“核”动力:2006年度ATX 12V 2.2版电源横向评测
横向评测
在处理器领域2006年被誉为双核之年,Intel和AMD的主流双核处理器在年初悉数登场,掀起了一波双核热潮。伴随65nm双核处理器的推出,制造工艺已经成功进入了新的阶段,并将成为主旋律。在处理器规格做出重大变革的时候,Intel为双核处理器制定的全新的ATX 12V 2.2版标准,也将取代ATX 12V 2.0版标准成为以后电源的主流标准。
双核电源标准——ATX 12V 2.2版
现在要购买电源可真的让人很头痛,消费者不光要确定功率、品牌、真假货、杂牌、返修货,这些经常遇到的麻烦问题,还要根据自己的配置来选择电源的标准 。这都是Intel连续推出3个电源标准造成的,使得现在市场中的同一品牌同一型号电源,却有3个不同的标准,让消费者根本不知道选择哪一种,就连商家也不清楚哪一种才是适合的。
到底是哪3个电源标准造成了这种情况呢?它们就是ATX 12V 1.3版本、ATX 12V 2.0版本和ATX 12V 2.2版本。这3个标准是Intel在不同的时期,根据不同的处理器而制定的,它们之间又是不完全通用的,这就造成了有些消费者选购的电脑是双核处理器,但是电源却使用的是ATX 12V 1.3版本,造成电源不能满足处理器的供电需求。要想挑到适合自己配置的电源就需要了解这3个标准之间的不同,只有这样,你才不会盲目的购买产品。
首先应该从ATX 12V 1.3版本的祖先ATX说起。ATX规范是Intel公司在1995年制定的主板及电源结构标准,是英文(AT extend)的缩写,ATX电源规范历经ATX 1.1、ATX 2.0、ATX 2.01、ATX 2.02、ATX 2.03和ATX 12V的变迁。现在的电源市场已经是ATX 12V产品一统天下了。ATX版本的末代皇帝2.03标准采用+5V和+3.3V电压,分别为功耗较大的处理器及显卡提供所需的电压;单独的+12V输出则主要应用在硬盘和光驱上。因为当时处理器和显卡的功耗都比较低,所以各配件相安无事。
处理器进入P4时代后,电源功率需求较高,使用符合ATX 2.03标准的电源时,+5V的输出根本不能满足需要。为此,Intel对ATX标准进行了修订,在2000年2月推出了ATX 12V 1.0版。随着多次的修订,还有Prescott核心处理器的超高功耗出现,标准也从ATX 12V 1.0、ATX 12V 1.1、ATX 12V 1.2版升级到了ATX1.3版,同时满足了串行(SATA)存储设备的需求。ATX 12V 1.3版主要是增强了+12V供电,增加了对SATA硬盘的供电接口,提高了电源的转换效率。虽然以现有的电源技术,+12V单路输出可以做到更高,但这样会导致输出线材存在安全隐患,还会增大线路损耗。为此Intel专门限制了单路+12V输出不得大于240W,也就是说限制+12V输出的电流工作在20A以内,这也是为了遵守美国FCC(联邦通讯委员会)的电源标准。
随着PCI-E设备的出现,功耗再次增大,系统对+12V供电的需求也更大。被限制在20A以内的ATX 12V 1.3版的+12V供电已经成为了系统的瓶颈,于是ATX 12V 2.0版诞生了。同样是为了解决大功耗硬件的供电问题,ATX 12V 2.0版将+12V输出增加为两路。ATX 12V 2.0版本是在2003年6月份,随着Intel 9XX系列芯片组的推出,+12V中一路单独为CPU供电,另一路则为显卡等其他设备供电。这样能够保证CPU的供电充足,增强系统的稳定性。美国FCC曾经在电源方面做出硬性规定,计算机电源的任何一路直流电路输出功率不允许超过240W,超出这一界限时,电源应该进入过流保护状态或者关机状态。无奈之下,Intel只得将+12V输出分为两路,正是此时,电源的主接口也由20Pin改为了24Pin。ATX 12V 2.0版中Intel推荐了4种电源规格,分别为250W、300W、350W和400W,这4种电源规格对+12V直流电路的输出电流要求至少要达到22A。 ATX 12V 2.0版还在应用过程中出现了修正版的ATX 12V 2.01规范,由于市场上这种产品较少,宜归为ATX 12V 2.0版本。

