it-swarm.com.de

Was passiert, wenn die Hardware versucht, mehr Strom zu ziehen, als das Netzteil liefern kann?

Soweit ich weiß, beziehen Computer nicht immer die gleiche Menge Strom aus dem Netzteil. Es gibt Zeiten, in denen die Festplatten im Standby-Modus sind und nicht so viel verbrauchen wie beim Drehen. Grafikkarten sparen Strom, wenn sie nicht voll ausgelastet sind.

Was passiert, wenn beispielsweise 100 Festplatten in einem Desktop-Tower (oder einem Server-Rack) mit beispielsweise 1000 Watt Netzteil installiert sind und sich alle im Standby-Modus befinden und plötzlich ein bestimmter Prozess auf alle Festplatten und zugreift? dreht sie auf und zieht mehr Strom, als das Netzteil liefern kann?

Gibt es ein Signal, das Festplatten senden, wenn sie glauben, nicht genug Strom zu haben? Oder fragt jedes einzelne Hardwareteil das Netzteil, ob es X Watt Strom liefern kann, und es sagt möglicherweise "Nein, das habe ich nicht zur Verfügung"? Entscheidet das Motherboard, ob es diese Energieanforderung verarbeiten und plötzlichen Stromausfall und sofortiges Herunterfahren sicher vermeiden kann? Oder soll das Standardprotokoll in diesem Fall tot umfallen, ohne dieses Problem zu vermeiden?

Aufgrund meiner Erfahrung mit meinem Desktop und einigen Festplatten und einem 350-W-Netzteil mit niedrigem Stromverbrauch würde es sofort heruntergefahren, wenn alle fünf Festplatten gleichzeitig versuchen würden, hochzufahren. Zum Glück ist nichts Schlimmes passiert, aber ich würde gerne wissen, ob das sofortige Herunterfahren eine erwartete und geplante Reaktion von Hardware-Komponenten ist oder nur das Motherboard (oder Netzteil) ausfällt und alles unerwartet deaktiviert.

Um meine Frage zu klären : Was mich interessiert, ist, warum das allgemeine Ergebnis ein Herunterfahren des Systems ist, anstatt eine sichere Stromversorgungsunterbrechung für das Gerät, die das System überlasten würde? Das USB-Power-Management schützt vor einem solchen Szenario. Warum verfügt die SATA/Molex-Power-Cable-Management-Logik nicht über diese Funktion (oder wenn ja, warum schlägt sie so häufig fehl)?


Update nach einigen Antworten: Ich bin wirklich überrascht, dass keine Art von Energieverwaltungslogik in die Netzteile integriert ist, wie sie Motherboards für die Verwaltung der USB-Energieverteilung haben. Das habe ich aus den bisherigen Antworten erhalten. Wenn Sie etwas anderes wissen, teilen Sie es bitte als Antwort mit.

53
user1306322

Vom Standpunkt der Elektronik aus gesehen fällt die Ausgangsspannung plötzlich ab, sobald der aus einer Versorgung entnommene Strom die Versorgungskapazität überschreitet. Die Elektronik, die eine bestimmte Spannung benötigt, schaltet sich einfach aus. Dies ist effektiv ein Stromausfall.

Im besten Fall erkennt das Netzteil diesen Überlastungszustand und hält sich für einige Zeit selbst zurück oder prüft, ob die Last noch sicher vorhanden ist, und hält die Ausgangsleistung so lange ausgeschaltet, bis die Last weg ist.

Im schlimmsten Fall wird die Stromversorgung ständig ein- und ausgeschaltet und kann sich selbst oder eines oder mehrere der angeschlossenen Geräte töten.

Es ist nicht vorgesehen, dass Geräte mehr Strom von einem Netzteil "anfordern", es sei denn, es handelt sich um intelligente Geräte wie USB, bei denen die Verfügbarkeit von Strom anfangs ein Problem war. Ein Systemnetzteil hat absolut keine intelligente Elektronik.

70
Mokubai

Das Netzteil erkennt einen Überlastungszustand und schaltet ab. Es ist nicht vorgesehen, den Strombedarf zu verhandeln.

46
David Schwartz

Im speziellen Fall eines elektromechanischen Elements wie einer Festplatte ist die Leistungsaufnahme des Geräts in der Regel während des ersten Hochfahrens am höchsten und sinkt dann etwas, nachdem sich das Gerät im eingeschwungenen Zustand befindet. Aus diesem Grund haben gute RAID-Karten (zum Beispiel) die Einstellung, dass der Hochlauf für alle angeschlossenen Laufwerke gestaffelt wird, so dass die Startlast nicht auf einmal auf das Netzteil übertragen wird.

