Según tengo entendido, las computadoras no siempre obtienen la misma cantidad de energía de la fuente de alimentación todo el tiempo. Hay momentos en que los discos duros están en espera y no se usan tanto como cuando están girando y las tarjetas gráficas ahorran energía cuando no se utilizan por completo.

Lo que sucede cuando, por ejemplo, tiene 100 unidades de disco duro instaladas en una torre de escritorio (o un bastidor de servidor) con una fuente de alimentación de 1000 vatios, y todas están en espera, y de repente algún proceso accede a todas las unidades de disco duro y los hace girar, obteniendo más potencia de la que la PSU puede dar?

¿Hay alguna señal que envían los discos duros cuando piensan que no están recibiendo suficiente energía? ¿O cada pieza de hardware individual le pregunta a la PSU si puede proporcionarle X vatios de potencia, y puede decir "no, no tengo eso disponible"? ¿La placa base decide si puede negociar esta solicitud de energía y evitar de forma segura la pérdida repentina de energía y el apagado instantáneo? ¿O es el protocolo estándar en este caso caer muerto sin tratar de evitar este problema?

Desde mi experiencia con mi computadora de escritorio y algunos discos duros y una fuente de alimentación de 350 W de baja potencia, se apagaría instantáneamente si 5 discos duros intentaran girar al mismo tiempo. Afortunadamente, no pasó nada malo, pero me gustaría saber si el apagado instantáneo es una reacción esperada y planificada de las piezas de hardware, o simplemente la placa base (o PSU) enloqueciendo e inhabilitando todo inesperadamente.

Para aclarar mi pregunta : lo que me interesa es por qué el resultado común es el apagado del sistema en lugar de una denegación segura de energía al dispositivo que sobrecargaría el sistema. La administración de energía USB protege contra tal escenario, entonces, ¿por qué la lógica de administración del cable de alimentación SATA / Molex no tiene esto (o si lo tiene, por qué falla tan comúnmente)?

Actualice después de ver algunas respuestas: estoy realmente sorprendido de que no haya algún tipo de lógica de administración de energía integrada en las PSU como las placas base para administrar la distribución de energía USB. Eso es lo que obtuve de las respuestas hasta ahora. Si sabe algo que dice lo contrario, comparta como respuesta.

Desde el punto de vista electrónico, una vez que la corriente extraída de un suministro excede la capacidad de suministro, el voltaje de salida caerá repentinamente. La electrónica que requiere un voltaje particular para funcionar simplemente se apagará. Esto es efectivamente un apagón eléctrico.

En el mejor de los casos, la fuente de alimentación detecta esta condición de sobrecarga y se detiene por un período de tiempo o realiza pruebas para ver si la carga aún está allí de manera segura, manteniendo la salida de potencia apagada hasta que la carga se haya ido.

En el peor de los casos, la fuente de alimentación entra en ciclos constantes de encendido y caída de voltaje y potencialmente se suicida o uno o más de los dispositivos conectados.

No existe ninguna disposición para que los dispositivos "soliciten" más energía de una fuente de alimentación, excepto en dispositivos inteligentes como USB, donde la disponibilidad de energía era una preocupación. Una fuente de alimentación del sistema no tiene absolutamente ninguna electrónica inteligente.

La fuente de alimentación detecta una condición de sobrecarga y se apaga. No hay disposición para negociar requisitos de energía.

Afortunadamente, no pasó nada malo, pero me gustaría saber si el apagado instantáneo es una reacción esperada y planificada de las piezas de hardware, o simplemente la placa base (o PSU) enloqueciendo e inhabilitando todo inesperadamente.

Son ambos. Es la PSU enloqueciendo, que es la reacción esperada y planificada de las piezas de hardware. Una vez en el modo de "apagado de seguridad", debe desconectar la fuente de alimentación durante unos segundos o restablecer un interruptor de disparo que generalmente se encuentra en la parte posterior ¹ . Las unidades de suministro de energía muy baratas podrían no dispararse y dejar el equipo funcionando mal debido a una corriente insuficiente.

