新动力——Intel ATX12V 2.3电源规范解析

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电源规范的产生和发展与PC硬件有很大关系,尤其与处理器关系最为密切。除了在处理器方面雄霸天下,英特尔还牢牢地掌握了电源规范的制定权。自1995年英特尔发布ATX 2.03开始,ATX的规范已历经ATX 2.03、ATX12V 1.2、ATX12V 1.3、ATX12V 2.0、ATX12V 2.2等几个版本。而2007年4月3日,英特尔发布了最新ATX12V 2.3电源标准,主要针对Vista系统带来的硬件升级以及双核、多核处理器的功耗改变而制定。

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ATX12V 2.3白皮书

回归:小功率单路12V输出

2003年,由于高端的PCI-E接口显卡在功耗上已提高至100W的水平,加之主推的高频率Prescott核心P4处理器100W以上的功耗,ATX 12V 1.3标准中所规定的单路+12V输出不得大于240VA,显然已不能满足两个功耗大户的需求。因此,在2003年2月,英特尔推出了新规范ATX12V 2.0,它主要是针对增强+12V输出电流而提出的。ATX12V 2.0最大的特色就是支持双路+12V输出,分别为+12VDC1、+12VDC2,其中+12VDC2专为CPU供电。

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而ATX12V 2.2版电源规范与2.0版本相比,主要是在大功率输出方面有所变化,以便更好地应付双核处理器的功耗需求。比如,在ATX 12V 2.2版规范中,英特尔制定了额定输出功率为450W的参数,弥补了2.0版最大输出功率仅为400W的限制。

在实际的应用过程中发现,由于小功率电源也采用了双路12V输出设计,限于自身供电能力,小功率电源无法根据供电情况实时调整输出比例,容易导致处理器或显卡等配件供电不足的现象。因此,在ATX12V 2.3版规范中,180W、220W、270W等小功率电源重新采用了单路12V输出的方式,以保障PC的稳定运行。当然,这也在客观上降低了小功率电源的成本和售价。

TIPS:最早的ATX规范——ATX 2.03

最早的ATX规范ATX 2.03是1995年英特尔公司制定的主板及电源结构标准,其中ATX 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直接提供所需的电压,而单独的+12V输出则主要应用在硬盘和光驱设备上。因为当时处理器和显卡的功耗都相对较低,因此按照早期标准规范生产的电源产品在很长一段时间内都能够满足当时的硬件供电需求。

变化:+12V1升高,+12V2降低

ATX12V 2.3版电源规范中,在大功率电源方面推出了300W、350W、400W、450W功率级别,针对300W以上的大功率电源,提高了+12V1输出能力,并降低了+12V2输出能力。

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为什么会有这样的改变呢?因为双路12V输出设计的思想是将处理器供电与显卡等其他设备的供电分离开来,而采用双路输出之后,+12V2主要对处理器供电。众所周知,处理器中低功耗的酷睿2已经占据主流,而高功耗的奔腾D即将退市,所以+12V2输出能力降低也是理所当然。+12V1输出主要针对显卡,在高端PCI-E显卡功耗不断提升的情况下,+12V1输出也就必须要有更强的能力。ATX12V 2.3版电源规范不但可以支持单卡模式的PCI-E平台,甚至还可以轻松应对SLI这样的双卡模式PCI-E平台。

由此可见,ATX12V 2.3版电源规范中的双路输出功率的变化主要是为了适应目前硬件发展的需要,尤其是适应处理器能耗下降和显卡能耗上升的需要。

TIPS:为奔腾4制定的ATX12V 1.0

ATX12V 1.0规范与ATX 2.03的主要差别是改用+12V电压为CPU供电,而不再使用之前的+5V电压。这样加强了+12V输出电压,将获得比+5V电压大许多的高负载能力,以此解决奔腾4处理器的高功耗问题。在实际产品中,最明显的变化是为CPU增加了单独的4Pin电源接口,利用+12V的输出电压单独向奔腾4处理器供电。

