Desmontando mitos informáticos: Las fuentes de "muchos watios"

En el mundillo de la informática, como en cualquier otro, existen diversos mitos o creencias generalizadas que se suelen tomar como universales e incuestionables, cuando suelen estar basadas en intereses comerciales o simplemente en el desconocimiento.

Uno de estos mitos informáticos es el de comprar una tarjeta gráfica atendiendo a su cantidad de memoria, como si ésta cantidad fuese lo importante a la hora de decidir lo "buena" o "mala" que es la tarjeta, este mito lo analizamos hace ya un tiempo aquí:

Desmontando mitos informáticos: Las tarjetas gráficas con "muchos megas"

En este artículo abordamos el tema de las fuentes de alimentación y su potencia, la potencia que deben tener estas fuentes para que no tengamos problemas con el PC o HTPC, para que no se "queden cortas".



Vamos a escarbar un poco en el funcionamiento de una fuente de alimentación, para entender qué fuente necesitamos realmente y porqué en el mercado se sobredimensionan tanto los watios necesarios.



1.- ¿Qué encontramos en el mercado?

No hay más que echar una ojeada a cualquier oferta de ordenador de tienda de barrio o incluso de las grandes tiendas de internet para ver que en cualquier equipo se ofrecen fuentes de alimentación de un mínimo de 500w como algo habitual, incluso en equipos para ofimática, sin gráfica dedicada.

Si nos vamos a equipos "gamer" o de gama alta, es totalmente normal ver ofertas con fuentes de 700, 750, o incluso más watios.

Es por esto que la conciencia general es que lo importante en una fuente de alimentación son "sus watios", que cuantos más watios mejor, y que dependiendo del ordenador que montemos, si lleva una tarjeta gráfica potente (no digamos si ponemos dos gráficas en SLI / Crossfire), necesitaremos entre 500 watios y un condensador de fluzo.



2.- ¿Como funciona una fuente de alimentación?

Para poder hablar con propiedad del tema y sacar conclusiones mínimamente coherentes es necesario que analicemos cómo funciona una fuente de alimentación y también como funciona el ordenador al que está alimentando esta fuente.

No vamos a entrar en las cuestiones de que las fuentes pueden tener una o varias líneas de 5v y 12v, con potencias diferentes entre ellas, porque esto sería tema para otro artículo, y además creo que no es para nada necesario entrar en esa profundidad y no nos va a aportar mucho en éste.


2.1.- Watios reales de una fuente

Esta es una cuestión muy importante, la primera que debemos analizar, y a la que no se le suele prestar mucha atención. Es una realidad que la gran mayoría de fuentes de alimentación que se venden no son capaces de dar la potencia que se supone pueden entregar. Podríamos decir que esto es simple y llanamente publicidad engañosa, pero es así.

Si alguien espera comprar una fuente de alimentación de supuestamente 500 watios por 10 o 20 euros y que esa potencia sea real, ha de saber que seguramente esa fuente no pueda dar ni 350w reales. Las fuentes baratas, oem, o sin marca, o como las queramos llamar, además de engañar con la potencia, suelen tener componentes de muy mala calidad, eficiencia nefasta y a causa de todo esto, además, funcionamiento muy ruidoso y un gasto excesivo de electricidad.

En el anterior artículo que trataba el tema del ruido de las fuentes de alimentación ya vimos que una fuente barata de 460w se quemó al llegar a un consumo de 360w, mientras una fuente de calidad de "solo" 400w era capaz de alimentar sin problemas el mismo ordenador:

REVIEW: Comparativa de ruido de fuentes de alimentación.

Esto lo saben los fabricantes de hardware, y es por eso que prefieren curarse en salud: se da el caso de tarjetas gráficas para las que el fabricante anuncia frases del tipo "Requiere fuente de alimentación de al menos 500w" cuando con 300w tendría de sobra.

Aquí tenemos la primera razón para comprar una fuente de calidad, y no una marca Nisupu de 500w.


2.2.- ¿Qué es una fuente de alimentación?

Una fuente de alimentación es un dispositivo que toma la corriente alterna de nuestra línea de electricidad (220v y 115v en algunos países) y la transforma en corriente contínua (5v y 12v). Este es un proceso en el que se pierde una parte de la energía, que es consumida por los componentes de la fuente de alimentación, y que se transforma en calor.

