在經過一年半 (雖然中間有很多延宕與拖稿) 的各種 GPU、顯示卡主題之後,電腦達人養成計畫終於可以進入第六章了,第六章的內容將以個人電腦系統的周圍元件為主,預計包含電源供應器、音效設備等項目,而本篇我打算從電源供應器開始談起。

(本篇內容以電源供應器的規格、制式之介紹為主,選購方面的資訊站長預計在日後撰寫電腦組裝相關連載時才會多加著墨。)

簡介電源供應器

電源供應器 (Power Supply) 算是在個人電腦當中結構上最為簡單也最常被忽略的零組件之一,畢竟若從功能與結構的角度來看其實電源供應器不過就是一組具備多種電壓輸出能力的多功能變壓器而已 (現代電腦零件所使用的電壓多在 3.3 V、5V 與 12 V 且為直流電,與我們一般而言採用 110V 交流電規格的市電有很大差異因此需要變壓與轉換),但我們真的能因其功能簡單就將其忽視或隨便選購嗎?實際上正好相反。

所有電腦零件都必須仰賴電力推動才能正常運作,這意味著穩定、合乎標準規範的電力供應對於維持電腦零件的運作效率與穩定性來說至關重要,從這樣的觀點看來,電源供應器在電腦當中扮演的角色其實是非常關鍵且不容忽視的。

電源供應器制式

一般來說個人電腦會使用的電源供應器制式主要分兩類,其中數量占最大宗的是包含於 ATX 標準內的 ATX 制式電源 (有些廠商則將其稱為標準 PS/2 制式,因為這種電源供應器制式最早可以追溯到 IBM PS/2 時代,至於目前的名稱則是來自於 2000 年制訂的 ATX12V 電源供應器設計指南,儘管目前的電源供應器大多依循 EPS 標準設計,但基於習慣與 EPS 標準與 ATX12V 標準高度相容之下,目前我們仍沿用此一名稱),基本上除非是小型主機否則大多數個人電腦都是搭配此類電源供應器。

所有 ATX 制式的電源都有著相同的螺絲孔位與寬度、高度,因此在選購機殼的時候只要確定機殼也符合 ATX 標準即可,不過在某些情況下 ATX 制式電源供應器的長度可能會根據廠商的設計與輸出功率大小而有所不同 (有些高功率電源供應器的長度較長因此有些機殼可能會因此裝不下),在選購高功率 (超過 700 W 以上) PSU 的時候可能需要事先測量一下機殼。

至於小型主機的部分則是有不少機殼會採用 SFX 制式的電源供應器 (有時也被稱為 Small Form Factor PSU 或 SFF),相較於 ATX 制式來說 SFX 制式電源供應器的寬度與高度明顯較窄 (另有加長版的 SFX-L 制式,與 SFX 具備相同的螺絲孔位與寬度、高度但長度較長)。

SFX 制式電源供應器的螺絲孔位與寬度、高度同樣也是受到國際標準所規範,因此在選購 SFX 制式電源供應器之前只需要確認機殼支援 SFX 標準即可。

當然除了 ATX 與 SFX 這兩大類電源供應器制式之外,其實還有很多其他種類的電源供應器 (例如 Redundant、IPC 1U、IPC 2U、CRPS 等),不過基本上這幾類都只用於伺服器上,其中 Redundant 與 CRPS 制式更支援熱抽換與 PSU 備援功能 (下圖這款 CRPS 電源供應器就是站長手上其中一台伺服器使用的規格)。

帶你讀懂電源供應器的規格

接下來要談的是許多人在選購電源供應器時經常被搞到頭昏眼花的規格參數,其實電源供應器相關的規格參數並不複雜,只是因為多年來始終具備向下相容能力而且沒有出現明顯的變革,也不像其他電腦零件幾乎每兩年甚至每年都會進行改款,因此大多數人並不習慣去接觸、去比較這些規格才會覺得電源供應器的各項參數好像很難以理解。

輸出功率

一般來說在挑選電源供應器的時候第一個納入考慮的肯定是輸出功率的大小 (就是經常出現在型號當中的那個數字),同時這也是每款電源供應器都一定會寫在機身貼紙上的資訊,下圖出現的就是 Cooler Master 所生產的 460 W 電源供應器上面出現的規格貼紙。

從上圖當中我們可以得知我們常說的電源瓦數實際上是電源供應器所能輸出的總功率,而一般而言電源供應器有 +3.3V、+5V、+12V、-12V 與 +5VSB 五種分別用於不同用途的輸出,而不同種類輸出所能乘載的最大輸出功率其實是有其上限的,並無法完全隨實際需求進行動態調用。

因此某些時候其實僅考慮總輸出功率並不能確保此款電源供應器能夠符合高階電腦系統的需求 (特別是具備雙 CPU 或裝有多重顯示卡的系統),雖然大多數設備確實都是仰賴 +12V 輸出的電力為主,但隨著設備數量的增長與等級的提高 +5V 與 +3.3V 的電力供應需求也會有所提升。 (一般而言主流大廠在設計電源供應器的時候會按比例同步提升 +3.3V 與 +5V 的輸出而不會僅提升 +12V 的輸出功率,因此選購主流大廠的產品通常就不需要太擔心了。)

規範版本

另一項經常在電源供應器規格書當中出現的規格參數則是規範版本 (通常會寫成 ATX12V Specification V2.3 之類的版本號碼),前面曾經提過 ATX 制式電源都依循 ATX12V 電源供應器設計指南中所規範的基本原則進行設計 (近五年內的電源供應器大多是依照要求更嚴格的 EPS 標準設計並與 ATX12V 標準維持相容)。

然而隨著個人電腦發展在近二十年內供電需求方面其實有不少變化 (例如後來才出現的 SATA 電源接頭、PCI Express 外部供電等),這份國際標準也有了許多的修訂版本,此處的規範版本實際上指的就是該款 PSU 在設計時所依循的 ATX12V 設計指南與 EPS 規範版本 (目前最新的 ATX12V 設計指南版本為 2.4,最新的 EPS 規範版本則為 2.92)。歷來 ATX12V 設計指南有幾次較為重要的改版,第一次是出現在 2003 年的 1.3 版本,在此版本當中首次把 SATA 電源連接埠與 4-pin CPU +12V 補充電源輸入的設計規範納入,第二次則是同年發佈的 2.0 版本,在此版本中決定了後來延用十幾年的 24-pin ATX Main Power Connector (主機板上最粗的那條電源線,原先只有 20-pin,在此版本中增加到了 24-pin),基本上近十五年內的個人電腦電源供應器都符合 ATX12V 2.0 或更新版本規範的要求。

至於 EPS 規範的部分,當初一開始是為了商用電腦設計才擬定了這套規範,但後來隨著一般個人電腦的電力消耗日益增長因此目前也已經成為當前個人電腦必備的電源需求,相較於 ATX12V 規範來說 EPS 規範最顯而易見的差異就是 CPU +12V 補充電源輸入的接頭從 4-pin 改為 8-pin 並且納入了更高輸出功率產品的規範,近十年內的個人電腦電源供應器基本上都必須符合此一規範。

由於這些規範至今都已經施行多年,目前市面上應該也已經找不到不符合上列規範的電源供應器了,而 EPS 規範雖然有很多版本但基本上差異並不是那麼明顯,對於使用上的實質影響也非常有限,一般而言只有超高輸出功率的特殊型號才比較會導入最新版本的 EPS 規範,因此大可不必為了追求最新的規範版本而去選購那些價格顯然過於高昂的電源供應器。