PC 電源標準變化如此緩慢,英特爾 ATX 電源指南的最后一次重大修訂,可能比你的汽車、冰箱或你的孩子還要古老。
但今年,英特爾展開了自 2003 年以來對該規范的第一次重大改革,這應該會帶來更高的可靠性、更高的效率,并運行高達600瓦的顯卡。
被稱為 ATX 3.0 版的多軌電源設計指南,重點介紹了“電源偏移”,以確保高功率GPU不會使用戶的 PC 崩潰,增加了新的 GPU 電源連接器,并在空閑時提高效率。
英特爾的 ATX 3.0 電源設計指南并不是該公司向電源公司發號施令,它是推薦的指導方針,以及來自其他對 PC 感興趣的公司的意見。不過,由于英特爾在計算機領域的影響太大,它的規格通常會成為每個人都圍繞著的事實上的標準。
PCWorld 最近采訪了英特爾的 Stephen Eastman,他為該公司撰寫了電源設計指南。他不僅解釋了 ATX 3.0 是什么,還解釋了近 20 年來 PC 電源第一次重大修訂背后的決定背后的“原因”。
PCIe 5 12VHPWR 連接器
ATX 3.0 引人注目的新功能是包含一個新的 PCIe 5.0 12VHPWR 連接器。該連接器顯然具有 12 個引腳,而不是通常的 6 個或 8 個引腳,每個引腳的設計非常相似(但更小)。它包括一個較小的連接器,它帶有額外的信號,讓顯卡知道電源可以提供多少功率。
目前,顯卡的供電量取決于插入的 6 針或 8 針連接器的數量,其中 6 針的額定功率為 75 瓦,8 針的額定功率為 150 瓦。使用新的 PCIe 5.0 連接器,電源和電纜將能夠提供 150 瓦至 600 瓦的功率,具體取決于設備。
由于 500 瓦電源不太可能配備可以為顯卡提供 450 瓦功率的 PCIe 5.0 連接器,因此建議對電纜本身進行標記,以指示其最大供應電壓。新電纜基本上取代了更高功率卡對多根電纜的需求。在模塊化電源上,新電纜將匹配特定的 PCIe 輸出,類似于你在當今 PSU 上看到的。

這是最新的 PCIe 5.0 12VHPWR 連接器,將用于更新的顯卡。 ATX12VO 2.0 規格的最新設計具有更大的護罩,以保護額外的 4 針免受損壞。
令人困惑的連接器
PCIe 5.0 GPU 電源連接器如何工作?一個稍微令人困惑的方面是單插頭設計比較簡單。今天,如果你使用需要三個 8 針 PCIe GPU 插頭的 GPU ,并嘗試將其與當前的 650 瓦電源配對,它不太可能工作,你會立即知道,因為 PSU 可能只有一個或兩個 8 -pin PCIe GPU 插頭。這根本不足以啟動 GPU,系統會通過不發布來提醒用戶這一點。
借助 PCIe 5.0 和 ATX 3.0,單個連接器和電纜意味著消費者可以將過去需要三個 8 針連接器的 450 瓦 GPU 插入 650 瓦 ATX 3.0 電源。
英特爾認為,在這種不匹配的情況下,系統有望啟動到操作系統,并且顯卡供應商的驅動程序會提醒你 GPU 現在正在以功率限制模式運行。一些 GPU 供應商也可能選擇簡單地停止啟動并顯示一條錯誤消息,即我們今天看到的電源功率不足。顯然,解決方法是購買更大功率的電源,或將顯卡退回并重換適合該電源的顯卡。
Nvidia 的新 GeForce RTX 3090 Ti 是第一款配備 PCIe 5.0 連接器的 GPU,但由于目前還沒有任何帶有 PCIe 5.0 連接器的電源廣泛可用,因此主板供應商提供了連接三個 8 針 PCIe GPU 連接器的適配器電纜或加密狗連接到單個 PCIe 5.0 12VHPWR 連接器。它們肯定有效,但問題是它們是否合法。根據英特爾的說法,ATX 3.0 和 PCI SIG 小組都沒有批準使用適配器,但也沒有禁止它們。
雖然 GPU 隨附的適配器很好,但從技術上講,8 針 GPU 連接器支持最大 150 瓦,當你使用其中三個時,紙面上的最大功率為 450 瓦。實際上,根據電源制造商 Corsair 的說法,大多數電源和大多數 8 針插頭可以支持 324 瓦(12 伏時為 27 安培)甚至 468 瓦(12 伏時為 39 安培)。當然,這取決于電源設計。無法保證每個 PSU 可以通過這三個 8 針 GPU 插頭支持什么。

