Ssd сколько вольт питание
В наше неспокойное время появился неплохой шанс обновить свои старенькие камни от Intel древних поколений до актуальных, используя курс на низах рынка. Практически все топы маркетплейсов занимают свежие Core i3 12100 и Core i5 12400, показывающие очень неплохое соотношение цена\производительность.
Обновив свое железо, первым делом я принялся настраивать всё на тихую и главное стабильную работу, чтобы в дальнейшем только переустанавливать по необходимости Windows и всё. Кроме любви к тишине имеется и довольно тесный корпус.
Тестовая система:
- Процессор Intel Core i5-12400 (не F версия)
реклама
- Кулер ID-Cooling SE-224-XT Basic (плюс отдельно купленные крепления для LGA1700)
- Материнская плата ASRock B660M Pro RS mAtx
- Оперативная память Crucial Ballistix 2x8GB DDR4 PC4-28800 BL8G36C16U4W
- SSD Kingston NV1 1TB SNVS/1000G m2
реклама
- Видеокарта Palit GeForce RTX 3050 StormX 8G NE63050019P1-190AF
- Блок питания ASUS ROG-STRIX-550G
- Корпус SilentiumPC Krux Naos TG KRX0089 (он же Sama im01 и тд. Имеет много названий, шасси одно и то же)
- Охлаждение: 2xbe quiet! Shadow Wings 2 120mm BL084 снизу, 1xNoctua NA-FK1 redux сзади, 1xNoctua NA-FK1 redux сверху, 1xNoctua NF-P12 Redux-1300 PWM на кулере, заменен вместо штатного 224XT Basic.
реклама
Немного теории:
Сразу же отмечу, что ко мне в руки попал камень именно C0 ревизии, который без проблем реагировал на понижение вольтажа оффсетом.
Цели:
Наша главная задача - снизить энергопотребление процессора, улучшить аккустический комфорт. Можно сослаться на многочисленные тесты данного процессора под боксовым кулером и заметить, что при рендеринге в Blender мы получаем до 100W потребления , которые сопровождаются мгновенным скачком температур до 100 градусов и последующим троттлингом. И это мы говорим про открытый стенд. Небольшой корпус ещё больше усугубит температуры. Если вкупе с этим используется материнская плата со слабенькой подсистемой питания без радиаторов, то результат и вовсе будет плачевным.
Даунвольтинг:
1. Первым делом заходим в BIOS (нажимая кнопку DEL при включении компьютера). Пример на основе материнской платы Asrock B660M Pro RS.
2. Заходим в раздел OC Tweaker. Выставляем лимиты на максимум (в данном случае 140W). На вашей плате другого производителя цифры могут отличаться как в меньшую, так и в большую сторону. Далее идем в подраздел управления вольтажами.
3. В зависимости от удачности кристалла и ревизии выставляем значение оффсета в минус. Я бы рекомендовал начать с значения в минус 30-40mV. Сохраняем настройки идем тестировать стабильность в LinX, Prime95 и тд. Тот же CinebenchR23, Blender и тд. В фоне запускаем мониторинг частот и температур HWinfo64, желательно самую последнюю версию.
PS: ОЧЕНЬ ВАЖНЫЙ момент. Обязательно при тестах в любых бенчмарках\программах\играх проверяйте частоту, которая отображается в мониторинге HWinfo64. Она не должна снижаться под нагрузкой. Также стабильная частота не означает то, что вы правильно все сделали. Обязательно проверьте какие цифры выдает CinebenchR23 или CPU-Z. Цифры не должны быть ниже, чем на скриншотах ниже. Отклонение в меньшую сторону может быть не более 5-7 процентов.
4. В конкретном случае на своем процессоре я остановился на значении минус 75mV. Стабильность была и при минус 85mV. Но лучше накинуть немного и быть спокойным.
ИТОГ: В самых ресурсоемких бенчмарках по примеру LinX и Prime (и задачах с инструкциями AVX512) мы получаем максимум 72W, которые вы кроме бенчмарков нигде больше не увидите.
Cinebench23 - максимум 64W. Про игры и говорить не приходится, особенно учитывая опыт использования горячих и жрущих Core i5 11400\11500 и тд. Настройки были выставлены на минимум для максимального использования процессора.
Doom 2016 и Battlefield 2042. Cyberpunk к этому времени не докачался. Но без какой-нибудь 3090 и тестировать нет смысла.
Аккустический комфорт и работа системы охлаждения:
Обороты вентиляторов системы в простое в районе 400-500rpm. Да, я учитываю, что стоят вентиляторы не за 3 копейки, но можно вполне использовать Arctic P12\F12, что по уровню шума будет всего-то чуть громче, а разница в цене - ощутима. В нагрузке ситуация практически не меняется. Как всегда основным источником шума будет видеокарта. Но и здесь мне удалось добиться неплохих результатов, о чем я расскажу в следующий раз.
