COMMENT BIEN CHOISIR SON ALIMENTATION DE

Stucture de l’ordinateur : alimentation
COMMENT BIEN
CHOISIR SON
ALIMENTATION DE
P.C.
1 Introduction
Qu’il soit intégré dans un boîtier ou vendu seul, le bloc d’alimentation est
un composant critique dans le boîtier de votre PC. Les récents problèmes
de puissance rencontrés avec les Athlon et Pentium 4 et autres « dual
core » montrent que l’alimentation ne doit pas être choisie à la légère.
Ce petit guide est fait pour vous aider à trouver l’alimentation qui convient
le mieux à votre PC.
2 Les rôles de l’alimentation
L’alimentation de votre PC assure différents rôles. Ceux aux quels vous pensez
automatiquement, mais d’autres aussi relatifs à votre sécurité. Analysons cela plus en détail.
2.1 Transformateur
L’énergie électrique est distribuée en Europe sous une tension alternative de 230 Volts 50 Herz.
Quoi que cette tension soit adaptée à l’usage domestique et industriel, la majorité des appareils
électroniques fonctionnent en plus basse tension : c’est le cas de nos PC.
Le transformateur de l’alimentation de PC assure le rôle d’abaisseur de tension alternative.
2.2 Redresseur + filtre
La basse tension alternative sortant du transformateur va à son tour être redressée et filtrée,
lissée afin de ressembler d’avantage à une tension continue.
2.3 Régulateur
Sur base de la tension redressée, filtrée, les régulateurs vont fournir les différentes tensions et
assurer la régulation de celles-ci.
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2.4 Protection du P.C.
Le régulateur de tension a aussi le rôle de vérifier que le courant délivré est inférieur à la valeur
maximale. En cas de défaut du PC ou d’un de ses composants, l’alimentation bascule en
protection.
2.5 Distribution de l’énergie
A travers les bottes de câbles et connecteur, l’alimentation distribue à l’intérieur du PC
l’énergie nécessaire à chaque intervenant.
2.6 Ventilation du PC
Le ventilateur de l’alimentation est nécessaire à celle-ci. Mais il participe aussi à la bonne
ventilation du PC.
2.7 Interrupteur de 230V : protection de l’utilisateur
L’interrupteur électromécanique situé sur la face arrière de l’alimentation assure une ouverture
du circuit électrique et donc une protection de l’utilisateur.
L’ouverture du circuit électrique permet aussi d’annuler la consommation électrique du PC.
2.8 Isolation galvanique : protection de
l’utilisateur
Grâce au transformateur, les tensions délivrées par l’alimentation sont
totalement isolées du réseau 230 Volts.
2.9 Liaison de terre : protection de l’utilisateur
Comme le bloc d’alimentation est vissé dans le boitier du PC, il assure la
mise à la terre de l’ensemble du P.C. IMPORTANT d’utiliser un cordon
secteur adapté et de vérifier la liaison de terre de l’installation électrique.
2.10
Rôle écologique …
L’écologie est dans l’ère du temps ! L’incidence de cette tendance sur nos alimentations de PC
est multiple.
Elles ont actuellement un rendement électrique de plus en plus élevé avec
l’apparition d’un label 80Plus garantissant une utilisation rationnelle de
l’énergie pour l’utilisateur.
Elles incorporent toutes un dispositif assurant la correction du facteur de
puissance (PCF) garantissant une utilisation rationnelle de l’énergie pour le
distributeur.
Elles sont fabriquées selon les directives RoHS et ne contiennent donc plus
de métaux toxiques.
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3 Les points importants
Avant de vous vous lancer dans le montage ou la mise à jour matérielle d’un ordinateur, vous
devez vérifier que l’alimentation que vous avez choisie est adaptée à votre matériel. Faute de
quoi vous risquez de rencontrer des difficultés au montage, voire de ne pas pouvoir utiliser
votre PC
!!! Voici quelques uns des points importants qu’il faudrait contrôler :
3.1 Puissance de l’alimentation
C’est bien évidemment le point le plus important à vérifier : votre alimentation est-elle
suffisamment puissante pour votre PC ? Cette consommation est très variable selon les
équipements rencontrés!
AMD propose de vérifier en une rapide approximation la consommation de chaque composant
dans son document « Build Tower 26003/A » malheureusement pas assez régulièrement mis à
jour. Vous trouverez aussi dans ce dossier une fiche vierge à utiliser pour totaliser les
consommations de votre installation : à utiliser sans modération !!!
