電源規範

電源規範

電源規範 ATX規範是1995年Intel公司制定的主板及電源結構標準,ATX是英文(AT Extend)的縮寫。ATX電源規範經歷了ATX 1.1、ATX 2.0、ATX 2.01、ATX 2.02、ATX 2.03和ATX 12V系列等階段。

規範介紹


從P4開始,電源規範開始使用ATX 12V 1.0版本,它與ATX 2.03的主要差別是改用+12V電壓為CPU供電,而不再使用之前的+5V電壓。這樣加強了+12V輸出電壓,將獲得比+5V電壓大許多的高負載性,以此解決P4處理器的高功耗問題。其中最顯眼的變化是首次為CPU增加了單獨的4Pin電源介面,利用+12V的輸出電壓單獨向P4處理器供電。此外,ATX 12V 1.0規範還對涌浪電流峰值、濾波電容的容量、保護電路等做出了相應規定,確保了電源的穩定性。Intel在2003年4月,發布了新的ATX 12V 1.3規範。新規範除再次加強電源的+12V輸出能力外,為保證輸出線路的安全,避免損耗,特意制定了單路+12V輸出不得大於240VA的限制。而考慮到環保節能的需要,ATX 12V 1.3規範中還規定了電源的滿載轉換效率必須達到68%以上,這就要求電源廠商必須通過加裝PFC電路來實現。同時新規範還為當時嶄露頭角的SATA硬碟提供了專門的供電介面。
2005年,隨著PCI-Express的出現,帶動顯卡對供電的需求,因此Intel推出了電源ATX 12V 2.0規範。這一次,Intel選擇增加第二路+12V輸出的方式,來解決大功耗設備的電源供應問題。電源將採用雙路+12V輸出,其中一路+12V仍然為CPU提供專門的供電輸出。而另一路+12V輸出則為主板和PCI-E顯卡供電,以滿足高性能PCI-E顯卡的需求。由於採用了雙路+12V輸出,連接主板的主電源介面也從原來的20針增加到24針,分別由12×2的主電源和2×2的CPU專用電源介面組成。雖然介面連接在了一起,但兩路+12V電源在布線上是完全分開,獨立輸出的。這樣高版本的電源可以將主電源24針分成20+4兩個部分,兼容使用20針主電源介面的舊主板。除此之外,ATX 12V 2.0規範還將電源滿載轉換效率的標準提升至80%以上,進一步達到環保節能的要求,並再次加強了+12V的電流輸出能力。在制訂了ATX 12V 2.0規範后,Intel又在其基礎上進行了ATX 12V 2.01、ATX 12V 2.03等多個版本的小修改,主要提高了+5VSB的電流輸出要求。2006年5月起,Intel又推出了ATX 12V 2.2規範,相比之下,新版本並沒有太大變化,主要是進一步提高了最大供電功率。

選購電源


選購電源的時候應該盡量選擇更高規範版本的電源。首先高規範版本的電源完全可以向下兼容。其次新規範的12V、5V、3.3V等輸出的功率分配通常更適合當前計算機配件的功率需求,例如ATX 12V 2.0規範在即使總功率相同的情況下,將更多的功率分配給12V輸出,減少了3.3V和5V的功率輸出,更適合最新的計算機配件的需求。此外高規範版本的電源直接提供了主板、顯卡、硬碟等硬體所需的電源介面,而無需額外的轉接。當然,也有例外的時候,比如一套舊的系統,並且恰巧對3.3V和5V的功率要求非常高,那麼也許需要購買舊規範的電源。