Использовать такую простую настройку естественно можно в любом корпусе и с любым кулером, так как хороший даунвольт всегда полезен и при должном подходе никак не влияет на производительность, а только улучшает экспириенс от использования системы.
Спасибо за внимание!
Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен или telegram-канал @overclockers_news - это удобные способы следить за новыми материалами на сайте. С картинками, расширенными описаниями и без рекламы.
Оценка энергопотребления компонентов ПК важна с экономической точки зрения — все-таки за ватты обычно приходится платить. Кроме того, могут быть и другие причины: например, в случае мобильного ПК компонент, который потребляет меньше аналогичного, продлит время работы от батареи, ему, возможно, вовсе не понадобится радиатор, он будет меньше нагревать соседние детали и т. д. В данной статье мы расскажем, как и с помощью чего мы измеряем потребление твердотельных PCIe-накопителей с разъемом M.2.
Моргает экран windows 10
С такими словами обратились ко мне в прошлое воскресенье старые клиенты.
Комп вин 10 домашняя, используется для работы с Эдо и сдачи отчётов. Бух на удалёнке. Лицензия Касперского, лицензия 1с бух, сносить и восстанавливать дело хлопотное. Особенно в воскресенье. Симптомы - сразу при входе на рабочий стол компьютер зависает и начинает интенсивно моргать белым. Ничего не нажать, инет не пашет.
Запуск в безопасном режиме - все работает идеально. Проверка на целостность - без ошибок. С помощью Кавремув из безопасного режима сносим Касперского, сохранив лицензию. Копируем базу 1с. Проверяем др.веб утилитой - все кул. Запускаем комп - все работает. 5 минут, проблема возращается, пропадает интернет. Хм. Уже целенаправленно выдерживаем провод сети, моргание прекращается. Круг проблем сужается. Запускаем диспетчер задач, подключаем интернет и смотрим что начинает генерировать трафик. Попался зловред. Программа называетс я vipnet csp 4.4.2 бесплатный аналог более известной крипто про csp. Решается установкой предыдущих билдов данной программы или бэта 4.4.4.
Ошибку спровоцировало обновление антивируса Касперского. Можно не благодарить, я просто экономлю ваше время, которое можно потратить на игры)
Решение
192 C0 Power-off retract count Число циклов выключений или аварийных отказов (включений/выключений питания накопителя).
Это от host-контроллера зависит. У меня на старой платформе, когда харды были подключены к дискретному контроллеру Sil3112a.Sil3114, атрибут C0 рос ноздря в ноздрю со счётчиком включений 0C. --- Число включений на единичку опережало число выключений.
Теперь, когда перешёл на X58, то C0 не растёт…
Напряжения в норме:
12v ===> (12.046 - 11.789)/12.046 * 100 = 2.13348829486966 %
5v ===> (5.079 - 4.993)/5.079 * 100 = 1.6932467021067 %
Безусловно WD RE4 2 Тб WD2003FYYS надёжный и отличный хард, но и на старуху бывает проруха. Мой не худший WD RE 1TB WD1003FBYZ пару лет назад непонятным образом схватил несколько пендингов. --- Затёр и всех делов.
А софт бэды Вы могли нахватать по самым банальным причинам: вибрации, пылинка под головку попала, температурные перепады, луны Юпитера не так в одну линию стали…
тогда объясни почему на проводе где есть 3,3 винт барахлит а где нету работает нормально блок один и тот же
На проводе можно только повеситься , а вот кабельный разъём, как правильно заметил user5353, может барахлить…
На новых блоках питания 3.3вольта идут только на материнку. а на сатах нет.
Компьютер это просто
757 постов 3.2K подписчиков
Правила сообщества
Уважать мнение других
Не переходить на личности, даже при споре, "Что лучше Intel или AMD".
Матерится, выражая эмоции можно, но опять же, не в адрес оппонента или собеседника.
Отдельно для "свидетелей LINUX": Вам здесь рады, но и к Вам пожелание быть проще и понятней.
Не вводить в заблуждение заведомо неверными и вредными советами, даже в шутку. Если же пошутить хочется, помечайте это в комментарии, добавив слово "шутка", или другим понятным словом, что бы в дальнейшем данный комментарий не воспринимался серьезно.
В публикуемом посте настоятельно рекомендуется указывать конфигурацию ПК (ноутбука) и операционную систему. А также марки и модели комплектующих.
Указывайте теги "Компьютер" "Ноутбук" "Программное обеспечение" "сборка компьютера" "Операционная система" "Драйвер" "Комплектующие".
3.3в нужны для питания PCI шины.
Какие нахуй 3 вольта, жесткому нужны все 12 🤣
В обычных дисках не задействовано. Можешь звякнуть эти шинки на разъеме они в воздухе висят. Как то натыкался на инфу что эта шина питания использовалась в первых поколениях сата устройств (питалась логика контроллера), но потом отказались в силу ряда причин.
Переформулируй вопрос. Нихрена не понятно.
Для электропитания SATA используется 12В и 5В
Для обмена данными достаточно 3,3В. А то и меньше.
