Käyttääkö tietokone tietokoneeni enemmän sähköä ladattaessa USB-laitteita?

Jotain olen aina miettinyt. Jos yhdistän jatkuvasti matkapuhelimia, kiintolevyjä ja vastaavia USB: n kautta tietokoneeseen, syökö se enemmän sähkölaskua? Vai käyttävätkö USB-portit sähköä vain ottamalla sen käyttöön joka tapauksessa, joten se ei vaikuta virrankulutukseen?

Lyhyt vastaus: Todennäköisesti, mutta ei välttämättä; se ei tule olemaan vapaa voima, mutta se voidaan saada tehokkaammin. Se riippuu todella tietyn virtalähteen tehokkuuskäyrästä ja kohdasta, jossa käytät sitä (ja virrankulutukseen) on johon ohjelmisto vaikuttaa).

Pitkä vastaus:

USB-portti voi tuottaa enintään 500mA (USB1&2) ja 950mA (USB3) klo 5V joka antaa maksimiarvot 2.5W (USB1&2) ja 4.75W (USB3).

USB-portit eivät kuluta virtaa itse. Ilman mitään kytkettyä ne ovat vain avoimia piirejä.

Nyt, jos saat 1A (5W) USB3-portti, se lisää yleensä maailmanlaajuista energiankulutusta ~ 6W (virtalähteesi tehokkuudesta riippuen), mikä merkitsee 2 - 5% lisäystä tietokoneen virrankulutuksesta.

Mutta joissakin tapauksissa se voi olla erilainen.

Jos katsot jotain PSU-tehokkuuskäyrää (AnandTechiltä):

Näet, että hyötysuhde ei ole vakioarvo, se vaihtelee suuresti virtalähteeseen kohdistetun kuormituksen mukaan. Näet siinä 900W PSU pienellä teholla (50W että 200W), käyrä on niin jyrkkä, että kuorman lisääntyminen lisää huomattavasti tehokkuutta.

Jos tehokkuuden kasvu on riittävän korkea, se tarkoittaisi sitä Joissain tapauksissa tietokoneesi ei ehkä tarvitse itse tehdä ylimääräistä 5W pistorasiasta kun piirrät ylimääräistä 5W USB-portista.

Otetaan esimerkki tietokonepiirustuksesta 200W PSU: lla, jonka todellinen teho on 80% at 200W :

Computer power consumption : 200W
USB device power consumption : 5W
PSU efficiency at 200W  : 80.0%
Wall power consumption without USB : 200W / 80,0% = 250.00W

Nyt riippuen PSU: n tehokkuuskäyrästä välillä 200W ja 205W, USB-laitteen suhteellinen virrankulutus voi olla täysin erilainen:

<Case 1>
PSU efficiency at 205W  : 80.0%
Wall power consumption with USB : 205W / 80.0% = 256,25W
Wall power consumption of the USB device : 6.25W

Tämä on tavallista yksinkertaistettu Tapauksessa, jossa tehokkuus on sama, USB-laitteen virrankulutus vastaa siis 5W / 80.0% = 6.25W

<Case 2>
PSU efficiency at 205W  : 80,5%
Wall power consumption with USB : 205W / 80,5% = 254,66W
Wall power consumption of the USB device : 4.66W

Tässä tapauksessa PSU: n tehokkuus kasvaa välillä 200W ja 205W, joten suhteellista voimaa ei voida päätelläUSB-laitteen kulutus ottamatta huomioon koko tietokoneen virrankulutusta, ja suhteellinen lisäys pistorasiassa voi tosiasiassa olla pienempi kuin 5W.

Tämä käyttäytyminen tapahtuu vain siksi, että silloin PSU on liian vähän ladattu, joten se ei ole tavallinen tapaus, mutta se on silti käytännöllinen mahdollisuus.

<Case 3>
PSU efficiency at 205W : 82%
Wall power consumption with USB : 205W / 82% = 250,00W
Wall power consumption of the USB device : 0W

Tässä tapauksessa PSU käyttää samaa virtaapistorasiaan riippumatta siitä, minkä kuorman se vastaanottaa. Tämä on zener-säätimen käyttäytymistä, jossa kaikki tarpeeton teho kuluu lämmölle. Se on käyttäytymistä, joka voidaan havaita jonkinlaisessa huonolaatuisessa virtalähteessä erittäin pienellä kuormalla.

<Case 4>
PSU efficiency at 205W : 84%
Wall power consumption with USB : 205W / 84% = 244,00W
Wall power consumption of the USB device : -6W

Viimeinen tapaus on puhtaasti hypoteettinen tapaus, jossa PSU todella käyttäisi vähemmän virtaa suuremmalla kuormalla. Kuten @Marcks Thomas sanoi, että tätä ei voida havaita käytännöllisestä virtalähteestä, mutta se on silti teoreettisesti mahdollista ja todistaa, että vaisto Tanstaafl sääntöä ei voida aina soveltaa niin helposti.