Per quanto ho capito, i computer non sempre assorbono sempre la stessa quantità di energia dall'alimentatore. Ci sono momenti in cui i dischi rigidi sono in standby e non usano tanto quanto quando girano e le schede grafiche risparmiano energia quando non sono completamente utilizzate.

Cosa succede quando, ad esempio, hai 100 dischi rigidi installati in un desktop tower (o in un server rack) con diciamo un PSU da 1000 watt, e sono tutti in standby, quindi improvvisamente un processo accede a tutti i dischi rigidi e li fa girare, attirando più potenza di quella che l'alimentatore può dare?

C'è qualche segnale che i dischi rigidi inviano quando pensano di non avere abbastanza energia? Oppure ogni singolo pezzo di hardware chiede all'alimentatore se può fornirgli X watt di potenza e può dire "no, non ce l'ho a disposizione"? La scheda madre decide se è possibile negoziare questa richiesta di alimentazione ed evitare in modo sicuro improvvise interruzioni dell'alimentazione e spegnimento immediato? O in questo caso il protocollo standard è inattivo senza tentare di evitare questo problema?

Dalla mia esperienza con il mio desktop e alcuni dischi rigidi e un alimentatore a basso consumo da 350 W, si spegnerebbe immediatamente se 5 dischi rigidi stessero tutti provando a girare contemporaneamente. Fortunatamente, non è successo niente di grave, ma mi piacerebbe sapere se l'arresto immediato è una reazione prevista e pianificata di pezzi hardware, o solo la scheda madre (o PSU) impazzisce e disabilita tutto inaspettatamente.

Per chiarire la mia domanda : ciò che mi interessa è perché il risultato comune è l'arresto del sistema invece di una negazione sicura dell'alimentazione del dispositivo che sovraccaricherebbe il sistema? La gestione dell'alimentazione USB protegge da un simile scenario, quindi perché la logica di gestione del cavo di alimentazione SATA / Molex non ha questo (o, se lo fa, perché fallisce così comunemente)?

Aggiorna dopo aver visto alcune risposte: sono davvero sorpreso che non ci sia una sorta di logica di gestione dell'alimentazione integrata negli alimentatori come le schede madri hanno per gestire la distribuzione dell'alimentazione USB. Questo è quello che ho ottenuto dalle risposte finora. Se conosci qualcosa che dice diversamente, ti preghiamo di condividere come risposta.

Dal punto di vista dell'elettronica, una volta che la corrente assorbita da un'alimentazione supera la capacità di alimentazione, la tensione di uscita diminuirà improvvisamente. L'elettronica che richiede una particolare tensione per funzionare si spegne semplicemente. Questo è effettivamente un brownout di potere.

Nel migliore dei casi, l'alimentatore rileva questa condizione di sovraccarico e si blocca per un certo periodo di tempo o test per vedere se il carico è ancora lì in modo sicuro, mantenendo l'uscita di potenza fino a quando il carico non è sparito.

Nel peggiore dei casi, l'alimentatore passa a cicli di accensione e di scarica costanti e potenzialmente uccide se stesso o uno o più dispositivi collegati.

Non è previsto che i dispositivi "richiedano" più energia da un alimentatore, tranne nei dispositivi intelligenti come l'USB dove la disponibilità di energia era una preoccupazione per cominciare. Un alimentatore di sistema non ha assolutamente elettronica intelligente.

L'alimentatore rileva una condizione di sovraccarico e si spegne. Non è prevista la negoziazione di requisiti di alimentazione.

Fortunatamente, non è successo niente di grave, ma mi piacerebbe sapere se l'arresto immediato è una reazione prevista e pianificata di pezzi hardware, o solo la scheda madre (o PSU) impazzisce e disabilita tutto inaspettatamente.

È entrambi. È la PSU che va fuori di testa, che è la reazione prevista e pianificata dei pezzi di hardware. Una volta in modalità "arresto di sicurezza", è necessario scollegare l'alimentatore per alcuni secondi o ripristinare un interruttore di scatto che di solito si trova sul retro ¹ . Le PSU molto economiche potrebbero non inciampare e lasciare l'apparecchiatura malfunzionante a causa di una corrente insufficiente.

