Nachfolgend sind die vier Messungen für eine Festplatte beschrieben:
Zuerst wird die Leistungsaufnahme beim Einschalten aufgezeichnet. Dies ist eine kritische Phase mit einer vergleichsweise sehr hohen Leistungsaufnahme. Beim Hochdrehen der Spindel auf Betriebsdrehzahl kann es zu einem Vielfachen der im Ruhezustand aufgenommen Leistung kommen.
Weiterhin führe ich eine Messung im Idle durch. Die Festplatte wird hier nicht bewusst von mir angesprochen, jedoch befindet sie sich in Betriebsbereitschaft.
Danach wird eine Messung in Benutzung durchgeführt. Es werden 50 GB an Daten in Form des aktuellen Windowsimages 1809 in mehrfach kopierter Ausführung am Stück übertragen. Hier wird erst der Cache der Festplatte gefüllt und im Anschluss daran muss die Festplatte die Daten verarbeiten. Dies lässt sich schön beobachten. Seagate gibt als Wert die maximale Leistungsaufnahme im eingeschalteten Zustand unter zufälligen Lese- und Schreibvorgängen mit 4 KB und einer QD von 16 an. Das ließe sich zwar auch über einen synthetischen Benchmark abbilden, jedoch erscheint uns diese praxisnahe Messung während eines Kopiervorgangs als aussagekräftiger.
Zum Schluss gibt es noch eine Messung während dem HD-Tune Pro Random Access Read Benchmark. Diese Messung sorgt als standardisierter Test für Vergleichbarkeit bei etwas mehr Leistungsaufnahme.
Alle vier Messungen dauern jeweils etwa 1 Minute und werden mehrfach wiederholt. Das Oszilloskop gibt uns einerseits den visualisierten Spannungsverlauf, aber auch eine Auswertung der Hoch- und Tiefpunkte sowie der Durchschnittswerte an. Über die MATH-Funktion des Oszilloskops kann ich mir auch gleich die Leistung für die 12 V-Schiene hochrechnen lassen, durch Multiplikation der entsprechenden Kanäle. Im Anschluss an die Messungen können die Daten mit einem USB-Stick abgeholt und aufgearbeitet werden. Eine Steuerung der Messung und Bildausgabe über den integrierten RJ45 LAN-Anschluss ist ebenso möglich. Der Elektrotechniker dreht jedoch lieber an Reglern und drückt Knöpfe :).
Beispielhaft sehen wir hier den Messdurchlauf mit der Seagate Exos X14 14 TB:
Legende zu den Messungen:
Kanal 1 (gelb) stellt die Spannungsmessung 12 V bei einer Darstellung von 10 V je Kästchen dar. Kanal 2 (türkis) stellt die Spannungsmessung 5 V bei einer Darstellung von 5 V je Kästchen dar. Kanal 3 (rosa) stellt den Stromverlauf auf der 12 V Schiene dar bei einem Verhältnis von 2 A je Kästchen. Kanal 4 (blau) stellt den Stromverlauf der 5 V Schiene bei einem Verhältnis von 1 A je Kästchen dar. Der mit MATH gekennzeichnete Kanal stellt das Produkt einer Multiplikation von Kanal eins und drei dar, also die Leistung auf der 12 V Schiene. Für 5 V müssen wir diese Berechnung von Hand durchführen. Da das Oszilloskop uns eine .csv Datei mit allen Messwerten erstellt hat, ist das kein Problem.
U ist die Bezeichnung für Spannung und wird in Volt (V) angegeben. I ist die Bezeichnung für Strom und wird in Ampere (A) angegeben. P ist die Bezeichnung für die elektrische Leistung und wird in Watt (W) angegeben.
Messung 1 Anlauf
Nachfolgend sind die Ergebnisse interpretiert:
Kanal | Max | AMP1 |
U 12V | 12,8V | 12,3V |
U 5V | 5,20V | 5,20V |
I 12V | 2,48A | 2,15A |
I 5V | 0,92A | 0,79A |
P 12V | 31,2W | 27,7W |
P 5V | 4,78W | 4,11W |
1Spannungswert zwischen dem Mittelwert der oberen Signalformdachschräge und dem Mittelwert der unteren Signalformdachschräge. Dieser gibt uns eine bessere Interpretation der Ergebnisse im hohen Wertebereich, da so die höchsten Spitzen mathematisch geglättet werden.
Ergebnis: Die Festplatte verfügt mit ca. 36 W über eine hohe Leistung während der Anlaufphase. Hier warnen Hersteller nicht umsonst. RAID-Controller fahren Festplatten nicht ohne Grund nur der Reihe nach an. Diese Information ist extrem wichtig für alle PicoPSU (oder ähnliche) Nutzer! Viele vergessen bei der Dimensionierung ihres Systems den Anlaufstrom.
Messung 2 Idle
Nachfolgend sind die Ergebnisse interpretiert:
Kanal | Durchschnitt | |
U 12V | 11,9V | |
U 5V | 5,00V | |
I 12V | 0,28A | |
I 5V | 0,23A | |
P 12V | 3,15W | |
P 5V | 1,15W |
Seagate gibt für die Exos X14 in der hier getesteten Variante 5 W im Idle an. Mit einem auf die zweite Stelle hinter dem Komma gerundeten PGesamt von 4,30 W liege ich hier knapp darunter. Das Messergebnis kann als valide angenommen werden.
Messung 3 Kopieren
Nachfolgend sind die Ergebnisse interpretiert:
Kanal | Max | Durchschnitt |
U 12V | 12,0V | 11,9V |
U 5V | 5,20V | 5,00V |
I 12V | 1,76A | 0,29A |
I 5V | 0,88A | 0,54A |
P 12V | 20,8W | 3,27W |
P 5V | 4,58W | 2,70W |
Während dem Kopieren von Daten liege ich bei 5,97 W. Mit steigender Belegung und Fragmentierung des Speichers der Festplatte kann dieser Wert natürlich durch zusätzliche Positionierungen noch ansteigen. Hierbei verbraucht die Festplatte für einen sehr kurzen Augenblick weit über 20 W.
Messung 4 Random-Access-Read
Nachfolgend sind die Ergebnisse interpretiert:
Kanal | Max | Durchschnitt |
U 12V | 12,0V | 11,9V |
U 5V | 5,20V | 5,00V |
I 12V | 2,00A | 0,76A |
I 5V | 1,12A | 0,60A |
P 12V | 24,0W | 8,81W |
P 5V | 5,82W | 3,00W |
Während diesem Benchmark steigt die Leistungsaufnahme auf 11,81 W an.
Im Ganzen betrachtet, lässt sich die Leistungsaufnahme der Exos X14 durchaus als hoch einstufen. Bei einer Server Festplatte sollte dieser Umstand aber auch niemanden verwundern. Für die gebotene Transferleistung geht die elektrische Leistungsaufnahme in Ordnung.