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segunda-feira, 12 de setembro de 2016

Substituição da fonte de energia do computador

Cálculo da fonte de energia do computador e monitoramento das tensões (“voltagens”) após a substituição

«Variações de até 5%, para mais ou para menos, são perfeitamente normais, mas variações acima disso (sobretudo variações para mais) podem danificar componentes sensíveis» [Morimoto: Guia do Hardware (2007). Grifo do site: ref.: saídas].

«Vale o que está escrito» [Regra do jogo do bicho].

Ao montar o computador, em 2009, a escolha da fonte de energia foi orientada por amigos da área, por telefone, — e é possível que tenha exagerado um pouco em seu dimensionamento, — afinal, técnicos sempre preveem acréscimo de componentes, expansões e upgrades.

Além disso, — por não entender nada do assunto, — a opção foi pelo mais garantido.

“Real” versus “Nominal”


No jargão dos experts, é muito comum ouvir falar de potência “nominal” (teoria, ficção), em contraposição à potência “real”, — a energia que a fonte efetivamente consegue fornecer, nas condições reais de uso do computador.

Acontece que nenhum fabricante entrega o ouro desse jeito, — com essas palavras, — e há orientações contraditórias sobre como descobrir a potência “real”, naquela barafunda de letras e números da etiqueta adesiva em sua lateral.

Quanto aos balconistas, é comum citarem um único valor de potência. — Só quando você questiona se aquilo é “nominal” ou “real”, passam a citar dois valores diferentes, — que nem sempre coincidem com valores escrito nas etiquetas adesivas, ou com o total que você calcula na hora, multiplicando VA → W das 3 saídas principais e somando os resultados.

Daí, a opção pelo “mais garantido”, em 2009, — com superdimensionamento da fonte, em relação à carga de fato necessária, — e torcendo para que o custo 2 ou 3 vezes maior também implicasse em um pouco mais de “qualidade”.

Porque, — além das possíveis enganações, — experts também advertem sobre a deterioração de componentes, com o passar do tempo, — afora a má qualidade de fontes “baratas”, verdadeiras ameaças, com possíveis componentes prestes a fugir das especificações desejáveis.

E no quesito “qualidade” reside sua tranquilidade (ou não) de que as “saídas” (output) não variem mais de 5%, — em especial, “para mais”, — como alertava Morimoto.

A vida de leigo, — mexendo com o que não entende, — é dura.

Fonte original posta de lado


Fonte original do gabinete de computador, com indicação de “Total Máxima: 180W”

Por tudo isso (e mais um pouco), a fonte original “Wise” que veio no gabinete do computador, — com indicação de “Total máxima: 180W” no adesivo, — foi deixada de lado.

Infelizmente, não há qualquer outra indicação de supostos valores de potência “nominal” ou “real”, — tal linguagem não existe nos adesivos, muito menos na maioria das embalagens, — a menos que aquele “500” no código “WSNG-500-P4” pretenda insinuar alguma coisa.

Observe que a “Máxima” das saídas “+3,3V” e “+5V”, — em conjunto, — é menor do que a soma de seus valores individuais, — multiplicação VA → W.

A soma de (3,3V x 10A = 33W) + (5V x 14A = 70W) deveria dar 103W, — mas, em conjunto, alcançam apenas 83W, — uma “quebra” de 19,4% na colheita, digamos assim.

Somando esses 83W aos (+12V x 7A = 84W) da terceira saída, chega-se apenas a 167W.

Para se chegar perto dos alardeados “180W”, seria necessário somar também as saídas “-12V”, “-5V” e “-5Vsb”, — com, respectivamente, 6W, 2,5W, e 4W, — e arredondar para cima o ½W que ainda fica faltando.

Afora os próprios fabricantes, não foram encontrados exemplos dessa prática de somar todas as 6 saídas, para calcular a potência “real” de uma fonte.

A prática observada (e recomendada) é somar apenas as 3 saídas “principais”, — as 3 primeiras, de maior corrente (e sinal positivo), — sempre considerando a limitação especificada para o conjunto das 2 primeiras.

Quanto ao “consumo” exigido pelo computador, Morimoto, no “Guia do Hardware” (2007), recomendava considerar “até” 90W para “um processador dual-core”; uns “15W a 20W” para cada HD de 7.200 RPM; mais 25W para cada gravador de CD / DVD; e “até” 10W para cada exaustor (inclusive o cooler do processador).

