Khái niệm nguồn máy tính là gì?

PSU được xem như trái tim của máy tính

Trong máy tính chứa một bộ phận cực kỳ quan trọng và thường được xem là trái tim của toàn bộ hệ thống. Bộ phận này được gọi là nguồn máy tính hay thông thường biết đến với từ viết tắt PSU - Power Supply Unit. PSU chịu trách nhiệm cung cấp năng lượng cho toàn bộ các linh kiện khác trong hệ thống bộ máy tính PC. Cụ thể như điện năng hoạt động của bo mạch chủ, ổ cứng, ổ quang, card màn hình rời, tản nhiệt.

Nguồn máy tính còn được biết đến là 1 trong số những thiết bị quyết định đến tuổi thọ, độ bền, tính ổn định của toàn bộ hệ thống phần cứng trên máy tính. Nếu nguồn PSU hoạt động ổn định và cung cấp đầy đủ điện năng đến các thiết bị phần cứng, thì hệ thống bộ PC sẽ hoạt động trơn tru và bền lâu hơn. Một bộ nguồn tốt sẽ hạn chế các tình trạng máy tính bị tắt giữa chừng khi chạy.

Những kiến thức căn bản cần nắm về nguồn máy tính

Để tìm hiểu chi tiết về nguồn máy tính hoạt động như thế nào, nguyên lý ra làm sao, chúng cấu tạo gồm những gì thì cần những kiến thức thật sự chuyên sâu. Tuy nhiên, với người dùng thông thường, ta chỉ cần nắm một số vấn đề cơ bản sau:

1. Nguyên lý cơ bản của bộ nguồn

PSU hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển đổi dòng điện xoay chiều có hiệu điện thế lớn thành các dòng điện có điện áp thấp hơn để cung cấp năng lượng phù hợp cho các thiết bị, linh kiện điện tử.

Nguyên lý hoạt động cơ bản của nguồn máy tính ATX

2. Công suất nguồn máy tính

Công suất nguồn máy tính được tính bằng công thức: Watt (W) = Voltage (V) x Ampere (A) với V là hiệu điện thế và A là cường độ dòng điện.

3. Các đường điện có trong PSU

Một bộ nguồn máy tính thường có nhiều đường điện khác nhau, bao gồm: +3.3V, +5V, +12V, -5V, -12V. Với mỗi đường điện có một ý nghĩa riêng:

- +3.3V: Đây là một trong những mức điện thế mới trên các bộ nguồn PSU hiện đại, xuất hiện lần đầu tiên khi chuẩn ATX ra đời và sử dụng cho yếu cho bộ xử lý CPU. Hiện nay, các bo mạch chủ mới đều nắn dòng điện +3.3V để cung cấp cho bộ nhớ chính.

- +5V: Nhiệm vụ chính của dòng điện này là cung cấp điện năng cho bo mạch chủ và những linh kiện ngoại vi. Bên cạnh đó, các loại bộ xử lý đời thấp như Pentium hay AthlonXP cũng lấy điện từ đường +5V thông qua các bước nắn dòng. 

- -12V: Là dòng điện được sử dụng cho các mạch điện với cổng Serial. Dòng điện này hiện rất ít sử dụng trên các hệ thống mới. Mặc dù, các bộ nguồn mới đều có tính năng tương thích ngược nhưng công suất của -12V quá thấp, chỉ chưa tới 1A.

- -5V: Dòng điện này đa phần sử dụng cho các ổ đĩa mềm hoặc mạch cấp điện cho các khe cắm ISA đời cũ. Công suất cũng rất thấp chỉ từ 1A.

- +12V: Một trong những đường điện đóng vai trò quan trọng nhất trong hệ thống máy tính hiện đại. Chúng cung cấp nguồn điện cho các thiết bị ổ cứng, card mở rộng và thậm chí là CPU.

Dòng điện đầu ra DC gồm nhiều ý nghĩa khác nhau

Trong các đường điện trên, những dòng điện (+) có vai trò quan trọng hơn. Mỗi đường có một chỉ số Ampere (A) riêng và con số này càng cao thì càng tốt. Với công suất tổng được tính bằng công thức W = V x A, ta có thể lấy ví dụ cụ thể như sau. Với bộ nguồn có đường +3.3V với cường độ 30A thì công suất hoạt động khoảng 100W; +5V x 30A = 150W; +12V x 25A = 300W thì tổng cổng suất sẽ dao động từ 550W.