Peor aún, podrían entrar en un ciclo de "aceleración, oscurecimiento, apagado, potenciación, aceleración, oscurecimiento ..." que ocasionalmente incluso se resuelve por sí mismo y se inicia con un arranque adecuado. Lo que está sucediendo aquí es que la fuente de alimentación no se dispara y el equipo está sujeto a un desgaste no planificado. En tal caso, recomendaría reemplazar la fuente de alimentación por completo. Para empezar, tiene poco sentido pasar por aros para acomodar lo que es una fuente de alimentación que se comporta mal. Y mientras reemplaza la fuente de alimentación, obtenga una más potente, que resuelva el problema inicial.

Discos duros

Sin embargo, los discos duros son un caso especial, ya que se sabe que tienen requisitos de rotación mucho mayores. Por lo tanto, algunos discos duros (y placas base) tienen disposiciones para manejar esto retrasando la rotación, utilizando puentes que retrasan la rotación por una cantidad fija de tiempo, o soportando PUIS (también aquí ) o aceleración escalonada a través de la señalización del plano posterior . Las soluciones sin puente requieren una placa base adecuada, que sea capaz de enviar la señal adecuada al disco duro (pin 11 de la interfaz SATA, implementado por WD y otros). El software se deja al usuario o, a veces, se implementa en el BIOS.

Actualizaciones

Para aclarar mi pregunta: lo que me interesa es por qué el resultado común es el apagado del sistema en lugar de una denegación segura de energía al dispositivo que sobrecargaría el sistema. La administración de energía USB protege contra tal situación [...] Estoy realmente sorprendido de que no haya algún tipo de lógica de administración de energía integrada en las PSU como las placas base para administrar la distribución de energía USB.

USB es un estándar de comunicación entre dispositivos que son más "inteligentes" de lo que se requiere de un disco duro promedio (concedido, la potencia de cómputo en un disco duro no es nada despreciable, algunos de ellos pueden ejecutar Linux ).

Pero los problemas aquí son muchos:

• la PSU no puede estar segura de quién está drenando la corriente. Una línea de alimentación puede conectarse a hasta cuatro conectores Molex y las líneas de 12V / 5V no están diseñadas para transportar información. Se podría hacer, pero que había necesidad de reingeniería esencialmente tanto la fuente de alimentación y todo el hardware probable que necesite tal característica.
• negar el poder a un dispositivo podría anular el propósito de arrancar todo el sistema. O conducir a resultados potencialmente desastrosos. Piense qué sucedería si una unidad RAID arrancara uno (¡o dos!) Disco corto debido a que se le "negó la corriente".
• Si el requisito de corriente extrema se debe a una falla de hardware, todo el sistema está fallando y, por lo tanto, la política actual de cerrar todo es, a mis ojos, la línea de conducta más segura. Tenga en cuenta que los sistemas grandes, demasiado importantes para fallar, se construirán de manera diferente y con enormes redundancias, por lo que en esos escenarios, un apagado limitado también es la mejor respuesta, y puede que ni siquiera suceda porque la unidad de falla no requiere más actual pero simplemente no arranca (protección del circuito y se rompe directamente en todas las partes motorizadas. En los viejos sistemas IBM AS / 400 de alta gama, podría cortocircuitar una unidad y el sistema seguiría funcionando mientras un compartimiento de unidad estaba en funcionamiento llamas y humo- Lo vi suceder. La unidad se desconectó lógica y eléctricamente del plano posterior, pero esto no impidió que siguiera ardiendo, por supuesto; pero con suficiente dinero, incluso eso se puede prevenir ).
• Por otro lado, es económicamente poco sólido : una PSU tan inteligente costaría mucho más que una PSU más tonta, robusta y potente, que sería más simple de construir y probablemente duraría más tiempo, y resolvería el mismo problema igualmente bien (en realidad, tener más actual a su disposición y trabajando más lejos de su capacidad total, resolvería mejor ese problema en particular ).

