探索 PCIe 16-PIN 差异! 复盘 INTEL ATX VERSION 3.0 DESIGN GUIDE 文件

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笔者在“RTX 4070 SUPER全面采用12V-2X6? “一文提到 NVIDIA 刚刚推出的 RTX 40 SUPER 系列显卡,至少从媒体所收到的评测样品里,同时存在 12VHPWR 与 12V-2X6 这两种 PCIe 16-PIN 版本。 12V-2X6 的占有率明显高很多,12VHPWR 也不是都没有。 事后有网友提问这两个版本有什么区别,笔者现整理INTEL官方文件尝试回答这个问题,一切以原厂为准。

PCIe 16-PIN 的 H+與 H++

首先,据 INTEL 描述,12VHPWR 必须使用“H+”作为标示,而 12V-2X6 必须使用“H++”作为标示。

12V-2X6:连接器主体必须显示浮雕 H++ 字符的标签,以指示支持 9.2 A/引脚或更高。(修订版 2.1a 2023 年 11 月,336521-2.1a)

12VHPWR:连接器主体必须显示浮雕 H+ 字符的标签,以指示支持 9.2 A/引脚或更高。(修订版 2.0 2022 年 2 月,336521)

所以光从 H+ 或是 H++ 来看,它们同样意味该 16-PIN 可至少支撑 9.2A * 6 * 12V = 662.4W。 这也是说 12VHPWR 在输出能力上有着同样的最低要求,并没有比较“弱”。 有一点值得注意,12V 仅是名义值。 在最新的INTEL规范中,12V这一路因为POWER EXCURSION(峰值)的特性,是容许实际电压值偏离12V的。 INTEL制订出 +5% /-7%的区间,也就是12V电路最低的实际电压值不应该低于11.20V,也不应该高于12.60V。 所以保险一点来计算,应该利用 11.2V (或以前的最低值=11.4V) 来计算最恶劣的情况,也就是 9.2A * 6 * 11.4V = 629.38W。 另外,PCIe 8-PIN或6+2 PIN,市场上优秀的电供大多都可以输出8A – 10A不等,而INTEL仅要求至少可输出150W,以12V名义值计算也就是4.17A。

所以,从INTEL的最低要求来看输出能力,16-PIN远比2X4(8-PIN)来得强。 比实战的话,16-PIN应该也没有弱多少,因为16-PIN有6组12V/GROUND而PCIe 8-PIN只有3组12V/GROUND。 INTEL 对于 16-PIN 的线材也有严格的要求,16 AWG 起步! 这也是为什么厂商不太愿意提供2个16-PIN的主因,无论是接头或是线材,都是钱!

12V-2X6 电缆:所有 12 针必须使用 16 AWG 电缆连接到电源,不得减少人口。(修订版 2.1a 2023 年 11 月,336521-2.1a)

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两个 16-PIN 版本的另一个改变是关于引脚的物理长度,12-PIN (6组) 与 4-PIN 的长度要求都有改变。 12V-2X6 (H++) 的 12-PIN 被加长,而 4-PIN 被缩短,以确保 12-PIN (POWER) 在完全插好插满后,4-PIN (SIDEBAND) 才运作,确认电流可通过。 这可避免 16-PIN 在没有完全插入的情况下,仍然输出电流,降低烧毁风险。 同时,12V-2X6 (H++) 的 4-PIN 组态有重新调整,增加 0W 的配置,并更改 150W 的配置,来配合达成物理长度改变的目的。

12VHPWR (H+) 的定义里,该 4-PIN 的配置中,是没有 0W 的概念。 所以就算 12VHPWR (H+) 没插好插满,只要 12-PIN (POWER) 有接触到,应该还是容许输出电流。

这里值得注意的是何谓接头。 我们都知道接头有分公母,如果公母两方都作出同等的改变,也就失去 12V-2X6 (H++) 的意义。 两边的 4-PIN 假如一同缩短,那怎可能接触到,难道永远不输出电流吗? 所以 12V-2X6 所针对的,是 PCB 上的 16-PIN,例如显卡 PCB 上的 16-PIN,又或是电供本体上的 16-PIN,插座是也! 16-PIN线材上的16-PIN,都不受影响,H++ 或H+在线材上的要求并没有任何改变。 由于 12VHPWR (H+) 和 12V-2X6 对于线材的要求不变,所以 16-PIN 线材也就兼容于 12VHPWR (H+) ATX 3.0 电供和 12V-2X6 (H++) ATX3.1 电供。

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修订版 2.1a 2023 年 11 月,336521-2.1a
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修订版 2.0 2022 年 2 月, 336521

12V-2X6 还带来两个改变,或更准确来说,12V-2X6 的诞生还伴随 2 个新变化。 第一个也是笔者在以往的文章中(INTEL ATX 3.1设计规范强调PCI-E插槽PEG供电的存在)提到。 在最新的 INTEL 文件中,除了提到 12V-2X6,还有明确表示单张 PCIe Add-in Card 最大的功耗是 675W,也就是说比 12VHPWR 那一版再提高 75W。

单个PCIe附加卡的最大功耗从300W增加到675W。此功率是所有电源轨的总和。例如,附加卡可能通过其卡边缘连接器消耗 75W 的功率,通过 12v-2×6 电缆插头消耗 600W 的功率,总计 675W。 (修订版 2.1a 2023 年 11 月,336521-2.1a)