La potencia marcada en una fuente en teoría es el máximo de potencia que puede entregar al PC, pero el consumo de la fuente variará en funcion del consumo del PC, rara vez (o nunca, normalmente) llegaremos a poner la fuente al 100% de su capacidad.

Por ejemplo, podemos tener una fuente de alimentación de 500w que esté "alimentando" un ordenador que consume 200w. Si medimos la potencia que consume la propia fuente, no veremos ni 500w ni 200w, sino unos 250w.

¿De donde salen esos 250w? Son fruto de los 200w que consume el ordenador más los 50w que necesita la fuente para convertir la energía eléctrica de 220v alterna a las líneas de 5 y 12 voltios que necesitan los componentes de ordenador. Importante comentar que esos 50w que consume la fuente se convierten en calor, y ese calor hay que sacarlo de la fuente para que no acabe quemándose.

Cuando vemos la potencia que figura en la pegatina de la fuente, supuestamente esta cifra es la cantidad máxima de watios que puede entregar. En el ejemplo de la fuente de 500w, podríamos llegar a "alimentar" un ordenador que consumiese 500w, pero puede ser y de hecho casi siempre es menos de 500w. Sería como comprar un coche de 200 cv y pensar que el coche solo es capaz de ir a 230 km/m dando siempre los 200cv de potencia.


2.3.- Consumo del ordenador y consumo de la fuente

Hemos visto en el punto anterior un ejemplo en que las piezas del ordenador (el ordenador en sí) consumían 200w, pero sin embargo la fuente consumía 250w porque ella misma "desperdicia" 50w haciendo la transformación de la energía.

Es por esto que estrictamente hablando no es lo mismo lo que consume el ordenador y lo que consume la fuente. La potencia que se indica "en la pegatina" de la fuente se refiere a lo que puede consumir el ordenador que conectemos a ella, pero como la fuente consume ella misma cierta cantidad de energía para el proceso, la realidad es que una fuente puede consumir más de los watios que indica "su pegatina".

Para verlo claro, digamos que tenemos un ordenador que consume 500w conectado a una fuente de 500w, pues bien, la fuente entrega 500w, pero consume 625w, porque los 125w extra los usa ella para hacer tu tarea. Es esta situación la fuente debería funcionar bien sin quemarse, pues estaría funcionando al 100% de su capacidad, pero no por encima de ese máximo.


2.4.- La eficiencia

La eficiencia de las fuentes de alimentación es algo a lo que históricamente no se le ha dado importancia alguna. Tan solo desde hace unos años con la estandarízación de los certificados 80+ existe algún tipo de control y garantías en este aspecto, el cual vamos a ver que es súmamente importante.

La eficiencia se mide en un porcentaje que indica la cantidad de energía que la fuente es capaz de entregar con respecto a la que consume. Si por ejemplo una fuente tiene una eficiencia del 80% quiere decir que de cada 100w que consume, 80w se convierten a energía utilizable por el ordenador.

Dicho de otro modo, y volviendo al anterior ejemplo, si nuestro ordenador consume 200w, la fuente consumirá por ejemplo 250w. La fórmula para el cálculo sería la siguiente:

Consumo de la fuente = Consumo en watios del PC * (1/(Eficiencia de la fuente/100))

En el mercado podemos encontrar fuentes muy baratas, pero con eficiencias pésimas, inferiores al 60% o incluso al 50%, aplicando la fórmula vamos a ver cuanto consumiría el mismo ordenador con diferentes fuentes de diferentes eficiencias:



En el 100% de eficiencia la fuente no consumiría nada, daría la misma potencia que consume, pero claro, un 100% de eficiencia es físicamente imposible

Volviendo al ejemplo anterior, vemos que si la fuente consume 250w es que su eficiencia es de un 80%.

Recordemos que la diferencia entre los 200w que consume el PC y lo que consume la fuente realmente se convierte en calor dentro de ésta (hay que sacar ese calor). Normalmente ese calor se saca con un ventilador que mueve el aire para sacarlo de la fuente. ¿será mas fácil sacar los 10w de calor en la fuente de más calidad o sacar 200w de calor en la peor? ¿Que fuente creéis que será más ruidosa?....