規格差異


雙路輸出開山之作——ATX12V 2.0標準
2005年是PC硬體轉型、提速最快的一年,其中用戶關注最多的當數顯卡介面從AGP 8ד提升”到PCI-E ×16。新標準發布后,AtinVIDIA緊跟Intel步伐推出了高性能PCI-E ×16介面顯卡,一時間多管線、大顯存成為DIY玩家津津樂道的話題。不過,在用戶享受高性能硬體的同時,大功耗、高發熱等問題也隨之而來,沿用舊款電源升級的玩家開始遇到藍屏、死機、重啟等“惡夢”級故障。究其原因,這些都是電源供電不足所導致的。為此,隨著PCI-E介面主板的陸續上市,Intel正式推出了ATX12V 2.0電源標準。
ATX12V 2.0標準是ATX電源規範的一種。本質而言,ATX12V 2.0標準是為了解決CPU功耗快速“膨脹”的問題而制定的。與ATX12V 1.3標準相比,ATX12V 2.0標準最明顯的改進就是採用雙路+12V輸出設計。+12V1DC通過電源主介面(12×2)給主板及PCI-E ×16顯卡供電,以滿足顯卡和DDR2內存穩定運行所需的電流;而+12V2DC通過(2×2)介面專門為CPU供電。主板布線中,+12V1DC和+12V2DC也是完全分開的,而且主電源介面也從原來的20Pin改為24Pin輸出。
除此之外,ATX12V 2.0標準的另一個重要改進就是轉換效率增加了。轉換效率是輸出功率與輸入功率的比值,ATX12V 1.3標準規定電源滿載下最小轉換效率為68%,2.0標準則將轉換效率提高到了80%,更加充分利用能源。不要小看轉換效率這個參數,數值的提升除了使電源產品更加綠色環保、節省電能之外,剩餘電能被轉化為熱量的比例也小了。也就是ATX12V 2.0標準電源單位運行時間內產生的熱量要小於ATX12V 1.3標準電源,這對於電源散熱、元器件使用壽命等都有至關重要的影響。
在ATX12V 2.0標準大力發展期間,Intel總共“規劃”了四種電源規格,分別為ATX12V 2.0標準250W,ATX12V 2.0標準300W,ATX12V 2.0標準350W和ATX12V 2.0標準400W,這四個級別的標準規定+12VDC輸出都要達到22A。
雖然距離標準公布已經有兩年多,但目前市場中仍有10%ATX2.0甚至ATX1.3標準電源在售,產品基本集中在價格幾十元-300元,功率200W-300W檔次。這些電源適合搭配單核處理器、整合主板組建入門級娛樂、宿舍平台,價格實惠,性能也完全夠用。此外在2006年之前的裝機的用戶,當時所配電源也是這個檔次,而且功率不超過300W。所以在升級系統時,選擇單核CPU、7300GT這類硬體沒有太大問題。但如果採用雙核CPU、7900GS這類產品,系統則會由於功耗的猛增而不堪重負。
支持雙核綠色環保——ATX12V 2.2標準
2006年初,Intel將旗下PentiumD雙核處理器入門級型號大幅削價,一場“孕育”了半年之久的雙核普及風暴正式拉開帷幕。與此同時,Intel再次更新了自家“引以為傲”的ATX12V電源標準,新的ATX12V 2.2標準全面對雙核處理器進行了優化。
相較2005年發布的ATX12V 2.0標準,ATX12V 2.2標準在最大輸出功率、各路電流特性以及轉換效率上又有了新的要求。
為了適應雙核平台在CPU主頻、顯卡性能,內存、硬碟容量等方面的飛速提升,Intel在ATX12V 2.2標準中加入了450W輸出規範,並給出負載交叉圖進行參考。這樣對於使用雙核SLI平台的用戶,即使採用7900GS檔次的顯卡進行雙卡互聯,450W額定功率電源也足以應付。
在電流輸出特性上,新的2.2標準並沒有提高+12V的電流持續能力,相反有所降低,但大幅提高了+12V電流的瞬間輸出能力。之所以新標準中會有如此變化,是Intel考慮到隨著製程工藝的不斷提高,未來主流雙核乃至多核處理器在整體功耗上未必持增長趨勢,但這些處理器在啟動瞬間卻需要較高的電流供應。所以為了系統穩定運行,需要增加+12V輸出的電流峰值。此外2.2標準提升了3.3V與5V的輸出電流,以適應佔有率不斷提升的SATA硬碟、光碟機設備的供電需求。