Com isso, a montagem planejada em 2009, — salvo improváveis alterações radicais da tecnologia nos 12 meses desde a publicação do livro (2007) até a data dos componentes adotados (2008), — exigiria um mínimo de 165W, já com folga.

Uma fonte de “180W”, — na verdade, 167W, — não era recomendável, em termos de segurança e tranquilidade.

A fonte utilizada


Fonte (supostamente) de 800W utilizada desde a montagem do computador, em 2009

Por isso, aquela fonte original do gabinete foi substituída por outra, com a única indicação de “800W” na parte de cima do adesivo, — e outra indicação, lá embaixo, de “3,3V & 5V Max.: 410W”.

É o mesmo fenômeno observado na fonte original, — as 2 primeiras saídas, em conjunto, dão menos do que a soma de suas capacidades separadas; — apenas, o formato da tabela é diferente.

Numa soma exata das multiplicações, as duas entradas dariam 418,2W, — mas fica advertido que, em conjunto, não passam de 410W. — Uma “quebra” de 1,91% na colheita.

Portanto, nesta fonte de maior potência, essa diferença é bem menor, quase negligenciável. — Com essa “compensação”, os 800W do título caem para 794W, — desde que somando apenas as 3 saídas principais.

Não parece fazer sentido algum, somar as outras 3 saídas, — chegando a um total de 812,5W, — a menos que se queiram inflar os números. — Mas, neste caso, por que o fabricante indicaria “800W”?

Quanto à saída “-5V”, nem é especificada, em vários modelos, — sequer, para fazer quorum.

E a saída “-5Vsb” apenas mantém (“stand by”) a tensão suficiente para dar partida no computador, quando desligado. — Por mais “real” que seja a existência desses 4W ou 10W, eles não têm significado prático, para atender ao consumo exigido pelo computador nos momentos de trabalho mais intenso.

Fim da vida útil?


Encerramento da sessão Live Linux Mint 18 “Sarah” KDE, devido à parada da ventoinha da fonte

Essa fonte sem marca, “Made in China”, atravessou bravamente 7 estações de seca e poeira, no planalto central, — em funcionamento de 23 Mar. 2009 até 9 Set. 2016. — Dentro de mais 2 semanas, completaria a travessia de 8 invernos.

Na madrugada de Sexta para Sábado (10), porém, sua ventoinha entrou em greve, — o que, felizmente, foi percebido dentro de 50 minutos (se tanto), e o computador pôde ser desligado, sem danos perceptíveis até agora.

A própria fonte não chegou a apresentar aquecimento anormal, nesse breve intervalo, com a máquina em descanso.

Apenas, teve de ser interrompido, — mais uma vez, — o teste Live USB do Linux Mint 18 “Sarah” KDE.

Estado da fonte, com etiqueta de Set. 2007, após 7½ anos de uso, sem limpeza

Retirada a fonte, — e rompida a etiqueta de “garantia”, datada de Set. 2007, — seu interior mostrou a sujeira que era de se esperar.

Ou menos. — Na ausência de cortinas e carpetes, há muito pouca fibra, — o principal é poeira seca, típica da periferia, menos guarnecida de gramados e asfalto do que o Plano Piloto.

Mas, nenhum dano visível, — aliás, o computador seguia normal (em repouso), até ser desligado (por precaução óbvia). — Apenas, a ventoinha da fonte havia parado.

Uma substituição provisória permitiu, então, pesquisar com calma sobre o assunto, — abertura, limpeza, possível desengripamento ou lubrificação dos rolamentos (se isso bastar), teste com multímetro etc., — e ainda não foi descartada a possibilidade de recuperação.

Aplicar um “desengripante” (tipo WD40), — ou pingar 1 gota de óleo, — nos rolamentos de uma ventoinha, não tem mistério: — É prática conhecida, dos tempos do antigo computador.

Substituição da fonte


A substituição da fonte, — em pleno final de semana, sem computador para pesquisar, e distante das melhores lojas do DF, — acabou condicionada pela urgência e pelas limitações da pacata região serrana.

Por isso, é uma solução provisória, — preço e qualidade demandam tempo e pesquisa.

Calma e vagar, — em bom português.