На сате никогда не было 3 вольтей
@moderator тут рецидив. Может в бан хлопца?
Пост бессмысленный за это минус, а по вопросу - когда создавали стандарт sata dcdc преобразователи стоили значительно дороже поэтому чтобы не удорожать диски им предоставлялось готовое напряжение
Сейчас они стоят копейки и все идёт к тому что в БП останется одно напряжение - 12 вольт а остальные будут создаваться по месту
Выводы
На основе измерителя напряжений INA226 и шлюза I 2 C—USB MCP2221 был разработан аппаратно-программный комплекс, позволяющий определять энергопотребление твердотельных PCIe-накопителей с разъемом M.2. Потребленная электроэнергия измеряется с усреднением в интервале порядка одной секунды, поэтому данный метод может быть применен для процессов длительностью от нескольких секунд. Предварительные тесты с более коротким интервалом усреднения показали, что оценку энергопотребления SSD лучше проводить с помощью синтетических тестов, которые создают нагрузку равномерно во времени.
Материалы к данной статье и исходные тексты ПО опубликованы на GitHub
Многие знают, что SSD накопители могут значительно ускорить работоспособность любого компьютера, а также положительно повлиять на отдельно взятые процессы. В данной публикации я расскажу, какие бывают SSD накопители, чем они отличаются, и на какие характеристики стоит обратить внимание при выборе SSD для вашего компьютера.
Содержание
Какие бывают форм-факторы SSD
На данный момент существует три форм-фактора SSD накопителей, также стоит упомянуть, что бывают внешние SSD, которые подключаются по средствам USB к компьютеру, но в рамках этой публикации мы о них говорить не будем. Впрочем, что касается нижеупомянутых характеристик, то они также применимы и к внешним SSD накопителям.
Формат 2,5
Это один из самых распространенных форматоров (2,5 это размер, указанный в дюймах). Изначально такой формат использовался в жестких дисках, которыми комплектовались ноутбуки. Затем, в таком же формате начали выпускать твердотельные SSD, таким образом, старые ноутбуки можно легко модернизировать, а производителям не пришлось разрабатывать что-то принципиально новое. Вследствие этого у жестких дисков и твердотельных SSD одинаковые разъемы питания и разъем подключения к материнской плате SATA. Также здесь стоит отметить, что преимущественно все SSD накопители формата 2,5 имеют алюминиевый корпус, который хорошо справляется с отводом тепла. На мой взгляд, интерфейс SATA уже устарел и не позволяет реализовать скоростные возможности SSD технологий. Также в таких больших габаритах современные накопители абсолютно не нуждаются.
Формат mSATA
По своей сути формат mSATA – это реализация формата 2,5, только без большого типового корпуса. Этот тип SSD накопителей изготовлен на небольшой плате, однако интерфейс передачи данных остался стандарта SATA.
Формат M.2
M.2 это уже современный формат накопителей, он имеет вид небольшой платы с чипами, которая напрямую подключается к материнской плате. Изначально эти накопители устанавливали только в ноутбуки, однако сейчас они широко применяются во всех компьютерах. Преимуществом такого решения является отсутствие различных проводов, а также нет необходимости заключать SSD накопитель в какой-либо специальный корпус. А вот к минусам такого формата можно отнести отсутствие радиатора охлаждения. Однако, при желании или необходимости радиатор всегда можно приобрести отдельно. На сегодняшний день выбор SSD накопителя формата M.2, на мой взгляд, является самым оптимальным решением. При покупке учтите, что эти накопители имеют разную маркировку, к примеру, 2280, 2260, 2230. По сути, это обозначение размеров накопителя, первые два числа никогда не меняются и обозначают ширину накопителя в миллиметрах, а вторые два отображают его длину.
Формат PCI Express
Накопители такого формата подключаются напрямую к материнской плате в слот PCI Express. Однозначным плюсом такого решения является наиболее высокая скорость передачи данных, благодаря использованию интерфейса PCIe x8. Такое решение достаточно дорогое и часто используется в серверных компьютерах, а также стоит учесть, что такого рода накопитель занимает много места в ПК и один слот PCI Express.
Что такое NVMe и в чем разница от SATA
В накопителях с форматом 2,5 и mSATA используется исключительно интерфейс SATA, также в накопителях PCI Express соответственно тоже используется только один интерфейс PCI Express. А вот в накопителях формата M.2 могут использоваться оба вышеупомянутых варианта, и здесь при выборе стоит отдавать предпочтение более быстрому PCIe.
SATA — это уже относительно старый интерфейс, который ограничен скоростью передачи данных до 600 Мбайт/сек. Для обычных жестких дисков такой скорости вполне хватает, а вот для современных чипов памяти это уже серьезное ограничение. Поэтому обратите внимание, что даже накопитель формата M.2, который использует для передачи данных интерфейс SATA, является не самым быстрым вариантом.
NVMe – это уже более современный протокол, который физически используется с разъемом M.2, но по факту для передачи данных использует шину PCIe, что позволяет значительно расширить скоростные характеристики накопителя.