时代总是在不断进步,处理器也从以前的单核时代进入了真真正正的双核时代。2005年3月,Intel也不失时机地对外发布了最新的ATX 12V 2.2版。ATX 12V 2.2版沿用了ATX 12V 2.0版中的两路+12V输出设计,只是在基础上进行了修改及强化。为了适合双显卡、多个硬盘等功耗的提升,ATX 12V 2.2版进行了3点增加,这3点的增加让ATX 12V 2.2版电源更能适应以后硬件产品的发展需求。
1.将电源的最大输出标准提升至450W
为了给双核的高端平台提供强劲供电,Intel在ATX 12V 2.2版中加入450W的输出规范也是情非得以。如果想要稳定运行双核处理器+SLI平台,没有功率输出400W以上的电源来支撑,恐怕是很难应付的,而随着显卡性能及档次的不断提升,供电需求极有可能再次提高。对于电源厂商来说,Intel的ATX 12V 2.2版是一个具有权威性的设计标准。厂家在推出自己的产品时,可以根据定位来进行调整。但Intel的规范是在电源的输出能力以及安全性的基础上提出的,正如规范中要求电源单路+12V输出不得大于240W的标准一样。如果厂家自行推出了超出Intel规范的产品,那么就不能被称为符合Intel ATX 12V 2.2版的电源。
2.加强3.3V、5V输出以及+12V瞬间电流,降低+12V持续输出
相对于ATX 12V 2.0版来说,ATX 12V 2.2版本并没有提高+12V的持续输出电流,反而有所降低,并且提升了3.3V与5V的输出电流。之所以这样,是为了配合未来SATA硬盘、SATA光存储设备的普及,以及处理器、显卡显示核心的功耗都将有所下降的原因。
在ATX 12V 2.2版中,将+12V输出的最大电流降低了一些。但在瞬间输出电流上确有较大的提高,达到了16.5A(+12V2)(450W要求19A)并且能持续10ms以上,之所以会有如此提高主要还是考虑到Intel未来的双核处理器甚至多核,在启动瞬间需要较高的峰值电流。
3.提出了更高要求的转换效率
随着全球能源危机的日益凸现,节能环保概念如今已经成为一个全球性的课题。而电脑节能与电源的能源利用率,即转换效率有着最直接的关联。转换效率是按电源输出输入的百分比来计算的。当市电被接入电脑后,由于技术方面的原因,会有一部分电能没有做功,而是被转化为热能损失掉。所以提高电源的转换效率不仅能减少PC发热,还会节约大量的能源。美国80Plus组织,早已制定了相关政策,提倡使用转换效率大于80%的电脑,并拿出一定数量的资金,补贴给符合这一标准的厂商。按规定,符合要求的普通PC,每台可返还生产商5美元,而符合这一要求标准的服务器将会返还10美元。转换效率在Intel的ATX 12V 2.0版中已有所提及,而在新的ATX 12V 2.2版中对电源的转换效率有了更高的标准,推荐达到(非强制) 85%转换效率。而我国却相对落后,目前3C要求是65%。

