التكنولوجيا لا تقف أبدًا في مكانها ولا نحن كذلك
منصات Mini-ITX المصدق عليها والمصممة للنشر الموثوق به في البيئات الصناعية والمتطورة وبيئات الأنظمة المدمجة.
مقارنة استهلاك الطاقة للوحات الميني آي تي إكس: هندسة الأنظمة المدمجة الموفرة للطاقة
جدول المحتويات
- مقدمة
- فهم سحب الطاقة في أنظمة Mini-ITX
- مظاريف طاقة وحدة المعالجة المركزية ووحدة المعالجة المركزية
- تأثير موزع الطاقة الافتراضي ومرحلة الطاقة وتصميم اللوحة
- استهلاك طاقة ذاكرة الوصول العشوائي والتخزين والأجهزة الطرفية
- تكاليف طاقة واجهة الإدخال/الإخراج
- الوحدات المدمجة وسحب الطاقة من الخلفية
- تأثيرات كفاءة PSU
- المعايير الواقعية
- مقاييس كفاءة الطاقة
- الجدل حول كفاءة الحواسيب الصغيرة ITX مقابل كفاءة الحواسيب الصغيرة
- التوصيات الهندسية
1. مقدمة
بالنسبة لمهندسي الأنظمة المدمجة ومهندسي تكنولوجيا المعلومات ومصممي تكنولوجيا المعلومات ومصممي تكامل SFF، يعتبر استهلاك الطاقة معلمة تصميم مهمة. توفر لوحات ITX المصغرة وظائف كثيفة في آثار أقدام ضيقة، ولكن بصمة الطاقة في العالم الحقيقي تختلف بشكل كبير اعتمادًا على النظام الأساسي والبرامج الثابتة وتكامل الأجهزة الطرفية. يقدم هذا الدليل تفصيلاً مفصلاً لكيفية اختيار وتهيئة منصات ITX الواعية للطاقة والتي توازن بين الأداء والميزانيات الحرارية وميزانيات الطاقة.
2. فهم سحب الطاقة في أنظمة Mini-ITX
تتجاوز طاقة النظام الحقيقية طاقة وحدة المعالجة المركزية TDP. تشمل العوامل كفاءة VRM، وطاقة مجموعة الشرائح، وحتى وحدات تحكم الإدخال/الإخراج المدمجة.
- تباين الخمول: 10-30 واط عبر لوحات ITX باستخدام وحدة المعالجة المركزية نفسها
- ذروة التحميل: يمكن أن يتجاوز سحب اللوحات المزودة ب Thunderbolt أو 10GbE 120 واط
"لقد أدى تبديل اللوحات إلى انخفاض معدل خمول النظام من 38 وات إلى 23 وات، على الرغم من أن وحدة المعالجة المركزية وذاكرة الوصول العشوائي لم تتغير." - مساهم في منتدى هوملاب
3. مظاريف طاقة وحدة المعالجة المركزية ووحدة المعالجة المركزية
وحدات APUs مقابل وحدات المعالجة المركزية المكتبية
تستهلك وحدات APUs Ryzen G من AMD (على سبيل المثال 5600G) عادةً طاقة خاملة أقل من وحدات المعالجة المركزية Ryzen الكاملة، بينما تستهلك أجزاء Intel المحمولة N100/N150 طاقة خاملة أقل من 10 وات في بعض الإنشاءات.
| طراز وحدة المعالجة المركزية | السحب الخامل | سحب الحمولة | الملاحظات |
|---|---|---|---|
| إنتل N100 | 7 W | 15 W | التبريد السلبي ممكن |
| Ryzen 5600G | 17 W | 65 W | أفضل توازن APU |
| i5-12400 | 28 W | 89 W | مستوى عالٍ من IPC، أرضية أعلى |
4. تأثير موزع الطاقة الافتراضي ومرحلة الطاقة وتصميم اللوحة
عادة ما يتم التغاضي عن أوجه القصور على مستوى اللوحة. قد يبدو جهاز VRM ذو 10 مراحل مبالغاً فيه، ولكنه يمكن أن يقلل من التموج، ويعزز الكفاءة، ويبقى أكثر برودة تحت الحمل.
- 8+2-مرحلتين VRMs: فقدان طاقة عابر أقل
- لوحات رخيصة 4 مراحل رخيصة: قد يعمل أكثر سخونة ويهدر 5-8 واط أكثر من الطاقة عند الخمول
5. ذاكرة الوصول العشوائي والتخزين واستهلاك الطاقة الطرفية
يؤثر نوع الذاكرة واختيار محرك الأقراص أيضًا على سحب الطاقة:
- DDR4 مقابل DDR5: DDR4 أكثر كفاءة عند الخمول
- M.2 NVMe: أسرع ولكن سحب حمولة أعلى من محرك أقراص SATA SSD
- محركات الأقراص الصلبة: تستهلك 4-5 واط حتى في وضع الخمول
6. تكاليف طاقة واجهة الإدخال/الإخراج
خيارات الإدخال/الإخراج الحديثة لها نفقات عامة عالية:
| الواجهة | الطاقة الخاملة العلوية | مسمار التحميل |
|---|---|---|
| USB 3.2 | +2 W | +8 وات (شحن) |
| الصاعقة 4 | +5 W | +15 W |
| HDMI مزدوج | +2-3 W | +6 وات (شاشات نشطة) |
7. الوحدات المدمجة وسحب الطاقة من الخلفية
المكونات غير وحدة المعالجة المركزية مهمة أيضاً:
- وحدات Wi-Fi: تستهلك Intel AX210 من 1.5 إلى 2.2 واط في وضع الخمول
- الدوائر المتكاملة للصمام الثنائي الباعثة للضوء RGB: سحب مستمر من 1-2 واط
- المستشعرات وأجهزة التحكم: السحب التراكمي من مستشعرات درجة الحرارة، الدوائر المتكاملة للمروحة
8. تأثيرات كفاءة PSU
سلوك التحميل المنخفض
عند تحميل 30-50 واط، تكون وحدات PSU النموذجية ATX أقل بكثير من ذروة كفاءتها القصوى. استخدم المؤثرات الصوتية ذات التصنيف البلاتيني أو DC-DC PicoPSU للبناءات التي تركز على الخمول
جدول منحنى الكفاءة
| نوع PSU | كفاءة 30 وات | 100 واط كفاءة 100 واط |
|---|---|---|
| برونزية ATX القياسية | ~70% | ~85% |
| SFX بلاتينيوم | ~88% | ~92% |
| PicoPSU 150XT PicoPSU 150XT | ~90% | غير متاح |
9. المعايير الواقعية
عينات من تقارير المستخدمين والقياسات المخبرية:
- كمبيوتر صغير مع N100: 9.4 واط في وضع الخمول، 24 واط تحميل (اختبار يوتيوب)
- Ryzen 5700G 5700G ITX NAS 30 واط في وضع الخمول، 95 واط عند التحميل (مع 2× أقراص صلبة)
- Z790 + i5-13400 + 10G Z790 + i5-13400 + 10G: 55 واط في وضع الخمول و170 واط عند التحميل
10. مقاييس كفاءة الطاقة
تقييم الكفاءة في العالم الحقيقي باستخدام:
- الأداء لكل واط: إطار في الثانية لكل واط (الألعاب)، وميغابت في الثانية/ واط (NAS)، وميغابت في الثانية/ واط (الحوسبة)
- حراري لكل واط: قياس ارتفاع درجة الحرارة لكل واط تحميل
11. نقاش حول كفاءة الحواسيب الصغيرة ITX مقابل كفاءة الحواسيب الصغيرة
تتسم الحواسيب الصغيرة ITX بالمرونة وقابلية الترقية والمتانة، ولكنها ليست دائماً الأكثر كفاءة في استهلاك الطاقة. تتفوق NUCs وأجهزة الكمبيوتر المصغرة المماثلة المزودة بوحدات معالجة مركزية ملحومة وبرامج ثابتة مضبوطة على منصات ITX التي تصنعها بنفسك في السحب الخامل بنسبة تصل إلى 3 أضعاف.
"تعمل أجهزة NUC لدينا بقدرة أقل من 8 وات مع شاشات مزدوجة. يعمل تصميم ITX المكافئ بقدرة 24-28 واط مع نفس حمل نظام التشغيل." - فريق نشر SFF
12. التوصيات الهندسية
قائمة مراجعة التصميم
- اختر مراكز SoCs ذات خامل أقل من 10 وات
- تفضيل DDR4 ومحركات أقراص PCIe Gen 3
- تعطيل الإدخال/الإخراج على اللوحة غير المستخدم (على سبيل المثال، TB4، RGB)
- استخدم حالات C في BIOS وخفض الفولتية حيثما كان مستقرًا
أهداف ضبط BIOS
أ.ع.م.م.م- تمكين توفير طاقة PCIeالولاية C10- ضمان دعم المجلس/وحدة المعالجة المركزيةإزاحة الجهد الأساسي-0.05 فولت إلى -0.15 فولت نموذجي ل Ryzen
✅ ملخص ✅ ملخص
- يتراوح استخدام طاقة Mini-ITX في العالم الحقيقي من <10 وات في وضع الخمول إلى 120 وات+ تحت الحمل
- التحسين على مستوى اللوحة، ووحدة المعالجة المركزية، ووحدة المعالجة المركزية، ووحدة التخزين، ووحدة تزويد الطاقة لتقليل سحب الطاقة
- استخدام الأدوات والقياسات المجتمعية للتحقق من بصمة الطاقة
للحصول على موارد ضبط إضافية، أو قوالب توفير الطاقة في BIOS، أو البرامج النصية للاختبار الخاصة بالمنصة، تفضل بزيارة لوحة ميني آي تي إكس بورد.
