Werbung
In Kooperation mit Corsair
Verbraucht mein Netzteil immer so viel wie draufsteht?
Diese Frage ist ein wahrer Klassiker, aber dürfte heutzutage weniger häufig aufkommen. Nein, ein Netzteil verbraucht nicht immer die aufgedruckte Leistung. Ein Netzteil wandelt immer nur so viel Strom aus dem Netz um, wie die angeschlossenen Komponenten gerade benötigen. Läuft der Rechner im Idle, wird also nur ein Bruchteil der nominalen Leistung benötigt und auch aus dem Netz aufgenommen.
Aufgrund der Verluste bei der Umwandlung wird aber immer etwas mehr Leistung aus dem Stromnetz aufgenommen, als das System wirklich benötigt. Das Verhältnis von aufgenommenem Strom aus dem Netz und der an den Rechner abgegebenen Leistung ist der Wirkungsgrad. Je höher er ist, desto weniger Leistung geht bei der Umwandlung in Form von Abwärme verloren.
Kann ich den Netzteillüfter tauschen, wenn ich ein leiseres Netzteil haben möchte?
Von der Theorie her ist das möglich, allerdings ist davon aus verschiedenen Gründen abzuraten. Erster Grund ist, dass im Netzteil potentiell tödliche Spannungen auftreten und nicht offiziell qualifizierte Personen es nicht öffnen oder gar modifizieren sollen. Abgesehen von der Gefahr direkter oder indirekter Stromschläge für den Bastler ist auch die Brandgefahr für seine Umgebung ein Thema, sei es aufgrund späterer Überhitzung oder einer Beschädigung beim Umbau. Auch wenn das Haus dann ohne Personenschäden abbrennt, wird das aufgrund des Faktors Fahrlässigkeit ein teurer Spaß.
Was passiert, wenn ich mein Netzteil überlaste?
Bei einem qualitativ guten Netzteil mit Schutzschaltungen sollte nichts anderes passieren, als dass sich das Netzteil automatisch abschaltet, aber der Rechner bis dahin stabil läuft. Bei den meisten Netzteilen macht sich ein Überlastbetrieb schon dadurch bemerkbar, dass der Netzteillüfter auf höchster Stufe läuft. Die volle Drehzahl erreichen Netzteillüfter meist erst jenseits der 80 % an Last.
Bei einem qualitativ weniger guten Netzteil bestehen schon mehr mögliche Szenarien. Eine Möglichkeit wäre, dass aufgrund der absinkenden Spannungen der Rechner oder eine seiner Komponenten einfach abstürzt. Ein weniger schönes Szenario wäre, dass einzelne Bauteile im Netzteil überhitzen und schlichtweg "durchbrennen", was zumindest ein defektes Netzteil zur Folge hat, aber im Worst Case noch mehr mit in den Tod reißen kann.
Sind Single-Rail-Netzteile wegen ihrer hohen Stromstärke gefährlich?
Das ist eine Frage, die die Community schon lange bewegt und bei der es auch kontroverse Meinungen gibt. Im Prinzip geht es hier um Multi-Rail- vs. Single-Rail-Netzteile. Bei einem Multi-Rail-Netzteil teilt sich die auf 12 V zur Verfügung stehende Leistung (üblicherweise volle oder fast volle Netzteilleistung) auf mehrere Schienen ("Rails") auf, die jeweils per Überstromschutzschaltung (OCP) einzeln auf eine maximale Stromstärke begrenzt werden, die weit unterhalb der Gesamtleistung des Netzteils liegt. Die Gefahr, dass eine einzelne Leistung oder ein einzelnes Kabel überlastet werden, ist hier geringer, schlichtweg weil das Netzteil vorher aufgrund einer OCP-Auslösung abschaltet. Jede 12V-Schiene hat seine eigene "Sicherung".
Ein Single-Rail-Netzteil kann hingegen auf einer einzelnen Schiene oder sogar theoretisch einem einzelnen Stecker die gesamte 12-V-Leistung abgeben. Das Problem ist dann, dass diese Leitung oder der angeschlossene Verbraucher überlastet werden kann, ohne dass ein starkes Netzteil dabei sonderlich ins Schwitzen kommt. Überlastung bedeutet in der Regel Überhitzung und damit im Worst Case Brandgefahr. Beliebtes Schreckensszenario ist zum Beispiel, dass der Ring am Finger des Bastlers den 12V-Stromkreis schließt und es wird auch erwähnt, dass ein High-End-Netzteil ähnliche Stromstärken wie ein Elektroschweißgerät liefert.
