Kas minu arvuti kasutab USB-seadmete laadimisel rohkem elektrit?

Teie arvuti tarbib suure hulga lihtsalt tühikäigul ootamatut käsku, nii et nutitelefoni või tahvelarvuti laadimine ühelt USB-pordilt paneb sellele palju nõudlust?

Tänane küsimuste ja vastuste seanss saabub meiega kohtades, kus on SuperUser-Stack Exchange'i alajaotis, kogukondlikult juhitav Q&A veebisaitide rühmitus.

Pilt on saadaval taustpildina WallpapersWide'is.

Küsimus

SuperUser-lugeja Arnehehe on uudishimulik, kui USB-seadme laadimine paneb oma arvutisse täiendava koormuse:

Midagi, mida ma alati mõtlesin. Kui ühendan mobiiltelefonid, kõvakettad jms pidevalt USB-ga oma arvutisse, kas see süüa rohkem elektriarvel? Või on USB-pordid, mis kasutavad elektrienergiat, on lihtsalt aktiveeritud, seega ei mõjuta see energiatarbimist?

Mis siis lugu on? Kui palju energiat kasutate, kui laadite oma arvutist telefoni?

Vastus

SuperUser'i toetaja Zakinster pakub mõningast ülevaadet sellest, kuidas arvutist laadimine erineb laadimisest seina laadijast ja mõlema efektiivsusest:

Lühike vastus: Tõenäoliselt, kuid mitte tingimata; see ei ole vaba võimsust, kuid see võib olla tõhusam. See sõltub tõepoolest konkreetsest toiteallika efektiivsuse kõverast ja punktist, kus seda kasutate (ja energiatarbimist on tarkvara mõjutanud).

Pikk vastus:

USB-pordiga saab väljundeid väljastada 500mA (USB1 & 2) ja 950mA (USB3) aadressil 5V mis annab maksimaalsed 2,5W (USB1 & 2) ja 4,75 W (USB3).

USB-pordid ei tarbi energiat ise. Ilma midagi ühendamata on nad lihtsalt avatud ahelad.

Nüüd, kui sa saad 1A (5W) USB-porti, see suurendab tavaliselt globaalset energiatarbimist ~ 6W (sõltuvalt teie toiteallika kasutegurist), mis oleks 2–5% võrra suurem teie arvuti energiatarbimisest.

Kuid mõnel juhul võib see olla erinev.

Kui vaatate mõnda PSU efektiivsuse kõverat (alates AnandTechist):

Näete, et efektiivsus ei ole püsiv väärtus, see varieerub palju sõltuvalt PSU-le rakendatavast koormusest. Sa näed seda 900W PSU, mis väikese võimsusega (50W kuni 200W), on kõver nii tugev, et koormuse suurenemine toob kaasa tõhususe olulise suurenemise.

Kui tõhususe kasv on piisavalt suur, tähendaks see seda mõnel juhul ei pruugi teie arvutil olla vaja täiendavat joonistamist 5W pistikupesast kui te ekstra joonistate 5W USB-porti.

Võtame näiteks arvuti joonise 200W PSU-s, mille tegelik efektiivsus on 80% juures 200W :

Arvuti energiatarbimine: 200W USB-seadme energiatarve: 5W PSU efektiivsus 200W juures: 80,0% Seina energiatarbimine ilma USB: 200W / 80,0% = 250.00W 

Nüüd, sõltuvalt PSU efektiivsuse kõverast 200W ja 205W, USB-seadme suhteline energiatarbimine võib olla täiesti erinev:

 Toiteploki efektiivsus 205W juures: 80,0% Toitevõimsus USB-ga: 205W / 80,0% = 256,25W USB-seadme seinakulu: 6,25W 

See on tavaline lihtsustatud juhul, kui efektiivsus on sama, siis on USB-seadme energiatarbimine samaväärne 5W / 80,0% = 6,25 W

 Toiteploki efektiivsus 205W juures: 80,5% Seinakontrolli tarbimine USB-ga: 205W / 80,5% = 254,66W USB-seadme voolutarve: 4.66W 

Sellisel juhul suureneb PSU tõhusus 200W ja 205W, seega ei saa te järeldada USB-seadme suhtelist energiatarbimist, arvestamata kogu arvuti energiatarbimist, ja näete, et seinakontakti suhteline suurenemine võib tegelikult olla väiksem kui 5W.

Selline käitumine juhtub ainult seetõttu, et sellisel juhul on PSU alla laaditud, nii et see pole nii tavaliselt juhul on see siiski praktiline võimalus.

 Toiteploki efektiivsus 205W juures: 82% Toitevõimsus USB-ga: 205W / 82% = 250,00W USB-seadme seinakulu: 0W 

Sellisel juhul tõmbab PSU seinakontaktist sama võimsuse, olenemata sellest, millist koormust see vastu võtab. Tegemist on zeneri regulaatori käitumisega, kus kogu tarbetu võimsus hajub soojusesse. See on käitumine, mida võib täheldada mingi madalama võimsusega PSU-s väga väikese koormusega.

 Toiteploki efektiivsus 205W juures: 84% Toitevõimsus USB-ga: 205W / 84% = 244,00W USB-seadme voolutarve: -6W 

See viimane juhtum on puhtalt hüpoteetiline juhul, kui PSU tarbib suuremal koormusel vähem energiat. Nagu @Marcks Thomas ütles, et see pole midagi, mida praktilisest toiteallikast on võimalik jälgida, kuid see on ikka veel teoreetiliselt võimalik ja tõestab, et instinktiivne TANSTAAFL reeglit ei saa alati hõlpsasti rakendada.

Teisisõnu: kui olete täiesti mures tõhususe pärast, kasutage arvutit nii palju USB-seadmeid laadides (kui olete arvutit kasutanud), mitte iga seadme jaoks ainulaadse seinakontakti ühendamiseks. Realistlikult on kaotus ja kasum minimaalne ning te peaksite oma seadmeid tasuma nii, nagu see on kõige mugavam.

Kas teil on midagi lisada selgitusele? Hääletage kommentaarides. Kas soovite lugeda rohkem vastuseid teistelt tech-savvy Stack Exchange'i kasutajatelt? Vaadake siin täielikku arutelu lõiku.