Ein anderes Szenario, das auftreten kann, ist, wenn Sie sich nahe an den Leistungsgrenzen des Netzteils befinden und nicht tatsächlich zu Ende sind, wird das Netzteil möglicherweise nicht heruntergefahren. Stattdessen wird die Spannung, wie andere Antworten bereits sagten, abfallen. Das Endergebnis können scheinbar zufällige Systemabstürze sein (wie ein BSOD in Windows). Ein Teil davon hängt von der Qualität der Stromversorgung ab. Hochwertige Stromversorgungen werden eher an ihre Grenzen stoßen als billigere, minderwertige.

7
Greg Elliott

Ich habe das vor über einem Jahrzehnt erlebt.

Zu dieser Zeit meine HDD fast voll war, so hatte ich in einer anderen 80GB HDD anschließen. Nach dem Booten alles schien in Ordnung.

Aber nach ein paar Tagen legte das System auf oder der Bildschirm blinkte sporadisch. Nach jedem Blinken kehrte das System wie gewohnt zurück, aber im Explorer verschwand das Laufwerk C oder es geschah etwas anderes Merkwürdiges. Fehler, Meldungsfelder erschienen ... Aber das Seltsamste ist, dass meine Hauptfestplatte jetzt in diskmgmt.msc und anderen Festplattenpartitionierungs-Tools als mehr als 1 TB angezeigt wird.

Ich konnte den Grund nicht herausfinden, beschloss aber, das Netzteil auszutauschen, als ich eine Anzeige sah, die von dem berühmten PC-Laden in meiner Nähe geschaltet wurde, um alte Tastaturen/Mäuse/Netzteile gegen neue auszutauschen. Ich nahm das neue Netzteil zu Hause und weinte, als zu bemerken, dass der 24-Pin-Anschluss meiner nicht 20-poligen Mainboard passen. Nach einer Stunde stellte ich fest, dass die 4 zusätzlichen Stifte herausgezogen werden können, um die Kompatibilität mit 20 Stiften zu gewährleisten. Seitdem passiert nichts mehr Seltsames und der PC lief glücklich bis ans Ende.

Es ist nur so, dass das alte Netzteil im Normalfall nur geringfügig für die alten Dinge plus die neue Festplatte ausreicht. In einigen Situationen steigt der Strombedarf jedoch erheblich an und die Quelle wird überlastet, wodurch der Spannungsabfall und ein Spannungsabfall auftreten. Undefinierte Verhaltensweisen wie Datenverlust, nicht angeschlossene oder nicht erkannte Festplatte ...

Es hat mich Dutzende GB Daten gekostet und mir eine neue Lektion erteilt.

Das Ende der Geschichte


Nun zum Phänomen:

Normalerweise liefert ein Netzteil eine (nahezu) konstante Spannung innerhalb seines Arbeitsleistungsbereichs. Wenn ein Gerät mehr Strom verbraucht, sinkt die Spannung etwas und es wird versucht, die Leistung zu erhöhen, um die Last auszugleichen und die Spannung wieder auf den normalen Wert zu erhöhen.

Sobald jedoch die Leistung über seine Fähigkeit steigt, kann die Situation nicht wiederhergestellt werden, die Spannung wird für immer abfallen und ist nie wieder zurückgegangen. Wenn die abfallende Spannung im zulässigen Bereich der Geräte liegt (z. B. 12 V bis 11,5 V), funktioniert sie weiterhin. Wenn es zu niedrig fällt, ist das gesamte System offensichtlich außer Betrieb, da die Chips mit dieser Spannung nicht mehr funktionieren.

Möglicherweise kann ein intelligentes Netzteil nur ein Gerät ausschalten, das die Überlastsituation verursacht. Dies ist jedoch sehr komplex und erfordert separate Ausgänge für verschiedene Geräte und die ständige Messung ihres Stromverbrauchs. Wie wäre es mit mehreren Geräten, die gleichzeitig die Leistung erhöhen? Welches werden Sie entscheiden, herunterzufahren? Wenn das die CPU oder RAM ist, werden Sie sie dann ausschalten?