Die Argumente gegen Multi-Rail-Netzteile waren üblicherweise die, dass durch zu gering eingestellte OCP-Schwellen auf den 12-V-Rails die Nutzbarkeit der Netzteilleistung eingeschränkt wird und damit meist auch das Overclocking erschwert wird. Das ist bei modernen Multi-Rail-Netzteilen aber nicht mehr der Fall, da die OCP-Schwellen auf den Rails erhöht wurden. Waren früher bzw. sind im Design Guide eigentlich maximal 20 A festgelegt, so lassen sich heute deutlich höhere Werte von bis zu 40 A pro Rail finden. Darauf dann noch die "Sicherheitsmarge" und die Schaltschwelle liegt schon bei 45-50 A, was die Überlastung einer Rail sehr unwahrscheinlich macht. Von daher sind moderne Multi-Rail-Netzteile auch für Overclocker uneingeschränkt zu empfehlen.
Was ist aber nun mit Single-Rail-Netzteilen? Abgesehen von der Tatsache, dass es keinerlei Anzeichen auf eine Häufung von "Single-Rail-Netzteil-bedingten"- Unfällen gibt, ist auch unserer Sicht das Risiko eher theoretischer Natur, zumindest bei qualitativ guten Netzteilen mit den üblichen Schutzschaltungen. Aus dem einfachen Grund, dass es schon etliche Bedingungen eintreten müssen, damit an einem Single-Rail-Netzteil eine kritische Situation entsteht. Ein einfacher Kurzschluss ist unkritisch, denn er löst die Kurzschlussicherung (SCP) aus. Diese arbeitet anders als die OCP, welche nur die Stromstärke betrachtet, über die Veränderung der Spannungskurve, d.h. kann über die Impedanzänderung den Kurzschluss erkennen, ohne dass erst für einige Zeit Ströme jenseits der OCP-Schwelle geflossen sein müssen. Um einen hohen Dauerstrom zu erzeugen, darf es also kein richtiger Kurzschluss sein, sondern es bedarf eines sich vergleichsweise langsam einstellenden Mindestwiderstandes, der einen hohen Stromfluss bedingt, welcher weder das Netzteil überlastet (OPP), noch die SCP auslöst.
Am Beispiel eines 1.000 W starken Netzteils kurz überschlagen: Die OPP eines 1.000-W-Netzteils mit 84 A auf 12 V wird ungefähr bei 1.200 W, respektive 100 A aktiv. Für 100 A an 12 V benötigt es einen Gesamtwiderstand von 0,12 Ohm, d.h. bei einem geringeren Widerstand (und ergo höherem Strom) löst die OPP aus. Bei einem von der Gesamtleistung vergleichbaren MultiRail-Netzteil sei die OCP bei 45 A angenommen, was 0,27 Ohm an 12 V ergibt. Das Single-Rail-Netzteil ist also nur dann (theoretisch) gefährlicher als ein Multi-Rail-Netzteil, wenn der Lastwiderstand, d.h. Kabelwiderstände plus Verbraucher ("Kurzschluss", defekte Komponente oder Ring am Finger) zwischen 0,12 und 0,27 Ohm liegt, sich aus elektrotechnischer Sicht eher langsam aufbaut und vor allem "dauerhaft" in diesem Bereich einstellt.
Kurz zusammengefasst: Auch für leistungsstarke Systeme ist es egal, ob ein (hochwertiges) Netzteil nun Multi- oder Single-Rail ist. Bei einem Single-Rail-Netzteil sollte man aber zu einem Modell der üblichen Premium-Hersteller greifen, da man hier davon ausgehen kann, dass funktionierende Schutzschaltungen und qualitativ hochwertige Bauteile verbaut sind, die das theoretische Restrisiko des "Single-Rail-Konzeptes" nahezu auf Null bringen.
Hält ein Netzteil ewig?
Netzteile dürfte zu den Komponenten gehören, die mit am längsten in Betrieb sind, d.h. bei mehreren Systemupgrades mitgenommen werden. Solange sich nichts Grundlegendes am Anforderungsprofil ändert, ist dies auch unproblematisch, auch wenn der technische Fortschritt insbesondere der Effizienzsteigerung nicht unbeobachtet bleiben sollte. Letztendlich ist es wie bei der Umweltbilanz beim Verschrotten von "noch guten" Verbrenner-Autos: der neu produzierte (E-)Wagen muss erst einmal die für die Produktion eingesetzte Energie bzw. auch die Kosten herausholen, um einen wirklichen Vorteil zu bieten.