Версии PCIe
Стоит выделить две версии PCIe 3.0 и PCIe 4.0 они в первую очередь отличаются скоростью передачи данных. Версия 4.0 превышает скорость передачи данных в два раза по сравнению с версией PCIe 3.0. И здесь вырисовывается следующая картина: как я и говорил выше, максимально возможная скорость для SATA III составляет всего 600 Мбайт/сек. При этом, один канал PCIe x1 обеспечивает скорость до 1,969 Гбайт/с. Таким образом, SSD накопитель формата M.2 использующий для передачи данных интерфейс PCIe x4 обеспечивает скорость почти 8 Гбайт/с, что более чем в тринадцать раз больше SATA III. А это уже действительно существенная разница.
Параметр IOPS
IOPS крайне важный параметр, который влияет на скорость. Здесь стоит отметить, что мы уже разобрались как интерфейсы влияют на скорость передачи данных. Однако, параметр IOPS отвечает за задержку, которая образуется при попадании и извлечении данных с накопителя. Если вспомнить, как работают HHD накопители, то станет более очевидно, откуда возникает задержка IOPS. В HDD устройствах, для того чтобы записать или прочитать данные, накопитель должен прокрутить диск на определенное место, что занимает промежуток времени. Чем выше этот параметр, тем лучше. К примеру, у HDD накопителей этот параметр измеряется в десятках и в сотнях, в SSD устройствах IOPS измеряется десятками, а в некоторых случаях сотнями тысяч.
Что такое SLC, MLC, TLC, QLC
Разница заключается в том, насколько плотно упаковывается информация в одну ячейку памяти. Таким образом, чем плотнее упаковывается информация, тем больше объем накопителя при относительно одинаковой конечной стоимости. Однако плотность упаковки данных может влиять на скорость накопителя в целом.
SLC – это достаточно дорогой тип памяти, и один из самых быстрых, в памяти этого типа один бит данных размещается на одной отдельно взятой ячейке памяти. Также стоит выделить высокую энергоэффективность данного типа памяти.
MLC – в памяти этого типа в одной ячейке можно разместить уже два бита данных, таким образом, увеличивается плотность упаковки данных и снижается условная стоимость 1 гигабайта памяти. Принято считать, что память этого типа уступает по скоростным характеристикам и ресурсу памяти типу SLC.
TLC – это своего рода ответвление от типов памяти MLC, за исключением того, что в память типа TLC можно упаковать до 3 бит данных в одну ячейку памяти. Современные технологические решения пытаются минимизировать недостатки такого типа памяти и обеспечить более высокую скорость. Плюсом такого решения, очевидно, является цена.
QLC – как уже, наверное, стало понятно, следующий тип памяти. Он позволяет разместить в одной ячейке уже 4 бита данных. Эта самый бюджетный вариант и, следовательно, имеет самые низкие скоростные характеристики.
Также иногда может применяться приставка 3D к таким типам памяти как TLC и QLC. Это связано с технологией производства чипов. Эта технология подразумевает размещение памяти слоями один на другой на одной плате.
Параметр TBW
Думаю, вы знаете, что количество раз записи информации на одну и ту же ячейку, ограничено. Таким образом, чем выше параметр TBW, тем больше информации можно записать на накопитель, а следовательно он дольше прослужит. Этот параметр крайне важен, особенно на серверных компьютерах, где информация очень часто перезаписывается. Производители обычно указывают параметр TBW в терабайтах. Как по мне, для домашнего использования хватит значения примерно 100 терабайт.
Функция S.M.A.R.T.
Это очень полезная функция, которая изначально разрабатывалась для HDD накопителей, но встречается и на SSD моделях. По сути – это программное обеспечение, которое предназначено для анализа состояния чипов памяти и оповещении в случае возникновения ошибок или возможного скорого выхода накопителя из строя. Таким образом, вы можете заранее отреагировать на возможную поломку.
Ниже оставлю несколько ссылок на неплохие варианты накопителей по одному на каждый формат.
Однако, если вам позволяет кошелек, можете обратить внимание и на более дорогие модели.
Вывод
Значит так начались у меня проблемы с жестким WDС WD2003FYYS-02W0B1 симптомы напоминают беды.
Судя из анализов смарта бедов нет но есть не стабильные сектора.
Но заметил одну странность растет атрибут С0 Отказы отключения питания.
Из блока питания у меня идет сата с 3 напряжениями (12\ 5\ 3,3)
думал проблема в разъеме менял сата местами не помогло (на одном проводе сидят ssd сидиром и жетки)
Но заметил что если подключить чрез переходник который только 12 и 5 вольт то вроде все нормально
Тест напряжение проседает не сильно на 3,3 вольтах до 3,216 под макс нагрузкой.
