¿Sabes qué voltaje de la fuente usa cada componente de tu PC?

Cuando echas un vistazo a la tabla de potencia de una fuente de alimentación moderna verás que, por norma general, tendrán estos tres voltajes (algunas todavía mantienen los raíles de -12V y +5Vsb, pero están ya en desuso en los sistemas más modernos y muchos fabricantes ya suelen incluso ignorarlos en las tablas de potencia incluso aunque sus fuentes todavía los porten). Además, cada uno de los raíles además de expresar su tensión en voltios, vienen acompañados de la intensidad de corriente que son capaces de proporcionar, medida en amperios.

Este es un simple ejemplo de una tabla de potencia de una fuente de alimentación para PC, pero vamos a centrarnos en los voltajes principales con los que trabaja un ordenador para que podáis saber para qué sirve cada uno de ellos, y por qué un PC opera a distintos voltajes, ya que de lo contrario no sería necesario todo esto.

¿Por qué funcionan a diferentes voltajes?

El primer PC, creado por IBM, solo suministraba dos tipos de voltaje diferentes: +12V y +5V (suministraba también -12V y -5V pero con cantidades muy limitadas de energía). La mayoría de los microchips de aquella época funcionaban a 5V, pero para algunas partes con motores como los discos duros y los ventiladores, era necesaria una mayor tensión, y por eso se incluía el raíl de +12V. Además, a medida que fue creciendo la demanda de periféricos, el raíl de +12V de las fuentes de alimentación fue cobrando más importancia porque era el que utilizaban.

Por su parte, el raíl de -12V era principalmente para el puerto serie RS-232, mientras que el de -5V era para los periféricos en el bus ISA, como las tarjetas de sonido, pero realmente nunca fue utilizado por nada más que aquello y por eso desapareció.

Más adelante, cuando Intel desarrolló en 1995 el estándar ATX para las fuentes de alimentación, los microchips comenzaron a utilizar menor voltaje y fue necesario implementar el raíl de +3.3V. Así, desde 1995 y el famoso 80486DX4 las fuentes de alimentación comenzaron a contar con los tres principales raíles que tienen las fuentes de alimentación modernas: 12, 5 y 3,3 voltios.

El conector ATX de la fuente proporciona en sus múltiples cables y conexiones de alimentación todos los voltajes necesarios directamente a la placa base. Otra adición del estándar ATX fue la adición del raíl de +5Vsb (en espera) para proporcionar una pequeña cantidad de energía «en espera» incluso con el PC apagado, pero como comentamos al principio dados los estados de energía del PC esto ya es innecesario a día de hoy y muchas fuentes ya no lo tienen siquiera.

¿Qué voltaje utiliza cada componente del PC?

Tras lo explicado antes, ya sabréis que las fuentes de alimentación tienen varios voltajes diferentes por los requisitos eléctricos de cada uno de los componentes de hardware de un PC, así que ahora es el momento de ver qué componente utiliza cada uno de los voltajes, y sobre todo por qué no se unifica todo para que todo funcione con un solo valor de tensión.

• +12V: procesador, tarjeta gráfica, ventiladores y algunas tarjetas de expansión PCIe. También es el voltaje principal de la placa base, si bien debe pasar por sus propios VRM para regularlo. En general es el raíl que da servicio a los componentes de hardware que tienen mayor consumo.
• +5V: discos duros mecánicos, unidades ópticas, algunas tarjetas de expansión PCIe y USB. Todos los puertos USB de un PC funcionan a 5V, y eso incluye los periféricos que se conectan a ellos.
• +3,3V: memoria RAM y SSDs en formato M.2. Además, todos los zócalos PCIe también son capaces de proporcionar +3.3V.

El motivo por el que las fuentes tienen diferentes valores de tensión y por ello diferentes raíles es por los requisitos eléctricos de los componentes. A medida que los transistores se fueron haciendo más y más pequeños en los chips, se hizo preferible que operaran con valores de voltaje más pequeños, y esto se hizo cada vez más imperativo a medida que aumentó la densidad de transistores en los procesadores.

