選擇電源供應器該注意的五件事

By MSI |
隨著NVIDIA推出GeForce RTX 30系列顯卡以及AMD Ryzen 5000系列處理器與Radeon RX 6000系列顯示卡的問市,宣告著高性能的時代到來,這意味著對於電源供應器的高功率需求也逐漸提升。

電源供應器的選項很多,玩家要如何在這波換機潮挑選適合自己需求的電源供應器呢?幾個部分是在選購的時候需要留意的:

Power瓦數設計

在討論其他電源供應器的規格之前,先解釋電源供應器最基本的概念-供電瓦數,電源供應器上標示的瓦數實際可能跟你想的不一樣,好的電源供應器標示的是額定輸出功率,有些電源供應器則是標示瞬間最大輸出功率,實際上無法提供足夠的電源。如何判斷電源供應器的瓦數真偽,可以透過每顆電源供應器上的規格貼紙與彩盒上所標示的規格表來分辨。以下是額定輸出功率及瞬間最大輸出功率的說明:

額定輸出功率

電源供應器在任何輸入電壓與溫度下可以持續提供的電源功率範圍內的最大功率值。一般標示在電源背後的規格貼紙因為受到安規法條規範,必須標示實際電源可提供的額定輸出總功率,也就是電源實際可以提供的電源瓦數。
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瞬間最大輸出功率

在引發保護機制之前,短時間(T < 10mS)內電源供應器可提供的最大功率值。一般電源的瞬間最大功率都會設計在額定功率的1.1倍,而電源標籤及規格書大部分不會標示瞬間最大輸出功率,以850W的電源供應器來說,其瞬間最大輸出功率約935W (850W x 1.1 = 935W)。
一些電源供應器你會發現規格貼紙上標示的額定輸出總功率和產品名稱或是說明上的瓦數不一樣,所以購買電源供應器的時候首先要看上標示的電額定輸出總功率,確保買到的是實際的瓦數。

安全保護

選擇電源的另一個重點是了解電源有哪些保護功能,確保電源異常或系統異常時,電源可以及時保護。一般電源保護為 OVP/OCP/OPP/OTP/SCP。以下分別做簡單的說明;

OVP (Over Voltage Protection) – 過電壓保護

當電源內部異常時,導致輸出電壓異常升高,若電壓超過規範定義的電壓時,電源輸出電壓就會及時斷電保護。當異常排除後,才能在重新啟動供電。因此可避免異常此電壓,造成配備或主機板燒毀。
以Intel 設計指導書定義:
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OCP (Over Current Protection) – 過電流保護

各組電壓所提供的電流,超出電源定義的輸出最大電流時,考量安全電源會及時斷電保護。當異常排除後,才能在重新啟動供電。一般OCP設在額定功率的1.2 ~1.5倍之間。

OPP (Over Power Protection) – 過功率保護

系統功耗超出電源的額定功率,電源會及時斷電保護。一般OPP設在額定功率的1.2 ~1.5倍之間。

OTP (Over Temperature Protection) – 過溫度保護

當電源供應器內部溫度超過設計要求時(如系統散熱不良或風扇異常),電源會及時斷電保護。等內部溫度低於設計要求時,才能在重新啟動。

SCP (Short Circuit Protection) – 短路保護

當各組輸出迴路有發生短路時,考量安全電源會及時斷電保護。當異常排除後,才能在重新啟動供電。

電源架構設計與瓦數需求

電源供應器的架構設計可分為單路和多路設計。各有各的優點與適用方式。所謂的多路與單路規格差異在於電供擁有幾個 +12V 電源,+12V是主要的系統功電來源,因此相對所需要的電流比較大,CPU, GPU, MB都是吃+12V所提供的電流。一般判斷電源供應器是單路還是多路可以從規格表判別出來。

單路設計

顧名思義就是只有一條+12V的通道,所有的電流會透過這條通道提供給系統上的零件。單路好處就是總供電量之下可供電流集中在同一條電路,因此可供應的單條電路安培數比較大。規格表上只顯示一個+12V並標示可使用的最大安培數與瓦數。
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多路設計

多路的設計是將+12V拆分成多個通路,限定每條通路的安培數,並在每個通路上安裝OCP保護裝置,確保每一條通路不會因為超過電流負荷而損壞,提高使用者用電時的安全性。規格表上會拆分成多組+12V並標示可使用的最大安培數與瓦數。但不論拆分多少通路,總瓦數都不變,以MPG A850GF為例,拆分成4路,分別供應給MB、CPU以及VGA,總提供的瓦數為850W。
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不同的電路架構設計加上保護機制設定,會影響電源供應器可以承受的最高瓦數,去對應瞬間最大輸出功率情況發生。前述說的一般電源在尚未啟動保護機制之前,瞬間最大功率都會設計在額定功率的1.1倍,而啟發保護機制後就看各家設定的OCP與OPP保護值。OCP通常是在多路設計上比較會有影響,單路的OCP設定幾乎和OPP設定相同。

