Manutenção preventiva do seu PC

Reguladores de tensão e eficiência da fonte de alimentação

Outro ponto importante do ponto de vista do consumo são os circuitos de regulação de tensão da placa mãe. Como bem sabemos, a placa recebe tensões de 12V, 5V e 3.3V da fonte e precisa gerar, a partir delas, as diferentes tensões usadas pelos componentes do micro. Como todo processo de conversão, isso resulta em uma certa perda, principalmente no fornecimento de energia para o processador.

Os reguladores de tensão são formados por um conjunto de MOSFETs, alguns capacitores, uma bobina e um controlador. Placas antigas utilizavam um único regulador de tensão, mas conforme os processadores foram evoluindo e passando a consumir cada vez mais energia, as placas passaram a utilizar reguladores divididos em "fases", onde temos vários reguladores de tensão trabalhando em paralelo, formando um sistema capaz de fornecer uma quantidade de energia muito maior e um fluxo mais estável.

Tecnicamente, um regulador de tensão com mais fases é superior, já que o trabalho é dividido entre mais componentes. Isso permite que o regulador desperdice menos energia na forma de calor, ao mesmo tempo em que oferece um fluxo de energia mais estável para o processador.

Placas atuais utilizam reguladores de tensão com 3, 4, 6 ou 8 fases. É fácil descobrir o número de fases do regulador da placa-mãe, pois cada fase é composta por um conjunto idêntico de componentes, que são instalados em série próximo ao encaixe do processador.

Esta placa da foto, por exemplo, utiliza um regulador de tensão com 3 fases. Note a presença de 3 bobinas idênticas, cercadas por MOSFETs e capacitores na parte superior:

Regulador de tensão de 3 fases

Em teoria, uma placa com um regulador de 4 fases pode fornecer 33% mais energia para o processador do que um com 3 fases, e um de 8 fases pode fornecer o dobro que um de 4 fases. Naturalmente, o resultado final depende da qualidade e das especificações dos componentes usados, mas a regra geral é que quanto mais fases, maior é a capacidade de fornecimento da placa.

A principal vantagem de usar uma placa com um regulador de tensão de 6 ou 8 fases, ao invés de 3 ou 4 é a garantia de que a placa será capaz de manter um fornecimento estável em situações de stress, como ao fazer um overclock agressivo.

O maior problema é que um número maior de fases faz com que a placa desperdice mais energia nos momentos de baixa atividade. A diferença entre usar uma placa com um regulador de tensão de 8 fases e outra similar, com um regulador de tensão de 4 fases pode chegar a mais de 6 watts enquanto o processador está ocioso. Ou seja, embora do ponto de vista técnico um regulador de tensão com mais fases seja melhor, ele acaba se revelando desvantajoso do ponto de vista do consumo (pelo menos ao utilizar um processador de baixo consumo), da mesma forma que usar um processador de clock maior, por exemplo.

Este gráfico do TomsHardware mostra a diferença de consumo entre o uso de reguladores de tensão de 8, 4, 6 e 3 fases em conjunto com processadores Intel Core 2 Duo e Athlon X2. Veja que a diferença de consumo pode ser considerável:

Ao montar um PC usando um processador de baixo consumo, as placas com reguladores de 3 ou 4 fases acabam sendo preferíveis, já que além de mais baratas, consomem menos energia. Como neste caso o processador consome pouco, a questão do fornecimento acaba não sendo um grande problema.

Outra fonte de desperdício é (literalmente ;) a fonte de alimentação. Por melhor que seja a qualidade da fonte, ela sempre desperdiça parte da energia. A maioria das fontes baratas trabalham com eficiência de 65 a 75%, o que significa que de um quarto a um terço de toda a energia consumida pelo micro é na verdade desperdiçada pela fonte, a maior parte dela dissipada na forma de calor.

Entre as fontes de melhor qualidade, não é incomum encontrar projetos com 80% de eficiência. Algumas fontes realmente caras podem atingir 85%, mas a partir daí qualquer melhoria resulta em um grande aumento do custo.

Não é comum encontrar a eficiência nas especificações da fonte e nem sempre os números especificados pelo fabricante são confiáveis. Por exemplo, se o fabricante escreve algo como "up to 75% efficiency", significa que a fonte provavelmente trabalha com 65% de eficiência (ou menos) na maior parte do tempo e atinge picos de 75% em situações ideais de funcionamento.

O Anandtech (http://anandtech.com/casecoolingpsus/) tem publicado alguns reviews de fontes que vale à pena ler. Embora os modelos testados estejam um pouco longe da nossa realidade, eles servem como uma boa referência dos fatores a levar em conta ao comprar uma fonte.

Uma questão interessante é que as fontes atingem o nível máximo de eficiência sob uma certa percentagem da carga máxima, geralmente em torno dos 30 a 35%. Uma fonte de 750 watts, por exemplo, tem seu pico de eficiência em torno dos 250 watts, enquanto uma fonte de 450 watts tem seu pico em torno dos 150. Este gráfico do Anandtech ilustra bem este conceito:

Veja que no gráfico a eficiência da fonte começa perto dos 75%, com 10% de carga, atinge um pico de quase 85% nos 35% de carga e depois vai caindo lentamente conforme a carga aumenta.

Em um PC de baixo consumo, é importante dimensionar a capacidade da fonte para que ela possa trabalhar sempre próximo do nível máximo de eficiência. Se você montou um PC de baixo consumo, que consome apenas 75 watts, por exemplo, não faz sentido usar uma fonte de 750 watts, que com uma carga tão baixa vai trabalhar no nível mais baixo de eficiência. Além de ser um desperdício de dinheiro, ela seria um desperdício de energia.

Neste caso, faria mais sentido usar uma fonte menor, de 300 watts (ou até menos) porém de qualidade. Calcule o consumo estimado de todos os componentes do PC e multiplique por 3 e você obtém uma boa estimativa da capacidade ideal de fonte para ele. É importante enfatizar que o monitor não entra na conta, pois ele obtém energia diretamente da tomada, sem passar pelos circuitos das fontes. Mesmo quando a fonte oferece a tomada para ligar o monitor, ela funciona como uma simples extensão.

É interessante notar que os fabricantes de fonte estão notando este novo filão e passando a oferecer alguns modelos de fontes de baixa capacidade (geralmente 250 ou 300 watts), dando ênfase para a confiabilidade e baixo nível de ruído.

Existem no mercado dispositivos destinados a medir o consumo elétrico dos aparelhos, que podem ser instalados entre o PC e a tomada para medir seu consumo. Eles podem ser encontrados em casas especializadas em materiais elétricos, ou comprados online. Um dos mais baratos é o "kill a watt", que custa em média 35 dólares mais postagem, se comprado no exterior. Ele mostra a tensão, amperagem, consumo em watts, VA e também o consumo cumulativo em um determinado período:

Ele é interessante para medir o consumo global do micro e fazer testes de consumo, analisando a redução ao reduzir o clock do processador, ativar recursos de gerenciamento de energia, verificar a economia real ao trocar a fonte ou outro componente, medir a perda causada pelo uso do nobreak e assim por diante.

Carlos Morimoto

Adaptação :José Joaquim