Es gibt keine Möglichkeit, dies zu verhindern, es sei denn, das Gerät wird nicht mit Strom versorgt oder das Gerät muss seine eigene Stromversorgung verwalten. Dies ist im USB-Standard zu sehen. USB-Geräte beginnen immer mit der Mindeststromanforderung (1 Ladeeinheit). Sobald die Verbindung hergestellt ist, wird mit dem Host verhandelt, um ihm mehr Leistung zu verleihen. Wenn die Anforderung genehmigt wird, werden die anderen erforderlichen Teile (wie die Festplatte im Gehäuse) mit Strom versorgt. Sie können auch feststellen, dass in alten USB-Festplattengehäusen, für die zwei USB-Anschlüsse erforderlich sind, der Start verweigert wird, wenn Sie nur das Hauptkabel anschließen, da die Stromversorgung nicht ausreicht.

6
phuclv

Wenn Ihr System mehr Strom verbraucht, als für das Netzteil vorgesehen ist, geschieht eine oder mehrere der folgenden Aktionen in der Reihenfolge der Wahrscheinlichkeit:

  1. Die Systemfirmware erkennt einen Stromfehler und stoppt den Prozessor und/oder versucht, die Stromversorgung herunterzufahren. Ein Stromausfall kann auf viele Arten erkannt werden. Keine dieser Möglichkeiten beinhaltet irgendeine Art von digitaler Kommunikation mit dem Netzteil. Einige Motherboards verfügen über ausgeklügelte Überwachungschips, andere über grundlegende Schaltkreise.

  2. Fast alle (noch günstigeren) Netzteile verfügen über eine Überstromschutzschaltung. Sobald die Strombegrenzung für einen bestimmten Zeitraum (normalerweise weniger als eine Millisekunde) überschritten wird, schaltet sich das Netzteil einfach vollständig aus. Es muss vom Stromnetz getrennt (Stecker ziehen oder Schalter umlegen) und wieder angeschlossen werden, bevor es wieder funktioniert.

  3. Die Stromaufnahme überlastet die Stromschiene, von der sie bezogen wird, und die Spannung beginnt zu sinken, um den zugeführten Strom zu erhöhen. Die Leistungsregler des Motherboards versorgen die CPU und/oder andere Komponenten nicht mehr mit der richtigen Spannung. Das Motherboard, die CPU oder der Speicher können nicht funktionieren und das System wird angehalten oder vollständig heruntergefahren.

  4. Das Netzteil nimmt zu viel Strom auf, wodurch sich die Komponenten erwärmen und ausbrennen. Dies würde nur dann geschehen, wenn die oben aufgeführten Dinge fehlen oder versagen, zusammen mit anderen Schutzmaßnahmen, die vorhanden sind, um eine solche Situation zu verhindern.

Wenn Sie über die elektrischen Details der verschiedenen Dinge Bescheid wissen möchten, sollten Sie EE fragen.

5
Hydranix

Beim PC gibt es noch einen weiteren Faktor: Das Netzteil sendet ein Power-Is-Good-Signal. Während des Startvorgangs hat es eine gewisse Zeitspanne, um dies festzustellen (natürlich ist die Leistung im Moment des Startvorgangs nicht gut).

Dies wirkt als Totmannschalter für den Computer, wenn das Signal abfällt und der Computer sofort herunterfährt (wie wenn Sie den Netzschalter gedrückt halten würden), da dies als weniger zerstörerisch angesehen wird als ein möglicherweise unzuverlässiger Betrieb der Elektronik, der nicht befohlene Schreibvorgänge verursacht.

Vor langer, langer Zeit verfügten Computer nicht über diese Art von Schutz, weshalb der alte Rat lautete, die Disketten vor dem Ausschalten aus dem Computer zu entfernen.

4
Loren Pechtel

Es hängt von der SMPS, ihrer Qualität und dem EE-Standard ab, dem sie folgt. Ich hatte vor ein paar Jahren ähnliche Erfahrungen, als mein SMPS in die Luft ging, ich studierte und weniger Geld hatte, daher kaufte ich ein chinesisches SMPS. Früher funktionierte es, aber sobald die CPU-Temperatur anstieg und die CPU-Lüfter anstiegen, begann das System zu hängen und irgendwann bekam ich auch einen Bluescreen. Zuerst konnte ich nicht herausfinden, dass dies auf SMPS zurückzuführen ist, aber nachdem ich das SMPS vorübergehend gegen das meines Freundes ausgetauscht hatte, wurde mein System in Ordnung, aber das neue SMPS brannte in meinem Freundesystem. Der örtliche Verkäufer hat mir 1 Monat Garantie gegeben, wollte es aber nicht einhalten, aber schließlich gab er mir ein gebrauchtes SMPS. Ich habe es genommen, aber das System wurde endlos neu gestartet. Diesmal bestand das Problem darin, dass das smps nicht in der Lage war, genug zu liefern Macht sogar das System zu starten. Später kaufte ich ein Crosair SMPS und danach lief alles gut. Aber als mein Motherboard in die Luft ging, habe ich die smps in meinem College-Projekt erneut für die Herstellung eines Kühlschranks mit einem Peltier-Gerät verwendet und dort festgestellt, dass das Crosair-SMPS heruntergefahren wurde, wenn ich den Ausgang kurzschloss oder ihn stark belastete nie explodiert, während die Chinesen nie abgeschaltet, sondern unter Last verbrannt haben.