融合:电脑家电化,功率350W以下

电脑与家电之间的联系和融合已经成为近年来的趋势,比如电脑组建家庭高清影院,或者用电脑组建家庭办公系统,这一特点已经在ATX12V 2.3电源规范中得到了体现,比如在规范中专门列出了数字家庭、数字办公平台推荐配置。

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节能:功率因数不小于0.9

节能是耗电设备的一个重要衡量指标,而ATX规范中节能一般用转换效率体现。在ATX12V 2.2中已经给出了转换效率的参考值,其中规定电源必须达到的标准为:满负载70%、典型负载72%、轻负载65%,推荐标准为:满负载77%、典型负载80%、轻负载75%。

在ATX12V 2.3电源规范中,英特尔的要求更加严格,推荐一款电源不论何种状态下都可以达到80%或以上的转换效率,而功率因数则需要大于或等于0.9。此项要求其实就是80Plus认证,该认证是目前PC电源认证中最具挑战性的一个。

在电源满负载时,达到80%的转换效率并不难;而在轻负载的情况下依然可以达到80%转换效率,就非常困难了。只有性能极其出色的少数电源产品可以通过这种考验。显然,通过严格转换效率测试的80Plus电源比普通电源更节能。

早在1992年,美国环境保护署就提出了一个全面性的环保和节能规范“能源之星”计划,几乎涉及所有耗电量大的电脑设备,要求这些设备在空闲时自动进入休眠状态。除美国之外,欧盟、日本、澳大利亚等均有相应的规范。2007年3月,英特尔公布了“能源之星4.0”规范,该规范将于今年7月20日生效。根据这项规范,要求电脑电源能够将80%的输入电能转化为可供计算机使用的电能。只要达到这个标准,电脑耗电量可以减少52%,每台电脑每年节省6至58美元。

由此看来,ATX12V 2.3电源规范对于节能标准的重新定义与节能的大趋势密切相关。

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TIPS:什么是80Plus认证?

80Plus是由美国能源署出台,Ecos Consulting负责执行的一项美国全国性节能现金奖励方案。起初为降低能耗,鼓励系统商在生产台式机或服务器时选配使用满负载、50%负载、20%负载效率均在80%以上和在额定负载条件下PF值大于0.9的电源。美国政府自掏腰包,对于符合以上要求的,台式机每套系统奖励5美元,服务器每套系统则奖励10美元。

环保:着重强调RoHS标准

在ATX12V 2.3电源规范中,对于RoHS标准进行了重点强调说明,其中特别提及了欧盟、中国对于该标准的关注,这是ATX12V 2.2电源规范中没有涉及的内容,说明环保将是未来电源发展的重要方向,尤其是对环境或人体可能产生危害的物质将会得到更有效的控制。

2003年2月13日,欧盟议会和欧盟委员会颁布了第2002/95/EC号《关于电子电器设备中限制使用某些有害物质指令》,也就是著名的RoHS指令,规定自2006年7月1日起,进入欧盟市场的电子电器产品禁止使用铅Pb、镉Cd、汞Hg、六价铬Cr6+、多溴二苯醚PBDE、多溴联苯PBB这六种有害物质,RoHS认证表明生产商对电脑用户健康的关注。

而我国信息产业部联合国家发改委、商务部、海关总署、国家工商总局、国家质检总局、国家环保总局,于2007年3月1日起正式实施《电子信息产品污染控制管理办法》,标志着中国版RoHS问世,也标志着中国对电子污染的控制与世界同步。

结束语

ATX 12V 2.3电源规范的出现有两点重要的意义:一是将目前市场上多种电源规范并存的现象进行了整合,并更正了以前规范中出现的不适应市场需求的部分。比如对小功率电源进行了细致的划分,将小功率电源的双路12V输出恢复为单路12V输出,将大功率电源中的双路12V输出做出了适应处理器、显卡等发展的变化。因此,可以预见的是,该规范将更容易在市场中推广并得到电源生产厂商的支持;二是为电源未来的发展指明了方向,紧跟处理器、显卡等核心部件的步伐,及时调整电源的结构以适应核心部件的变化,更加关注节能与环保,提高电能的转换效率,减少和控制对人体和环境产生危害的物质。