4. Chuẩn của bộ nguồn máy tính 

Có nhiều chuẩn nguồn máy tính được sản xuất, tuy nhiên ATX (Advanced Technology Extended) 12V đang là chuẩn PSU phổ biến nhất hiện nay. ATX ra đời vào năm 1995 và nhanh chóng thay thế chuẩn AT cũ bởi nhiều ưu điểm hơn. Đối với chuẩn nguồn AT, việc kích hoạt chế độ bật được thực hiện qua công tác có bốn điểm tiếp xúc điện thì với bộ nguồn ATX người dùng có thể bật, tắt thông qua phần mềm hoặc nối mạch 2 chân cắm kích nguồn. Các nguồn chuẩn ATX luôn có công tác tổng để ngắt dòng điện ra khỏi máy tính.

Chuẩn nguồn ATX có 5 loại thiết kế chính:

- ATX: Jack chính có 20 chân.

- WTX: Jack chính có 24 chân.

- ATX 12V: Jack chính có 20 chân, jack phụ 4 chân 12V.

- EPS12V: Jack chính có 24 chân, jack phụ 8 chân.

- ATX12V 2.0: Jack chính có 24 chân, jack phụ 4 chân.

5. Các loại chân cắm trên PSU

Dây cắm kết nối của nguồn máy tính được đánh mã màu chi tiết với đỏ là dòng điện +5V, vàng = +12V, đen - dây mát. Chúng được tập hợp lại thành những dạng chân cắm cơ bản như sau:

Có nhiều dây cắm có trong nguồn máy tính

- Molex: Sử dụng để kết nối với các loại ổ đĩa cứng, ổ đĩa quang, hay cắm quạt và các thiết bị card màn hình AGP cũ hay bo mạch chủ ngày xưa.

- Đầu cấp nguồn chính: Với nguyên bản chuẩn ATX ban đầu có 20 chân cắm, tuy nhiên với chuẩn 2.0 mới có tới 24 chân cắm chính. Ngoài ra, còn có các dạng đầu cắm 20+4 với một chốt gắn cho phép sử dụng trên các mainboard với đầu điện nguồn dạng 20 và 24 chân.

- Dây điện phụ 12V: Dây điện này gồm 4 đầu cắm với 2 chân 12V và 2 chân mát.

- Đầu cắm ổ SATA: Với các bộ nguồn mới thông thường sẽ trang bị từ 2-4 cổng kết nối dẹp dành cho các ổ cứng SATA.

- Đầu cắm PCI-Express (PCIe): Đây là dạng đầu cắm kết nối không thể thiếu trong các bộ nguồn mới ngày nay. Nó dùng để cấp nguồn cho các thiết bị mở rộng với chuẩn kết nối PCIe. Nếu không có các đầu cấp nguồn PCIe, người dùng cũng có thể sử dụng các jack cắm chuyển đổi tặng kèm trong card PCIe ( tuy nhiên rất bất tiện và không tối ưu hiệu năng).

- Đầu cắm ổ đĩa mềm: Jack cắm này sử dụng cho các ỗ đĩa mềm trên nhưng case máy tính cũ. Chúng gồm 2 dây mát, 1 dây +5V và 1 dây +12V. Tuy nhiên, sau này các thiết bị được cải tiến thì cũng sử dụng kiểu đầu cắm như card mở rộng, hay đầu chuyển đổi ATA- SATA của ổ đĩa cứng.

- Đầu cắm EPS 12V 8 chân: Thường sử dụng cho các bo mạch chủ của máy tính trạm workstation trên hệ thống máy tính chuyên nghiệp.

6. Thời gian duy trì điện (Hold-up time) của PSU máy tính

Giá trị Hold-up Time dùng để xác định khoảng thời gian mà bộ nguồn có thể duy trì các đường điện ra ở đúng định mức khi nguồn điện cấp bị ngắt ( tình trạng mất điện đột ngột). Giá trị này thật sự có ích khi người dùng sống ở những địa điểm có tình trạng điện cấp không ổn định. Với những nguồn máy tính chuẩn ATX thì giá trị Hold-up time thường là 17ms (mili giây). Chỉ số này cao đồng nghĩa với thời gian máy tính bị tắt khi mất điện đột ngột sẽ lâu hơn.

7. Chuẩn hiệu suất chuyển đổi điện năng

Hiệu suất làm việc thông thường bị bỏ qua khi đề cập đến những đặc tính kỹ thuật của nguồn máy tính. Đây là giá trị thể hiện độ hiệu quả của việc chuyển đổi điện năng của nguồn máy tính cung cấp cho các thiết bị linh kiện phần cứng. Chỉ số này càng cao, chứng ta nguồn điện được chuyển đổi càng nhiều. Giá trị điện năng lãng phí càng ít. Trên thực tế nguồn điện được chuyển đổi vào các thiết bị trong máy tính không chính xác hoàn toàn như trên bao bì.