单个附加卡的最大功耗翻了一番,达到 600W。这是所有来源的每张卡限制的总和。(修订版 2.0 2022 年 2 月,336521)

这一点笔者看来觉得很有趣,因为原来的要求是所有电路输入(PEG金手指与16-PIN之总和)共计600W,新的要求是从有电路输入(PEG金手指与16-PIN之总和)合共675W。 也就是说,在 600W 的旧要求下,若扣除 PEG 66W (12V) 的标准功率水平,12VHPWR 只须负责 534W。 那么为什么INTEL要在新版本中强调H++ = 12V-2X6 = 9.2A,以及强调 675W 呢? 是不是有厂商看到这边有漏洞,就轻轻缩料用上不符9.2A 16AWG的16-PIN?? 还是只是因为 12VHPWR 烧很大,才强调 PEG 金手指的存在,降低 16-PIN 的压力,尽管 12V-2X6 对于 POWER 和 AWG 的要求不变??

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另一个12V-2X6伴随的改变更有趣,笔者也曾探讨过(INTEL在最新的ATX 3.0设计规范中重新支持3 DIMPLE设计),那就是 16-PIN 的物理方案。 简单来说,一开始INTEL没有强调3-DIMPLE或是4-SPRING设计,后来建议使用4-SPRING计设,然后又重新建议3-DIMPLE也可以并存,最后也就是最新的版本,INTEL在建议在3-DIMPLE或4-SPRING设计的同时,再建议“EQUIVALENT” 设计!

  • 电缆插头连接建议:电缆插头内部的压接触点可以使用 4 弹簧设计、3 凹坑设计或等效设计。任何设计都需要满足提供 12V-2×6 连接器每个引脚的高电流所需的设计和可靠性要求。(修订版 2.1a 2023 年 11 月,336521-2.1a)
  • 电缆插头连接建议:电缆插头内部的压接触点可以使用 4 弹簧设计或 3 凹坑设计。两种设计都可以满足提供 12V-2×6 连接器每个引脚高电流所需的设计和可靠性要求。(修订版 2.1 2023 年 8 月 336521)
  • 电缆插头连接建议:电缆插头内部的压接触点建议使用 4 弹簧设计而不是 3 凹坑设计,这将增加 12VHPWR 连接器内部电气流量的接触面积并降低每个触点的温升。(修订于 2023 年 2 月 2.01 日,336521)
  • 电缆插头连接建议:不适用(修订版 2.0 2022 年 2 月 336521)
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什么是EQUIVALENT同等设计,INTEL好像并没有明言或举例,只提到这些设计都应该符合INTEL对于16-PIN的要求。 所以消费者也不必追求 4-SPRING 设计,虽然 COOLER MASTER 力推 4-SPRING!


至于什么ATX 3.0电供是否强制要求16-PIN,笔者就不再覆述了,因为那部份应该只是打错了,INTEL在公开第一版文件前就已公开解释没有相关要求。 从以上的区别各位大致可了解 16-PIN 的变更,规格上来看当然有改变,只是这些改变背后的时空背景才值得令人深思。 好比PCIe 6-PIN/8-PIN的出现,75W/150W只是硬性规定,背后的来由才值得品味。 600W 的 12VHPWR 以至 675W 的 12V-2X6; 又 4-SRPING 又 3-DIMPLE 又符合要求什么方案都可以,我们可看到厂商们背后的角力和现实中的妥协。

笔者只知道,INTEL只是写的那一个、公开的那一个,上述改变都是INTEL听回来再写进去而已。 也许INTEL应该勇敢踏出第一步好好整顿这些ADD IN CARD厂商同电供厂商。 只是 INTEL 管的是电供,要管到 ADD IN CARD 也就是 PCI SIG 那边,INTEL 是比不过 NVIDIA 的。 所以笔者不是不想解释ATX 3.1在干吗,而是笔者真看不懂这些文件。 不配合现实而只看文件无法理解真实面貌,例如什么300W线材450W线材600W线材,文件当然有写该区分这些功率水平,只是现实中电源厂商就算在16-PIN线材上印有300W、450W、600W等不同的功率值作标示,它们还是600W的线。 从RTX 40 SUPER或现时的RTX 40的新批次,H+和H++都有,那么显卡厂商有否加入0W输出的配置?

12VHPWR 其实一直存在插不紧 / 容易松动的问题,网上也有一堆视频展示轻轻摇动接在显示卡上的 12VHPWR 线材,电脑便会黑屏。 那么 12V-2X6 的 0W 输出配置,好像早就有了。 12V-2X6 改动针脚长度,某程度上也是在针对容易松动的问题:长的粗的 12-PIN 变得更长,也就更稳固。

INTEL 在最新版本的文件中表示,电供厂商应弃用 12VHPWR,改使用 12V-2X6; 也列出更详尽的 16-PIN 物理连接建议标准。

新的电源设计应仅安装 12v-2×6 连接器,而 12vhpwr 连接器应弃用。(修订版 2.1a 2023 年 11 月,336521-2.1a)

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还是 CORSAIR 写得比较贴切,16-PIN 是一个 EVOLVING STANDARDS,让我们一起看下去。

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