Peggio ancora, potrebbero entrare in un ciclo "spin-up, brown-out, power-down, power-up, spin-up, brown-out ..." che occasionalmente si risolve da solo e si avvia correttamente. Quello che sta succedendo qui è che l'alimentatore non sta scattando e l'apparecchiatura è soggetta a usura non pianificata. In tal caso, consiglierei di sostituire del tutto l'alimentatore. Ha poco senso passare attraverso i cerchi per accogliere quello che è un alimentatore che si comporta male. E mentre stai sostituendo l'alimentatore, acquistane uno più potente, che risolva il problema iniziale.

Dischi rigidi

Tuttavia, i dischi rigidi sono un caso speciale, poiché sono noti per avere requisiti di spin-up molto maggiori. Quindi alcuni dischi rigidi (e schede madri) hanno disposizioni per gestirlo ritardando lo spin-up, usando ponticelli che ritardano lo spin-up di un determinato periodo di tempo, o supportando PUIS (anche qui ) o spin-up sfalsati tramite segnalazione backplane . Le soluzioni jumperless richiedono una scheda madre adatta, in grado di inviare il segnale appropriato al disco rigido (pin 11 dell'interfaccia SATA, implementato da WD e altri). Il software viene lasciato all'utente o talvolta implementato nel BIOS.

aggiornamenti

Per chiarire la mia domanda: ciò che mi interessa è perché il risultato comune è l'arresto del sistema invece di una negazione sicura dell'alimentazione del dispositivo che sovraccaricherebbe il sistema? La gestione dell'alimentazione USB protegge da un tale scenario [...] Sono davvero sorpresa che non ci sia una sorta di logica di gestione dell'alimentazione integrata nelle PSU come le schede madri hanno per gestire la distribuzione dell'alimentazione USB.

L'USB è uno standard di comunicazione tra dispositivi più "intelligenti" rispetto a quanto richiesto dal tuo hard disk medio (garantito, la potenza di calcolo su un hard disk non è nulla da ridire: alcuni di loro possono eseguire Linux ).

Ma i problemi qui sono molti:

• l'alimentatore non può essere sicuro di chi sta scaricando la corrente. Una linea di alimentazione potrebbe connettersi a un massimo di quattro connettori Molex e le linee 12V / 5V non sono progettate per trasportare informazioni. Si poteva essere fatto, ma avresti bisogno di sostanza, riprogettare sia l'alimentatore e tutto l'hardware probabilmente bisogno di una tale funzione.
• negare l'alimentazione a un dispositivo potrebbe vanificare lo scopo di avviare l'intero sistema. O portare a risultati potenzialmente disastrosi. Pensa cosa succederebbe se un'unità RAID avviasse uno (o due!) Dischi in cortocircuito a causa del suo "rifiuto corrente".
• se il fabbisogno di corrente estrema derivava da un guasto hardware, l'intero sistema è difettoso e quindi l'attuale politica di chiusura di tutto è, ai miei occhi, la linea di condotta più sicura. Tieni presente che i sistemi di grandi dimensioni, troppo importanti per fallire saranno costruiti in modo diverso e con enormi ridondanze, quindi in quegli scenari un arresto limitato è anche la risposta migliore e potrebbe anche non accadere perché l'unità in errore non richiede più attuale ma semplicemente non si avvia affatto (protezione del circuito e interruzione diretta su tutte le parti alimentate. Nei vecchi sistemi IBM AS / 400 di fascia alta si poteva cortocircuitare un'unità e il sistema continuava a funzionare mentre un vano unità stava salendo fiamme e fumo- L'ho visto accadere. L'unità era logicamente ed elettricamente disconnessa dal backplane, ma ciò non ha impedito che continuasse a bruciare, ovviamente; ma con abbastanza soldi anche quello può essere prevenuto ).
• d'altra parte, è economicamente insoddisfacente : un alimentatore così intelligente costerebbe molto più di un alimentatore più stupido , più robusto , più potente che sarebbe più semplice da costruire e probabilmente durerebbe più a lungo, e risolverebbe lo stesso problema altrettanto bene (in realtà, avendo più corrente a sua disposizione, e lavorando più lontano dalla piena capacità, risolverebbe meglio quel particolare problema ).

