超能課堂(304)：你需要大功率電源嗎？ATX 3.0電源設(shè)計(jì)指南有答案了

英特爾在本月初正式發(fā)布了ATX Version 3.0 Multi Rail Desktop Platform Power Supply Design Guide，也就是ATX 3.0版本多路桌面平臺(tái)電源設(shè)計(jì)指南，而此前的ATX設(shè)計(jì)指南一直停留在2.03版本，于1998年12月正式發(fā)布，距今已經(jīng)有超過23年的時(shí)間。不過當(dāng)時(shí)的ATX設(shè)計(jì)指南可不僅僅包含有電源的相關(guān)內(nèi)容，其還包括有機(jī)箱與主板的設(shè)計(jì)規(guī)范，而且ATX設(shè)計(jì)指南中與電源相關(guān)的要求在后續(xù)也是以ATX12V電源設(shè)計(jì)指南的形式一直進(jìn)行更新和補(bǔ)充，現(xiàn)在的最新版本就是ATX12V 3.0設(shè)計(jì)指南，就包含在ATX 3.0設(shè)計(jì)指南當(dāng)中。

此外這次ATX 3.0設(shè)計(jì)指南無論是內(nèi)容還是文檔的標(biāo)題都明確指出是“電源設(shè)計(jì)指南”，并不包含機(jī)箱與主板布局等內(nèi)容，因此這次升級(jí)與其說是ATX設(shè)計(jì)指南的更新，其更像是ATX12V設(shè)計(jì)指南的更新，當(dāng)然也可以說是CFX12V/LFX12V/SFX12V/TFX12V/Flex ATX設(shè)計(jì)指南的更新，畢竟英特爾早已將這些不同規(guī)格的電源設(shè)計(jì)要求進(jìn)行了整合，總而言之ATX 3.0設(shè)計(jì)指南就是新一代PC電源的設(shè)計(jì)方向。

那么英特爾在ATX 3.0電源設(shè)計(jì)指南中，相比上一個(gè)版本是做了什么更新呢？其實(shí)縱觀全文，這次ATX 3.0電源設(shè)計(jì)指南的重點(diǎn)篇幅其實(shí)是在PCI-E供電上，主要是為了滿足PCI-E 5.0規(guī)范下的供電提出了具體電源設(shè)計(jì)要求，另外還有一些對(duì)電源性能要求的改變，這里我們就挑選了一些跟比較受消費(fèi)者關(guān)注的點(diǎn)來進(jìn)行簡(jiǎn)單講解，更多詳細(xì)內(nèi)容，有興趣的玩家可以自己去查看英特爾公開的ATX 3.0電源設(shè)計(jì)指南。

英特爾在ATX 3.0電源設(shè)計(jì)指南中，用了整整一個(gè)章節(jié)去講解為什么他們會(huì)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)PCI-E 5.0的供電，并給出了相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求。我們不妨先看看ATX 3.0設(shè)計(jì)指南第三章節(jié)的開篇，英特爾是直接點(diǎn)出，當(dāng)前PCI-E接口硬件有不少在供電需求上其實(shí)是違反PCI-E相關(guān)規(guī)范的，考慮到目前PCI-E接口硬件的供電需求，英特爾這里基本上說的就是顯卡了，就差沒有指名道姓說出來而已。

上圖這幾段話的大意是，PCI-E組織在制定PCI-E相關(guān)規(guī)范時(shí)，其實(shí)有制定出10W/75W/150W/225W/300W等不同TDP下的板卡供電規(guī)范，而且這是一個(gè)非常嚴(yán)格、不允許超過的數(shù)字，因此之前的PCI-E規(guī)范中，對(duì)于“超額取電”的現(xiàn)象并沒有明確的應(yīng)對(duì)措施。然而近年來PCI-E硬件特別是顯卡上的“超額取電”情況越來越多，而電源廠商一直沒有一個(gè)明確的規(guī)范來進(jìn)行應(yīng)對(duì)，導(dǎo)致顯卡在“超額取電”時(shí)，有部分電源會(huì)觸發(fā)OCP過電流保護(hù)等措施，出現(xiàn)突然斷電等現(xiàn)象，對(duì)于硬件來說存在較高的損壞風(fēng)險(xiǎn)。