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Tout ceci nous donne une moyenne d’environ 200 W pour un PC basique. Et pour peu que le
PC dispose de plusieurs disques durs, d’un graveur, de nombreuses cartes PCI, ou bien encore
s’il est multi-processeur, cela dépasse rapidement les 300 W.
Document plus récent, les consignes d’Intel sont elles aussi instructives et montrent une montée
de puissance maximale des PC performants.
3.2 Puissance de l’alimentation, mais aussi courant !!!
Mais la puissance totale n’est pas le seul facteur à prendre en compte, car les alimentations de
nos PC délivrent plusieurs tensions, chacune avec un courant maximal (correspondant à une
certaine puissance). Voici un exemple pour une alimentation Enermax de 430 W :
En appliquant la relation P = U x I, on constate par exemple que cette alimentation ne pourra
pas débiter plus 3.3 x 38 = 125 W uniquement sur les sorties en 3.3 V. Certains fabricants de
cartes mères donnent les courants requis pour l’alimentation de celle-ci. Par exemple pour la
GA-7DPXDW de Gigabyte (Bi-processeur AMD), le constructeur recommande les
spécifications suivantes :
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"minimum requirement for +5V/+3.3V is 250 Watts; +12 Volts requires 21 Amps; +5V
requires 35 Amps; +5VSB requires 2 Amps; and +3,3V requires 34 Amps."
On voit donc que pour cette carte mère notre alimentation - bien que déjà très puissante - est
tout juste insuffisante si on considère la puissance maximale de sortie en 3.3V & 5V. Bien sur
il s’agit ici d’un cas un peu extrême, mais il illustre bien la nécessité de ne pas négliger
l’évaluation de la puissance de chaque sortie de l’alimentation.
Le problème se complique d’avantage lorsque certains fabricants d’alimentations prévoient 2
régulateurs 12 volts différents : à ce moment, il faut s’assurer que sur ces deux groupes de
sorties 12 V, la limite de courant n’est pas atteinte. « Alimentation ATX » signifie en effet que
les différents régulateurs ne débitent pas plus de 240W, soit 20 Ampères pour le 12V !
La spécification EPS, alimentation pour serveurs, impose l’utilisation de 4 régulateurs de 12
Volts différents afin d’augmenter la puissance disponible tout en respectant la règle des 240W !
3.3 Connecteur
La plupart des cartes mères et des alimentations vendues dans le commerce sont au standard
ATX. L’alimentation de ces cartes mères est réalisée à partir d’un connecteur à 20 broches
facilement identifiable.
L’apparition du Pentium 4 a vu également
arriver une nouvelle spécification : le
format ATX 2.03, qui ajoute un
connecteur supplémentaire à quatre
broches. Les alimentations dotées de ce
nouveau connecteur sont en général
facilement identifiables par une étiquette
"meet P4" ou "P4 compliant". Ce
connecteur P4, 12Volts, alimente le
régulateur de tension du processeur qui est
intégré à la carte mère.
L’arrivée du port PCI-Express nécessite lui aussi généralement un nouveau connecteur
d’alimentation 6 contactes et les disques dur S-ATA n’utilisent plus le bon vieux connecteur
« Molex » : à nouveau de l’énergie transportée sous 12 Volts.
De plus, les cartes mères serveur nécessitent parfois un connecteur additionnel, qui ressemble
aux anciens connecteurs AT, pour fournir une source de tension supplémentaire. Si votre carte
mère nécessite un tel connecteur, vérifiez qu’il soit bien présent également sur l’alimentation.
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Si globalement la fonction première de l’alimentation de PC est inchangée, la connectique elle
évolue avec de nouvelles générations de CPU, de carte graphique, de disque dur, de port
d’extension !!!
Ce sont ces évolutions qui rendent généralement votre alimentation non compatible avec une
carte mère récente : à vérifier avant tout !
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3.4 Nombre et longueur des câbles
Si vous achetez une alimentation seule, il est bon de vérifier que les différents câbles sont assez
longs, en particulier si vous avez un boîtier grande tour (Il m’est arrivé de me retrouver avec un
connecteur ATX trop court pour atteindre la carte mère). Sachez qu’en cas de problème, vous
pouvez trouver des rallonges pour connecteurs ATX chez votre revendeur informatique, mais
cette solution reste cependant à déconseiller.
Il est également intéressant de vérifier que l’alimentation est dotée de
suffisamment de connecteurs de type "molex" pour tous vos
composants internes. En général le nombre de connecteurs fournis est
lié à la puissance totale de sortie de l’alimentation mais aussi à la
qualité générale de celle-ci (voir ci-dessous, document Zalman).
Encore une fois, en cas de problème, il existe des dédoubleurs
permettant de bénéficier de plus de connecteurs.
