2020-02-01
【會唔會燒板架?!】砍掉 5V/3.3V、24pin>10pin
Intel 大改供電規格!! 推純 12V ATX12VO 標準
文: Roy Chan / 新聞中心
文章索引: IT要聞 電源器 INTEL

雖說如今 PC 電腦市場競爭依然十分激烈,但 Intel 憑藉自身實力與創新能力,對個人電腦標準的統治力依然存在。為了帶給用家及商家更方便的服務,Intel 近日下定決心大改 ATX 電源標準,推出純 12V 供電的全新 ATX12VO,電源供應器的 3.3V 及 5V 都要被砍掉,而主機板的 24Pin 供電線材將精簡到只剩 10Pin,是自 1995 年之後電源設計規範最大的一次變化,代表電源器產品即將迎來重大變革,主機板的大 24Pin 將成為歷史。

 

ATX 標準自 1995 年推出至今已有 25 年歷史,在 DC-DC 技術還不成熟的年代,傳統的 ATX12V 電源為主機裡的各種設備提供了 12V、5V、3.3V、5VSB 和 -12V 等幾組輸出電壓,給電腦各部件使用。

 

ATX12VO

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由於主機板電源介面使用的 Molex Mini-Fit 5556 端子,每 1Pin 都有電流承載上限,在主機板 24Pin 介面的密度上每 Pin 最大可以傳輸約 6A 電流,超過就會發生熔毀事件,這是一個物理介面上限。ATX12V 標準的演變也跟介面的電氣性能相關。

 

到了千禧年,主機板的 20Pin 介面已經不能滿足功耗劇增的 Pentium 4,Intel 意識到這個問題,在新的 ATX12V 1.0 標準提供了額外的 4Pin 為 CPU 供電,並且把 CPU 由 5V 轉向 12V,採用高電壓小電流搭配額外的介面為 CPU 供電的思路沿用至今天的 PSU DG 1.41(ATX12V 2.52)標準。

 

ATX12VO

 

2003 年 2 月,Intel 又意識到有問題要發生,發佈 ATX12V 2.0 標準,改主機板供電介面 20Pin 為 24Pin,即在原有的 20Pin 基礎上增加了 12V、5V、3.3V 及 GND 各 1Pin,為的是支援更高功耗的 PCIE 插槽。原本的 20Pin 介面裡只有 1Pin 是12V,給 AGP 插槽供電的時候 12V 只需要 1A 就足夠,但是對於 PCIE 插槽是遠不夠用的。為了向下相容,24Pin 的外掛程式都會設計成 20+4Pin。

 

就這樣,Intel 每次意識到問題,就更新 ATX12V 標準,CPU 和板卡的功耗則是逐年在上升,主機板 24Pin 介面裡那 2Pin 12V 只能傳輸約 12A/144W,總有一天會不夠用,又不能每次再加 4Pin 來解決問題。

 

ATX12VO

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2019 年,ASUS 推出的 ROG Dominus Extreme 主機板配備了多達 2 組 24Pin 介面(圖 3)。Intel 又又又意識到這種問題,如今半導體工藝撞天花板,都是堆規模來提升性能,但同時會帶來功耗問題。如果電源改為純 12V 輸出,主機裡使用偏少的 5V 和3.3V 交給板卡使用如今非常成熟 的DC-DC Buck 電路生成,介面 Pin 數就夠用了。

 

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▲ASUS ROG Dominus Extreme 主機板

 

從 ATX 12V1.x 到 ATX12V 2.3,電腦電源的 12V 供電能力一直在得到增強,以滿足 CPU 及繪圖卡等大功率部件的用電需求,這是因為相對較高的電壓有助於提高轉化率。

 

至於 Intel 最新推出的 ATX12VO 規範, ( O 代表 Only ) 即純 12V 供電,跟伺服器的 CRPS 電源看齊,取消了 3.3V 與 5V 供電,只保留 12V 供電,該 12V 供電將掌管主機板的所有部件統一供電,例如 CPU、繪圖卡、硬碟、儲存及其他外設裝備等,但需要 5V 供電的設備將會由主機板自行分壓處理。

 

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而我們目前在主機板上看的大 24Pin 供電將變成歷史,全部更改為 10Pin,其中 3 個 Pin 用於傳輸12V1,供電 Pin 數密集度得以降低,又提高了每 Pin 可傳輸的電流上限到 8A,這個介面可以傳輸約 216~288W,對於多數辦公用的品牌機來說基本夠用了,而高階型號的遊戲及設計工作站顯然還需要額外的 CPU 輔助供電接口,加上 Pin7 為 12VSB 待機,Pin1 為 PS-ON、Pin6 為 PG 訊號,一共 9Pin,還預留了一個空白的 Pin5,給未來挖坑。

 

ATX12VO

 

還有一個額外的主機板輔助的 12V1 供電介面,則沿用目前的 PCIE 6Pin 介面,但不遵循 PCIE 協定,以介面的物理性能也可以傳輸約 216~288W。這樣加起來 10Pin、6Pin 兩個介面就可以傳輸 432~576W,可比目前的 24Pin 強得多。

 

這樣就完了嗎?還沒,CPU 供電依舊沿用當前的 4Pin、8Pin 12V2 介面,不夠還可以再加一個 8Pin。這樣的新介面組合應該可以繼續支援我們使用很多年了。

 

ATX12VO

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問題來了,電源只提供 12V 之後,需要 5V 的設備如 2.5 吋的硬碟、SSD、RGB 燈從哪兒取電?Intel ATX12VO 規定了由主機板的 DC-DC 電路生成 5V 並且提供介面來滿足這些外部設備使用,如今應該沒有使用 3.3V 的外部設備,所以我們就過了。

 

這次 Intel 提出的純 12V 新標準看起來非常激進,目的就是要把除 12V 以外的其他供電電壓全部取消,從 Intel 官方給出的資料來看,新標準中主機板供電只需 10Pin 接口,其中包含有 3 路 12V 供電及 1 路 12V 待機供電。

 

電腦倚重 12V 供電是為了降低電纜上的損耗,純 12V 供電標準則可以降低電源的設計複雜度,有助於進一步提高轉化率,降低功耗減少發熱。不過另一方面,用電部件的實際工作電壓其實是在逐漸下降的,所以主機板上還是需要有相應的降壓電路,例如 M.2 SSD 工作電壓就是 3.3V。

 

ATX12VO

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不過,目前新的  SSD 內建 NAND Flash 工作電壓也在降低:新一代 Kioxia BiCS4 96 層堆疊 NAND Flash 記憶體的 VccQ 電壓已經從 1.8/3.3V 降至 1.2/1.8V,同時提供更快的接口傳輸速率,效能比顯著提升。

 

對於 Intel 來說,ATX 標準至今已有 25 年包袱實在太重,期間很多品牌機廠商都改了自己專用的電源介面,例如 Lenovo 也有自己的 10Pin 主機板電源介面,全新的 ATX12VO 標準減少了電源設計複雜度,但不同設備對電壓的需求還是比較多變,雖說主機板的壓力會大一些,但電腦的損耗也會在日常使用中降低很多。

 

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不過,在大改 ATX 標準這件事情涉及到板卡廠商及電源廠商之間的一些利益問題,還需要 Intel 牽頭進行,自然會有一些地方需要作取捨,亦有一段陣痛的過渡時間吧。

 

Intel 指出,新 ATX12VO 電源標準已經制定完畢並公開,相關產品將在今年晚些時候問世,但初期僅限 OEM 及整機市場,零售渠道推廣時間表暫時不詳。


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