Alimentatori, quali sono le differenze tra uno e l'altro?

in collaborazione con be quiet!

Il mondo degli alimentatori ha abbracciato di recente lo standard ATX 3.0 in modo da sostenere i maggiori carichi di picco imposti dalle future generazioni di GPU e, soprattutto, introdurre il connettore 12VHPWR per fornire proprio alle GPU una potenza fino a 600W con un singolo cavo.

Per anni in molti hanno semplicemente scelto l'alimentatore in base alla certificazione 80 Plus e alla potenza stimata richiesta dell'intero PC. Solo i più appassionati cercavano di risalire all'effettivo produttore della piattaforma e alla sua fama, ai componenti, al tipo di costruzione e ad altri parametri.

Anche se la probabilità che un alimentatore si guasti è bassa, possono verificarsi degli incidenti e, nel caso in cui succedano, ovviamente si vuole andare sul sicuro. In effetti, la qualità dei componenti è migliorata così tanto negli ultimi anni che diversi produttori hanno una confidenza e una fiducia nei loro mezzi da offrire garanzie fino a 10 anni per i loro modelli.

Ma in un mercato - e non è il solo settore, sia ben chiaro - dove spesso vediamo prodotti realizzati in fotocopia, una domanda sorge spontanea: cosa differenzia un alimentatore dall'altro? Abbiamo provato a raggruppare le idee per dare una risposta a questo quesito, andando oltre la certificazione 80 Plus.

Il primo elemento è l'esterno dell'alimentatore, ovvero la copertura in cui sono racchiusi gli elementi elettronici che compongono il PSU. Sembra poco importante, ma un alimentatore di ottimo livello deve puntare su materiali di alta qualità anche per l'involucro in cui è contenuto.

L'acciaio è lo standard, e questo impatta non solo sulla dissipazione del calore prodotto internamente ma anche sull'aspetto, particolare non secondario per una build moderna, specie se l'alimentatore è in bella vista. I prodotti di grande qualità che vogliono distinguersi puntano invece sull'alluminio che, ad esempio, ritroviamo nei modelli be quiet! Dark Power Pro.

Sempre in tema di look e funzionalità, anche la copertura sopra la ventola, a protezione dell'interno, è importante: non solo deve essere pensata per non far entrare la polvere, ma allo deve anche favorire il corretto ricircolo dell'aria. Guardando in casa be quiet!, vediamo che la serie Dark Power presenta un design a mesh che praticamente occupa l'intera superficie, mentre quella Straight Power presenta delle semplici barre. Le barre sugli Straight Power sembrino far transitare più aria, ma il design di tipo mesh dei Dark Power è stato studiato per concorrere a un livello di rumorosità inferiore e una minore possibilità di passaggio della polvere.

Un altro elemento differenziante è il numero e tipo di connettori a bordo di un alimentatore. Sulla base di questi particolari è possibile capire quanti SSD e GPU potete gestire al meglio, ma anche se potete assicurare la potenza corretta alla vostra CPU anche in scenari di overclock. Insomma, non tralasciate mai nella vostra ricerca di un alimentatore di controllare quali e quanti connettori sono presenti a bordo.

Come accennato all'inizio, gli alimentatori di ultima generazione ATX 3.0 offrono oltre ai cavi PCIe tradizionali anche il connettore 12VHPWR per alimentare le ultime GPU di NVIDIA. Difficile dire quando quel connettore prenderà il sopravvento mandando definitivamente in pensione i connettori PEG tradizionali, almeno sul lato dell'alimentatore, mentre la strada dovrebbe essere quella per le GPU future che, presto o tardi, passeranno al PCIe 5.0.

Entrando finalmente all'interno dell'unità, la ventola gioca un ruolo fondamentale. Gli alimentatori di qualità ripongono molta attenzione su questo aspetto: be quiet!, ad esempio, ha scelto di integrare una ventola Silent Wings, molto silenziosa, sulla serie Dark Power e Straight Power, al fine di garantire l'operatività corretta dell'unità anche nei periodi più caldi. Essere un progettista di ventole aiuta in questo e sono diverse le realtà che realizzano ventole e alimentatori e che creano sinergie tra i loro reparti.

Un altro elemento importante sono le protezioni. La frase "usa le protezioni" si può applicare a molti campi della vita, anche a quello dei computer. Le protezioni negli alimentatori sono molteplici e più ce ne sono meglio è: OTP (over temperature protection), OCP (over current protection), OPP (over power protection), SCP (short circuit protection), OVP (over Voltage protection), UVP (under Voltage protection) e SIP (Surge & Inrush Protection).

Con adeguate accortezze, i produttori che garantiscono buona parte o tutte queste protezioni fanno sì che in casi, si spera sporadici, in cui si palesi una temperatura troppo alta, una corrente o una tensione fuori scala o persino un corto circuito, le protezioni entrino in gioco per salvaguardare l'alimentatore ma soprattutto il resto dei componenti del PC.

Parlando sempre dell'interno di un alimentatore, un altro elemento importante negli alimentatori sono i condensatori e in genere un alimentatore di qualità adotta condensatori realizzati in Giappone, di livello superiore. Questa egemonia che dura dalla notte dei tempi, secondo be quiet!, starebbe per finire: anche a Taiwan hanno recuperato terreno e possono vedersela alla pari con i concorrenti giapponesi.

Un altro elemento fondamentale è la garanzia: più è alta, più il produttore ripone fiducia nella piattaforma che offre ai consumatori. Un alimentatore che si rispetti deve essere garantito 10 anni, al di sotto non significa necessariamente che qualcosa andrà storto, ma visto che i prezzi dei PSU non sono proibiti, perché puntare al ribasso?

Un altro elemento tecnico che riguarda l'alimentatore prende il nome di "rail" o "canali/binari". Quando un alimentatore viene descritto come "single rail", tutta la potenza è disponibile da un'unica fonte, mentre nei "multi rail" l'alimentatore divide l'amperaggio totale disponibile su due o più "canali".

Gli alimentatori a singolo canale possono essere più adeguati se si dispone di un PC ad alte prestazioni, poiché non è necessario preoccuparsi di bilanciare il carico di alimentazione su più canali. In termini di sicurezza, c'è qualche differenza: le protezioni negli alimentatori multi-rail si attiveranno più velocemente e a potenza o amperaggio inferiori, riducendo il rischio di fusione di connettori e cavi.

"Un OCP single-rail può attivarsi a 110 A, mentre il canale da 12V per una GPU in un alimentatore multi-rail può attivarsi a 60 A. Ma il rischio che accada qualcosa nel complesso è incredibilmente basso", ci ha spiegato be quiet!.

Il circuito stampato e il suo layout sono elementi difficili da comprendere e verificare per la stragrande maggioranza delle persone. Tuttavia, si possono trovare enormi differenze tra alimentatori di bassa e di alta qualità e citiamo questo punto per parlare di topologie, anche se in minima parte perché lo scopo è dare solo alcune indicazioni di massima.

In tempi passati gli alimentatori erano semplici, non molto diversi da trasformatori compatti. Oggi sono componenti molto complessi e, come tali, sono accompagnati da una serie di sigle tecniche come "DC/DC", "LLC", "Half/Full Bridge" o "Synchronous Rectifier".

"Full Bridge" significa che sono presenti quattro MOSFET anziché due, caso che viene definito "Half Bridge". MOSFET è l'abbreviazione di "Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor" e il suo scopo è generare tensione alternata ad alta frequenza. Il numero massimo di MOSFET è quattro e maggiore è il numero, più efficiente è l'operazione.

In elettronica, "L" rappresenta una bobina e "C" un condensatore. Pertanto "LLC" significa due bobine e un condensatore. Questo circuito integrato ha una funzione: armonizzare la corrente alternata, trasformando le forme quadrate, tipiche dei circuiti condensatori, in onde sinusoidali, che aumentano notevolmente l'efficienza.

"SR" sta per "raddrizzatore sincrono". Solitamente i circuiti raddrizzatori soffrono di un'elevata dissipazione di potenza. Con un raddrizzatore sincrono e l'utilizzo di diversi MOSFET, controllati da circuiti integrati, è possibile evitare la perdita, il che significa che gli alimentatori dotati di SR funzionano in modo più efficiente dal 2 al 3%.

Gli alimentatori con tecnologia "DC/DC" ("corrente continua in corrente continua") convertono solo la corrente continua da 12 V nel loro trasformatore e la utilizzano come base per 3,3 V e 5 V, a differenza dei modelli convenzionali che creano tutte le correnti contemporaneamente. Ciò non solo aumenta l'efficienza, ma crea anche un potente canale da 12 V adeguato a componenti assetati di energia come una scheda video di ultima generazione.

Tornando per un attimo alle differenze ovvie, non possiamo che parlare della potenza e della certificazione 80 PLUS. La potenza – 500, 750W, 1000W, ecc. – è il numero che dovete guardare per capire quale alimentatore è indicato per il vostro sistema: più o meno, non dovete far altro che sommare i TDP dei vari componenti, GPU e CPU in primis, tenendovi poi un margine di 50-100W per il resto dei componenti. Una soluzione "scacciapensieri" potrebbe essere quella di affidarsi al PSU Calculator di be quiet! disponibile a questo indirizzo.

La certificazione 80 PLUS indica l'efficienza energetica dell'alimentatore. Le più diffuse sono 80+ Bronze, 80+ Silver, 80+ Gold e 80+ Platinum, dove la Platinum garantisce la massima efficienza, ossia che la potenza non vada sprecata o dissipata in calore. Test di laboratorio verificano l'efficienza con carichi del 20, 50 e 100% degli alimentatori e li classificano secondo le percentuali indicate nella seguente tabella:

C'è anche un'altra certificazione che è nata negli anni passati, quella di Cybenetics. Meno diffusa, mira a risolvere alcune delle carenze di quella 80 PLUS. 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, ma se la trovate indicata prestateci attenzione perché dà un'ulteriore informazione sulla qualità del PSU. Di seguito le specifiche della certificazione ETA di Cybenetics:

La tabella qui sotto mostra le caratteristiche di rumorosità a cui devono sottostare i vari produttori di alimentatori per ottenere i vari livelli della certificazione LAMBDA di Cybenetics:

Altre differenze tra gli alimentatori, oggi meno diffuse rispetto al passato, riguardano la cosiddetta "modularità". In passato gli alimentatori avevano cavi fissi, poi siamo passati ai prodotti semi modulari, oggi un alimentatore di fascia alta deve essere modulare, ovvero avere tutti i cavi scollegabili e collegabili alla bisogna. Questo è importante anche da un punto di vista estetico, visto che i cavi non utilizzati peggiorano il look del vostro sistema, danno grane nella gestione dei cavi e, comunque, potrebbero inficiare il ricircolo dell'aria.

Un altro elemento di cui qualcuno potrebbe volersi interessare sono i cavi offerti con l'alimentatore, ovvero la loro capacità di trasferire la potenza in modo affidabile con alta efficienza nel tempo. I cavi sleeved inguainati singolarmente sono oggi la soluzione migliore, per praticità, funzionalità e bellezza. Gli alimentatori di buona qualità hanno in genere molti cavi per dare agli utenti la massima flessibilità nella realizzazione del loro setup.

Infine, gli accessori. Sì, perché anche gli alimentatori hanno degli accessori. Un prodotto di buon livello, ad esempio, viene fornito con fascette in velcro, viti a testa zigrinata e c'è chi offre persino una "chiave di overclock". Sì, be quiet! con la sua gamma di punta Dark Power permette di passare da sei canali 12V a un enorme canale a 12V.

Infine, chiudiamo con un'alta cosa ovvia, le dimensioni. 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). In realtà, è bene sapere che molti alimentatori odierni sono più lunghi di 140 mm. 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.

Le dimensioni di un SFX sono di 125 mm in ampiezza, 63,5 mm in altezza e 100 mm in lunghezza. SFX-L, invece, indica 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.

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.

Speriamo con questo articolo di avervi aperto uno spaccato sulle differenze che ci sono nel mondo degli alimentatori, senza entrare per alcuni aspetti nello specifico ma dandovi un'informazione generale che vada un po' oltre la certificazione 80 PLUS.