Quizás alguno de vosotros que pensaba que no merecía la pena gastar más de 20 euros en una fuente esté empezando a cambiar de opinión....


2.5.- Comenzamos a rizar el rizo: La eficiencia no es fija

Aunque ya sabemos que la fuente tiene un consumo variable, el cual dependerá de lo que necesite el ordenador, hemos visto la eficiencia como si se tratase de un valor fijo en cada fuente de alimentación, pero esto no es así.

Como ya hemos visto, en una fuente de x watios (500 por ejemplo) podremos tener un ordenador que consuma desde 0w hasta 500w. 50w sería un 10% de carga, 100 watios un 20%, 250w un 50%.... y 500w un 100% de carga.

Pues bien, la eficiencia de una fuente no siempre es la misma, sino que dependerá de la carga de trabajo a la que sea sometida, estando el punto de eficiencia máxima normalmente en un 50% de carga. Esto quiere decir que el punto de máxima eficiencia en una fuente de 500w serían unos 250w de carga (la mitad de 500, un 50%).

En una carga baja, inferior al 20%, la eficiencia suele ser la peor, conforme nos acercamos al 50% de carga la eficiencia va mejorando hasta encontrar su mejor valor en el 50%, y al pasar de 50% de carga volvemos a ir "empeorando" la eficencia, hasta llegar al 100% de carga.

Normalmente eso sí, la eficiencia a altas cargas es mejor que a pocas, al 100% de carga tendremos mejor eficiencia que al 20%, y por debajo del 20% la eficicencia cae mucho (es muy mala).

Vamos a verlo con un gráfico de una fuente cualquiera, una Cooler Master SilentPro M2 de 720w:



En el gráfico vemos dos líneas, la azul que es si conectamos la fuente a una línea de 220-230v (las nuestras) y la morada si lo hacemos a una de 115v. Como se ve, la fuente es más eficiente si se conecta a 230v.

Centrándonos en la línea azul (la de 220w, vemos que al 20% de carga la eficiencia es de casi un 86%, conforme aumentamos la carga subimos eficiencia hasta caso un 89% al 50% de carga, y a partir de ahí vuelve a bajar hasta llegar a un 88% de eficiencia al 100% de carga. Si viésemos la eficiencia en cargas por debajo de 20% veríamos que caería mucho.


2.6.- Las certificaciones 80 PLUS

Hasta no hace demasiados años era imposible saber de forma mas o menos clara qué eficiencia tendría una fuente de alimentación o saber si el PFC era activo o pasivo*. Afortunadamente aparecieron las certificaciones 80+ que nos permiten saber que una fuente tiene un mínimo de calidad y eficiencia.

Estas certificaciones lo que nos dicen es que esa fuente tiene al menos cierta eficiencia, y por lo tanto, podemos esperar de ella cierta calidad y nivel de silencio, además de un consumo razonable.

Actualmente existe desde el 80+ (certificación mas básica) hasta el 80+ Titanium, que es la más nueva y exigente. Esta Titanum es tan exigente que poquísimas fuentes del mercado cuentan con ella:



En el gráfico vemos desde el 80+ hasta el 80+ Platinium. Para entenderlo analizamos por ejemplo la certificación 80+ Bronze, y vemos que ésta exige una eficiencia de al menos un 82% a un 20% de carga, 85% al 50% de carga y 82% al 100% de carga.

Así, por regla general es mejor una fuente con el 80+ Silver que con el 80+ Bronze, pero no podemos tampoco generalizar, pues aparte de la eficiencia, algo muy importante en una fuente es que sea silenciosa. Normalmente a más eficiencia menos energía desperdiciada y menos movimiento de aire necesario para refrigerar la fuente, por ende, lo normal es que el ventilador vaya más despacio y sea más silenciosa.

Decimos "lo normal", porque no siempre es así, yo personalmente me he encontrado con alguna fuente 80+ Silver que no era tan silenciosa como algunas 80+ Bronze, por lo que sería preferible la bronze.

*El PFC (Factor de correción de potencia) es un tema en el que no nos vamos a meter en este artículo para no extendernos demasiado, tan solo comentaremos que hay dos tipos, activo y pasivo y que el activo es mejor. Todas las fuentes actuales de calidad tienen PFC activo.



3.- Buscando la fuente ideal

Lo que en principio era un artículo para saber de cuantos watios tenía que ser la fuente que comprásemos se ha vuelto una explicación de cómo funcionan, pero en este punto vamos a retomar este primer propósito.

Sabiendo que la mayor eficiencia de una fuente y donde mejor trabaja es en un 50% de carga, con lo que hemos visto parece que lo mejor será saber cuanto consume nuestro ordenador y buscar una fuente del doble de esa potencia, para que de esta forma la fuente trabaje el 50% de su carga.

Si nuestro ordenador consume por ejemplo 150w la mejor fuente será de 300w, en cambio para un ordenador que consuma 200w, lo mejor será una fuente de 400w, si consume 300w la fuente ideal será de 600w..... parece que tiene su lógica, ¿no?

Claro que... ¿cuanto consume un ordenador? es lo primero que tendremos que saber....

3.1.- El consumo de un PC / HTPC

A continuación vamos a mostrar un gráfico donde podemos ver las mediciones de consumos que hemos tomado en distintos equipos. Estos consumos son consumos máximos usando el test de estrés de fuentes de alimentación del OCCT, con lo que es una situación de consumo máxima para cada ordenador, que dificilmente podremos reproducir en un uso digamos "real" del ordenador:




Importante matizar que ese consumo es el que hace la fuente de alimentación, con lo que realmente el PC consumirá menos, ya que parte de esa potencia la usa la fuente para realizar su tarea.

Como podemos ver el equipo que tiene un consumo más alto es el que tiene un procesador Intel i5 4570S y una gráfica Gforce 770, que es una gráfica que consume bastante. Aun así, el consumo máximo está ligeramente por encima de los 300w.

Los consumos de los demás equipos son inferiores a 300w, siendo la APU que más consume el AMD 7850k con 160w.

3.2.- Fuente a poner según este consumo máximo

Para estos equipos el consumo máximo es inferior a 300 watios en todos los casos.

Recordemos que hemos visto que el punto máximo de eficiencia de las fuentes está al 50% de carga, por lo que lo ideal es que trabajen en ese punto, y por lo tanto, habíamos establecido de poner una fuente del doble de potencia al consumo del PC. Si hacemos esto tendríamos que poner una fuente de 550w para el i5 con tarjeta gráfica dedicada, y una fuente de 100 watios para el i3 de bajo consumo.

3.3.- El consumo máximo es justo eso... máximo

Hemos dicho que estos consumos son resultado de pasar un test sintético que estresa al equipo hasta el límite, y que en un uso normal del equipo nunca llegaremos a esas cifras.

Pero eso es lo de menos, lo realmente importante aquí es que los ordenadores (tanto las CPUs como las GPUs) desde hace muchos años llevan sistemas de ahorro de energía que bajan la frecuencia y el voltaje cuando se están usando para tareas que no exigen el máximo de potencia. (SpeedStep en el caso de Intel y Cool & Quiet en el de AMD).

Como resultado de esto, un ordenador actual en un uso ligero (navegar por internet, descargar, etc) consume entre 20 y 35 watios. Si hablamos de reproducir un vídeo HD, un equipo actual puede consumir unos 60 watios como mucho.

La mayor parte del tiempo usamos los PCs y HTPCs en ese tipo de tareas, es por esto que en este punto tenemos que plantearnos, ¿Realmente sentido tiene comprar la fuente atendiendo al consumo máximo?. La respuesta en nuestra opinión es claramente NO, no tiene sentido.

3.4.- ¿Que fuente necesitamos realmente?

Si la mayor parte del tiempo el PC va a consumir entre 20 y 60 watios nos encontramos con que con una fuente de "tan solo" 300 watios ya estamos por debajo del 20% de carga, que precisamente es donde las fuentes son menos eficientes. Es por esto que no tiene sentido comprar fuentes de "muchos watios", 300w ya es hasta excesivo para la mayoría de los ordenadores.

Es por esto que la fuente que viene mejor al PC es una de la menor potencia posible, pero que sea capaz de alimentar al PC en momentos de carga máxima sin problemas, si volvemos a la gráfica donde analizábamos el consumo máximo de varios ordenadores, una fuente de 300w es suficiente para todos ellos, posiblemente incluso para el i5 de 95w con la ATI 6850. Al fin y al cabo, incluso ese PC en uso normal consumirá bastante menos de 100w, dejando a la fuente de 300w por debajo del 50% de carga.

Tan solo en caso de equipos con gráficas que consuman mucho, o por supuesto en configuraciones con varias gráficas sería necesario montar fuentes de más de esos 300w, pero aun así, es complicado necesitar más de 500 watios, cifra que está vista como una fuente de baja potencia a tenor de la oferta de fuentes actual.

Sí que habría que comentar aquí que tampoco es recomendable ajustar al máximo y comprar una fuente de 300w si el PC consume en carga esos 300w. La razón es que como ya hemos comentado antes brevemente, las fuentes tienen una o varias líneas de 5v y 12v, y se podría dar el caso de un PC que consumiese esos 300w pero una fuente de 300w fuese insuficiente por quedarse corta en una de esas líneas. No obstante recordemos que los 285w de consumo que indicamos para ese PC corresponden al consumo de la fuente, no al de los componentes, que sería menor.


4.- Conclusiones

Hemos visto que comprar una fuente de mala calidad no merece la pena porque no nos dará los watios que anuncia, su eficiencia será muy baja, hará que el ordenador consuma más y además será ruidosa (aspecto en el que no hemos entrado en este artículo, pero que es de suma importancia).

Queda claro que es un absurdo y un despercidio montar las fuentes de la potencia que solemos montar, y que tan solo estaría justificado en el caso de fuentes de muy mala calidad, justo esas fuentes que están muy lejos de ofrecer la potencia que anuncian, y que son una mala compra.

Siempre que montemos una fuente de calidad, hechas por un fabricante como FSP, Seasonic, Enermax o HEC, podemos estar tranquilos de que con 300w tenemos de sobra para la mayoría de los PCs que podamos montar. A día de hoy una opción excelente es la Be Quiet Pure Power L8 de 300w:



Be Quiet Pure Power L8 300w en Amazon

Esta fuente tiene un precio muy bueno considerando que es una fuente de sobrada calidad y totalmente silenciosa (la cual está fabricada por FSP). Si necesitamos más potencia, el mismo modelo pero en 400w también lo fabrica FSP también y solo se escuchará algo (mínimamente) a partir de los 300w de carga:

Be Quiet Pure Power L8 400w en Amazon

Si tenemos un equipo tan "monstruoso" que necesitamos aún más potencia, las Pure Power de más de 400w (fabricadas por HEC) son una buena alternativa a buenos precios, teniendo además modelos modulares:

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Aunque hay que decir que no llegan al nivel de silencio de las de 300-400w fabricadas por FSP. Es por esto que si queremos lo mejor en "sabores" de más de 400w, las Straight Power E9 son todas fabricadas por FSP y son prácticamente inaudibles (de hecho llevan la certificación 80+ Gold):

Be Quiet Straight Power E9 CM 480w (modular)
Be Quiet Straight Power E9 500w en Amazon

Y esto en ATX. Si la caja admite fuentes SFX (más pequeñas) la misma Be Quiet nos ofrece buenas alternativas con las SFX Power 2:



Be Quiet SFX Power 2 de 300w en Amazon
Be Quiet SFX Power 2 de 400w en Amazon

Por supuesto, cada vez proliferan más los equipos de pequeño tamaño con fuentes PicoITX (externas). Las ventajas que tenemos en este caso son que estas fuentes suelen tener una buena eficiencia, y sobre todo que son totalmente pasivas (ruido cero), y que por supuesto, vienen incluídas en algunas cajas, con lo que al comprar la caja ya no tenemos que hacer gasto en la fuente.

En este caso, al ser fuentes de 60-150w tenemos que prestar atención a los consumos máximos del equipo, pero un i3 de bajo consumo (TDP de 35w, como el 4130T) puede ser montado con una fuente de 60w sin problemas, y un i3 de 54w (como el 4130 o 4330) lo podemos montar con una fuente de 75w.




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El redactor de este artículo es colaborador de forodvd en los foros de Informática general y HTPC, y responsable de elhtpc.es