так что подключил чрез переходник где только 12 и 5 вроде отказы питания прекратились
сегодня прогнал проверку на беды и очиcтил диск командой erase
Батарейное питание устройства 5 + 3 вольта
Добрый день! Вот, вспомнил. Тут на меня из угла мигнуло страхолюдное нагромождение проводов на.
HP Pavilion dv6-2110er питание работает, вентилятор крутится, жесткий диск не грузится, черный экран
помогите пожалуйста. не включается hp pavilion dv6 2110er. т.е. питание работает, вентилятор.
Жесткий диск не отображается в Bios'e на ноутбуке HP, при установке Windows 7 пишет, не удалось найти жесткий диск
Здравствуйте, я пишу в форум впервые, поэтому прошу меня извинить, если мой лексикон немного не.
Жесткий диск не виден в Bios'e на ноутбуке HP g6-2128sr, при установке Windows 7/8 пишет, не удалось найти жесткий диск
Всем доброго времени суток. Очень нуждаюсь в помощи с ноутбуком HP Pavilion G6-2128sr. Проблема.
Не нужны современному харду эти 3.3v, но критичны напряжения 12v и 5v. Скорее всего Ваш БП --- большое г-но. Ну и "финские гонщики" по невежеству от этого страдают, но не понимают.
Проведите в Aida64 на минут 10-15 stress тест стабильности системы и проконтролируйте напряжения по линиям 12v и 5v.
Отклонение min - max по линии не должно превышать 5% и перекосов не должно быть..
Тест покажет ВСЁ.
чрез HWiNFO
мультиметр вообще показывает 3,42 стабильно
Добавлено через 8 минут
Не нужны современному харду эти 3.3v, но критичны напряжения 12v и 5v. Скорее всего Ваш БП --- большое г-но. Ну и "финские гонщики" по невежеству от этого страдают, но не понимают.
Проведите в Aida64 на минут 10-15 stress тест стабильности системы и проконтролируйте напряжения по линиям 12v и 5v.
Отклонение min - max по линии не должно превышать 5% и перекосов не должно быть..
Тест покажет ВСЁ.
блок у меня не топовый но и не полный хлам, иператор 750W
ты сам себе противоречишь
я же говорю когда подключил через переходник молекс- сата (там только 5 и 12 вольт) то все заработало нормально
а когда напрямую из блока к сата где 12/5 /3,3 то почемуто идут сбои по питанию
тогда объясни почему на проводе где есть 3,3 винт барахлит а где нету работает нормально блок один и тот же
Пример работы
Для пробного тестирования мы взяли SSD Seagate BarraCuda Q5 емкостью 500 ГБ. Нагрузку на этот накопитель мы создавали с помощью синтетического теста CrystalDiskMark 6. Настройки видны на снимке с экрана:
Пауза между тестами установлена в 1 с. Период опроса мы установили на 100 мс (то есть 10 раз в секунду), а усреднение задали по 1024 и по 128 выборкам. Второй вариант позволил выявить наличие или отсутствие кратковременных пиков или провалов в потреблении. Запуск и остановку опроса в данном случае выполняли вручную. В обоих случаях за время выполнение всех восьми тестов потребление составило порядка 120 Вт·с. Приведем зависимости тока от времени:
В случае усреднения по 128 выборкам отчетливо видна пауза в одну секунду между тестами, но принципиальных отличий от варианта с усреднением по 1024 выборкам нет, максимальные значения тока в тестах примерно такие же.
Далее мы провели тест с автоматическим запуском копирования большого файла (чуть больше 4 ГБ) на SSD. На этот процесс было затрачено 45 с и 26 Вт·с. Зависимость тока от времени:
Видно, что в этом случае потребление периодически снижается до величины в простое, то есть копирование с помощью системной команды не может равномерно во времени нагрузить SSD. По всей видимости, чтобы снизить влияние посторонних факторов, оценку потребления лучше проводить с помощью синтетических тестов, типа CrystalDiskMark.
Практика
Замер потребления в случае твердотельных PCIe-накопителей осложнен тем, что у них нет выделенного разъема питания — оно подается через несколько крохотных контактов в само́м разъеме M.2.
В подобных случаях обычно выручают разного рода адаптеры или переходники, в которых линии питания проще выделить и вывести на измеритель тока и напряжения. В данном случае мы воспользовались платой-переходником с двух разъемов M.2 на разъем PCIe x4. На этой плате три дорожки питания 3,3 В от разъема PCIe объединяются в одну широкую дорожку, в разрыв которой уже можно вставить токоизмерительный шунт. Разъемы M.2 на плате разные: один с ключом типа B (только для накопителей с интерфейсом SATA) и один с ключом типа M (только для накопителей с интерфейсом PCIe). Для измерений мы используем второй разъем.
Непосредственно для измерения тока и напряжения мы применяем микросхему INA226 компании Texas Instruments, с которой есть положительный опыт работы. Эта микросхема измеряет напряжение на шине питания в диапазоне от 0 до 36 В и напряжение на токоизмерительном шунте в диапазоне от –81,9175 мВ до 81,92 мВ. Второе позволяет применять шунты с низким сопротивлением, что снижает падение напряжения на нем до такой величины, которая в большинстве случаев никак не отражается на функционировании устройств, потребление которых измеряется. За исключением довольно мелкого размера, в остальном микросхема удобна в работе. Результаты измерений INA226 по запросу передает по шине I 2 C.