而到了PCI-E 5.0規(guī)范上，板卡的供電要求拓展出了450W和600W檔次，這顯然對(duì)PC電源的供電能力有了更高的要求，相應(yīng)TDP的板卡也很可能帶來非常極端的瞬時(shí)功耗，為此英特爾需要通過ATX 3.0設(shè)計(jì)指南以及PCI-E 5.0規(guī)范的共同約束板卡的平均功耗以及峰值功耗，并指導(dǎo)電源廠商去應(yīng)對(duì)顯卡的峰值功耗需求。

那么具體的應(yīng)對(duì)規(guī)范有哪些呢？首先是控制峰值功耗的大小與持續(xù)的時(shí)間，按照ATX 3.0設(shè)計(jì)指南提出的要求，對(duì)于PCI-E硬件來說，若其峰值功耗的持續(xù)時(shí)間不超過100微秒，那么其峰值功耗允許達(dá)到TDP的3倍，也就是600W TDP的顯卡，允許在100微秒內(nèi)獲得1800W的供電能力；但如果峰值功耗持續(xù)的時(shí)間超過1秒，那么其可以獲得的峰值功耗仍然不得超過TDP設(shè)定；如果峰值功耗持續(xù)時(shí)間是在100微秒到1秒之間，那么PCI-E硬件可以獲得的功率則與時(shí)長(zhǎng)呈反比，持續(xù)的時(shí)間越長(zhǎng)，允許的峰值功耗則越低。

從這個(gè)要求我們也可以看出，其實(shí)對(duì)于電源而言，峰值功率其實(shí)是一個(gè)可以精確到按微秒計(jì)算數(shù)字，1秒時(shí)長(zhǎng)的輸出對(duì)于我們來說已經(jīng)很短，但對(duì)于電源來說其實(shí)已經(jīng)相當(dāng)于是“持續(xù)輸出”而不是“瞬時(shí)輸出”，真正的瞬時(shí)輸出是需要使用掃描采樣率足夠高的設(shè)備，例如示波器以及配套的電流探頭才能測(cè)量得出，市售的家用功耗儀或者是普通款的萬用表/電流表基本達(dá)不到這樣的掃描采樣頻率，它們檢測(cè)到的只是精確到秒的“平均功耗”而非需要按照微秒計(jì)算的“瞬時(shí)功耗”。

當(dāng)然英特爾也擔(dān)心普通的消費(fèi)者可能理解不了為什么需求大功率的電源，因此在ATX 3.0設(shè)計(jì)指南中，他們是直接給出了不同級(jí)別產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的電源需求?？梢钥吹綄?duì)于TDP不超過300W的PCI-E硬件，英特爾是推薦搭配額定功率750W的電源；對(duì)于TDP不超過450W的PCI-E硬件，推薦搭配的電源是額定功率不低于1000W的款式，而對(duì)于TDP達(dá)到600W的PCI-E硬件，英特爾推薦用戶搭配額定功率不低于1200W的電源。這個(gè)要求其實(shí)跟我們?cè)诟鞣N顯卡評(píng)測(cè)中的推薦搭配是基本相符的，不知道這次從英特爾的口中說出，大家會(huì)不會(huì)覺得更有說服力呢？

第10代酷睿處理器發(fā)布后，英特爾更新了ATX12V電源設(shè)計(jì)指南中的CPU供電需求

當(dāng)然除了針對(duì)PCI-E供電的具體要求，這次英特爾在ATX 3.0電源設(shè)計(jì)指南中，也對(duì)CPU的供電需求進(jìn)行了更新。英特爾在第10代酷睿處理器發(fā)布之時(shí)，就對(duì)當(dāng)時(shí)的ATX12V電源設(shè)計(jì)指南進(jìn)行了補(bǔ)充，當(dāng)時(shí)明確提出對(duì)于65W TDP的CPU，電源需要為其提供的+12V供電持續(xù)電流要求不低于23A，峰值電流不低于30A；對(duì)于125W TDP的CPU，電源為其提供的+12V供電持續(xù)電流需要在26A以上，峰值電流不低于34A。

ATX 3.0設(shè)計(jì)指南中，CPU供電需求再一次進(jìn)行了更新

而在ATX 3.0設(shè)計(jì)指南中，CPU供電仍然按照TDP需求劃分為35W、65W、125W和165W三檔，但是除了165W檔次對(duì)電流需求沒有發(fā)生變化，其余三檔都作出了要求上的變化，其中35W檔次的+12V持續(xù)電流要求從13A降低到11A，但峰值電流需求從16A提升至19A；65W檔次與125W檔次的持續(xù)電流需求不變，但峰值電流的需求分別上升至34A和39A。從這里我們可以看出，在英特爾的規(guī)劃中，未來CPU供電對(duì)峰值功率的要求會(huì)更高。