Entre as lojas das redondezas, as disponibilidades mais razoáveis orçavam-se em R$ 55, R$ 65, R$ 155, e R$ 175, — a conversar.

Ao preço de R$ 55,00, estava o “basicão”, — na linguagem do motoqueiro que apareceu em busca de um exemplar, tipo “jogo rápido”, para acerto posterior.

Esse “basicão”, atualmente, oferece mais ou menos o mesmo que a antiga fonte original, recebida com o gabinete, — ainda sem uso, — e não daria tranquilidade alguma.

As duas fontes de R$ 155 ~ 175 ofereciam um pouco menos do que a fonte retirada para exame, — apesar de suas embalagens gourmet acenarem com sonhos maviosos.

Fonte Wise pouco acima do “basicão”, — indicando “Total máxima: 220W" (ou pouco mais, na soma)

A escolha recaiu numa Wise de R$ 65, — de insinuados “500”, a crer no código “500 P42S C+E”, sob possível álibi de “nominal”, — e cujo adesivo indica “Total máxima: 220W”, possível sugestão de “real”.

As fraquezas desses supostos “220W” ficam embaralhadas no meio de vários detalhes.

Os únicos números mais vistosos, — “17A” e “18A”, — encontram-se no subconjunto de saídas menos exigidas, atualmente, — “+3,3V & +5V”.

A soma desses fatores daria 146W, — mas especifica-se o limite de 100W para o subconjunto, — uma “quebra” de 31,5%.

Já a saída mais exigida, — de “+12V”, com supostos (apenas) 12A, — ainda sofre “compensação” adicional, que o modelo antigo não tinha: — Em vez dos 144W esperados na multiplicação, o subtotal especificado é de 104W, — “quebra” de 27,7%, restando o equivalente a 8,7A.

Isso pouco difere dos 7A da antiga fonte, recebida com o gabinete.

Restam, então, apenas 204W nas 3 saídas que usualmente se somam, para avaliar a capacidade da fonte, — apenas um pouco menos apertado do que os 167W da fonte original, considerando o cálculo de uma exigência mínima de 165W.

Em suma, os tais “220W”, — supostamente “reais”, indicados pelo fabricante, — só se encontram pela soma de mais 2 saídas, — inclusive os “10W” da saída “-5Vsb” (stand-by) para dar partida no computador (quando desligado).

Acompanhamento das tensões fornecidas pela fonte no uso diário, via Xsensors: nem a Tiazinha assustou

Apesar disso tudo, os resultados práticos parecem razoáveis, por enquanto.

Foi instalado o “Xsensors”, — no Kubuntu, no Linux Mint 18 KDE, no KDE Neon e no Debian KDE, — para acompanhamento constante das tensões fornecidas pela fonte, sem ocupar um Terminal com um “sudo watch sensors” permanente.

O foco da prevenção começa pelo Facebook e pelo Youtube, claro, — mas convém monitorar tudo, dia após dia, — não vá alguma coisa inesperada botar as unhas de fora, enquanto olhamos para outro lado.

Naturalmente, ter consciência da precariedade momentânea, — e não empenhar o computador em disparadas malucas, — pode amenizar eventuais riscos.

Cálculo super-simplificado


Um artigo no TechTudo, — projetando aquela confiança, que inspiram portais & especialistas, — afirma que a potência “real” de uma fonte pode ser calculada, muito simplesmente, multiplicando a tensão da saída “+12V” pela sua corrente, — e nada mais.

Por esta simples conta, conclui que “a Fonte Corsair CX430 (…) comprada como se fosse de 430W, na verdade é de apenas 336W na corrente 12V, que é a que mais consome energia”, — embora admita que… “existem (…) outras contas mais complexas para saber o resultado final, porém, esse é o método mais simples de se chegar ao número” [1º Dez. 2014].

Não deixa de fazer algum sentido. Em 2007, Morimoto já apontava a perda de importância das saídas “+3,3V & +5V”, — com os processadores passando a consumir corrente da saída de “+12V” (reduzida pelas placas-mãe), “assim como (…) exaustores e drives ópticos”.