電源偏移及可能需要新 PSU 的原因
借助新的 PCIe 5.0 連接器和 ATX 3.0,英特爾和 PCI SIG 解決了雙方委婉地稱為“電源偏移”的問題。你可能會通過術語“功率峰值”來識別它。PCI SIG 基本上概述了 GPU 超過卡的最大持續功率 3 倍的能力。這意味著 PCIe 5.0 12VHPWR 連接器上的 600 瓦顯卡可以在 100 微秒內飆升至 1800 瓦。
為了幫助消除這些極短的功率偏移,電源必須設計有足夠的額外電容器,以防止系統功率下降并可能導致 PC 崩潰。根據英特爾的估計,一個 300 瓦的 GPU 可以在適當設計的 ATX 3.0 上支持,一個 750 瓦的電源用于 CPU,另外 150 瓦用于機箱中的其余硬件。
英特爾認為,如果您要嘗試調整現有的 ATX 2.X 電源以運行相同的 300 瓦 GPU,則可能需要 1100 瓦的電源來支持 GPU、CPU 并考慮功率偏移。這可能取決于較舊的 PSU 設計以及 GPU 進行高功率偏移的頻率。

英特爾估計,功率最高的 GPU 為 600 瓦,CPU 為 300 瓦,PC 中的其他組件為 300 瓦,可能需要 1200 瓦的 ATX 3.0 PSU。在較舊的 ATX 設計上,用戶甚至需要額外的空間,因為該設計可能沒有額外的容量來支持功率偏移。
許多人會不愿停用他們的電源,并想知道為什么如此重要。畢竟,“功率偏移”不只是 GPU 制造商違反規則并超過功耗嗎?我們同意這種觀點,但限制那些極短的偏移也意味著限制 GPU 性能。很明顯,一段時間以來,我們一直處于電源能力的極限。
有關 GeForce RTX 3080 和 3080 Ti 系統因瞬態電壓尖峰而崩潰的傳聞已經有一段時間了。雖然絕大多數游戲玩家都很好,但某些電源或系統配置似乎無法處理相同的電源偏移。更糟糕的是,附加板制造商會知道他們在很短的時間內超出了功率,但他們真的不知道電源的不同設計可以處理什么。
使用 ATX 3.0,這些偏差將被正式化,因此 GPU 供應商最終有了他們可以遵循的界限。同樣,以前從未在紙上說明過功率偏移,但在 ATX 3.0 下,GPU 或電路板供應商現在知道它允許在 100 微秒內推動 200% 的電源最大額定功率或 120% 的 PSU 最大額定功率100 毫秒。
最后,這應該有助于減少或基本上消除人們的系統在 GPU 決定將功率提高到 180% 時隨機崩潰,因為現在為它設計了 ATX PSU。

隨著“Power Excursion”要求的增加和強大的 GPU 功率,建議用戶為 600 瓦 GPU 和 300 瓦 CPU 購買 1200 瓦 PSU。
ATX 3.0 PSU 有多大?
盡管今天(也未宣布)沒有可用的消費級 GPU 可以消耗 600 瓦電能,但很明顯 ATX 3.0 規范為它們提供了足夠的空間——所以有一天,我們可能會看到一張顯卡。對于普通的 DIYer,這就引出了一個問題:如果我想運行未來的 600 瓦 GPU,我需要多大的 PSU?英特爾有建議,但許多人可能不喜歡它,因為它的建議可能比現代 PC DIYers 習慣的容量要高得多。
英特爾的指導基于 GPU 的功耗與 CPU 的功耗以及 PC 中其余組件或“平臺其余部分”的功耗預算。你可以在上面看到各種 GPU 的配置,但一個 600 瓦的 GPU 加一個 300 瓦的 CPU 和 300 瓦的風扇、RAM、存儲,與在系統中運行的所有其他硬件將需要大約 1200 瓦的電源。這比使用 Nvidia 頂級 GeForce RTX 3090 Ti 的舊 ATX 2.X PSU 有很大的進步。請注意,這取決于正在使用的 CPU 以及系統中有多少其他硬件。