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Notez aussi que certains fabricants fournissent des ensembles de câbles et connecteurs de
qualité très nettement différente, tant au point de vue du nombre, de la longueurs, de
l’assemblage ou des gainages de protection des nombreux fils : ce soin supplémentaire est
garant de qualité.
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3.5 Alimentation modulaires
Vu les nombreuses évolutions des principes de
câblages, les fabricants d’alimentation proposent de
plus en plus d’alimentations disposant de connecteur
modulaires sur les quels s’emboitent différentes botes
de câbles correspondant le mieux possible à votre PC.
3.6 Compatibilité mécanique
Enfin, si vous achetez une alimentation séparée, vérifiez que celle-ci s’adapte correctement
dans le boîtier. Les formats du bloc d’alimentation sont standardisés, mais on rencontre parfois
quelques boîtiers exotiques qui peuvent poser problème (exemple des alimentations avec
ventilateur 120 mm en dessous à placer dans les boîtiers Lian-Li). Ce genre de problème reste
toutefois rare.
4 Standardisation des alimentations
Il existe évidement bien des versions différentes d'alimentations de P.C. Généralement les
grandes modifications ont été dictées par les formats de boîtiers et les nouveaux composants
électroniques.
4.1 ATX et toujours ATX
Depuis l'apparition des boîtiers ATX, les premiers à disposer d'un interrupteur de face avant qui
active la mise en veille et non plus l'extinction "électrique" du PC, de nombreuses évolutions
sont apparues.
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Apparition de la tension d 3,3V pour les premier Pentium.
Augmentation impératif du rendement global, en charge, à mi-charge...
Energy Star, amélioration du rendement en mode Stand-By
Augmentation du courant maximum sur la sortie 3,3V
Apparition de nouveaux connecteurs, S-ATA, AUX connector ...
ATX 12V, ajout du nouveau connecteur 12 volts pour CPU Pentium 4, aussi appelé
P4-Ready
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Limitation des niveau de bruits
Normalisation des puissances disponibles à 250W, 300W, 350W, 400W, 450W,
500W
Depuis ATX 12V V2.0, connecteur principal à 24 broches au lieu de 20 pour fournir
les 75W théoriquement nécessaires au PCI Express.
Classification d'alimentations compatibles SLi et certifiées par NVidia.
Double sortie 12 volts avec limitation de courant individuelle.
Mesure du 3,3 V à l'extrémité du connecteur d'alimentation de la carte mère afin de
réduire les chutes de tensions dans le câble.
Augmentation du courant disponible sur le 5 VSB jusqu'à 2,5 A pour assurer
l'alimentation d'un périphérique USB durant la veille.
... ... ...
4.2 ATX ou autres formats
Actuellement les alimentations ATX 12V 2.2 sont les plus abouties.
D'autres formats de boîtiers existent et donc d'autres gammes d'alimentations: format BTX,
CFX ... voir aussi le site www.formfactors.org.
Heureusement la connectique reste généralement standard. D'autant que les fabricants
développent d'astucieux connecteurs à clipser entre-eux, tantôt 24 contactes, tantôt 20 contactes
séparés des 4 restants.
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4.3 Compatibilité SSI
Mais d'autres besoins motivent les évolutions, tel que la définition d'architecture standard pour
petits serveurs nécessitant la mise à jour des alimentations. Le standard SSI comme Server
System Infrastructure qui inclut:
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le connecteur AUXiliaire,
les connecteurs pour P4 multiples pour carte mère multi processeur,
le connecteur de diagnostique transportant vers une alimentation intelligente le
SMBus de la carte mère ...
l'augmentation de puissance maximale jusqu'à 800W avec 32 A disponibles en 5V, et
4 sorties 12V 16A ... de quoi alimenter de nombreux disques et autres accessoires.
4.4 Standard EPS
Aussi orienté vers le domaine des petits et moyens serveurs, les alimentations qui répondent
aux normes EPS assurent leurs lots d’améliorations au point de vue de:
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La connectique, avec des connecteurs inédits
La disponibilité de puissance maximale
La séparation de nombreux canaux 12 Volts indépendants
La précision de la régulation des tensions délivrées notamment par la mesure aux
bornes de la carte mère.
5 Les « plus » appréciables
En plus des points indispensables, certaines alimentations sont dotées de fonctions
supplémentaires intéressantes.
Rappelons pour commencer qu’il vaut mieux se procurer une alimentation compatible ATX
2.03 avec le connecteur 12V supplémentaire si vous achetez une alimentation aujourd’hui,
même si vous n’avez pas besoin de ce connecteur. Vous éviterez ainsi de changer encore un
coup d’alimentation si vous deviez changer de carte mère dans le futur (on ne sait jamais).
