Inside be quiet!

14.01.2015
Il était une fois, la Straight Power 10

Dès le début de l’aventure, nous avons tout mis en œuvre pour vous offrir le meilleur de la technologie avec cette nouvelle génération, et faire en sorte que ces nouveaux modèles surpassent réellement les gammes précédentes. Dans ce numéro d’INSIDE be quiet! nous vous proposons de découvrir les différentes étapes qui nous ont permis d’atteindre cet objectif. Au lieu de vous noyer sous une multitude de chiffres, nous allons vous raconter l’histoire de cette gamme, de sa création à son lancement et donner, à tous ceux que cela intéresse, un éclairage plus technique. Vous comprendrez ainsi à quel point nous investissons pour vous satisfaire pleinement et pour répondre aux standards de qualité les plus exigeants.

C’est parti pour un tour dans nos labos et en compagnie de nos chefs produits.

 

Tout a commence par…

Avant le développement de la gamme Straight Power 10, nous avons effectué une étude de marché, basée sur les tendances, les analyses des testeurs, les retours de nos revendeurs et surtout les commentaires issus de notre communauté. A partir de ce moment là, nous avons commencé à établir un cahier des charges détaillé pour définir les caractéristiques et le design. Le seul paramètre qui était fixé avant même l’étude de marché, c’est le prix. Celui-ci ne devait pas excéder le niveau tarifaire de la génération précédente.

Nous avons ensuite comparé la Straight Power E9 avec notre projet de Straight Power 10 : quelles étaient les caractéristiques offertes par la plateforme existante par rapport à ce que nous souhaitions proposer et par rapport à ce qu’il était réellement possible de réaliser. Après la conception de nombreux prototypes, nous avons élaboré une version qui rassemblait des caractéristiques pointues et la plupart des améliorations réclamées par nos utilisateurs, à un niveau de qualité irréprochable, preuve que nous étions sur le bon chemin.


Le retour du marché, un challenge et une source de motivation

Comme vous l’avez compris, nous accordons une importance toute particulière aux retours des testeurs et encore plus particulièrement à ceux de nos clients et de nos revendeurs. Nos ingénieurs sont constamment en veille et gardent bien évidemment un œil sur les produits concurrents, leur prix et leurs caractéristiques. C’est en prenant en compte ces différents éléments qu’ils définissent le positionnement marché des nouvelles gammes et les objectifs associés à ce développement, plaçant la barre toujours plus haut que les modèles existants du marché.

Nos équipes se posent de nombreuses questions : Quelles sont les caractéristiques techniques et le niveau de rendement attendu ? Est-il nécessaire de proposer une gestion modulaire des câbles? Quelle longueur de câbles faut-il offrir ? Mais nous ne devons pas seulement répondre aux attentes des clients mais également nous conformer aux exigences techniques et réglementaires des autorités et des fabricants de composants.

Les nouvelles Straight Power 10 devaient remplir deux objectifs techniques : obtenir une meilleure stabilité des tensions et atteindre un niveau sonore encore plus faible.

Un but atteint en travaillant sur l’amélioration du 12 V, notamment pour l’alimentation des cartes graphiques et en intégrant nos propres ventilateurs, les SilentWings 3.

Pour atteindre ces objectifs et maintenir un niveau tarifaire équivalent à celui des Straight Power E9, nous avons choisi parmi plusieurs plateformes et technologies. En collaboration avec nos partenaires, nous avons développé un produit plus proche de nos attentes, un produit qui se veut irréprochable.


Intégrer la technologie DC-to-DC

Première étape, la plateforme de la Straight Power 10 a été totalement repensée. Rapidement, nous avons choisi d’intégrer la technologie DC to DC, répondant ainsi au souhait émis par de nombreux utilisateurs.

Dans les Straight Power 10, le transformateur produit uniquement du 12 V, qui est ensuite corrigé par des régulateurs de tension. Cette sortie 12 V fournit non seulement les rails 12 V mais également le 3,3 V et le 5 V via le convertisseur DC to DC. L’utilisation de la technologie DC to DC (un seul transformateur) permet d’obtenir des tensions plus stables et une meilleure régulation qu’avec les générations précédentes comme les Straight Power E9 par exemple. Grâce à un excellent facteur de cross loading, les Straight Power 10 sont parfaitement adaptées aux dernières générations de processeurs Haswell d’Intel.