Chính vì vậy mà chứng nhận 80 PLus Certification ra đời. Chứng nhận 80 Plus cho người dùng biết được hiệu suất hoạt động của bộ nguồn máy tính là bao nhiêu. Những nguồn máy tính đạt được chứng nhận 80 Plus thường có hiệu suất chuyển đổi điện năng cao và tiết kiệm điện hơn. Và hiệu suất thường được tính bằng công thức: Công suất đầu ra/ công suất đầu vào.

Các chứng chỉ 80 Plus đánh giá hiệu suất nguồn PSU

Ví dụ: Một bộ máy tính dùng hết 350W sử dụng bộ nguồn có công suất 75% thì người dùng sẽ cần Công suất đầu vào 467W ( 350 x 100 : 75). Nhưng nếu vẫn là bộ máy tính đó sử dụng bộ nguồn có hiệu suất chuyển đổi 85% thì công suất đầu vào giảm đi chỉ còn 411W. Và như vậy, chúng ta sẽ tiết kiệm được 56W. 

Với các bộ nguồn được cấp chứng nhận 80 Plus Certification thì hiệu suất chuyển đổi luôn đạt mức cao trên 80%. Chứng nhận 80 Plus được chia thành nhiều loại với từng cấp bậc khác nhau. Bạn đọc tham khảo bằng bảng dưới đây.

8. Cách tính nhanh công suất nguồn yêu cầu của máy tính

Hiện nay có rất nhiều cách để có thể tính công suất nguồn máy tính của người dùng cần là bao nhiêu. Tuy nhiên, có 1 cách đơn giản và dễ dàng để người dùng có thể tính nhanh công suất nguồn máy tính cần dùng như sau. Người dùng truy cập vào trang website tính công suất tự động của các hãng sản xuất nguồn máy tính hàng đầu. Sau đó, chọn các linh kiện máy tính mình đang dùng và hệ thống sẽ tự động tính công suất cần thiết.

Tính công suất nguồn máy tính đơn giản

Một số trang web tính nhanh công suất nguồn: Cooler Master, Bequiet.com, Asus, Newegg.com,...

Người dùng sau khi tính công suất nguồn trên các trang này cộng thêm khoảng 100W để chọn lựa nguồn máy tính có thông số phù hợp nhất. Nguồn máy tính quan trọng với máy tính, không nên chọn nguồn có công suất quá thấp vì rất dễ gây ra quá tải cho hệ thống.

9. Thương hiệu nguồn máy tính uy tín

Trên thế giới có rất nhiều thương hiệu PSU máy tính desktop PC đã được công nhận về chất lượng sản phẩm lẫn giá thành phù hợp. Bài viết này sẽ không đi sâu vào từng thương hiệu PSU mà chỉ gợi ý người dùng nên sử dụng một số nguồn đang phổ biến tại thị trường Việt Nam.

- Thương hiệu nguồn máy tính Antec: Đây là nhà sản xuất nguồn máy tính cao cấp, được khẳng định chất lượng trên toàn thế giới. Các sản phẩm đa dạng trong nhiều phân khúc từ nguồn máy tính 350W đến hàng ngàn W. 

- Nguồn Cooler Master: thương hiệu nguồn máy tính toàn cầu, CM cũng là một trong những ông lớn trong sản xuất nguồn máy tính và được sử dụng nhiều tại thị trường nước ta.

- Nguồn Xigmatek: phổ biến với phân khúc giá rẻ, được nhiều người tin dùng và có những trải nghiệm tốt. 

- Nguồn Sama: Cũng như Xigmatek - Sama hướng nhiều tới phân khúc khách hàng tầm trung.

- Nguồn Seasonic: Với những nguồn công suất cao, chúng ta sẽ thường xuyên gặp những sản phẩm PSU đến từ Seasonic.

Ngoài những thương hiệu trên, vẫn còn rất nhiều hãng nguồn máy tính nổi tiếng khác như: Gigabyte, ACBel, Huntkey, Aerocool, Asus, FSP, Jetek,...

10. Kích thước nguồn máy tính

Bộ nguồn máy tính ngày nay có nhiều kích thước khác nhau. Và chuẩn nguồn ATX PS2 là chuẩn phổ biến và được sử dụng nhiều nhất hiện nay. Đặc biệt là những case máy tính chơi game hay máy tính workstation. Dưới đây là bảng tổng hợp một số chuẩn kích thước nguồn máy tính.

Các chuẩn kích thước nguồn máy tính ATX

Trên đây là một số kiến thức cơ bản về nguồn máy tính là gì. Nguồn máy tính quan trọng ra sao đối với một bộ máy tính. Những điểm cần lưu ý khi chọn mua một bộ nguồn PSU máy tính.