Voici les autres options intéressantes :
5.1 Alimentation universelle
Une alimentation universelle ??? Bien des fabricants ont supprimés le traditionnel interrupteur
110V/230V. Ces alimentations acceptent une tension d'entrée comprise entre 100V et 240V
avec une fréquence variant de 47 à 63 Hz de manière à couvrir tous les standards des
fournisseurs d'électricité de la planète.
5.2 Ventilation
Bien sur une alimentation de base se doit d’être correctement
ventilée, mais elle participe aussi à la ventilation de l’unité
centrale. Ainsi certaines alimentations ATX disposent en plus
du ventilateur arrière (80 mm) d’un plus gros ventilateur (120
mm), placé en dessous. Il permet d’améliorer le flux d’air
dans l’alimentation, mais aussi et surtout d’extraire la chaleur
au plus près du processeur au-dessus duquel il se retrouve.
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5.3 Silence !! On tourne
Certaines
alimentations
disposent de
ventilateurs
dont la vitesse
de rotation est
réglable manuellement via un
potentiomètre, ou bien s’adapte en fonction
de la température de l’alimentation. Le but
recherché est bien évidemment de réduire
le bruit. D’autres points sont important
pour avoir le silence, tels que les grilles
d’aération (préférer des grilles "fil de fer" à
des ouies de ventilation taillées dans la
carcasse de l’alimentation. En effet, la circulation d’air est bien plus libre et la grille bien plus
robuste). Enfin, il existe les alimentations estampillées "silencieuses" qui ont été spécialement
conçues pour émettre le moins de bruit possible. Certaines, très haut de gamme, sont dispensées
de ventilateur : silence assuré !!!
5.4 Qualité
Entre une alimentation de marque et une alimentation "no-name" la différence de prix est
parfois énorme (on passe du simple au double). Mais ce prix élevé n’est pas forcément abusif
quand on sait que certaines alimentations bas de gamme délivrent une puissance inférieure à
celle spécifiée. Bien sur ce n’est pas toujours le cas, mais avec une alimentation de marque,
vous évitez la "loterie".
Ces alimentations disposent en outre d’autres options comme le monitoring des ventilateurs ou
l’utilisation de roulements à billes sur ces derniers, permettant de s’assurer d’un bon
fonctionnement à long terme.
Il est difficile d'être exhaustif mais on peut citer quelques marques comme Morex, Antec,
Nexus, SeaSonic, Zalman ou encore Enermax, qui commercialisent des alimentations de bonne
qualité.
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5.5 Rendement et PFC
Certaines alimentation disposent d’un rendement énergétique élevé, jusqu’à 85% alors que la
majorité des alimentations « ordinaires » avoisinent les 67% (source Seasonic). Soit une
économie d’énergie de plus de 15%, mais aussi un échauffement global réduit de 40%.
Si vos ventilateurs adaptent leur vitesse de rotation en fonction de la température ils seront de
ce fait bien plus silencieux.
De plus, si votre PC doit fonctionner dans un environnement industriel à une température
ambiante de 35 à 40 °C, cet excellent rendement fera merveille !!!
Les programmes écologiques sont dans l’ère du temps. Les fabricants d’alimentations
s’alignent sur les directives des fournisseur d’énergie « verte » et assure une consommation
plus réglementaire de vos PC en équipant leur matériel de dispositif de correction du facteur de
puissance (Power Factor Corrector ou amélioration du cosinus Phi).
Pour votre PC à usage domestique, vous n’y verrez aucune différence, mais si vous avez à
équiper un immeuble de 2000 PC, les électriciens seront bien attentif à vous faire respecter ces
nouvelles règles de travail
5.6 L'imagination des fabricants est sans limite
Afin de séduire toutes les clientèles, les fabricants imaginent sans cesse diverses nouveautés
réellement intéressantes ou pure gadget ... A vous de garder la tête froide !!!
Telle alimentation reçoit sur son châssis des connecteurs modulaires aux quels s'adaptent toutes
les sortes de nappes de câbles
dont vous avez réellement
besoin selon l'assemblage de
votre P.C.
Tel fournisseur joint à côté de
chaque connecteur de disque
dur ATA un connecteur
jumeau
S-ATA.
Le bruit est votre ennemi, il
existe pour vous des
alimentations sans ventilateurs,
entièrement silencieuses.
Cette alimentation dont le boîtier entièrement constitué
d'aluminium assure une dissipation thermique idéale et un poids
minimum.