Связь измерителя с ПК изначально предполагалась по USB, что потребовало внедрения в схему еще одного компонента — шлюза между интерфейсами I 2 C и USB. В качестве такового мы решили использовать специализированную микросхему MCP2221 компании Microchip. Для функционирования эта микросхема требует минимального количества внешних компонентов и выпускается в удобных для ручной пайки корпусах PDIP и SOIC. Сама микросхема, сопутствующее ПО и набор для разработчика (SDK) хорошо документированы, что ускоряет и облегчает разработку устройств на ее основе.
Измерительный модуль мы решили сделать максимально универсальным и допускающим расширение функциональности, чтобы была возможность использовать почти все функции MCP2221, что, конечно же, было ошибкой и только увеличило размеры устройства измерения. Разработка этого модуля велась с помощью комплекса KiCad EDA (версии (5.1.9)-1). Принципиальная схема модуля:
В качестве шунта мы применили резистор с сопротивлением 0,025 Ом, что ограничивает максимальный измеряемый ток на уровне порядка 3,2 А. Беглая оценка позволила предположить, что в такой диапазон укладывается потребление всех SSD с разъемом M.2 (хотя в принципе в этом разъеме всего 9 контактов на питание, каждый из которых должен выдерживать до 0,5 А, что дает максимальный ток в 4,5 А, но, с другой стороны, спецификации карт PCIe ограничивают максимальный ток по шине 3 В на уровне 3 А, а мы используем такую карту в качестве адаптера). Разъем USB мы решили не устанавливать и припаяли USB-хвост непосредственно к плате модуля. Вид готового модуля со стороны размещения компонентов:
Несколько контактных площадок предполагают возможность подпайки проводников для расширения функциональности, без них модуль можно было бы сделать раза в два компактнее. Готовый модуль мы закрепили на обратной стороне платы-переходника с помощью двусторонней клейкой ленты.
На фронтальной стороне платы мы перерезали дорожку питания 3,3 В и к ее краям припаяли плоские проводники, которые перекинули на другую сторону и припаяли к плате модуля на входе и выходе шунта. Эти проводники не препятствуют установке накопителей.
Напряжение питания измеряется на выходе шунта, то есть уже с учетом падения напряжения на шунте.
Работа с модулем возложена на простую консольную программу, обеспечивающую сбор данных. Конфигурация задается с помощью текстового файла, имя которого передается первым параметром командной строки. В этом файле 9 строк, по числу на каждую (за одним возможным исключением). Эти числа определяют режим работы модуля и самой программы. Пример данных такого файла с пояснениями приведен в таблице ниже (в самом файле никаких пояснений нет).
Пример данных | Пояснение |
---|---|
0000001639 | серийный номер MCP2221, к которому нужно подключаться, или NoSN |
100 | период опроса INA226 в мс |
9.887E-05 | коэффициент для расчета тока |
0.00125 | коэффициент для расчета напряжения |
04D8 | Vendor ID MCP2221 (шестнадцатеричное число) |
00DD | Product ID MCP2221 (шестнадцатеричное число) |
0040 | I 2 C-адрес INA226 (шестнадцатеричное число) |
004F | первый (старший) байт конфигурации INA226 (шестнадцатеричное число) |
0027 | второй (младший) байт конфигурации INA226 (шестнадцатеричное число) |
Предусмотрен опциональный контроль по серийному номеру MCP2221, что актуально, если в системе будет подключено два или более устройства с MCP2221. Чтобы снизить погрешность из-за отсутствия синхронизации между готовностью данных и их передачей, период опроса INA226 должен быть в несколько раз меньше периода, с которым INA226 выполняет измерение тока и напряжения. Сама микросхема INA226 измеряет напряжение на шунте и на линии питания с высокой точностью, но погрешность шунта присутствует. Мы даже не знаем, какого класса точности использован шунт, так как он был выпаян из какой-то платы защиты аккумулятора от ноутбука. В итоге нужный коэффициент для расчета тока был определен с помощью калибровки при использовании высокоточного мультиметра. Для точного значения 0,025 Ом коэффициент для расчета равен 1E-04, у нас получилось 9,887E-05, то есть отличие всего в 1%. В принципе, для наших целей можно использовать и первое значение, но проверить сопротивление резистора нужно было в любом случае. На всякий случай мы проверили и точность измерения напряжения. Она оказалась достаточно высокой, чтобы оставить расчетный коэффициент (0,00125). Vendor ID и Product ID нужны для идентификации USB-устройства, их значения мы оставили заводскими. I 2 C-адрес INA226 задается соединением адресных выводов INA226, и в нашем случае этот адрес задан как 0x40 без возможности изменения.