(1) Recuerdo un mini escritorio de Hewlett Packard que lo tenía en el interior , al lado de las tiras de cable. También tenía una luz verde de "encendido" en el interior. Me imagino que estos son PSU especialmente construidos para algún arreglo específico, que luego se emplean en otros lugares. Desconectarse de la toma de corriente de la pared debería ser suficiente para restablecer la fuente de alimentación, pero si no es así, antes de dar por muerto, intente verificar el lado interno. Nunca sabes.

En el caso específico de algo electromecánico, como un disco duro, el consumo de energía del dispositivo generalmente será mayor durante la puesta en marcha inicial, y luego disminuirá un poco después de que el dispositivo esté en estado estable. Por esta razón, las buenas tarjetas RAID (por ejemplo) tendrán una configuración para escalonar la rotación de todas las unidades conectadas, de modo que la carga de inicio no se coloque en la fuente de alimentación de una sola vez.

Otro escenario que puede suceder es que si está cerca de los límites de potencia de la fuente de alimentación, y no se ha acabado, la fuente de alimentación puede no cerrarse. En cambio, como han dicho otras respuestas, el voltaje caerá. El resultado final puede ser fallas del sistema aparentemente aleatorias (como un BSOD en Windows). Algo de esto depende de la calidad de la fuente de alimentación. Las fuentes de alimentación de alta calidad manejarán el empuje más cerca de sus límites que sus contrapartes más baratas y de menor calidad.

He experimentado esto hace más de una década.

En ese momento mi HDD estaba casi lleno, así que tuve que conectar otro HDD de 80GB. Después de arrancar, todo parecía estar bien.

Pero luego de unos días más o menos, el sistema colgó o la pantalla parpadeó esporádicamente. Después de cada flash, el sistema volvió a la normalidad, pero en el explorador la unidad C desapareció o sucedió algo extraño. Se produce un error, aparecen cuadros de mensaje ... Pero lo más extraño es que mi HDD principal ahora aparece como más de 1TB en diskmgmt.msc y otras herramientas de partición de disco.

No pude encontrar la razón, pero decidí reemplazar la fuente de alimentación cuando vi un anuncio publicado por la famosa tienda de PC cerca de mi lugar para cambiar teclados / ratones / fuentes de alimentación viejas por otras nuevas. Llevé la nueva fuente de alimentación a casa y lloré al notar que el conector de 24 pines no podía caber en mi placa base de 20 pines. Después de una hora, observé que los 4 pines adicionales se pueden extraer para que sea compatible con 20 pines. Desde entonces no sucede nada más extraño y la PC funcionó feliz para siempre.

Es solo que la vieja fuente de alimentación es lo suficientemente marginal para las cosas viejas más el nuevo HDD en casos normales. Pero en algunas situaciones, el requisito de energía aumenta significativamente y sobrecarga la fuente, lo que hace que la caída de voltaje y la caída de voltaje ocurran. Sucederán comportamientos indefinidos, como pérdida de datos, HDD desconectado o no reconocido ...

Me costó decenas de GB de datos y me enseñó una nueva lección.

El final de la historia

Ahora sobre el fenómeno:

Normalmente, una fuente de alimentación proporcionará un voltaje (casi) constante dentro de su rango de potencia de trabajo. Si un dispositivo consume algo más de energía, el voltaje caerá un poco e intentará aumentar la potencia para equilibrar la carga y aumentar el voltaje nuevamente al valor normal.

Sin embargo, una vez que el poder aumenta sobre su capacidad, la situación no se puede recuperar, el voltaje caerá para siempre y nunca volverá. Si el voltaje caído está en el rango permitido de los dispositivos (como 12 V a 11.5 V), seguirá funcionando. Si cae demasiado bajo, obviamente todo el sistema estará inactivo porque los chips ya no funcionan con ese voltaje.