MSI MPG系列的電源供應器,採用4路式的多路設計,每一路的OCP值設為額定功率的1.35倍平均值,以MPG A850GF為例,每個+12V的通路依據所標示的最高安培數乘上OCP設定值代表可承受的瞬間最高功率,通常主要是看CPU和VGA的設定。不同的安裝方式也會決定VGA和CPU可以吃到多少瓦數,建議將VGA分插在VGA1與VGA2,不要安裝在同一個通路上,如此VGA才能夠在安全保護機制下得到更大的電流供應。建議安裝方式可參考官方網站

OCP換算功率計算值

+12VCPU: 25A x 1.35 x 12V = 405W
+12VVGA1: 40A x 1.35 x 12V = 648W
+12VVGA2: 40A x 1.35 x 12V = 648W

我們使用遊戲Benchmark跑分,模擬玩家在玩遊戲時所需要的功耗,此外,我們也使用AIDA64 + 3Dmark D12X同時對CPU和GPU壓力測試來檢驗最嚴苛的狀況下,需要多少瓦數才能夠符合需求,規格配備與測試結果說明如下:

測試樣本1:
  • MB: MEG Z490 ACE
  • CPU: Intel i9-10900K (Turbo Boost on)
  • VGA: RTX 3090 Gaming X Trio
  • PSU: MPG A850GF
測試樣本2:
  • MB: MEG X570 UNIFY
  • CPU: AMD Ryzen™ 9 5950X (Game Boost on)
  • VGA: RTX 3090 Gaming X Trio
  • PSU: MPG A850GF
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測試結果顯示,不論是在遊戲模擬測試或是同時對CPU和GPU壓力測試下,功耗平均瓦數 (RMS瓦數)都不超過600W,而瞬間最大輸出功率(Max瓦數)也在OPP保護範圍之內(MPG A850GF OPP保護值: 850W x 1.35 = 1147W)。雖然NVIDIA官方建議RTX 3090搭配750W,但有可能承受不了瞬間最大輸出功率,因此建議搭配850W以上的電源供應器。

模組化線材與客製化

電源供應器的線材設計分為三種:全模組設計、半模組設計以及非模組化設計。主要差異就在於線材是否可以拆裝,全模組的好處在於可以自行依據組裝的需求安裝線材節省空間與方便理線,也可以客製化線材。目前市售的高階電源供應器也都以全組模組化設計為主。
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也因為全模組化可以拆拔線材,玩家可以依據自己的喜好訂製想要的線材,以MSI MPG 系列的電源供應器線材設計為例,每家電源廠商都有自己的設計,因此只要了解所購買的電源的線材孔位設計就可以請外面的店家幫忙製作。


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MSI MPG系列電源供應器腳位定義


80 PLUS電源能耗等級

80 Plus能耗等級是電源供應器能效轉換的電源認證,分為6個階層,等級越高代表能效轉換率越高越省電。且通常為了達到良好的轉換,電源供應器就需要使用較好的用料。以下是80 Plus能耗規範在不同等級下的轉換效率要求。
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目前市售的高階電源供應器已經都是金牌等級居多,再往上大瓦數的還有白金跟鈦金等級,玩家如果一開始購買的話可以先從金牌全模組電源著手,雖然白金和鈦金的電源轉換效率和品質比較好,但價格比較高,而金牌電源是相對轉換效率好且價格也符合一般組裝機的需求。
MSI MPG A850GF / MPG A750GF / MPG A650GF電源供應器為金牌全模組電源,多路設計提高電源供應確保的安全性,依據使用需求做選擇,建議NVIDIA RTX 3090 以及NVIDIA RTX 3080搭配 MPG A850GF,NVIDIA RTX 3070搭配 MPG A750GF,後續主流的低款RTX顯卡搭配MPG A650GF。後續AMD新卡功耗的部分也會在提供資訊出來。
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如需要更多的資訊,請參考MSI官方網站
MPG A850GF https://www.msi.com/Power-Supply/MPG-A850GF
MPG A750GF https://www.msi.com/Power-Supply/MPG-A750GF
MPG A650GF https://www.msi.com/Power-Supply/MPG-A650GF
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