市场格局——三国混战
从电源规范的发展历程不难看出,每一个规格的诞生总是为了适应平台的发展。那么目前电源规格三足鼎立的现状,自然也与市场上的平台多样化有密不可分的关系。“混乱”这个词用来形容现在的电源市场是十分贴切的,虽然,双核处理器已经降价到大众能够接受的范围,PCI-E平台也已成熟,但是市场上AGP+单核的老平台依然能够运行目前的软件和系统,加之目前该平台能为商家带来更多的利润,还有很多用户在知情或者不知情的状态下选择了老平台,于是自然也就搭配一款价格相对便宜,且是为该系列平台设计的ATX 12V 1.3版本电源。而ATX 12V 2.0版和ATX 12V 2.2版都是双路+12V输出,大多数用户并不了解其差别,奸商们又把这两种双路+12V供电的电源都叫做双核电源。很多消费者根本不在乎3个版本的差异,而只是一味的注重了电源的价格。特别是选择Pentium D和Athlon64 X2双核处理器的用户,他们不知道选择ATX 12V 1.3版电源会给处理器带来怎样的影响——这会让处理器的寿命大大缩短!
目前市场中ATX 12V 1.3版电源,它最大的好处就是价格便宜,适合的配置也比较多(双核除外)。只不过廉颇老矣,虽然有十足的活力可是已经是适应不了时代的步伐,被淘汰是早晚的事。ATX 12V 2.0版电源的地位有些尴尬,低端用户会选择便宜的ATX 12V 1.3版产品,而懂行的玩家大多会选最新ATX 12V 2.2版。于是,ATX 12V 2.0版本有些不上不下,扮演着过渡的角色,不过好在ATX 12V 2.0有一些经典产品为它撑腰。ATX 12V 2.2版本普及是大势所趋,但是在复杂的市场上,它能不能撑到普及的那一天而不被更新的标准抢去风头,还很难说。因为市场中ATX 12V 2.2版本电源价格要比其他两类贵,众商家炒作凶猛,产品更是鱼龙混杂。而Intel的标准只是生产的参照指标,厂商可以自行设计更改细节。但是其规格确实更科学,更能适应时下主流双核配置的要求。
另外,很容易让用户忽略的就是电源的转换效率。ATX 12V 1.3版的满载标准转换效率是68%,ATX 12V 2.0版增加到了80%,最新的ATX 12V 2.2版更是高达85%。虽然这种标准很少有产品能够达到,但这是发展的必然趋势,越高的版本转换率就会更高一些。可别小瞧了转换率,它与电源的两大要素息息相关:一是散热,二是电费。转换率高了,浪费在发热上那一部分的功耗就会少了;有效的电能利用高了,电费的开支也就少了,所以建议用户在挑选电源时也考虑这个因素。
评测篇
我们要考查的电源指标有:电源效率、额定功率、功率因素、PG/PF、安全性测试、高低温适应测试、EMI测试、待机功耗。这些指标都是与电源有着息息相关,特别是电源效率、待机功耗等这些。
电源效率:这里指电源的转化效率,简单地说就是电脑输出的功率占交流输入的功率的百分比。数值越高越好,一般在轻负载下需要有60%以上,在满负载(本次测试为300W)下要求有70%以上,典型负载(大约150W左右)下要有75%。效率太低就会造成电能的浪费和电源工作温度偏高,从节能方面来讲就是不过关的。
额定功率:对于ATX V2.2版的电源,我们可以通过交叉负载测试的方法来测试出电源每一路的最大输出。具体方法是:在不超过该路输出最大电流的前提下,逐渐减小其负载电阻,同时测量负载压降和纹波系数,当负载压降和纹波系数超出允许的范围时,记录此时的电流值作为该路输出的最大工作电流。本次测试我们也包括了交叉负载测试(分为220V、264V、180V三种AC输入下,各路输出分别高负载),同时这项测试也考验电源在各种恶劣电网环境下的工作能力和稳定性,由于测试结果数据比较复杂,我们只简单地列出各款产品是否通过或者是发现了问题。
功率因数:有功功率与视在功率(简单的说,这里指的是电源输出给电脑的功率和交流端输入功率)的比值,就是功率因素。如果功率因数过低,则会对电网造成影响。对于电源来说,直接反映了PFC电路的效率。一般在轻负载下(根据GB17625.1标准,本次测试设定为75W),电源的功率因数要在0.7以上。PFC电路分为主动式和被动式,采用主动式PFC的电源其功率因数可以达到0.9以上,而被动式一般在0.7到0.8,主动式的PFC成本比被动式要高不少。

PG/PF:PG信号即Power Good信号,即通电后,要求各路输出的上升时间大于100ms小于500ms,否则无法开机。PF即Power Fail断电保护电压,要求断电后,各路输出的下降时间不小于1ms(这里我们以+5V输出为采样),这样才能保证UPS电源正常动作。本次测试我们加测了PG拐点,基本上可以理解为满载下电源在多低的交流输入电压时才停止工作,这一项就是考查电源应付电网电压不足的能力。
安全性测试:过流、过压、短路保护都是电源应该具备的功能,根据Intel的标准,都有一定的限制值,必须在这样的限制值范围内实现保护动作。如果保护动作在这个范围外发生或者是一直不发生,都是不符合规范的。特别是没有保护功能这种情况,将是非常危险的,可能会损坏硬件甚至引起火灾。不过对于不同电源,其定位不同,因此过流点也许会有所不同。由于Chroma 8000测试程序的缘故,如果过流点超过我们的限值太多就不能得出读数,但这并不代表电源就不合格,只是产品定位不同而已。