2
Ratna

Zur Beantwortung Ihrer "Update" -Frage gibt es kein Stromverhandlungsprotokoll, da es keinen Anwendungsfall dafür gibt. Stellen Sie sich intelligente Computerkomponenten vor, die Strom aushandeln könnten. Was würden Sie von ihnen erwarten, wenn sie nicht genug Strom haben? Halt?

Das Problem ist, die größten Stromverbraucher in einem typischen System sind alle essentiell für dessen Funktion. Wenn Sie eine CPU, eine Festplatte, einen DRAM oder einen Videochip haben, die anhalten, ist das scheinbare Ergebnis für den Endbenutzer dasselbe wie ein Brown-out: Das System funktioniert überhaupt nicht.

Andererseits würde ein solches intelligentes Energieverwaltungssystem eine Reihe eigener Probleme verursachen. Inkompatible Protokollversionen, Geräte und Netzteile, die ungenaue Leistungswerte und ähnliche Probleme liefern, würden zu Systemen führen, die sich weigern, zu booten, die sonst einwandfrei hätten funktionieren können .

Da Sie das USB-Power-Management erwähnt haben, ist dies eine lustige Tatsache: Praktisch kein Gerät implementiert die USB-Power-Management-Spezifikation genauestens. Es ist bekannt, dass nur wenige Geräte (Sony PSP) zuverlässig mit Original-Ladegeräten funktionieren und beim Endbenutzer einen viel schlechteren Eindruck hinterlassen als vergleichbare Geräte, die diesen Teil der USB-Spezifikation ignorieren.

1

elektrizität 101: Die Hardware bezieht die benötigte Energie aus der Versorgung (unabhängig davon, woher sie kommt), wenn die Stromversorgung nicht in der Lage ist, die Nachfrage zu befriedigen. 3 Dinge können passieren. a) Sie brennt aus. b) Es wird unter enormer Belastung weitergespeist, bis A oder C eintreffen. c) Die Stromversorgung schaltet den Ausgang aufgrund interner Überlastungsschutzvorrichtungen ab.

A und B sind in Verbraucheranwendungen sehr wahrscheinlich und C in diesen Anwendungen nicht wahrscheinlich. C ist wahrscheinlich in handelsüblichen Geräten (1000 W + Netzteile), aber A und B treten insgesamt immer noch sehr häufig auf.

sie können sich das Netzteil wie einen Wasserhahn vorstellen. es steht ein gewisser Druck und ein gewisses Volumen zur Verfügung. proportional ist der Wasserhahn mit einem Damm mit einem Druckregler verbunden. Die Größe der Leitung ist die Spannung, die am Ausgang konstant ist. Die Ampere können störend sein, wenn nicht genug Ampere vorhanden sind, wenn etwas ausfällt. Natürlich, wenn der Druck am Wasserhahn nicht ausreicht, kommt es zu "Brown Outs" der Geräte, aber wie ich schon sagte, hinter einem "Damm". Es ist unwahrscheinlich, dass dies auf den Festplatten passiert, dies ist jedoch weiterhin möglich, da der größte Teil des Stroms von Grafikkarte und CPU verbraucht wird (normalerweise). Wenn Sie jedoch ein großes Festplattenarray haben, kann dies zu einem Problem werden.

0
Pere Noel

Ein kurz- und langfristig überlastetes Netzteil kann alle möglichen Auswirkungen haben. Dies hängt hauptsächlich von den beteiligten Komponenten ab. Die Stromversorgung kann unterbrochen werden (Sicherung, Temperaturabschaltung), Teile können schmelzen (oder schneller altern) oder der Strom wird laut, die Spannung fällt ab (oder steigt an). Die Auswirkungen auf das System reichen von Herunterfahren bis zu (schlimmen) Bitfehlern und fehlgeschlagenen Berechnungen (und als Folge dieser fehlerhaften Daten oder Bluescreens).

0
eckes