No entanto, no panorama de 2007, — muito próximo dos componentes de 2008 usados no computador, — “componentes da placa-mãe, pentes de memória”… utilizam a saída de +3,3V. Os HDDs usam, simultaneamente, as saídas de +5V para a placa lógica, e +12V para o motor dos discos. “A própria placa-mãe utiliza a saída de +5V para alimentar diversos componentes”.

Considerando que os componentes usados ainda são de 2008, — exceto a unidade CD / DVD, substituída há poucos dias (por uma usada, com data de 2014), — convém lembrar que recomendações mais recentes (adequadas às tecnologias atuais), não “têm de” ser aceitas e seguidas cegamente, sem um mínimo de avaliação crítica.

Nesta conta simplificada, a fonte “original” (do gabinete) teria nada mais que 84W “reais”.

A fonte utilizada durante 7½ anos teria nada mais que 384W, — valor mais do que suficiente, mesmo assim.

E a fonte adquirida agora, como solução provisória, teria nada mais que 104W “reais”, — número para se entrar em pânico imediato.

Saídas de energia utilizadas pelos HDDs Samsung e Maxtor

Resta saber se tal simplificação na avaliação da fonte não nos acabaria levando a complicar o cálculo das exigências do hardware, — para investigar o que é, de fato, alimentado pela saída +12V, — sob pena de aplicar margem de segurança em cima de margem de segurança, numa insana progressão geométrica.

O consumo considerado até agora, de 20W por HDD, já é um extremo, — de fato, Morimoto falava “15 a 20W”, — em uso intenso.

Da mesma forma, “25W” para CD / DVD em gravação, — acontecimento cada vez mais raro, — também era um limite que, hoje, pouquíssimos usuários fariam coincidir com o uso de 2 HDDs na intensidade máxima, — dada a desproporção das taxas de transferência, tipo 2 aviões vs. 1 tartaruga.

Seria preciso disparar um backup massivo, entre os 2 HDDs, — e, ao mesmo tempo, tentar gravar um DVD na velocidade máxima, digamos.

Aí, sim, poderíamos ter o consumo simultâneo de 65W, — só nesses 3 dispositivos, — porém, já com generosa margem de segurança.

De fato, essa margem de folga está exacerbada, — além de não se referir apenas à saída “+12V”.

Tanto o HDD Samsung quanto o Maxtor especificam 0,5A ~ 0,52A da saída “+12V”, — o que dá apenas 6W ~ 6,24W, para cada um. — Total: menos de 13W (não 40W), para 2 HDDs.

Os demais 3,5W são puxados da saída +5V, — portanto, fora desse cálculo simplificado para avaliação da fonte, que leva em conta unicamente a saída de +12V.

A unidade de CD / DVD (datada de 2014) também indica 2 fontes, — “+5V” e “+12V”, — embora sem detalhar as respectivas correntes, — o que dificulta um cálculo inteligente.

Desse modo, o risco mais concreto dessa fonte provisória, — a recomendar monitoramente constante, — está na qualidade de seus componentes, devido ao seu baixo custo.

A pergunta, não é se essa joça atende, — isso, está comprovado, — mas, se dá para deixar o computador ligado e dormir o sono tranquilo dos justos.

Há controvérsia.

Calculadora ASUS


ASUS Recommended power supply wattage calculator

A “calculadora online”, — oferecida pela ASUS para ajudar a dimensionar a fonte necessária, ao projetar um computador, upgrade ou expansão, — é um recurso muito interessante.

Você vai preenchendo todos os dados solicitados, — placa-mãe, processador, pentes de memória, HDDs, gravadoras de CD / DVD, portas USB, exaustores etc., — e a capacidade exigida da fonte de energia vai sendo recalculada, passo a passo.

Infelizmente, não foi possível encontrar uma página no site da ASUS especificando o modo de avaliar as fontes, — em correspondência com o método aplicado neste cálculo da capacidade recomendada, — afinal, são os 2 lados da mesma moeda.

A única recomendação, é que o usuário se assegure de usar uma fonte de capacidade superior à indicada pela “calculadora online”:

The recommended power wattage figure is calculated based on the peak or maximum utilization power consumption of installed devices or components. Please ensure to use power supply unit capable of outputting over the calculated recommended wattage to prevent system instability, random reset, unexpected shutdown, or similar problems caused due to insufficient power.

Na falta desse esclarecimento mínimo indispensável, — e da espantosa ausência do tradicional “não nos responsabilizamos etc.”, — só é possível imaginar que as margens de segurança estejam amplamente exacerbadas.