另外,电源对于瞬间高压的冲击也应该有相应的保护功能,我们测试的标准是,在1800V高压持续3秒的冲击下,电源的接地电阻不得大于100mΩ,绝缘电阻不得小于100MΩ,而在测试中如果这三项都过关,我们就直接标注为“通过”。
高低温适应测试
电源的温度适应性也是非常重要的,例如在北方寒冷的地区,由于气温很低,有时也会导致电源在长时间关机之后不能启动。因此,我们本次测试在所有参测电源在-5℃下放置3个小时,然后加满载看是否能启动。高温部分则在50℃下加温3小时,然后带满载看是否能启动,如果没有任何问题则标注为“通过”。

EMI测试:EMI(Electro Magnetic Interference)电磁干扰也是电源的一项重要指标,当电源的谐波电平在低频段(频率范围150kHz~30MHz)表现在电源线上时,称之为传导干扰。传导干扰到底有什么坏处呢?具体表现就是有可能造成同一供电线路上的电器工作不正常,比如电话有杂音、音箱有异响等等。要抑制传导干扰相对比较容易,只要使用适当的EMI滤波器,就能将在电源线上的EMI信号控制在限值内。因此,正规的ATX电源产品都具备EMI滤波电路。本次测试我们也加入了对电源EMI传导干扰的测试,这也是国家强制执行的认证标准之一。本次测试中,只要波形处于限制值之下,就标注为“通过”。

待机功耗:我国于2003年12月5日就开始实施《计算机节能产品认证技术要求》,对计算机待机功耗作了明确规定:计算机在关闭方式下的单位时间能耗值应不大于3W;计算机在睡眠方式下的单位时间能耗值应不大于10W;计算机进入睡眠方式的缺省等待时间不大于30min。可见,节能已经受到了相当的重视。本次测试我们要求电源在+5VSB输出为0.3A时的功耗不得大于3W。满足此条件的电源才算得上真正意义上的“节能”电源。
合理的测试方案
由于功率已经不再是惟一考核的目标,我们同样也针对电源的输出品质、转换效率、功率因数、节能、适应性进行全面的测试。本次测试我们选择的参测产品主要是ATX V2.2版的规格,高功率的产品我们会推荐一个给大家的参考。本次测试主要选用了专业的Chroma 8000系列测试仪器以及其配套产品,同时也用到了谐波分析仪和EMI测量仪等电源生产、研发使用的设备。
整个测试一共有26项,包括了300W满载综合调整率及纹波、转换效率、功率因数、交叉负载、适应性、PG拐点、时序要求、安全性能、节能测试、传导测试、谐波测试等几个大项。电源测试是一个相当繁杂的过程,测试结果数据也非常多,仅仅一款电源的Chroma 8000测试结果就能打印84页之多,因此我们只选择其中对大家最有意义的数据进行列表,同时一些复杂的测试项目我们就直接以“通过”或者是对缺陷进行描述,不再列出复杂的数据,这样大家看起来也相对直观一些。在本文最后,我们会选择出最值得推荐的产品介绍给大家。
产品简介
长城BTX-400SEL-P4

