On parle beaucoup des sujets ATX 3.0 et PCI Express 5 (PCIe 5) - et à juste titre ! Ces normes sont complexes, mais importantes à comprendre pour les fabricants et les assembleurs de PC. Même si de nombreuses définitions ne sont pour l'instant que théoriques, elles donnent un bon aperçu de ce que nous pouvons attendre des cartes graphiques et de leur consommation dans les prochaines années.

Qu’est-ce que le PCI Express 5 ?

La norme PCI Express définit les spécifications électromécaniques d’une interface PCI Express et de ses cartes d’extension. Les cartes graphiques ne sont qu’une des nombreuses cartes d’extension disponibles. Cependant, pour la suite de cet article, nous ne ferons référence qu’à l’impact sur les
cartes graphiques.
L’objectif du PCIe 5 est d’accroître le débit de données de 16 à 32 giga transferts par seconde, d’augmenter l’utilisabilité et d’adapter la norme aux exigences futures. L’objectif principal est de répondre à la consommation croissante des cartes graphiques.

Les charges transitoires élevées n’ont pas de norme définie dans la conception du PCI Express 4. Les spécifications PCIe 5 définissent non seulement la consommation moyenne maximale à 600 watts, mais limitent également les pics de charge à court terme. Avec la nouvelle norme PCIe 5, une carte graphique est autorisée à tirer un maximum de trois fois sa consommation électrique moyenne dans un intervalle de temps allant jusqu’à 100 microsecondes. En utilisant une carte graphique de 600 watts comme exemple, la consommation électrique maximale ne peut dépasser 1800 watts sur une période de 100 microsecondes. Sur une période de 10 microsecondes, il est autorisé de doubler la puissance.

Il est important de comprendre que les pics de charge élevés ne peuvent se produire que sur un laps de temps très court et que la consommation électrique moyenne dans un intervalle de temps de 1000 microsecondes, dans notre exemple, ne peut jamais être supérieure à la puissance nominale de 600 watts.

En outre, la norme décrit une consommation maximale de 600 watts pour l'ensemble des cartes graphiques, quelle que soit la combinaison des connecteurs d'alimentation. De nombreuses spéculations circulent sur la consommation d'énergie extrêmement élevée des prochaines cartes et nous tenons à souligner qu'il est peu probable que tous les modèles repoussent d'emblée les limites des définitions. Par ailleurs, il est également possible que nous arrivions à un point où les cartes graphiques haut de gamme overclockées en usine ne respectent pas totalement ces spécifications.

En plus des précisions sur la consommation électrique, la nouvelle norme définit un nouveau connecteur d’alimentation : le “connecteur d’alimentation auxiliaire 12VHPWR”. Nous donnerons plus d’explications sur celui-ci un peu plus bas.

Que signifie ATX 3.0 pour les blocs d’alimentation ?

ATX est aux alimentations ce que PCI Express est aux cartes graphiques. Ce guide de conception est publié par Intel, et les derniers détails de la version 3.0 décrivent les exigences concernant les alimentations dans le respect des nouvelles spécifications PCIe 5. Les consommations énergétiques élevées et les pics de charge ne sont pas des nouveautés et sont déjà prises en compte dans les spécifications ATX 2.X. Les exigences définies jusqu'à présent sont déjà considérables, car même une alimentation ATX 2.4 est censée gérer des variations de charge (transitoires) très rapides de 20 à 100 % du courant de sortie, pour les cartes graphiques par exemple.

Cependant, il existe une différence de spécification concernant les pics de charge, ATX 2.4 ne définissant aucune valeur supérieure à la puissance nominale. Les alimentations ATX 2.4 peuvent en réalité généralement absorber des pics de charge plus élevés. Les fabricants d’alimentations doivent souvent réajuster leurs spécifications pour répondre aux besoins des cartes graphiques modernes. Pour la première fois, ATX 3.0 définit des valeurs cible supérieures à la puissance nominale de l’alimentation. Celles-ci indiquent que les connexions PCIe pour les cartes graphiques doivent permettre des changements de charge allant jusqu’à trois fois la consommation. Par exemple, si nous prenons une alimentation de 1200 watts avec une carte graphique de la catégorie 600 watts, 300 watts sont alloués au processeur et 300 watts supplémentaires sont affectés aux autres composants. L’alimentation de cet exemple doit pouvoir atteindre une puissance de (3 x 600 W) + 300 W + 300 W, soit un total de 2400 watts, sur une durée très courte. C’est là que les alimentations ATX 3.0 et ATX 2.X diffèrent le plus.

Une alimentation ATX 3.0 garantit non seulement une puissance nominale constante, mais également l’absorption des pics de charge élevés au-dessus de la puissance nominale. Ce qui n’est pas le cas des alimentations ATX 2.X.

