Que se passe-t-il lorsque le matériel tente de consommer plus d'énergie que ce que l'alimentation peut fournir?
Autant que je sache, les ordinateurs ne consomment pas toujours la même quantité d’alimentation tout le temps. Il arrive que les disques durs soient en veille et n'utilisent pas autant d'énergie que lorsqu'ils tournent et que les cartes graphiques économisent l'énergie lorsqu'elles ne sont pas pleinement utilisées.
Que se passe-t-il lorsque, par exemple, 100 disques durs sont installés dans une tour de bureau (ou un rack de serveur) avec, disons, une alimentation de 1 000 watts, et qu'ils sont tous en veille, puis tout à coup, un processus accède à tous les disques durs et les fait tourner, obtenant plus de puissance que le PSU ne peut en donner?
Y a-t-il un signal que les disques durs envoient quand ils pensent ne pas avoir assez d'énergie? Ou bien chaque pièce matérielle demande-t-elle au bloc d'alimentation s'il peut lui fournir une puissance de X watts et peut indiquer «Non, je ne dispose pas de cette option»? La carte mère décide-t-elle si elle peut négocier cette demande d'alimentation et éviter en toute sécurité une perte d'alimentation soudaine et un arrêt instantané? Ou bien, dans ce cas, le protocole standard doit-il être abandonné sans chercher à éviter ce problème?
D'après mon expérience avec mon ordinateur de bureau, quelques disques durs et un PSU de faible puissance de 350 W, il serait instantanément arrêté si 5 disques durs essayaient tous de démarrer en même temps. Heureusement, rien de grave ne s'est passé, mais j'aimerais savoir si l'arrêt instantané est une réaction attendue et planifiée de composants matériels, ou si la carte mère (ou le bloc d'alimentation) panique et désactive tout inopinément.
Pour clarifier ma question : Ce qui m'intéresse, c'est pourquoi le résultat courant est un arrêt du système au lieu d'un déni de sécurité du périphérique, qui surchargerait le système. La gestion de l'alimentation USB protège contre un tel scénario, alors pourquoi la logique de gestion du câble d'alimentation SATA/Molex ne l'utilise-t-elle pas (ou, dans l'affirmative, pourquoi elle échoue si souvent)?
Mettez à jour après avoir obtenu des réponses: je suis vraiment surpris de constater qu’il n’existe pas de logique de gestion de l’alimentation intégrée aux unités d’alimentation, comme les cartes mères, pour la gestion de la distribution de l’énergie par USB. C'est ce que j'ai obtenu des réponses jusqu'à présent. Si vous savez quelque chose qui dit le contraire, partagez-le comme réponse.
Du point de vue de l'électronique, une fois que le courant consommé dépasse la capacité d'alimentation, la tension de sortie chute soudainement. L'électronique nécessitant une tension particulière pour fonctionner va simplement s'éteindre. C'est effectivement une baisse de puissance.
Dans le meilleur des cas, le bloc d'alimentation détecte cette condition de surcharge et se tient hors tension pendant un certain temps ou vérifie si la charge est toujours présente de manière sécurisée, en maintenant la sortie d'alimentation hors tension jusqu'à la disparition de la charge.
Dans le pire des cas, l’alimentation en cycles d’allumage et de baisse de tension constants risque de se tuer ou de tuer un ou plusieurs des périphériques connectés.
Aucune disposition ne permet aux périphériques de "demander" plus d'alimentation à une source d'alimentation, sauf dans les périphériques intelligents tels que l'USB, où la disponibilité de l'alimentation était un problème au départ. Une alimentation système n'a absolument aucune électronique intelligente.
L'alimentation détecte une surcharge et s'arrête. Aucune disposition ne permet de négocier les besoins en énergie.