(1) Ricordo un mini desktop Hewlett Packard che aveva l' interno , accanto alle strisce di cavi. Aveva anche una luce verde "power on" all'interno. Immagino che queste siano PSU appositamente costruite per alcune disposizioni specifiche, che poi vengono utilizzate altrove. Disconnettersi dalla presa a muro dovrebbe essere sufficiente per ripristinare l'alimentatore, ma se non lo è, prima di darlo in vita, provare a controllare il lato interno. Non si sa mai.

Nel caso specifico di qualcosa di elettromeccanico come un disco rigido, l'assorbimento di corrente dal dispositivo sarà in genere più elevato durante lo spin-up iniziale e poi diminuirà dopo che il dispositivo è in stato stabile. Per questo motivo, le buone schede RAID (ad esempio) avranno un'impostazione per scaglionare lo spin-up per tutte le unità collegate, in modo che il carico di avvio non venga posizionato sull'alimentatore in una sola volta.

Un altro scenario che può accadere è se si è vicini ai limiti di alimentazione dell'alimentatore e, in realtà, non è finita, l'alimentazione potrebbe non spegnersi. Invece, come hanno detto altre risposte, la tensione calerà. Il risultato finale può essere un arresto anomalo del sistema apparentemente casuale (come un BSOD in Windows). Alcuni di questi dipendono dalla qualità dell'alimentazione. Gli alimentatori di alta qualità gestiranno la spinta più vicina ai loro limiti rispetto alle loro controparti più economiche e di qualità inferiore.

L'ho sperimentato oltre un decennio fa.

A quel tempo il mio HDD era quasi pieno, quindi ho dovuto collegare un altro HDD da 80 GB. Dopo l'avvio tutto sembrava a posto.

Ma dopo qualche giorno, il sistema ha riattaccato o lo schermo ha lampeggiato sporadicamente. Dopo ogni lampo il sistema è tornato come di consueto ma nell'esploratore l'unità C è scomparsa o sono successe altre cose strane. Si verifica un errore, vengono visualizzate finestre di messaggio ... Ma la cosa più strana è che il mio HDD principale ora appare come più di 1 TB in diskmgmt.msc e altri strumenti di partizionamento del disco.

Non sono riuscito a scoprirne il motivo, ma ho deciso di sostituire l'alimentatore quando ho visto un annuncio gestito dal famoso negozio di PC vicino a casa mia per scambiare vecchie tastiere / mouse / alimentatori con nuovi. Ho portato a casa il nuovo alimentatore e ho pianto quando ho notato che il connettore a 24 pin non poteva adattarsi alla mia scheda madre a 20 pin. Dopo un'ora ho osservato che i 4 pin extra possono essere estratti per renderlo compatibile a 20 pin. Da quel momento non succede più nulla di strano e il PC è andato per sempre felice e contento.

È solo che il vecchio alimentatore è marginalmente sufficiente per le cose vecchie più il nuovo HDD in casi normali. Ma in alcune situazioni il fabbisogno di energia aumenta in modo significativo e sovraccarica la sorgente, causando la caduta di tensione e il brownout. Accadranno comportamenti indefiniti, come perdita di dati, HDD disconnesso o non riconosciuto ...

Mi è costato decine di GB di dati e mi ha insegnato una nuova lezione.

Fine della storia

Ora sul fenomeno:

Normalmente un alimentatore fornisce una tensione (quasi) costante all'interno della sua gamma di potenza operativa. Se un dispositivo consuma un po 'più di potenza, la tensione diminuirà un po' e proverà ad aumentare la potenza per bilanciare il carico e riportare la tensione al valore normale.

Tuttavia, una volta che la potenza aumenta rispetto alla sua capacità, la situazione non può essere recuperata, la tensione scenderà per sempre e non tornerà più indietro. Se la tensione caduta rientra nell'intervallo consentito dei dispositivi (come da 12 V a 11,5 V), funzionerà comunque. Se scende troppo in basso, ovviamente l'intero sistema si spegnerà perché i chip non funzionano più con quella tensione.