Le nouveau connecteur 12VHPWR

Un des changements les plus notables pour les utilisateurs dans les spécifications PCIe 5 et ATX 3.0 est le nouveau connecteur 12VHPWR. Il fournit beaucoup plus de puissance et est obligatoire pour les cartes graphiques de 450 watts et plus.

 La dernière fois que de nouveaux connecteurs étaient introduits remonte à 2013 avec le PCIe revision 2. Le connecteur d’alimentation à 8 broches pouvait fournir jusqu’à 150 watts, alors que le connecteur à 6 broches n’avait que 75 watts dans ses spécifications. Les cartes graphiques les plus exigeantes nécessiteraient donc jusqu’à trois de ces connecteurs.

Le nouveau connecteur 12VHPWR est bien plus compact et est capable de fournir jusqu’à 600 watts de puissance à lui seul. Il dispose de 12 conducteurs pour le transfert de l’électricité (6 x 12 V et 6 x masse) et de 4 lignes de signal qui servent d’interface de communication entre l’alimentation et les cartes d’extension.

Les nouvelles lignes de détection du connecteur 12VHPWR améliorent l’interaction entre l’alimentation et le PC. Une alimentation ATX 2.X ne sait pas si et combien de connecteurs sont branchés. Les cartes graphiques ne reçoivent pas non plus d’informations de l’alimentation. Le nouveau connecteur 12VHPWR a la capacité de travailler plus intelligemment. Grâce aux broches de détection, l'alimentation peut communiquer sa puissance maximale via SENSE0 et SENSE1. La charge maximale du connecteur 12VHPWR peut être définie en quatre paliers de 150, 300, 450 et 600 watts.

D’autre part, la norme PCIe 5 stipule explicitement qu’une consommation continue de 600 watts ne doit pas être dépassée par la carte connectée. Selon la façon dont le bloc d'alimentation ou le câble a défini la charge maximale autorisée, la carte graphique n'essaiera pas de la dépasser, mais peut fonctionner avec des performances réduites ou ne pas fonctionner correctement, si la puissance du bloc d'alimentation est inférieure à ses besoins.

Certaines fonctionnalités du connecteur 12VHPWR sont optionnelles et garantissent la compatibilité avec les normes précédentes. Dans ce cas, le connecteur 12VHPWR ne donne aucune indication sur les performances ou la consommation de la carte. Les GeForce RTX 3090 Ti et l’ensemble des modèles de la série RTX 40, sont déjà équipés d’un connecteur 12VHPWR, mais ce ne sont pas des cartes PCIe 5 et elle ne requièrent pas une alimentation ATX 3.0 pour fonctionner. Il est possible qu’à l’avenir, la même approche soit suivie avec d'autres cartes graphiques PCIe 4. Une logique similaire peut être appliquée aux blocs d’alimentation.

Ce n’est pas parce qu’un bloc d’alimentation dispose d’un connecteur 12VHPWR que c’est un bloc ATX 3.0.

Il est possible d’utiliser un adaptateur du connecteur PCIe précédent vers le nouveau connecteur 12VHPWR avec une alimentation ATX 2.X, et cela se fait déjà. Néanmoins, Intel recommande que le nouveau connecteur 12VHPWR ne soit utilisé qu’avec des alimentations totalement conformes à la norme ATX 3.0. Ceci est accentué par le fait que les dernières révisions PCI Express ne décrivent que les pics de puissance élevés en combinaison avec le câble 12VHPWR. Il est probable que le marché soit à la recherche d’échappatoires pour faire découvrir le plus rapidement et le moins cher possible cette nouvelle technologie aux utilisateurs. Une attention spéciale est donc requise si un fabricant indique clairement qu’une alimentation est conforme à la norme ATX 3.0 pour s’assurer que toutes les normes nécessaires aux futures cartes graphiques sont respectées. be quiet! est en train de remanier son offre d’alimentations et lance des blocs prêts pour l’avenir. La Dark Power 13 est la première alimentation ATX 3.0 de be quiet!, suivie par la Pure Power 12 M. D'autres gammes seront mises à jour au cours de l'année 2023.

Perspectives

Nous saluons les spécifications PCI Express 5 et ATX 3.0 et les clarifications apportées sur la consommation. En tant que développeurs de blocs d’alimentations, nous disposons ainsi de paramètres clairs auxquels nos alimentations doivent se conformer. Nos utilisateurs auront plus de facilité à se repérer, d’autant plus qu’ils pourront continuer à s’appuyer sur notre configurateur pour les aider à choisir une alimentation adaptée à leur système. Des recommandations et des conseils qui deviendront de plus en plus importants, compte tenu de la coexistence des deux normes.