在轉換效率方面,新的ATX12V 2.2標準仍舊要求轉換效率為80%,而且在執行度上比2.0標準更加到位。2006年在美國,一些機構(包括Intel在內)已經要求電腦製造商採用ATX12V 2.2標準、能耗轉換效率達到80%的電源產品。作為“回報”,它們將在渠道政策上給予返點等優惠,以達到提升綠色節能型電腦產量的“長效”目的。
ATX2.2標準電源是現在購買雙核主機的必要配置,一般350W-400W檔次產品可以輕鬆應對酷睿2+X1950Pro這樣的中高端遊戲平台,為系統超頻做好了“動力”基礎。由於ATX2.2標準默認功率相對較高,所以如果選購400W及以上產品,即使應付高主頻雙核處理器+G8600GTS這樣的“次世代”配置也完全可行。所以如果您假如要裝機選用ATX2.2標準電源,那麼選購一款功率較大的產品一定不會“後悔”。
高低搭配無憂—ATX12V 2.3標準
2007年4月3日,Intel發布了最新ATX12V 2.3標準,“沉寂”了一年之久的電源規範再次升級。此次Intel發布2.3標準,主要是針對Vista系統帶來的硬體升級以及雙核、多核處理器的功耗改變。
目前由於整合晶元組性能的不斷提升,不少低端用戶已不再將購買獨立顯卡作為首次裝機的必要選擇,因此選購雙路電源產品有些“大材小用”。這次Intel在ATX12V 2.3標準中推出了180W、220W、270W三個功率級別的單路+12V電源標準,為入門級用戶提供了一個經濟型的產品方案。
此外在大功率電源方面,ATX12V 2.3標準給出的300W、350W、400W、450W功率級別都是為了支持高端Vista顯卡而“生”。而且對比2.2標準,2.3標準中的+12V1輸出能力得到了提升,+12V2輸出能力則下降了,直接反映出顯卡功耗的不斷提升與CPU功耗持續下降的“鮮明”反差。
2007年,ATX2.3標準電源還未批量上市,只有個別幾款“搶灘登陸”,所以建議想購買的用戶再“持幣待購”一段時間。由於ATX2.3標準在雙路+12V輸出上相比ATX2.2標準進行了優化,為下階段CPU、顯卡等配件“量身訂做”,更能對這些中高端新品的“胃口”。所以筆者建議,要想搭配出一套具有不錯升級潛力的娛樂型主機,購買ATX2.3標準電源將能最大限度地延長平台壽命。
此外,由於ATX2.3標準又重新規劃了單路+12V輸出電源規格,這類產品肯定在價格上具有較佳的競爭力,配合單核CPU+整合主板使用“手到擒來”,無疑是下階段入門級用戶裝機的明智選擇。
ATX12V 2.31標準
ATX12V 2.31版規範就事實來看,其只是對ATX12V 2.3版規範的一個補充和完善,具體改進內容有:
1)將在ATX12V 2.3版規範上去掉PW-OK信號重新加回到ATX12V 2.31版當中。英特爾內部經過多次的試驗后,發現在去除PW-OK的信號時會造成輸出直流電的時間延長,從而增大電力損耗。
2)對CFX12V的交錯負載進行一系列的調整。這項調整幾乎是針對所有的ATX12V規範,英特爾進一步對CFX12V的交錯負載作了一系列的調整,其中最小負載部分調整最為突出。通過修改後的調整,使得交叉負載調整率有所提高。並通過對交叉調整的優化,從而使電源的輸出電壓更加穩定。這也就預示著用戶能夠更為自由的搭配CPU以及顯卡,而不用擔心會出現兼容性或不穩定等問題。
3)增加了RoHS環保標準,並提升至最高地位。RoHS-2002環保標準(《關於在電子電氣設備中禁止使用某些有害物質指令》)由歐盟議會和歐盟理事會於2003年1月27日正式公布,規定針對電氣設備中的鉛Pb,鎘Cd,汞Hg,六價鉻Cr6+,多溴二苯醚PBDE,多溴聯苯PBB等含量進行限制。從這點上也可以看出,英特爾已經加入到保護全球環境以及拯救全球氣候的行動計劃中來。
4)更嚴格的要求提升轉換效率。這也是英特爾為履行其提倡的節能環保計劃而不斷作出的努力,同時也接納了中國3C強制認證針對EMI電路所做出的規定。在確保持續提升節能效果的同時,也帶來了更高的穩定性。
就以上情況來看,ATX12V 2.3版規範更貼合當今主流需要,並與過往的電源規範有了較大的區別,而ATX12V 2.31版規範更為貼合當今主流應用,且在效能、環保以及節能等設計上也更為完善。因此我們有理由相信ATX12V 2.31版電源將會進入主流市場,並最終普及開來。除非主要配件功耗發生轉變。