额定功率:300W
峰值功率:400W
价格:298元
BTX-400SEL-P4是长城首款符合ATX 12V 2.2版的300W电源,额定功率为300W,最大功率为400W,各路输出电流都严格遵守Intel ATX 12V 2.2版标准。从测试数据来看,BTX-400SEL-P4在300W满载下的输出表现相当不错,电压和纹波都完全符合要求。转换效率方面,BTX-400SEL-P4无论是在轻载还是满载的情况下,都能达到70%以上,在三种负载下,功率因数也都能达到0.7以上,整体表现比较优秀。BTX-400SEL-P4非常顺利地通过了我们严格的动态负载测试,可见其稳定性以及对负载快速变化的适应能力是相当不错的。同时,BTX-400SEL-P4在PG拐点测试中最低可以下到168V,也就是说满载情况下,当电网电压降低到168V的时候,BTX-400SEL-P4才会停机,对电网低电压的情况适应能力很强。
此外,BTX-400SEL-P4很顺利地通过高温、低温测试,即便是在北方寒冷的天气下,BTX-400SEL-P4也能有不错的适应能力。节能测试方面,BTX-400SEL-P4在+5VSB负载0.3A的情况下只有2.81W的功耗。完全符合小于3W的标准。当然,BTX-400SEL-P4也有一些需要解决的小问题,比如在负载电流突然变大的时候,电源中的PFC线圈会因为电磁感应的缘故对外壳产生吸力,所以会发出轻微的“咔嗒”声,如果对外壳进行加固,应该能改善一些。
金河田 JHT-S498

额定功率:300W
峰值功率:400W
价格:288元
金河田的JHT-S498符合ATX 12V 2.2版标准,额定功率300W,峰值功率400W,配备了12cm的大风扇进行散热,保证了电源工作在较低的温度之下。JHT-S498的转换效率做得不错,在典型负载的情况下,转换效率达到了80%,其他负载下也达到了70%以上。JHT-S498适应动态负载的能力也比较出色,很顺利地通过了我们苛刻的动态负载测试。JHT-S498的PG拐点为171V,低压适应能力还算可以,JHT-S498在安全性测试中的所有项目都顺利通过,可以说安全性方面是值得信赖的。JHT-S498在谐波测试中,在1.45MHz频率附近有一点超标,另外,在低温测试中,需要调小负载才能启动,因此在低温适应性方面相对要弱一点。JHT-S498表现比较中规中矩,比较适合普通用户选用。
航嘉磐石355U

额定功率:300W
峰值功率:未标明
价格:228元
磐石355U是一款符合ATX 12V 2.2版标准的300W电源,磐石355U的转换效率相当不错,在三种负载的情况下都达到了70%以上,而在典型负载情况下达到了80%,此外,磐石355U也顺利地通过了动态负载的严格测试,可见它对于负载快速变化的适应能力是很强的。磐石355U在节能方面做得很不错,待机功耗只有2.65W,符合小于3W的要求。磐石355U的PG拐点为166V,这个成绩相当不错,这表明磐石355U在对电网低电压的适应性方面是很不错的。另外,磐石355U也非常顺利地完成了传导EMI测试和谐波测试,这些也是检验一个电源是否符合环保要求的重要指标。除了在交叉负载测试中+5VSB的纹波有很小幅度的偏高外,磐石355U可以说是一款综合品质比较出众的300W产品。
大水牛 PP400AAA

额定功率:300W
峰值功率:400W
价格:250元
大水牛PP400AAA是一款符合ATX 12V 2.2版标准的300W电源,PP400AAA在轻载和典型负载的情况下转换效率还算可以,达到了70%以上,在满载下稍差一点,为68.39%,满载下的功率因数也略微偏低一点。在做交叉负载测试时,+5V高负载的时候+12V 输出电压稍高,做动态负载的时候,在负载以0.5kHz频率由低到高跳变时终止输出。适应性方面,PP400AAA比较顺利地通过了高低温测试,同时PP400AAA也通过了安全性测试,在使用的安全性方面还是比较可靠。在谐波测试中,PP400AAA的5次谐波有轻微超标。
世纪之星 自由战士Ⅳ430

额定功率:300W
峰值功率:430W
价格:215元
世纪之星的自由战士系列目前出到了第四代,这款自由战士Ⅳ430额定功率为300W,峰值功率为430W。实际测试中,自由战士Ⅳ430的转换效率和功率因数表现都还不错,同时也通过了我们非常严格的交叉负载测试。不过在动态负载测试中,低负载到高负载以1kHz频率变化的时候,+3.3V输出有轻微偏高的现象。自由战士Ⅳ430顺利地通过了高低温适应测试以及安全性测试,PG拐点为178V,低压适应能力还算一般。谐波测试中,在1.658MHz位置波形有轻微超标,其他测试项目成绩都还比较正常。自由战士Ⅳ430整体表现属于中档,对于普通的用户来说基本够用。
世纪之星 旋风斗士