Que dire encore des ventilateurs à vitesse réglable à l'aide d'un
potentiomètre à placer en face avant de votre PC ou de tous les
apparats du "Tuning" adaptés aux alimentations, Led dans le rotor
du ventilateur, néon bleu, face transparente, boîtier inoxydable
"super brillant"...
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Pour que votre serveur ne soit jamais à l'arrêt pour cause d'alimentation défectueuse, rien ne
vaut une alimentation double tenant dans l'espace habituellement réservé. Et si par malchance,
une des alimentations était défectueuse, il vous suffirait de l'extraire par l'arrière et de la
remplacer alors que votre serveur fonctionne toujours: attention budget élevé!!!
Vous voulez encore plus de sécurité pour votre serveur, vous trouverez des alimentations
incluant des batteries assurant un fonctionnement autonome de 10 minutes en cas de panne
d'électricité!
6 Les "moins" à éviter
Une fois que vous avez trouvé une alimentation satisfaisante, il s’agit de l’utiliser correctement.
Voici les erreurs à ne pas commettre pour éviter les problèmes avec son alimentation.
6.1 Ne pas utiliser l’alimentation en surcharge
La puissance inscrite sur l’alimentation est une valeur nominale, c’est à dire le maximum
utilisable sur cette alimentation.
C’est donc bien sur le seuil à ne pas dépasser, mais c’est une bonne précaution que de choisir
une alimentation légèrement surdimensionnée (50 à 100 W de plus que la consommation
actuelle de votre PC), de façon à ne pas trop « stresser » ses composants.
Ceci vous permet également de conserver un bon niveau de tension sur les différentes sorties
(par exemple, ne vous étonnez pas de vous retrouver avec seulement 90% des tensions prévues
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si votre alimentation est en surcharge, ce que votre processeur et vos composants
n’apprécieront que très moyennement).
Vous assurerez également une bonne durée de vie à votre alimentation, en limitant la surchauffe
de ses éléments. Et enfin, vous pourrez rajouter à l’avenir des périphériques gourmands, tels
que des disques durs, sans crainte de surcharge.
6.2 Ne pas abuser des câbles en Y
Comme mentionné plus haut, le nombre de connecteurs fournis est
fonction de la puissance mais aussi de la qualité générale de
l’alimentation. Si vous ajoutez des connecteurs en Y vous pourrez
connecter plus de périphériques que ce que le constructeur de
l’alimentation a prévu, et vous risquez de vous retrouver en surcharge.
Vous pouvez bien sur ajouter un dédoubleur en cas de nécessité, mais
si vous êtes vraiment à court de connecteurs, il vaut mieux dans la
mesure du possible envisager de changer d’alimentation.
6.3 Nettoyer périodiquement l’alimentation
L’ennemi numéro un des semi-conducteurs présents dans une alimentation de PC, c’est la
chaleur, évacuée par les radiateurs et les ventilateurs. Et l’ennemi numéro un des ventilateurs,
c’est la poussière. Et l'ennemi numéro un du rendement des radiateurs c'est la poussière !!!
Si vous êtes dans un milieu poussiéreux et que vous laissez votre alimentation s’encrasser, vous
risquez de voir vos ventilateurs se bloquer, laissant la température monter dans l’alimentation,
et pouvant détériorer celle-ci. Il est donc de bon aloi de nettoyer périodiquement vos
ventilateurs. Un moyen simple de procéder sans démonter le bloc d’alimentation est d’utiliser
un pinceau brosse.
Vous pouvez toutefois être amené à démonter tout de même le bloc d’alimentation pour évacuer
la poussière qui s’est accumulée sur les radiateurs (attention à la garantie, les collants scellés
sur la visserie témoignent du démontage !!!).
7 Conclusion
Nous l’avons vu, il existe un certain nombre de points déterminants aussi bien dans le choix
que dans l’utilisation de votre alimentation.
Lors de l’achat d’un boîtier avec alimentation, soyez certain que le fabriquant qui vante avant
tout les qualités de son boîtier restera généralement avare de commentaires au sujet de
l’alimentation choisie. Même si vous y découvrez une alimentation « de marque » il n’empêche
qu’elle n’aie été fabriquée à la demande avec des critères différents ( entendre « réduits » )de la
production de série.
Fort heureusement, il n’est pas difficile de trouver une alimentation adéquate, mais il n’est pas
non plus superflu de s’attarder un tout petit peu sur le choix, tant il peut être rageant de se
retrouver avec un PC qui ne peut pas fonctionner à cause d’une alimentation inadaptée.
Et dans ce cas, ce n’est jamais agréable de devoir racheter une alimentation, surtout si on a déjà
payé le prix fort...
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