雖然說ATX 3.0電源設(shè)計(jì)指南展現(xiàn)出來的趨勢(shì)是電源需要提供更高的瞬時(shí)功率，或者說是更高的峰值功率，但作為配合，電壓偏離上的要求卻是相對(duì)放寬了。原本PC電源的+12V輸出電壓偏離度是±5%以內(nèi)，但考慮到峰值輸出的瞬間電源電壓往往也會(huì)有瞬時(shí)的下降，為了避免給電源廠的設(shè)計(jì)帶去過大的壓力，這次ATX 3.0電源設(shè)計(jì)指南中，+12V的輸出電壓偏離度是放寬至最高不超過+5%，最低不低于-7%，也就是電壓范圍是11.16V至12.6V；如果是PCI-E供電的+12V，則允許下降至最低不超過-8%，也就是11.04V到12.6V。

至于其它方面的要求，例如輸出紋波、保持時(shí)間等等，ATX 3.0電源設(shè)計(jì)規(guī)范相比上一個(gè)版本基本沒有改變，因此對(duì)于電源廠商來說，所謂的“放寬要求”其實(shí)并沒有明顯地降低電源設(shè)計(jì)壓力，反而是PCI-E供電方面的明確指示可能對(duì)自家的產(chǎn)品策略帶來一些變化，就看誰能夠率先跟上ATX 3.0時(shí)代的腳步了。

其實(shí)ATX 3.0電源設(shè)計(jì)指南更多地是給廠商作為參考，里面很多內(nèi)容對(duì)于玩家來說看看就好，沒有深入研究的必要性。但你說ATX 3.0對(duì)于玩家來說沒有意義，那當(dāng)然也不是這么個(gè)說法。實(shí)際上ATX 3.0電源設(shè)計(jì)指南的推出，是很好地解答了一直困擾著不少玩家的一個(gè)疑問，那就是大功率的電源究竟有沒有選購的必要性？

英特爾明確表示，750W電源對(duì)于主流或以上級(jí)別平臺(tái)來說很有必要

其實(shí)從ATX 3.0提出的要求來看，如果你計(jì)劃選用的硬件已經(jīng)達(dá)到了當(dāng)前中端主流或以上的水平，那還是很有必要的，我們可以按照顯卡TDP 300W作為一條分界線，如果你選用的顯卡在TDP上已經(jīng)超過300W，那顯然750W或以上級(jí)別電源應(yīng)該是標(biāo)配；而對(duì)于TDP不超過300W的顯卡，650W級(jí)別的電源也還是很充裕的，但是未來升級(jí)的潛力不大，特別如今CPU和顯卡的性能在增長(zhǎng)的同時(shí)，功耗也在穩(wěn)步提升，沒有一個(gè)750W或以上級(jí)別的電源，還真不一定可以滿足后續(xù)升級(jí)的需求。

模組接口電源的優(yōu)勢(shì)在于有后續(xù)更換線材支持新接口的潛力

另外在當(dāng)前選購PC電源，大家不要只盯著額定功率，電源是否采用模組化線材，可能也會(huì)成為一個(gè)選擇的關(guān)鍵。PCI-E 5.0引入了新的12+4pin供電接口，單個(gè)接口即可提供高達(dá)600W的供電能力，相當(dāng)于當(dāng)前4個(gè)PCI-E 8pin接口的供電能力，倘若電源采用的是模組接口，那么理論上說只需要廠商給出對(duì)應(yīng)的模組線，那么舊款電源支持12+4pin供電算不上一件難事。

當(dāng)然最佳選擇是直接選擇帶有新接口的電源，只是模組接口電源至少是留下了這個(gè)升級(jí)潛力，但對(duì)于原生線材的電源來說可能就有些尷尬了，即便可以使用轉(zhuǎn)接線，也可能給機(jī)箱的布線和理線帶來困難。不過現(xiàn)在中高端的電源產(chǎn)品基本都采用了模組接口設(shè)計(jì)，只有部分入門級(jí)產(chǎn)品仍然維持原生線材方式，想必也不是那么容易踩雷。