Байты конфигурации задают режим работы INA226. Для любознательных приведем выдержку из спецификаций на INA226:
Режим работы мы выбрали следующий:
- непрерывное измерение напряжения на шунте и на линии питания
- время преобразования 1,1 мс для обоих напряжений
- усреднение по 1024 выборкам
Таким образом усреднение происходит за примерно 1 с при частоте опроса INA226 по I 2 C 10 раз в секунду.
Опрос INA226 начинается сразу после запуска консольной программы SSDPower.exe, а останавливается после ввода с консоли символа «S» или «s». Пример командной строки:
SSDPower.exe conf.txt data
где conf.txt — конфигурационный файл, а data — имя (без расширения) трех файлов:
data.log — для записи исходных данных в отсчетах АЦП (ток \t напряжение)
data.dat — для записи обработанных данных (время (с) \t ток (А) \t напряжение (В))
data.txt — для записи результатов
Во время опроса записываются только исходные данные в отсчетах АЦП. После окончания записи эти данные с использованием коэффициентов пересчитываются в реальные значения тока и напряжения (записываются в файл data.dat), а также производится простая статистическая обработка, ее результат записывается в файл data.txt. Пример содержимого этого файла:
Number of points: 937
Interval: 93.6 s
Average current: 0.387568 A
Maximum current: 0.597076 A
Average voltage: 3.31477 V
Energy: 120.198 W*s
На текущий момент представляет интерес только последнее значение. Это затраченная энергия с момента запуска опроса до его остановки. В качестве единицы измерения, чтобы не возится со степенями, мы выбрали Вт·с.
Для автоматизации процесса можно использовать скрипты AutoIt. Пример такого скрипта:
В этом скрипте test.bat — пакетный файл, который запускает какой-либо процесс, использующий SSD. Например, копирование большого файла:
В результате по окончании копирования опрос остановится и будет получено значение энергии, затраченной на этот процесс.
Практика
Замер потребления в случае твердотельных PCIe-накопителей осложнен тем, что у них нет выделенного разъема питания — оно подается через несколько крохотных контактов в само́м разъеме M.2.
В подобных случаях обычно выручают разного рода адаптеры или переходники, в которых линии питания проще выделить и вывести на измеритель тока и напряжения. В данном случае мы воспользовались платой-переходником с двух разъемов M.2 на разъем PCIe x4. На этой плате три дорожки питания 3,3 В от разъема PCIe объединяются в одну широкую дорожку, в разрыв которой уже можно вставить токоизмерительный шунт. Разъемы M.2 на плате разные: один с ключом типа B (только для накопителей с интерфейсом SATA) и один с ключом типа M (только для накопителей с интерфейсом PCIe). Для измерений мы используем второй разъем.
Непосредственно для измерения тока и напряжения мы применяем микросхему INA226 компании Texas Instruments, с которой есть положительный опыт работы. Эта микросхема измеряет напряжение на шине питания в диапазоне от 0 до 36 В и напряжение на токоизмерительном шунте в диапазоне от –81,9175 мВ до 81,92 мВ. Второе позволяет применять шунты с низким сопротивлением, что снижает падение напряжения на нем до такой величины, которая в большинстве случаев никак не отражается на функционировании устройств, потребление которых измеряется. За исключением довольно мелкого размера, в остальном микросхема удобна в работе. Результаты измерений INA226 по запросу передает по шине I 2 C.
Связь измерителя с ПК изначально предполагалась по USB, что потребовало внедрения в схему еще одного компонента — шлюза между интерфейсами I 2 C и USB. В качестве такового мы решили использовать специализированную микросхему MCP2221 компании Microchip. Для функционирования эта микросхема требует минимального количества внешних компонентов и выпускается в удобных для ручной пайки корпусах PDIP и SOIC. Сама микросхема, сопутствующее ПО и набор для разработчика (SDK) хорошо документированы, что ускоряет и облегчает разработку устройств на ее основе.
Измерительный модуль мы решили сделать максимально универсальным и допускающим расширение функциональности, чтобы была возможность использовать почти все функции MCP2221, что, конечно же, было ошибкой и только увеличило размеры устройства измерения. Разработка этого модуля велась с помощью комплекса KiCad EDA (версии (5.1.9)-1). Принципиальная схема модуля:
В качестве шунта мы применили резистор с сопротивлением 0,025 Ом, что ограничивает максимальный измеряемый ток на уровне порядка 3,2 А. Беглая оценка позволила предположить, что в такой диапазон укладывается потребление всех SSD с разъемом M.2 (хотя в принципе в этом разъеме всего 9 контактов на питание, каждый из которых должен выдерживать до 0,5 А, что дает максимальный ток в 4,5 А, но, с другой стороны, спецификации карт PCIe ограничивают максимальный ток по шине 3 В на уровне 3 А, а мы используем такую карту в качестве адаптера). Разъем USB мы решили не устанавливать и припаяли USB-хвост непосредственно к плате модуля. Вид готового модуля со стороны размещения компонентов:
Несколько контактных площадок предполагают возможность подпайки проводников для расширения функциональности, без них модуль можно было бы сделать раза в два компактнее. Готовый модуль мы закрепили на обратной стороне платы-переходника с помощью двусторонней клейкой ленты.