额定功率:300W
峰值功率:430W
价格:320元
世纪之星这款旋风斗士在功率方面的规格与自由战士Ⅳ430相同,但整体定位要比自由战士Ⅳ要高一些,首先它就采用了主动式的PFC,因此在功率因数的测试中表现非常优秀,在不同负载情况下的功率因数都保持在0.95以上,远远超过使用被动PFC的电源产品。另外,世纪之星旋风斗士的稳定性和适应性非常好,很轻松地就通过了我们苛刻的动态负载测试和交叉负载测试,输出电压和纹波都保持在规定范围内。世纪之星旋风斗士在高低温测试中也表现很好,没有出现任何问题,谐波以及安全性测试也表现得很出色,稍有不足的地方就是待机功耗稍微偏高,达到了4.55W,而且PG拐点稍微高了一点,对电网低压的适应能力稍微弱一点。总的来说,采用主动PFC的世纪之星旋风斗士属于定位玩家的,相对高端一点的300W电源,适合DIY玩家选择。
Thermaltake AH580

额定功率:480W
峰值功率:580W
价格:580元
Thermaltake AH580是一款面向高端发烧友的高功率电源,额定功率达到了480W,峰值功率达到了580W,由于功率较大,电源配备了双风扇对内部元件进行散热。电源外壳采用豪华的喷漆工艺,侧面使用精致的金属铭牌,看上去十分高档,不过Thermaltake的产品本来大都面向追求品位的发烧友,外观自然要做得豪华些。由于定位很高端,AH580在我们的测试中表现得不错,典型负载下的功率因数达到了0.81的成绩,而AH580的适应性也很好,动态负载以及高低温度测试都顺利通过,PG拐点为168V,对电网低电压的适应能力比较强。+12V1/+12V2的过流测试中,AH580的测试值超过了我们的限值,不过这并不算问题,因为AH580本身提供的输出功率比较高,因此OLP过流保护值自然要设置得高一些。从我们的测试值来看,AH580在功率方面表现的确比较不错,适合追求高功率的用户,当然,如果AH580再把节能方面做得更好一些,就比较完美了,因为它在我们的待机功耗中的测试结果为5.72W,超过3W不少。
工程师点评
数字实验室 王诚:和我们以前的电源测试一样,本次测试也不仅是注重功率,同时也注重了电源产品各方面的性能、品质指标,特别是相对2005年的电源年度测试增加了高低温适应测试以及PG拐点等测试项目。由于设计电源的时候必须考虑使用者所处的环境,所以电源必须具备一定的温度适应能力,比如在我国北方地区,冬天的时候气温很可能在零下,而此时一些电源中的电容的电解液就会凝固而失效,这样也会导致电源无法工作,而我们的低温测试则是考查电源的低温适应能力,比较值得高兴的是,基本上全部的电源都能通过低温测试,少数电源在轻载情况下也能顺利开机,总体情况还算可以。PG拐点考查的是电源适应电网低电压的能力,此次测试中,像长城BTX-400SEL-P4、航嘉磐石355U甚至可以保持在170V以下还能满载工作,表现相当不错,这样的电源就非常适合用电高峰时电压偏低的电网环境下使用。转换效率和功率因数是很重要的指标,本次测试中世纪之星旋风斗士采用主动PFC,功率因数保持在0.95以上,效率方面,金河田、长城、航嘉送测的产品表现都比较好,金河田的JHT-498在典型负载下能达到80%的效率,表现比较出众。
对于我们一般用户来说,如果是想要组建双核处理器平台的话,选择一款符合ATX 12V 2.2版的电源还是有必要的,毕竟它在+12V输出方面作了加强,更适合双核心处理器+PCI-E显卡的平台。当然,我们选择的时候也不能光注重功率,就目前主流平台来说,300W到350W就能够应付得很好了,产品本身的品质才是真正的重点,所以希望我们的评测能对各位读者选购电源有所帮助。
我们的推荐:
经过我们的测试,长城的BTX-400SEL-P4在各方面的综合表现都比较突出,特别是在节能方面,完全符合国家标准;世纪之星的旋风斗士采用主动PFC,功率因数保持在0.95以上,各方面指标相对其他参测300W产品来说表现良好,因此我们授予这两款电源“编辑推荐奖”。