Trata-se de orientar, — sem qualquer filtro, — pessoas de absolutamente qualquer tipo, idade, nível educacional, conhecimento (ou desconhecimento) técnico etc.

É muito difícil imaginar que tais cálculos se refiram a uma avaliação rigorosa da capacidade da fonte, — coisa que a maioria talvez não faça, — menos ainda, a uma avaliação “restritiva”, que considere unicamente a saída “+12V”.

Outro motivo para pensar assim, é que todos os resultados só avançam de 50W em 50W, — há momentos em que você acrescenta  / retira 2 ou 3 itens, e nada se altera, — o que sugere alto grau de tolerâncias embutidas no cálculo.

Partindo do zero, as únicas opções possíveis de placa-mãe (motherboard) são “Desktop” ou “Servidor”, — e no primeiro caso, já salta para 50W.

Jamais pensei nisso!, — meu guru não falou nada a respeito, — mas a ASUS deve saber o que diz, já que sua MB é a base deste computador.

A escolha do processador Intel Core 2 Duo etc. acrescenta mais 100W, — bem de acordo com os 90W considerados em 2009.

Acrescentar 2 pentes de Memória DDR2 aumenta a exigência em mais 50W, — mas 1 único pente sai “de graça”. — Portanto, seu verdadeiro consumo “máximo” já está amplamente suprido (e com folga) pela margem de tolerância embutida no cálculo da placa-mãe + processador.

Das duas, uma: — Ou a placa-mãe está muito longe de consumir 50W, — ou cada pente de Memória DDR2 não chega nem perto disso.

Total até aqui: — 150W com 1 pente de Memória DDR2, — ou 200W com 2 pentes.

Com os 2 pentes DDR2, não faz diferença alguma, acrescentar ou deixar de acrescentar 4 dispositivos USB + 2 exaustores, — continua em 200W, — mas, neste caso, retirar 1 pente DDR2 não abaixa de volta para 150W.

Nesse ponto, — 200W, sem retirar nada, — acrescentar um “DVD/CD-RW Combo” exige mais 50W (evidente exagero).

Mas se, — em vez do Combo, — você acrescenta 2 HDDs, são “exigidos” mais 100W (verdadeiro escândalo), — pulando de 200W para 300W.

Neste caso, acrescentar o Combo sai “de graça”, — o total continua estacionado em 300W.

Se, em vez disso, deixa 1 HDD + 1 Combo, também nada muda, — segue “exigindo” 300W.

Este seria o “consumo” previsto para o computador, — com recomendação de usar uma fonte de capacidade superior a isto, — mas sem a mínima orientação de como avaliar a capacidade da fonte.

Pelo que dizem as embalagens, — só pode, — sem nenhum senso crítico mais apurado.

«Vale o que está escrito», — como no “bicho”.

A conferir


Apesar da noção difundida de que a capacidade “nominal” não passe de ficção, há pelo menos um aspecto que merece análise: — O consumo de energia de sua residência, escritório etc., bem como o dimensionamento da rede elétrica, fiação, disjuntores etc.

Existe alguma possibilidade de que essas fontes de 500W “nominais” consumam tal valor, — apesar de suas saídas oferecerem alguma coisa entre 167W ~ 204W?

Um teste básico seria apagar todas as luzes e desplugar todas as tomadas de sua casa ou escritório, — geladeira, freezer, microondas etc., — e verificar se o “relógio” parou por completo.

Uma vez obtida a parada completa do medidor de energia, ligar apenas o computador, e verificar o consumo efetivo, digamos, após 1 hora.

Infelizmente, esse número acabará incluindo o Monitor, o Modem, as Caixas de som, e outros periféricos, que, — embora não se “alimentem” da fonte do computador, — serão indispensáveis para um “teste de trabalho intenso”.

E talvez seja um tanto complicado, conseguir disparar um backup intensivo entre os 2 HDDs, ao mesmo tempo em que usa o Scanner USB, tenta gravar um DVD na velocidade máxima, faz um download pesado etc., — tudo ao mesmo tempo.

Fica para outra ocasião.

— … ≠ • ≠ … —

Ferramentas &tc.


Postado por Mboaba às segunda-feira, setembro 12, 2016
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