Dennoch darf nicht vergessen werden, dass Netzteile zu den Systemkomponenten gehören, die mit dem Betrieb wirklich altern. Dieser zugegebenermaßen langsame Prozess betrifft verschiedene Komponenten. Elektrolytkondensatoren sind hier zu nennen, da deren flüssiges Elektrolyt sich mit der Zeit verändern kann, was die Performance des Kondensators heruntersetzt. Spätestens, wenn sich der Deckel des Kondensators aufbläht, ist dieser hinüber, aber auch vorher sinkt bereits die Performance. Auch die Lüfter als mechanische Bauteile sind Verschleiß ausgesetzt. Einfache Gleitlager (Sleeve Bearing) verlieren mit der Zeit ihr Schmiermittel und weisen daher die geringste Lebensdauer auf. Kugelgelagerte Lüfter sind deutlich haltbarer, aber auch diese Lager laufen sich irgendwann ein und produzieren Geräusche. Ebenso können bei der Eingangsfilterung die Bauteile degradieren, wenn sie über die Jahre immer wieder Spannungsspitzen absorbieren müssen.
Von daher empfiehlt es sich durchaus spätestens beim Systemupgrade einmal drüber nachzudenken, wie lange das Netzteil schon im Einsatz ist und was ein neues und modernes Netzteil evtl. an Vorteilen bieten könnte.
Wozu der Hype um japanische Kondensatoren?
Das Thema hatten wir bereits auf einer vorherigen Seite zum Thema "Qualität der Bauteile" angeschnitten. Kurz zusammengefasst geht es darum, dass der Qualitätsstandard bei Elektrolytkondensatoren von japanischen Marken wie Nippon Chemicon, Rubycon, Nichicon oder Matsushita am höchsten ist, d.h. dort kann man sicher relativ sicher sein, dass die Spezifikationen inkl. der Lebensdauer eingehalten werden. Ebenfalls gut brauchbar sind Elektrolytkondensatoren von taiwanesischen Marken, auf welche dann verschiedene mehr oder weniger brauchbare chinesische Marken folgen.
Natürlich können auch andere Bauteile eines Netzteils unterdimensioniert oder von minderer Qualität sein, aber seit der "Bad Caps"-Thematik vor einigen Jahren ist die Qualität der Elektrolytkondensatoren in den Fokus gerückt, da diese prinzipiell ein Bauteil mit begrenzter Lebensdauer darstellen.
Muss es ein ATX 3.1 sein?
Die aktuellen Netzteile basieren meist noch auf der ATX-2.X-Spezifikation, die neuesten Modelle bereits auf ATX 3.0. Vielerorts liest man aber schon zu den Neuheiten, die mit ATX 3.1 kommen. Hier im Fokus ist noch einmal die Effizienz im Idle-Betrieb, wo vor allem von den US-Behörden immer wieder neue Vorgaben kommen, die dann Jahre später in Form neuer Spezifikationen umgesetzt werden müssen.
Für den Endkunden dabei wichtig ist eigentlich nur, wenn neue Stecker zum Einsatz kommen oder wie wir im Falle der GeForce-RTX-40-Serie mit 12VHPWR-Anschluss eventuell bis zur Neuanschaffung des Netzteils noch einen Adapter verwenden muss. Bestandteil der ATX-3.1-Spezifikation ist der 12V-2×6-Anschluss, der eine verbesserte Version des 12VHPWR ist.
Ausgelegt ist das Steckerdesign für Karte mit einer maximalen Ausgangsleistung von 675 W. 600 W fallen dabei auf den Stecker selbst, 75 W kommen über den PCI-Express-Steckplatz. Dies ist schon der erste kleinere Unterschied zum 12VHPWR, denn hier sieht die CEM-5.0-Spezifikation eine Maximalleistung von 600 W vor. In der Praxis wird dies aber keinerlei Auswirkungen für den Nutzer haben.
Der neue 12V-2×6-Stecker ist bedingt kompatibel zur 12VHPWR-Buchse und die aktuellen 12VHPWR-Kabel samt Stecker wiederum auch bedingt kompatibel zur 12V-2×6-Buchse. Unterstützt werden verschiedene Leistungsklassen: 150 W, 300 W, 450 W und 600 W. Über die Sense-Pins wird festgelegt, welche maximale Versorgung ermöglicht werden soll.
Bis die ersten Netzteile mit 12V-2×6-Stecker auf dem Markt sein werden, wird noch einige Zeit vergehen. Corsair liefert seine Netzteile bis dahin weiterhin mit dem 12VHPWR-Stecker aus, der problemlos mit der aktuellen Grafikkarten-Generation zusammenarbeitet.
In Kooperation mit Corsair