詳解


適用類型

適用類型是指該電源所適用的電腦類型,例如台式機,伺服器/工作站等等。不同類型的電腦對電源的需求是不同的,例如伺服器/工作站,因為設備較多而且高能耗設備多,而且要求工作穩定,所以耗電較台式機大些。

安裝方式

安裝方式是指該電源相對與機箱的安裝方式,一般分為內置和外置。其中,內置方式最常見。

額定功率

額定功率是電源廠家按照INTEL公司制定的標準標出的功率,可以表徵電源工作的平均輸出,單位是瓦特,簡稱瓦(W)。額定功率越大,電源所能負載的設備也就越多。電源的功率有多種表示方法,除了額定功率和峰值功率之外,還有輸出功率的說法。輸出功率是指在一定條件下電源長時間穩定輸出的功率。電源實際工作時,輸出功率並不一定等同於額定功率,按照INTEL公司的標準,輸出功率會比額定功率大一些,例如10%左右。需要說明的是,在多種功率的標稱方式中,額定功率是按照INTEL公司標準制訂的,是電源功率最可靠的標準,選購電源時建議以額定功率作為參考和對比的標準。遺憾的是有些電源廠商標稱並不規範,出現虛標數值的現象。
2007年後,台式機電源需要的額定功率一般為200-400W,具體需求主要看計算機CPU、顯卡、硬碟等配件的需求,最常見的需求是250-350W。額定功率越大的電源越好,當然價格也越貴,選購電源時可以考慮未來升級硬體的可能性,並留一定的富裕量。但是由於額定功率已經是相當嚴格的標稱方式,因此太多的富裕量也沒有用處,不必一味追求過高的額定功率。

峰值功率

峰值功率是指電源在單位時間內,電路元件上能量的最大變化量,是具有大小及正負的物理量。在這裡特指 峰值輸出功率。峰值功率越大,電源所能負載的設備也就越多。

主要輸出介面


電源的主要輸出介面是指電源給主板、顯卡、硬碟、光碟機、軟碟機等設備提供了哪些供電介面。
首先是主板上的主供電介面,以前主板的主供電介面是20針的,
而從ATX 12V 2.0規範開始,很多主板開始使用24針的主供電介面,顯然購買帶有24針主供電介面的電源更合適。當然,為了解決向下兼容的問題,大部分2.0電源主供電介面都採用“分離式”設計或附送一條24Pin→20Pin的轉換接頭,這樣設計非常體貼。
此外現在80%的計算機使用了SATA硬碟,但是舊的硬碟和多數光碟機還是傳統的“D”型供電介面,所以選購同時帶有多個SATA設備供電介面和“D”型供電介面的電源就不用再添加轉接頭了。
很多主板除了主供電介面外,還可能需要4針,甚至8針的獨立供電介面,通常用於給CPU輔助供電。並且有些耗電量巨大的PCI-Express顯卡也可能需要一個6針的輔助供電介面,如果是兩個顯卡的計算機,可能需要兩個6針的輔助供電介面。
在選購電源的時候,顯然帶有越豐富的介面越好,這樣在連接各種硬體的時候會很方便,不會出現無法連接或者介面數量不夠情況。如果在購買前無法確定電源帶有哪些介面,建議選擇符合更高電源規範的電源,比如現在比較新的規範是ATX 12V 2.2版本,高規範版本的電源通常帶有更豐富的電源介面。此外如果已經出現缺少電源介面的情況,也可以通過買一些轉接頭來獲得缺少的介面,當然前提是電源的供電功率要足夠。