Forse un alimentatore intelligente può semplicemente chiudere un dispositivo che causa la situazione di sovraccarico, ma è molto complesso e richiede uscite separate per dispositivi diversi e una misurazione costante del loro consumo di energia. Che ne dite di più dispositivi aumentare la potenza allo stesso tempo? Quale deciderai di chiudere? Se è la CPU o la RAM, li spegnerai?

Non c'è modo di impedirlo, tranne non alimentare quel dispositivo o richiedere che il dispositivo gestisca la propria potenza. Questo può essere visto nello standard USB. I dispositivi USB iniziano sempre con il requisito di alimentazione minima (1 unità di carico). Una volta connesso, negozierà con l'host per dargli più potenza. Se la richiesta viene approvata, alimenterà le altre parti necessarie (come l'HDD nel contenitore). Puoi anche vedere che nei vecchi contenitori per hard disk USB che richiedono 2 porte USB, se colleghi solo il cavo principale, si rifiuterà di avviarsi, perché vede che non c'è abbastanza energia.

Quando il tuo sistema inizia ad assorbire più corrente per la quale il PSU è valutato, in ordine di probabilità accadranno una o più delle seguenti condizioni:

1. Il firmware del sistema rileverà un guasto all'alimentazione e arresterà il processore e / o tenterà di interrompere l'alimentazione. Una condizione di interruzione dell'alimentazione può essere rilevata in molti modi. Nessuno di questi modi comporta alcun tipo di comunicazione digitale con l'alimentatore. Alcune schede madri hanno sofisticati chip di monitoraggio, altre hanno circuiti di base per farlo.

2. Quasi tutte le PSU (anche più economiche) hanno un circuito di protezione da sovracorrente. Una volta superato il limite corrente per un certo periodo di tempo (di solito meno di un millisecondo), l'alimentatore si spegne semplicemente completamente. Dovrà essere scollegato dalla rete (staccando la spina o premendo l'interruttore) e ricollegato prima di poter funzionare nuovamente.

3. L'assorbimento di corrente sovraccaricherà qualunque sia la barra di alimentazione da cui proviene e la tensione inizierà a scendere per aumentare la corrente fornita. I regolatori di potenza della scheda madre non forniranno più tensioni adeguate alla CPU e / o ad altri componenti. La scheda madre, la CPU o la memoria non saranno in grado di funzionare e il sistema si arresterà o si spegnerà completamente.

4. L'alimentatore assorbirà troppa corrente causando il surriscaldamento e l'ustione dei componenti. Ciò accadrebbe solo in assenza o in fallimento delle cose sopra elencate, insieme ad altre protezioni che sono in atto per prevenire tale situazione.

Se vuoi conoscere i dettagli elettrici delle varie cose da ascoltare, dovresti chiedere a EE .

Nel caso del PC c'è un altro fattore al lavoro: l'alimentatore sta inviando un segnale di potenza positiva. Durante l'avvio ha un certo periodo di tempo in cui stabilire questo (come ovviamente nel momento stesso dell'avvio la potenza non sarà buona.)

Questo funge da interruttore uomo morto per il computer, se il segnale cala la macchina si spegne immediatamente (come quello che accadrebbe se si tenesse l'interruttore di alimentazione) in quanto questo è considerato meno distruttivo del funzionamento potenzialmente esagerato dell'elettronica che causa operazioni di scrittura non comandate.

Molto, molto tempo fa i computer non avevano quel tipo di protezione, motivo per cui il vecchio consiglio era di rimuovere i floppy dalla macchina prima di spegnerlo.