На фронтальной стороне платы мы перерезали дорожку питания 3,3 В и к ее краям припаяли плоские проводники, которые перекинули на другую сторону и припаяли к плате модуля на входе и выходе шунта. Эти проводники не препятствуют установке накопителей.
Напряжение питания измеряется на выходе шунта, то есть уже с учетом падения напряжения на шунте.
Работа с модулем возложена на простую консольную программу, обеспечивающую сбор данных. Конфигурация задается с помощью текстового файла, имя которого передается первым параметром командной строки. В этом файле 9 строк, по числу на каждую (за одним возможным исключением). Эти числа определяют режим работы модуля и самой программы. Пример данных такого файла с пояснениями приведен в таблице ниже (в самом файле никаких пояснений нет).
Пример данных | Пояснение |
---|---|
0000001639 | серийный номер MCP2221, к которому нужно подключаться, или NoSN |
100 | период опроса INA226 в мс |
9.887E-05 | коэффициент для расчета тока |
0.00125 | коэффициент для расчета напряжения |
04D8 | Vendor ID MCP2221 (шестнадцатеричное число) |
00DD | Product ID MCP2221 (шестнадцатеричное число) |
0040 | I 2 C-адрес INA226 (шестнадцатеричное число) |
004F | первый (старший) байт конфигурации INA226 (шестнадцатеричное число) |
0027 | второй (младший) байт конфигурации INA226 (шестнадцатеричное число) |
Предусмотрен опциональный контроль по серийному номеру MCP2221, что актуально, если в системе будет подключено два или более устройства с MCP2221. Чтобы снизить погрешность из-за отсутствия синхронизации между готовностью данных и их передачей, период опроса INA226 должен быть в несколько раз меньше периода, с которым INA226 выполняет измерение тока и напряжения. Сама микросхема INA226 измеряет напряжение на шунте и на линии питания с высокой точностью, но погрешность шунта присутствует. Мы даже не знаем, какого класса точности использован шунт, так как он был выпаян из какой-то платы защиты аккумулятора от ноутбука. В итоге нужный коэффициент для расчета тока был определен с помощью калибровки при использовании высокоточного мультиметра. Для точного значения 0,025 Ом коэффициент для расчета равен 1E-04, у нас получилось 9,887E-05, то есть отличие всего в 1%. В принципе, для наших целей можно использовать и первое значение, но проверить сопротивление резистора нужно было в любом случае. На всякий случай мы проверили и точность измерения напряжения. Она оказалась достаточно высокой, чтобы оставить расчетный коэффициент (0,00125). Vendor ID и Product ID нужны для идентификации USB-устройства, их значения мы оставили заводскими. I 2 C-адрес INA226 задается соединением адресных выводов INA226, и в нашем случае этот адрес задан как 0x40 без возможности изменения.
Байты конфигурации задают режим работы INA226. Для любознательных приведем выдержку из спецификаций на INA226:
Режим работы мы выбрали следующий:
- непрерывное измерение напряжения на шунте и на линии питания
- время преобразования 1,1 мс для обоих напряжений
- усреднение по 1024 выборкам
Таким образом усреднение происходит за примерно 1 с при частоте опроса INA226 по I 2 C 10 раз в секунду.
Опрос INA226 начинается сразу после запуска консольной программы SSDPower.exe, а останавливается после ввода с консоли символа «S» или «s». Пример командной строки:
SSDPower.exe conf.txt data
где conf.txt — конфигурационный файл, а data — имя (без расширения) трех файлов:
data.log — для записи исходных данных в отсчетах АЦП (ток \t напряжение)
data.dat — для записи обработанных данных (время (с) \t ток (А) \t напряжение (В))
data.txt — для записи результатов
Во время опроса записываются только исходные данные в отсчетах АЦП. После окончания записи эти данные с использованием коэффициентов пересчитываются в реальные значения тока и напряжения (записываются в файл data.dat), а также производится простая статистическая обработка, ее результат записывается в файл data.txt. Пример содержимого этого файла:
Number of points: 937
Interval: 93.6 s
Average current: 0.387568 A
Maximum current: 0.597076 A
Average voltage: 3.31477 V
Energy: 120.198 W*s
На текущий момент представляет интерес только последнее значение. Это затраченная энергия с момента запуска опроса до его остановки. В качестве единицы измерения, чтобы не возится со степенями, мы выбрали Вт·с.
Для автоматизации процесса можно использовать скрипты AutoIt. Пример такого скрипта:
В этом скрипте test.bat — пакетный файл, который запускает какой-либо процесс, использующий SSD. Например, копирование большого файла:
В результате по окончании копирования опрос остановится и будет получено значение энергии, затраченной на этот процесс.
Читайте также: