Организация лаборатории, в которой будут работать рабочие станции для перебора паролей, требует продуманного подхода к питанию, проектированию электропроводки и организации теплоотвода. Мощные компьютеры с высокой нагрузкой требуют стабильного питания, защитной автоматики, источников бесперебойного питания адекватной мощности и эффективного охлаждения. В этой статье мы поговорим о малоизвестных особенностях, связанных с питанием компьютеров.

Оценка мощности блоков питания по отдельности

При расчёте энергопотребления компьютера важно учитывать суммарную мощность всех его компонентов. Ключевые элементы, влияющие на энергопотребление, включают видеокарту, процессор, оперативную память, накопители, систему охлаждения и периферию.

Для начала оцените паспортную мощность каждого компонента. Производители указывают максимальное энергопотребление (TDP) процессора и видеокарты, которые являются основными потребителями энергии. Также учитывайте энергопотребление оперативной памяти (примерно 2–5 Вт на модуль), накопителей (около 5–15 Вт на диск) и систем охлаждения (особенно мощных вентиляторов и жидкостного охлаждения).

Для точного расчёта используйте калькуляторы мощности от производителей блоков питания — такие, как калькулятор мощности PSU be quiet! либо интерактивный калькулятор от Corsair. Калькуляторы автоматически добавят необходимый для стабильной работы системы запас мощности (как правило, порядка 10-20%). Учтите, что КПД блоков питания максимален вблизи половины его максимальной мощности. Это не значит, что нужно покупать блоки питания с двукратным запасом мощности (множество избыточно мощных блоков питания создаст ненужную нагрузку на некоторые элементы электросети в помещении), но и выбирать блоки питания без адекватного запаса по мощности также не следует.

Совместная работа мощных компьютеров в одном помещении

При совместной работе множества мощных потребителей в одном помещении возникает ряд проблем, требующих грамотного решения как с точки зрения подачи энергии, так и с точки зрения отвода образующегося в результате работы компьютеров тепла.

Требования к питанию отдельного компьютера – только часть уравнения. При организации лаборатории важно предусмотреть адекватное охлаждение помещения, в котором работают компьютеры с мощным потреблением энергии, а также убедиться, что все элементы электросети, включая источники бесперебойного питания, защиту и электропроводку, способны выдержать пиковое суммарное энергопотребление всех рабочих станций.

Обратите внимание: производитель всегда указывает не входную, а выходную (то есть, доступную для компонентов внутри компьютера) мощность блока питания. В этой связи необходимо учесть несколько моментов.

Во-первых, с учётом КПД, входная мощность блока питания всегда выше выходной. В зависимости от модели (и полученных ей сертификатов энергоэффективности) разница может составлять до 10–20%. Эту разницу необходимо учитывать при проектировании электропроводки и подключении источников бесперебойного питания.

Второй момент: при включении компьютера возникает эффект пускового тока “in-rush current”. Это кратковременный пик потребления с высоким током, возникающий при включении устройства в сеть из-за зарядки входных конденсаторов и магнитного насыщения трансформаторов. Пусковым током единственного компьютера можно пренебречь, но при одновременном включении нескольких компьютеров, каждый из которых оборудован блоком питания высокой мощности, пусковой ток может превысить возможности электрики помещения, в результате чего сработает защитная автоматика (пожалуйста, не спрашивайте, откуда мы об этом знаем).

В-третьих, необходимо учитывать, что блоки питания – импульсные; соответственно, то, что пишет производитель (скажем, 1800 Вт) относится именно к импульсу. Соответственно, в контексте планирования требуемых мощностей источников бесперебойного питания и защитной автоматики не имеет значения, что видеокарты под нагрузкой потребляют не 1800, а 600 Вт; заранее неизвестно, какой скважности импульс приведёт к срабатыванию защитной автоматики в ИБП по перегрузке. Поэтому при расчёте ИБП следует исходить из цифр, указанных производителем блоков питания с учётом КПД блоков питания независимо от планируемой нагрузки на систему. Например, если планируется 10 компьютеров, оборудованных блоками питания по 1000 Вт каждый, планируемая мощность ИБП должна составлять 10 х 1000 + 20% (то есть, 10*1000*1.2=12 КВт), даже если в каждый компьютер установлено всего по одной видеокарте, потребляющей условные 300 Вт.

Наконец, не следует забывать об адекватном охлаждении помещения, в котором будут работать компьютеры под нагрузкой. Всего несколько одновременно работающих компьютеров, каждый из которых выделяет порядка киловатта, потребуют не просто вытяжной вентиляции, но системы кондиционирования воздуха, которая тоже будет создавать нагрузку на электропроводку.

Заключение