Para suministrar grandes cantidades de energía a bajo voltaje al procesador, desde la era Pentium las placas base comenzaron a incorporar un regulador de voltaje para poder controlar ellas mismas qué tensión e intensidad de corriente se le suministra a cada componente. Los procesadores más modernos pueden requerir hasta 100 A a 2V o menos, por lo que no es práctico sacar estos valores del raíl de +12V pudiendo hacerlo de otro que funcione a menor voltaje, ya que supone menos trabajo para el regulador.

Nuevos conectores de alimentación

Han permanecido inalterados durante muchos años, mientras el hardware evolucionaba y aumentaba su consumo. Intel ha actualizado el conector de alimentación del procesador para simplificarlo mucho. NVIDIA por su parte ha decidido lanzar un nuevo conector de alimentación para las tarjetas gráficas.

Estándar Intel ATX12VO

El nuevo estándar ATX12VO promovido por Intel pretende terminar, en cierto modo, con esto. Actualmente la regulación y conversión de voltajes se realiza en la fuente de alimentación, y es ésta la que le proporciona a cada componente el voltaje que necesita; este estándar promueve que la fuente de alimentación funcione tan solo a 12V (el 12VO significa 12 volts only) y que sean los propios componentes, como la placa base, los que realicen la conversión de voltaje a los valores que necesitan.

Que la fuente de alimentación dejara de producir los diferentes voltajes reduciría efectivamente el número de cables que saldrían de la fuente de alimentación en un PC, al mismo tiempo que aumentaría considerablemente su eficiencia al reducir el número de fases de conversión que tendría que llevar. Sin embargo, produciría un efecto adverso en el resto de componentes, ya que ahora tendrían que integrar sus propios conversores de voltaje encareciendo su precio y reduciendo su propia eficiencia, por lo que esta es una medida considerada completamente inútil.

Dicho de otra manera, el estándar ATX12VO aumentaría la eficiencia de las fuentes de alimentación y reduciría su coste, pero a cambio aumentaría el coste del resto de componentes y reduciría su eficiencia, dando como resultado… nada. Los componentes de un PC van a seguir requiriendo cada uno ciertos voltajes determinados y la conversión, se produzca en la fuente, en la placa base o en el propio componente, tendrá que seguir teniendo lugar. Por ahora ningún fabricante se ha planteado la opción de cambiar el modo de funcionamiento de sus dispositivos para que funcionen a 12V únicamente, así que esto es lo que hay por ahora.

De lo que no hay duda es de que siempre que vayas a instalar una nueva en un ordenador debes tener en cuenta todo ese gasto acumulado que necesita cada elemento que forma parte del equipo y que, de otra manera, no podrá siquiera funcionar. Así que no escatimes porque, sin duda, estamos ante uno de los componentes clave de tu PC.

Nuevo conector 12VHPWR de NVIDIA

Este conector nace del aumento de consumo de las tarjetas gráficas, especialmente de las de NVIDIA. La compañía se enfrentaba al problema de que los modelos de más alta gama necesitaban tres conectores PCIe de 8 pines. Cada conector de estos ofrece hasta 150 vatios de potencia bajo una tensión de 12 voltios.

Para no tener que instalar tantos conectores y simplificar la gestión del cableado NVIDIA ha desarrollado el estándar 12VHPWR. Dicho conector, también denominado «conector de alimentación PCIe 5.0» soluciona el problema anterior. Ahora este conector de 12 voltios ofrece hasta 650 vatios de potencia para la tarjeta gráfica.

Destacar que este cable ha generado muchos problemas. Las RTX 4090 han sufrido graves defectos debido a este conector que, en muchos casos, no hacía buen contacto. Al no estar en la posición adecuada, se han generado sobrecalentamientos en el conector que han provocado su deterioro y, en casos extremos, incendios en la tarjeta gráfica.