La bobine de sortie du 5 V est désormais séparée, contrairement à la configuration des Straight Power E9 ; c’est un composant additionnel. Dans les E9, la bobine était combinée avec celle du 12 V. Principal avantage, il ne peut plus y avoir d’interférence inductrice. Nous avons également intégré deux nouveaux circuits intégrés sur la partie DC. Un pour le rail 12 V (SR = synchronous rectifier) et un sur les convertisseurs 5 et 3,3 V. Utiliser deux circuits intégrés permet de gérer la régulation de manière indépendante et d’améliorer la stabilité.

La photo illustre un des premiers prototypes de Straight Power 10, qui s’avère finalement assez proche du modèle final.

Early Straight Power10 prototype


Réduire le bruit jusqu’à atteindre le silence quasi absolu

Pour atteindre cet ambitieux objectif, nous avons modifié deux éléments fondamentaux. Tout d’abord, nous avons remplacé les condensateurs à film dans la zone de correction du facteur de puissance (PFC) avec une fixation à enroulement plus robuste, pour éliminer les bruits haute fréquence et ainsi supprimer totalement les bruits électriques. Plus de dix composants ont été testés avant de sélectionner ceux utilisés dans les Straight Power 10.

Comme vous le savez, éliminer le bruit signifie réduire au maximum les sources de vibration. La deuxième étape, qui visait à réduire le niveau sonore des blocs, s’est avérée plus difficile : développer un nouveau ventilateur et un nouvel espace pour l’accueillir.

Nous avons travaillé avec nos partenaires pour concevoir un ventilateur intégrant un moteur six pôles et un mécanisme FDB (Fluid Dynamic Bearing). Spécialement conçu pour les Straight Power 10, il fonctionne efficacement à moins de 200 tours/min et tourne de manière fluide, légèrement au-dessus de 3V.

Il est également important de souligner que ce nouveau ventilateur ne génère aucun bruit mécanique lié au moteur, au mécanisme, ou au flux d’air, même à très faible charge. La Straight Power 10 est la première alimentation à émettre un bruit inférieur à 10 dB(A) à faible charge. Pour réduire encore un peu plus les turbulences, nous avons également travaillé sur les interstices entre les grilles situées au-dessus du boîtier, sur la distance entre la grille et le ventilateur, ainsi que sur la disposition des composants sur le PCB.

Le système électronique de pilotage du ventilateur a également été modifié, afin de lui permettre de pouvoir démarrer juste au-dessus des 3 V. Cette étape a nécessité, à elle toute seule, d’importantes ressources et de longues semaines de développement, mais elle a permis d’atteindre un niveau de silence et de qualité, jusque-là inégalé.

Etudions maintenant plus en détails les évolutions apportées sur le design et les fonctionnalités de ce bloc.

Il ne vous aura pas échappé que le ventilateur n’est pas le seul élément à avoir été modifié. La forme même de l’espace qui accueille ce ventilateur a été totalement remodelée. L’utilisation d’une forme en corolle nous a permis de réduire les turbulences de manière significative, tout en garantissant un flux d’air constant.

Le moteur six pôles que nous avons développé, associé à l’excellent mécanisme, garantit un flux d’air parfaitement silencieux quelle que soit la vitesse de rotation nécessaire. Comme nous l’avons déjà mentionné, le ventilateur de la Straight Power 10 tourne à moins de 200 tours/min autour des 3 V et permet ainsi au bloc d’émettre moins de 10 dB(A) tout en étant ventilé. Face à cela, les blocs semi passifs s’avèrent tout simplement inutiles.

A 190 tours/min le ventilateur tourne de manière parfaitement fluide

Atteindre un tel résultat a nécessité de longues heures de travail et de nombreux tests dans des chambres sourdes. Nous avons même modifié notre propre chambre anéchoïque, afin qu’elle soit parfaitement isolée, grâce à l’utilisation d’un nouveau matériau isolant sur ses parois internes.


Une solution aux problèmes liés aux cartes graphiques haute performance.

Une fois encore, nous avons entendu de nombreux utilisateurs se plaindre des bruits haute fréquence générés par leurs cartes graphiques, sous certaines conditions de charge. De nombreux fabricants d’alimentations peinent à reconnaître leur part de responsabilité sur ce sujet. Les mécanismes liés aux économies d’énergie font subir aux cartes graphiques actuelles de fortes variations en quelques microsecondes. A forte charge, cela peut générer des fluctuations très importantes sur les lignes de PCI Express, entraînant des oscillations sur les bobines du convertisseur de tension de la carte graphique ou de l’alimentation. C’est ce que l’on perçoit comme un bruit haute fréquence.

Cette discussion devient encore plus compliquée quand il s’agit de savoir si le choix d’une structure mono rail ou multi rail peut permettre d’apporter une réponse à cette problématique. Mais le problème réside ailleurs. Ces soudaines fluctuations de charge génèrent des pics totalement irréguliers et requièrent des pointes d’alimentation que la plupart des blocs ne peuvent pas fournir aussi subitement. Un fonctionnement qui est à la source des bruits mentionnés ci-dessus, générés par les bobines du convertisseur de tension.

be quiet! a recherché une véritable solution pour palier ce problème. Nous avons décidé d’agrandir la capacité de nos condensateurs électrolytiques sur le rail 12 V, avec 4 condensateurs sur le PCB principal . Nous avons également installé des condensateurs solides (faible courant ripple) pour les PCB avec gestion des câbles, afin de filtrer directement les pics liés à la demande des cartes graphiques.

Si l’on compare par rapport à la gamme Straight Power E9, nous avons sérieusement amélioré la capacité et la stabilité de nos condensateurs, ce qui permet d’obtenir une meilleure fiabilité et une meilleure gestion des variations de charge. Cela garantit également à l’alimentation, une durée de vie nettement supérieure.

Cet exemple montre à quel point il est utile d’être à l’écoute et de travailler en étroite collaboration avec les différents acteurs du marché. Des changements apparemment anodins apportés sur divers composants peuvent avoir une incidence majeure sur le fonctionnement de l’alimentation. C’est pourquoi nous travaillons énormément sur les problèmes de compatibilité.

 

Pour preuve, certains fabricants sont obligés de proposer des blocs de plus de 850 W pour pouvoir gérer correctement ces flux de charges (sans toutefois parvenir à enrayer ces problèmes de bruits haute fréquence). Avec la Straight Power 10 500 W, nous avons réussi brillamment tous les tests et benchmarks, en silence ! Les tests ont été effectués avec une plateforme Z97 et différentes cartes graphiques, parmi lesquelles une GTX Titan-Z et une R9-295X2. Avec une telle configuration, le système est resté stable et l’alimentation quasi inaudible, même à plus de 100% de charge.

(Veuillez noter que nos procédures de test visent à montrer la supériorité des Straight Power 10. Cependant il est préférable d’utiliser un modèle de 650 W minimum dans des systèmes qui sont voués à tourner en sous charge de manière permanente.)

C’est également suite à vos remarques que nous avons allongé le câble du connecteur EPS 8 pin (alimentation du processeur) sur les nouvelles Straight Power 10. Un petit détail qui permet d’installer ce bloc dans de très grands boîtiers. Dans le même esprit, nous avons modifié la couleur des connecteurs des câbles modulaires, les passant tous en noir. Enfin, conséquence logique du problème abordé précédemment, nos connecteurs PCI Express comptent désormais 12 pins, afin d’offrir un câble dédié à chaque connecteur. Bien entendu, nous évaluons les calibres pour pouvoir gérer les pics de performance nécessaires aux cartes graphiques.


Conclusion

Comme vous avez pu le constater par vous-même, nous avons tout mis en œuvre afin de vous proposer une nouvelle génération bien supérieure à la précédente ; des évolutions que seuls une étude minutieuse du marché et de ses évolutions et le retour constructif de nos clients ont rendu possible.

Notre but est de continuer à vous apporter le meilleur de la technologie, de vous proposer des produits sans cesse améliorés, notamment en terme de performance et de silence. C’est la raison pour laquelle nous investissons tant sur chaque projet.

Résultat de tous ces efforts, les Straight Power 10 ne peuvent que vous convaincre, car elles allient à la perfection, avancées technologiques, sens du détail et engagement qualité.