ATX 3.0 和 PCI Express 5 (PCIe 5) 已經是熱門話題——這確實值得討論！ 這些標準很複雜，但對於DIY玩家來說理解這些標準很重要。 儘管目前只定義了理論概述，但已為我們對未來顯示卡及其功耗的期望提供了良好的前景。

什麼是 PCI Express 5？

PCI Express 標準定義了 PCI Express 介面及其擴充卡的機電規範。 顯示卡僅是眾多外掛程式卡中的一種。 然而，我們僅會在本文其餘的內容提及對顯示卡的影響。

PICe 5 的目標是將資料速率從每秒 16 GT提高到 32 GT，以提高可用性及使該標準符合未來的要求。 主要解決了顯示卡功耗不斷增加的問題。

在 PCI Express 4 設計中未制定高瞬態負載的標準。PCIe 5 規範不僅定義了 600 瓦的最大平均功耗，同時還限制了短期的負載峰值。在新的 PCIe 5 標準中，顯示卡在100微秒內的最大功耗為其平均功耗的三倍。以 600 瓦顯示卡為例， 100微秒內，最大功耗不能超過1800瓦。在10毫秒內，允許雙倍最大平均功耗。

但是，高負載峰值可能只在極短的時間內出現，示例中的1000毫秒內的平均功耗不可能高於600瓦的額定功率。

此外，該標準也說明顯示卡在任何電源端子組合上的最大總功耗為 600 瓦。很多人猜測即將推出的顯卡功耗會很高，我們想強調的是，所有型號都不太可能立即突破定義的限制。 另一方面，也有可能未來推出的原廠超頻高階顯示卡最終達到了不完全符合這些規範的地步。

除了功耗規範之外，更新版標準還定義了一種新電源接頭：「12VHPWR 輔助電源接頭」。以下將會詳細介紹此款新接頭。

ATX 3.0 對電源意味著什麼？

就像PCI Express是用於顯示卡，而ATX 則是用在電源供應器。本設計指南由Intel 發佈，最新版3.0詳細介紹了符合 PCIe 5 所定義新規範的電源供應器要求。高功耗和負載變化並不是新的議題，在 ATX 2.X 規範中已納入考慮。迄今定義的要求已經非常可觀，舉例來說，即使是 ATX 2.4 電源供應器必須要能夠管理非常快速的負載變化 (瞬變)，例如顯示卡輸出電流負載從 20% 到 100% 的變化。

然而，由於 ATX 2.4 未定義高於額定功率的數值，使負載峰值與規範之間出現落差。ATX 2.4 電源供應器通常在實際應用中可承載更高的負載峰值，但並未定義最大值。電源供應器製造商經常需要重新調整其規範，以滿足現代顯示卡的要求。ATX 3.0 首次定義了高於電源供應器額定功率的目標值。其中顯示卡的PCIe接頭，最高必須達到三倍額定功耗的負載變化。以 1200 瓦的電源供應器和 600 瓦等級的顯示卡為例，CPU 占用 300 瓦，另外的 300 瓦就會分配其他的組件。該示例中的電源供應器必須能在極短的時間內達到 (3*600W)+300W+300W 的功率，共 2400 瓦。

這就是 ATX 3.0 和 ATX 2.X 電源供應器的最大差異。ATX 3.0 電源供應器不僅能保證了恆定的標稱功率，且還可承載高於額定功率的高負載峰值，而 ATX 2.X 電源供應器則不行。

新型 12VHPWR 接頭

對終端用戶來說，PCIe 5 和 ATX 3.0規範最明顯的改變是新的 12VHPWR 接頭。它可以提供更高的功率，且這對具有 450 瓦以上功率的 ATX 3.0 電源供應器來說是強制性的要求。

上一次引入新接頭是 2013 年的 PCIe 2 ，以8 針的 PCIe 電源接頭可提供最高 150 瓦的功率，而我們熟悉的 6 針電源接頭僅限定於 75 瓦使用。以要求更高的顯示卡最多會需要三個電源接頭。

新型 12VHPWR 接頭設計變得更精巧，單一接頭可提供高達 600 瓦的功率。它擁有 12 條電源芯（6x12V 和 6x 接地）以及 4 條信號線作為電源供應器和擴充卡之間的通信介面。

12VHPWR 接頭的新感應線改善了電源和 PC 之間的交互。 ATX 2.X 電源不知道是否已連接耗電器件及連接的耗電器件數量有多少，顯示卡也無法獲得電源供應器相關的資訊。 新型 12VHPWR接頭能夠更智能地運作，使用感測引腳電源供應器可透過SENSE0 和 SENSE1 傳輸其最大功率。12VHPWR接頭的最大負載可定義為四階: 從150瓦、300瓦 、450瓦 和 600 瓦。

另一方面，PCIe 5 明確規定所連接的擴充卡連續功耗不得超過 600 瓦。根據電源供應器設置的最大允許負載，如果電源供應器的功率額定值低於顯示卡之要求，顯示卡將不會超過該負載，但可能會降低性能或無法正常運作。

12VHPWR 接頭的某些功能是可選的，可確保與之前的標準相容。因此，12VHPWR 接頭不會顯示該擴充卡的性能或功耗。例如，GeForce RTX 3090 Ti 和RTX 40系列已配有 12VHPWR接頭，但它們既不是 PCIe 5顯示卡，也不需要 ATX 3.0 電源供應器才能運行。未來其他PCIe 4顯示卡也可能採用相同的方式。類似邏輯也適用於電源供應器。

即使新款電源供應器已具備一條 12VHPWR 接頭的纜線，並不能判定是 ATX 3.0 電源供應器。

可透過轉接線將舊款 PCIe 接頭連接到 ATX 2.X 電源供應器的新 12VHPWR 接頭，此方法已證實是可行的。但是，Intel 建議將新型接頭插座或固定式 12VHPWR 纜線僅連接至完全符合 ATX 3.0規範的電源供應器。這一點強調的事實是，最新的PCI Express修訂版僅陳述了結合 12VHPWR 纜線使用時的高功率峰值。顯然，市場正在尋找機會，儘快以最低成本讓用戶使用這項新技術。要特別注意的是製造商是否明確將電源供應器標記為符合 ATX 3.0規範，以確保滿足未來的顯示卡所有必要標準。 be quiet! 正在對其產品組合進行全面檢查，併推出面向未來的電源裝置。Dark Power 13是be quiet!首款的 ATX 3.0 電源供應器 ! 緊隨其後是Pure Power 12 M。更多產品系列將在2023年更新。

前景

我們歡迎 PCI Express 5 和 ATX 3.0 規範以及功耗相關的明確定義。作為電源供應器開發商，我們被賦予了電源必須遵守的明確參數。多虧了明確的指導方針，我們的用戶將更容易找到適合他們需求的電源。 電源計算器繼續幫助使用者為無數系統組裝選擇合適的電源。 在未來，由於同時存在兩個標準，提供建議變得更加重要。