Tal vez una fuente de alimentación inteligente puede cerrar un dispositivo que causa la situación de sobrecarga, pero eso es muy complejo y requiere salidas separadas para diferentes dispositivos y una medición constante de su uso de energía. ¿Qué tal si varios dispositivos aumentan la potencia al mismo tiempo? ¿Cuál decidirá cerrar? Si esa es la CPU o RAM, ¿los apagará?

No hay forma de evitarlo, excepto que no encienda ese dispositivo o no requiera que el dispositivo administre su propia energía. Esto se puede ver en el estándar USB. Los dispositivos USB siempre comienzan con el requisito mínimo de energía (1 unidad de carga). Una vez conectado, negociará con el host para darle más poder. Si se aprueba la solicitud, alimentará las otras partes necesarias (como el HDD en el gabinete). También puede ver que en los viejos gabinetes de disco duro USB que requieren 2 puertos USB, si conecta solo el cable principal, se negará a arrancar, porque ve que no hay suficiente energía.

Cuando su sistema comienza a generar más corriente para la que está calificada la fuente de alimentación, sucederá uno o más de los siguientes en orden de probabilidad:

1. El firmware del sistema detectará un fallo de alimentación y detendrá el procesador y / o intentará apagar la fuente de alimentación. Una condición de falla de energía se puede detectar de muchas maneras. Ninguna de esas formas implica ningún tipo de comunicación digital con la fuente de alimentación. Algunas placas base tienen chips de monitoreo sofisticados, otros tienen circuitos básicos para hacerlo.

2. Casi todas las unidades de suministro de energía (incluso más baratas) tienen un circuito de protección contra sobrecorriente. Una vez que se supera el límite actual durante un cierto período de tiempo (generalmente menos de un milisegundo), la fuente de alimentación simplemente se apaga por completo. Será necesario desconectarlo de la red eléctrica (desconectar el enchufe o encender el interruptor) y volver a conectarlo antes de que vuelva a funcionar.

3. El consumo de corriente se sobrecargará de cualquier línea de alimentación de la que se extraiga, y el voltaje comenzará a caer para aumentar la corriente suministrada. Los reguladores de potencia de la placa base ya no suministrarán voltajes adecuados a la CPU y / u otros componentes. La placa base, la CPU o la memoria no podrán funcionar y el sistema se detendrá o se apagará por completo.

4. La fuente de alimentación consumirá demasiada corriente haciendo que los componentes se calienten y se quemen. Esto solo ocurriría en ausencia o falla de las cosas enumeradas anteriormente, junto con otras protecciones que están en su lugar para evitar tal situación.

Si desea conocer los detalles eléctricos de las diversas cosas que escucha, debe preguntar EE .

En el caso de la PC, hay un factor más en el trabajo: la fuente de alimentación está enviando una señal de buena potencia. Durante el inicio tiene un cierto período de tiempo para establecer esto (como, por supuesto, en el mismo instante del inicio, la potencia no será buena).

Esto actúa como un interruptor de hombre muerto para la computadora, si la señal cae, la máquina se apaga inmediatamente (como lo que sucedería si mantuvieras el interruptor de encendido), ya que esto se considera menos destructivo que la operación potencialmente defectuosa de la electrónica que causa operaciones de escritura no ordenadas.

Hace mucho, mucho tiempo, las computadoras no tenían ese tipo de protección, por eso el viejo consejo era quitar los disquetes de la máquina antes de apagarla.