Dans le cas spécifique d’un élément électromécanique tel qu’un disque dur, la puissance consommée par le périphérique sera généralement maximale lors de la première mise en rotation, puis elle en chutera une fois que le périphérique sera à l’état stable. Pour cette raison, les bonnes cartes RAID (par exemple) auront un paramètre permettant d’échelonner la rotation de tous les disques connectés, de sorte que la charge de démarrage ne soit pas placée en une fois sur l’alimentation.
Un autre scénario qui peut se produire est que si vous êtes proche des limites d'alimentation de l'alimentation, et que vous ne le terminez pas réellement, l'alimentation risque de ne pas s'arrêter. Comme d’autres réponses l’ont dit, la tension va chuter. Le résultat final peut être un plantage système apparemment aléatoire (tel qu'un BSOD sous Windows). Cela dépend en partie de la qualité de l’alimentation. Les blocs d’alimentation de haute qualité vont être plus proches de leurs limites que leurs homologues moins chers et de moindre qualité.
J'ai vécu cela il y a plus de dix ans.
À ce moment-là, mon disque dur était presque plein et je devais donc brancher un autre disque dur de 80 Go. Après le démarrage, tout semblait aller pour le mieux.
Mais au bout de quelques jours, le système a été suspendu ou l’écran a clignoté de façon sporadique. Après chaque clignotement, le système est revenu à son état normal mais dans Explorer, le lecteur C a disparu ou une autre chose étrange s’est produite. Une erreur survient, des boîtes de message sont apparues ... Mais le plus étrange, c'est que mon disque dur principal apparaît maintenant avec plus de 1 To dans diskmgmt.msc et d'autres outils de partitionnement de disque.
Je ne trouvais pas la raison, mais j’ai décidé de remplacer le bloc d’alimentation lorsque j’ai vu une annonce diffusée par le célèbre magasin de PC situé près de chez moi pour remplacer de vieux claviers/souris/blocs d’alimentation par des nouveaux. J'ai emporté le nouveau bloc d'alimentation à la maison et j'ai pleuré en remarquant que le connecteur à 24 broches ne pouvait pas s'adapter à ma carte mère à 20 broches. Au bout d’une heure, j’ai constaté que les 4 broches supplémentaires pouvaient être retirées pour la rendre compatible à 20 broches. Depuis ce temps, plus rien d'étrange ne se passe et le PC a fonctionné heureux pour toujours.
C'est juste que l'ancienne alimentation est assez marginale pour les vieilles choses plus le nouveau disque dur dans des cas normaux. Mais dans certaines situations, le besoin en puissance augmente considérablement et surcharge la source, ce qui provoque une chute de tension et une baisse de tension. Des comportements indéfinis vont se produire, comme la perte de données, un disque dur déconnecté ou non reconnu ...
Cela m'a coûté des dizaines de Go de données et m'a appris une nouvelle leçon.
Fin de l'histoire
Parlons maintenant du phénomène:
Normalement, une alimentation fournira une tension (presque) constante dans sa plage de puissance de travail. Si un appareil consomme plus d'énergie, la tension chutera un peu et il tentera d'augmenter la puissance pour équilibrer la charge et de ramener la tension à la valeur normale.
Cependant, une fois que la puissance augmente avec sa capacité, la situation ne peut plus être récupérée, la tension chutera pour toujours et ne reviendra jamais. Si la chute de tension se situe dans la plage autorisée des appareils (12 à 11,5 V, par exemple), elle fonctionnera toujours. Si elle tombe trop bas, tout le système sera évidemment en panne parce que les puces ne fonctionnent plus avec cette tension.
Peut-être qu'une alimentation intelligente peut simplement fermer un appareil qui cause la surcharge, mais c'est très complexe et nécessite des sorties séparées pour différents appareils et une mesure constante de leur consommation d'énergie. Que diriez-vous de plusieurs appareils augmenter la puissance en même temps? Lequel allez-vous décider de fermer? Si c'est le CPU ou RAM les éteindrez-vous?
Il n’ya aucun moyen de l’empêcher, sauf d’alimenter ce périphérique ou de le laisser gérer lui-même. Cela peut être vu dans la norme USB. Les périphériques USB commencent toujours par puissance minimale requise (1 unité). Une fois connecté, il négociera avec l'hôte pour lui donner plus de pouvoir. Si la demande est approuvée, les autres composants nécessaires (tels que le disque dur dans le boîtier) sont alors alimentés. Vous pouvez également constater que dans les anciens boîtiers de disques durs USB nécessitant 2 ports USB, si vous ne branchez que le câble principal, le système refuse de démarrer car il constate que l'alimentation est insuffisante.
Lorsque votre système commence à consommer plus de courant que le PSU est évalué, un ou plusieurs des événements suivants se produiront par ordre de probabilité:
Le micrologiciel du système détectera une panne d’alimentation et arrêtera le processeur et/ou tentera de couper l’alimentation. Une condition de panne de courant peut être détectée de plusieurs façons. Aucune de ces méthodes n’implique de communication numérique avec l’alimentation. Certaines cartes mères ont des puces de surveillance sophistiquées, d’autres ont des circuits de base pour le faire.
Presque tous les PSU (même les moins chers) disposent d’un circuit de protection contre les surintensités. Une fois que la limite de courant est dépassée pendant une certaine période (généralement inférieure à une milliseconde), le bloc d'alimentation s'éteindra complètement. Vous devrez le déconnecter du secteur (débrancher la prise ou basculer le commutateur), puis le reconnecter avant de pouvoir le réactiver.
Le courant consommé surchargera le rail d'alimentation dont il tire l'alimentation, et la tension commencera à chuter afin d'augmenter le courant fourni. Les régulateurs de puissance de la carte mère ne fourniront plus les tensions appropriées au CPU et/ou aux autres composants. La carte mère, le processeur ou la mémoire ne pourront pas fonctionner et le système s’arrêtera ou s’arrêtera complètement.
L'alimentation consommera trop de courant, ce qui provoquera un échauffement et une brûlure des composants. Cela ne se produirait qu'en l'absence ou en l'échec des choses énumérées ci-dessus, ainsi que des autres protections mises en place pour prévenir une telle situation.
Si vous voulez connaître les détails électriques des différentes choses que vous écoutez, vous devriez demander EE .
Dans le cas du PC, un facteur supplémentaire est à l'œuvre: l'alimentation envoie un signal indiquant qu'il est bon. Lors du démarrage, il dispose d’un certain temps pour l’établir (car, bien entendu, au moment du démarrage, l’alimentation ne sera pas bonne.)
Cela agit comme un commutateur homme mort pour l'ordinateur. Si le signal tombe, la machine s'arrête immédiatement (comme ce qui se passerait si vous mainteniez l'interrupteur enfoncé), car cela est considéré comme moins destructif qu'un fonctionnement potentiellement irrégulier de l'électronique entraînant des opérations d'écriture non commandées.
Il y a très très longtemps, les ordinateurs ne bénéficiaient pas de ce type de protection, raison pour laquelle on conseillait de retirer les disquettes de la machine avant de l'éteindre.
Cela dépend du SMPS, de sa qualité et de la norme EE à laquelle il se conforme. J'ai vécu une expérience similaire il y a quelques années lorsque ma SMPS a explosé. J'étais à la fac et j'avais moins d'argent. J'ai donc acheté une SMPS chinoise. Cela fonctionnait auparavant, mais dès que la température du processeur augmentait et que les ventilateurs du processeur entraient en jeu, le système commençait à se bloquer et j’utilisais parfois aussi l’écran bleu. Au début, je n’étais pas capable de comprendre que cela se produise à cause de SMPS, mais après avoir échangé temporairement ce dernier avec mon ami, mon système s’est bien passé, mais le nouveau SMPS a été gravé dans le système de mes amis. Le vendeur local m'a donné un mois de garantie mais était réticent à l'honorer, mais il m'a finalement donné un SMPS usagé, je l'ai pris mais le système redémarrait sans cesse, le problème cette fois était que le smps n'était pas en mesure de fournir assez pouvoir même de démarrer le système. Plus tard, j'ai acheté un crosair SMPS et tout s'est bien passé par la suite. Mais quand ma carte mère a explosé, j’ai réutilisé les smps dans mon projet de collège pour fabriquer un réfrégénérateur à l’aide d’un dispositif peltier et j’ai remarqué que le système crosair SMPS fonctionnait jadis en cas de court-circuitage de la sortie ou d’utilisation très lourde. ne jamais exploser alors que les Chinois n’étaient jamais coupés mais brûlaient sous la charge.
Pour répondre à votre question "Mise à jour", il n'y a pas de protocole de négociation d'alimentation, car il n'y a pas de cas d'utilisation. Imaginez des composants informatiques intelligents qui pourraient négocier le pouvoir. Que voudriez-vous qu'ils fassent s'il n'y a pas assez de puissance pour eux? Arrêt?
Le problème est que les plus gros consommateurs d’énergie dans un système typique sont tous essentiels pour son fonctionnement. Si vous avez un processeur, un disque dur, une DRAM ou une puce vidéo qui s’arrête, le résultat apparent pour l’utilisateur final est identique à une panne de courant: le système ne fonctionne pas du tout.
D'un autre côté, un tel système de gestion de l'alimentation intelligent créerait sa propre série de problèmes. Des versions de protocole incompatibles, des périphériques et des blocs d'alimentation fournissant des valeurs d'alimentation inexactes et des problèmes similaires auraient pour résultat des systèmes qui refusent de démarrer qui autrement auraient pu fonctionner parfaitement .
En fait, puisque vous avez mentionné la gestion de l'alimentation USB, voici un fait amusant: pratiquement aucun appareil n'implémente à la lettre les spécifications de gestion de l'alimentation USB. On sait que peu de périphériques compatibles (Sony PSP) ne fonctionnent de manière fiable qu'avec les chargeurs d'origine et laissent une impression bien pire aux utilisateurs finaux par rapport aux périphériques similaires qui ignorent cette partie des spécifications USB.
électricité 101: le matériel tire l’alimentation dont il a besoin (quelle que soit sa provenance) si l’alimentation n’est pas en mesure de répondre à la demande, il peut se produire 3 choses a) elle s’étouffe. b) il continuera d'alimenter sous une contrainte extrême jusqu'à ce que A ou C se produise c) l'alimentation ferme la sortie en raison des protections internes en place contre les surcharges.
A et B sont très probablement dans les applications grand public et C pas dans ces applications. C est probable dans les équipements de qualité commerciale (1000W + alimentations) mais A et B arrivent quand même très souvent dans l’ensemble.
vous pouvez imaginer l'alimentation comme un robinet. il y a une certaine quantité de pression et de volume disponible. proportionnellement, le robinet est relié à un barrage avec un régulateur de pression. La taille du tuyau est la tension, elle est constante à la sortie, l’ampli est ce qui peut être gênant, s’il n’ya pas assez d’ampères, c’est quand les choses tournent mal. Bien sûr, s'il n'y a pas assez de pression au robinet, vous obtiendrez des "pannes" de l'équipement, mais comme je l'ai dit derrière un "barrage". Les disques durs ne sont pas susceptibles de le faire, mais ils le sont toujours car la carte graphique et le processeur (en général) consomment la majeure partie de l’énergie, mais cela peut poser problème si vous avez une grande matrice de disques.
Faire fonctionner une PSU au-dessus de sa capacité à court et à long terme peut avoir toutes sortes d’effets. Cela dépend principalement des composants impliqués. L'alimentation peut être coupée (fusible, température coupée), des pièces peuvent fondre (ou vieillir plus rapidement) ou le courant devient bruyant, la tension chute (ou augmente). L'effet sur le système va des arrêts à des erreurs de bits (plus nuisibles) et des calculs en échec (et à la suite de données corrompues ou d'écrans bleus).