gaming potente e compatto, allora dovrete puntare su un SFX o un formato particolare, ma chiaramente non possiamo coprire tutto lo scibile delle configurazioni possibili:

• PC casalingo o da ufficio compatto: alimentatore SFX da 400-500W (Bronze - Gold), CPU Intel Celeron - Pentium o AMD Athlon - Ryzen con GPU integrata, no scheda video dedicata, SSD M.2 o da 2,5 pollici, 8 / 16 GB di RAM, motherboard AMD B o Intel B/H, dissipatore ad aria, diverse ventole.
• PC gaming 1: alimentatore ATX da 500W-600W (Bronze - Gold), CPU Intel Core fino all'i5 oppure AMD fino al Ryzen 5, GPU dedicata di fascia media (RTX 2060/3060), SSD M.2 o da 2,5 pollici, 8 / 16 GB di RAM, motherboard AMD B o Intel B/H, dissipatore a liquido 120 mm, diverse ventole.
• PC gaming 2: alimentatore ATX da 650W-750W (Bronze - Gold), CPU Intel Core fino all'i7 oppure AMD fino al Ryzen 7, GPU dedicata di fascia medio-alta (RTX 3060 Ti / 3070 o RX 6700 XT), SSD M.2 o da 2,5 pollici, 16 GB di RAM, motherboard AMD X o Intel Z, dissipatore a liquido 120 mm, diverse ventole.
• PC gaming 3 (anche per la produttività): alimentatore ATX da 750W-850W (Bronze - Gold), CPU Intel Core fino all'i9 oppure AMD fino al Ryzen 9, GPU dedicata di fascia medio-alta (RTX 3080 / RX 6800 XT), SSD M.2 o da 2,5 pollici, 16/32 GB di RAM, motherboard AMD X o Intel Z, dissipatore a liquido 240 mm, diverse ventole.
• PC gaming 4 (anche per la produttività): alimentatore ATX da 850W e oltre (Gold e superiore), CPU Intel Core fino all'i9 oppure AMD fino al Ryzen 9, GPU dedicata di fascia medio-alta (RTX 3090 / RX 6900 XT), SSD M.2 o da 2,5 pollici, 32 GB di RAM, motherboard AMD X o Intel Z, dissipatore a liquido 240/360 mm, diverse ventole.