Depende del SMPS, su calidad y qué estándar EE está siguiendo. Tuve una experiencia similar hace unos años cuando mi SMPS explotó, estaba en la universidad y tenía menos dinero, por lo tanto, compré un SMPS chino. Solía ​​funcionar, pero tan pronto como la temperatura de la CPU subía y los ventiladores de la CPU entraban en acción, el sistema solía comenzar a colgarse y, en algún momento, también solía obtener la pantalla azul. Al principio no pude darme cuenta de que esto está sucediendo debido a SMPS, pero después de que cambié temporalmente el SMPS con el de mi amigo, mi sistema funcionó bien, pero el nuevo SMPS se quemó en el sistema de mis amigos. El vendedor local me dio 1 mes de garantía, pero se mostró reacio a honrarlo, pero finalmente me dio un SMPS usado, lo tomé pero el sistema se reiniciaba sin cesar, el problema esta vez fue que los smps no pudieron proporcionar suficiente poder incluso para iniciar el sistema. Más tarde compré un SMAR Crosair y todo salió bien después de eso. Pero cuando estalló mi placa base, reutilicé los smps en mi proyecto universitario para hacer un refrigerador con un dispositivo Peltier y allí noté que el SMPS crosair se apagaba si cortocircuitaba la salida o lo usaba para poner una carga pesada, pero nunca explotó mientras que los chinos nunca se apagaban, sino que se quemaban bajo carga.

Para responder a su pregunta de "Actualización", no hay un protocolo de negociación de poder porque no hay caso de uso para ello. Imagine componentes de computadoras inteligentes que podrían negociar energía. ¿Qué esperarías que hicieran si no hay suficiente poder para ellos? ¿Detener?

El problema es que los mayores consumidores de energía en un sistema típico son esenciales para su funcionamiento. Si tiene una CPU, HDD, DRAM o chip de video que se detiene, el resultado aparente para el usuario final es el mismo que un apagón: el sistema no funciona en absoluto.

Por otro lado, dicho sistema inteligente de administración de energía crearía muchos problemas propios. Las versiones de protocolo incompatibles, los dispositivos y las unidades de suministro de energía que proporcionan valores de potencia inexactos y problemas similares darían como resultado sistemas que se niegan a arrancar que de lo contrario podrían haber funcionado bien .

En realidad, dado que mencionó la administración de energía USB, aquí hay un hecho divertido: prácticamente ningún dispositivo implementa las especificaciones de administración de energía USB al pie de la letra. Se sabe que pocos dispositivos que lo hacen (Sony PSP viene a la mente) solo funcionan de manera confiable con cargadores originales y dejan una impresión mucho peor con los usuarios finales en comparación con dispositivos similares que ignoran esta parte de las especificaciones USB.

Ejecutar una PSU por encima de la capacidad a corto y largo plazo puede tener todo tipo de efectos. Depende principalmente de los componentes involucrados. La fuente de alimentación se puede cortar (fusible, temperatura cortada), las piezas pueden derretirse (o envejecer más rápido) o la energía se vuelve ruidosa, el voltaje cae (o aumenta). El efecto que esto tiene en el sistema varía desde el apagado hasta errores de bit (más desagradables) y cálculos fallidos (y como resultado de esos datos corruptos o pantallas azules).

electricidad 101: el hardware extraerá la energía que necesita del suministro (independientemente de su procedencia) si la fuente de alimentación no es capaz de satisfacer la demanda 3 cosas pueden suceder a) se quemará. b) continuará suministrando bajo una tensión inmensa hasta que ocurra A o C c) la fuente de alimentación apaga la salida debido a las protecciones internas de sobrecarga en su lugar.

A y B son muy probables en aplicaciones de consumo y C no es probable en esas aplicaciones. C es probable en equipos de grado comercial (fuentes de alimentación de 1000 W +), pero A y B aún ocurren muy a menudo en general.

Puedes imaginar la fuente de alimentación como un grifo. Hay una cierta cantidad de presión y volumen disponible. en proporción, el grifo está conectado a una presa con un regulador de presión. El tamaño de la tubería es el voltaje, esto es constante en la salida, los amperios pueden ser problemáticos, si no hay suficientes amperios cuando las cosas fallan. por supuesto, si no hay suficiente presión en el grifo, obtendrá "apagones" del equipo, pero como dije detrás de una "presa". No es muy probable que los discos duros sucedan, pero aún es posible ya que la tarjeta gráfica y la CPU consumen la mayor parte de la energía (generalmente), pero si tiene una gran matriz de discos, puede convertirse en un problema.