Dipende dallo SMPS, dalla sua qualità e dallo standard EE che sta seguendo. Ho avuto un'esperienza simile qualche anno fa quando è scoppiato il mio SMPS, ero al college e avevo meno soldi, quindi ho comprato un SMPS cinese. Funzionava, ma non appena la temperatura della CPU saliva e le ventole della CPU si attivavano, il sistema usava iniziare a bloccarsi e qualche volta anche io ottenevo Blue Screen. Inizialmente non sono riuscito a capire che ciò sta accadendo a causa di SMPS, ma dopo aver scambiato temporaneamente SMPS con quello del mio amico, il mio sistema è andato bene, ma il nuovo SMPS è stato masterizzato nel sistema dei miei amici. Il venditore locale mi ha concesso 1 mese di garanzia ma era riluttante a onorarlo, ma alla fine mi ha dato un SMPS usato, l'ho preso ma il sistema era solito riavviarsi all'infinito, il problema questa volta era che gli smps non erano in grado di fornire abbastanza potere persino di avviare il sistema. Più tardi ho comprato un SMPS di crosair e tutto è andato bene dopo. Ma quando la mia scheda madre è esplosa, ho riutilizzato gli smps nel mio progetto universitario per fare un frigorifero con un dispositivo peltier e lì ho notato che il crosair SMPS era solito spegnersi se cortocircuitavo l'uscita o usavo caricarla pesantemente, ma non è mai esploso mentre i cinesi non erano mai soliti spegnersi ma bruciare sotto carico.

Per rispondere alla tua domanda di "Aggiornamento", non esiste un protocollo di negoziazione dell'alimentazione perché non esiste un caso di utilizzo. Immagina componenti di computer intelligenti che potrebbero negoziare energia. Cosa ti aspetteresti che facessero se non ci fosse abbastanza potere per loro? Halt?

Il problema è che i maggiori consumatori di energia in un sistema tipico sono tutti essenziali per il suo funzionamento. Se si dispone di una CPU, HDD, DRAM o chip video che si interrompe, il risultato apparente per l'utente finale è lo stesso di un brown-out: il sistema non funziona affatto.

D'altra parte, tale sistema di gestione intelligente del potere creerebbe una serie di problemi propri. Versioni di protocollo incompatibili, dispositivi e alimentatori che forniscono valori di alimentazione imprecisi e problemi simili comporterebbero sistemi che si rifiutano di avviarsi che altrimenti avrebbero funzionato perfettamente .

In realtà, da quando hai menzionato la gestione dell'alimentazione USB, ecco un fatto divertente: praticamente nessun dispositivo implementa le specifiche di gestione dell'alimentazione USB alla lettera. Pochi dispositivi (Sony PSP vengono in mente) funzionano in modo affidabile solo con caricabatterie originali e lasciano un'impressione molto peggiore con gli utenti finali rispetto a dispositivi simili che ignorano questa parte delle specifiche USB.

L'esecuzione di un alimentatore oltre la capacità a breve e lungo termine può avere tutti i tipi di effetti. Dipende principalmente dai componenti coinvolti. L'alimentazione può essere interrotta (fusibile, interruzione della temperatura), le parti possono sciogliersi (o invecchiare più velocemente) o l'alimentazione diventa rumorosa, la tensione cala (o aumenta). L'effetto che questo ha sul sistema varia da arresti a (bit più cattivi) errori di bit e calcoli falliti (e come risultato di quei dati corrotti o schermate blu).

elettricità 101: l'hardware estrae l'energia di cui ha bisogno dall'alimentazione (indipendentemente da dove provenga) se l'alimentatore non è in grado di soddisfare la domanda 3 cose possono accadere a) si esaurirà. b) continuerà a fornire una tensione immensa fino a quando si verifica A o C c) l'alimentazione interrompe l'uscita a causa delle protezioni interne da sovraccarico.

A e B sono molto probabilmente in applicazioni consumer e C non è probabile in tali applicazioni. C è probabilmente nelle apparecchiature di livello commerciale (1000 W + alimentatori) ma A e B continuano ad accadere molto spesso nel complesso.

puoi immaginare l'alimentatore come un rubinetto. c'è una certa quantità di pressione e volume disponibile. in proporzione il rubinetto è collegato ad una diga con un regolatore di pressione. La dimensione del tubo è la tensione che è costante all'uscita, gli amplificatori sono ciò che può essere problematico, se non abbastanza ampli che è quando le cose falliscono. ovviamente se non c'è abbastanza pressione al rubinetto si otterranno "brown out" dell'attrezzatura, ma come ho detto dietro una "diga". I dischi rigidi non hanno troppe probabilità che ciò accada, ma sono ancora possibili poiché la maggior parte dell'energia viene consumata dalla scheda grafica e dalla CPU (di solito) ma se si dispone di un array di dischi di grandi dimensioni può diventare un problema.