Tietokoneen emolevyjä on koristanut ensin 20- ja sitten 24-pinninen jykevä ATX-virtaliitin jo 90-luvun puolivälistä lähtien. Tänä vuonna siihen pyritään saamaan muutos ainakin Intelin toimesta.
CustomPC-lehden varmistamien tietojen mukaan Intel aikoo julkaista tänä vuonna ATX12VO-virtalähdestandardin. Standardin mukaiset virtalähteet antavat ulos vain 12 voltin jännitteet ja siihen kuuluu 10-pinninen päävirtaliitin, jonka läpi kulkee vain 12 V- ja 12 Vsb -linjat. Jatkossa joidenkin laitteiden tarvitsemat 5 ja 3,3 voltin jännitteet muunnettaisiin sopiviksi vasta emolevyllä ja esimerkiksi SATA-virtakaapelit lähtisivät emolevyltä virtalähteen sijasta. Emolevyn EPS-lisävirtaliittimen käyttö jäisi uudistuksen myötä valinnaiseksi.
Fortronin omistama FSP:n esiteli CES 2020 -messuilla uutta ATX12VO-standardia tukevaa virtalähdettä. 10-pinnisen ATX12VO-liittimen lisäksi ne oli varustettu 8-pinnisellä EPS-liittimellä ja 6+2-pinnisillä PCI Express -lisävirtaliittimillä. KitGurun mukaan ATX12VO-standardi aiotaan suunnata ensin OEM-valmistajien käyttöön, mutta se voisi tulla myös itse koottavien kokoonpanojen markkinoille myöhemmin.
Kaikki uusiksi vaan, jos sillä pääsee piuhasotkusta eroon.
Nimeäppä edes yksi CMOS logiikkapiiri jota käytätte, joka ihan oikeasti toimii 3,3 tai 5 voltin jännitteellä. IO jännitteet ei liity CMOS jännitteisiin juuri mitenkään.
Jos oltaisiin järkeviä, niin tuo muutos tehtäissi pikkuhiljaa, esim s.e. nyt jolkaistaisiin uudet versiot kaikesta mahdollisesta (kiintolevyt, PCIe ym, jossa sanottaisiin, että laitteet täytyvät toimia pelkillä 12V:n syötöillä.) Samoin USB ajettaisiin pikkuhiljaa alas, uuden liitännän tieltä..
Miksi kymmenen pinniä? Jännitesyöttöön riittäisi kaksi pinniä, 12 V ja maa.
Liittimen virransyöttökyky ei riitä.
Mitä vikaa USB:ssa on?
https://eu.mouser.com/datasheet/2/916/74HC_HCT4060-1319797.pdf
En takaa, että täsmälleen oikea komponentti, mutta vastaava SO16 koteloituna 5 V jännitteillä. Jos et usko, niin voin lähettää maanantaina vaikka kuvan. Toistan: teollisuudessa käytetään EDELLEEN paljon 3,3 V ja 5 V komponentteja, ne toimivat, ovat heti saatavilla (monta valmistajaa ja tukkuria) ja ovat halpaa kuin saippua. Monta kertaa tulee tarve saada jokin yksinkertainen logiikka toteutettua kortille, niin miksi ihmeessä toteuttaisit sen 1,8 V tai 2,5 V komponentilla, jos kaikki siihen liitetyt osat toimii korkeammalla jännitteellä? Haluat tehdä siitä mahdollisimman monimutkaisen ja vihaat esimiestäsi?
Onko se todella noin vaikeaa uskoa, että joillakin sähkötekniikan aloilla tuotteilla on pitkä elinkaari? NASA käytti 8086:sta pitkälle 2000-lukua…
Hakkuritekniikkaan perustuva regulaattori on kyllä melko pieni osa. Ihan siihen ATX-liittimen alta vapautuvaan tilaan mahtuu jo pari. Riippuu tietty miten tehokasta haetaan. Kannattaa muistaa, että sama ATX-liitin voi näyttää ihan fiksulta jossain EATX-levyssä, mutta pienessä ITX-emolevyssä se on ihan kohtuuttoman kokoinen. Koko ATX on ihan hölmö ratkaisu noihin pienimpiin koneisiin, joissa koko koneen kulutus voi olla 100W + ulkoiset USB-laitteet. Eipä näihin edes saa järkeviä powereita kun 80+ Platinumit lähtevät jostain 550W:sta. Jos hakkuripowerin optimikuorma on 50%, niin noihin sopiva poweri olisi jotain 200-300W (kovalla kuormalla), ja jos kone idlaa enimmäkseen, niin ehkä pienempikin.
3,3V ja 5V jännitteillä johtojen tehohävikki kasvaa merkittävästi 12V nähden. Ekologisesti on fiksua että muunnos tehdään mahd. lopussa lähellä laitteita. Jännite on logistisestikin helpompi toimittaa näin.
Ei löydy datasheetistä virransyötön blokkikaaviota, joten logiikan käyttöjännitettä ei voi noiden tietojen perusteella päätellä. Luultavasti itse logiikka toimii 1,8V jännitteellä tuossa, perustuen Vcc min 2V arvoon ja halppis integroitu dc-dc hukkaa sen 0,1-0,2V. Tietty jos toteutettu logiikka on äärimmäisen yksinkertaista, niin kaipa sen saa toimimaan 2-7 voltin käyttöalueellakin ilman mitään jännitemuunnoksia missään, mut olis kiva nähdä tarkemmat detaljit tuonkin toteutuksesta.
No nyt on taas sen luokan väite, että vaatii vähän faktaa tueksi. Kerroppas meille kaikille paljonko on eroa siinä tehohäviössä PSUn 30 cm kaapeleissa 12V vs. 5V tai 3V ja siihen päälle se tehoero kun ne pitää ne johdot upottaa sinne emolevyyn ja reitittää jotenkin fiksusti. Siellä kun ei paukkulangat kulje vaan pitää tehdä ne liitokset ja viennit piirilevyn sisällä. Jään innolla odottamaan laskelmia. Voidaan nyt vaikka huvin vuoksi jättää sun laskuista pois ne 4 liitintä vs 2 liitintä häviöt ja sopia ne nollaksi.
USB:n jännite voi vaihdella tuosta 5 voltista ylöspäin. Onhan noita Fast Mobile Charging -liittimiä jo markkinoilla. Oletettavaa on että se 5V regu ei ole enää tavoite, vaan käyttötilanteen mukaan muuttuva jännite. Eli ainakin näillä isoilla virroilla 5V virtalähteeltä ei ole järkevää.
Palvelimissa käytetään 12V virtalähteitä, ei nyt voi sanoa etteikö olisi kokemusta muuntaa jännitettä myöhemmin, vaikkakin monesti erillisellä piirilevyllä.
Voihan liitin olla isompi ja johdot paksumpia.
Paksummat johdot ovat jäykempiä ja lisäksi tarvitaan kuitenkin nuo PS_ON, PWR_OK ja VSense johdot, joiden ei tarvitsisi olla juuri minkään paksuisia. On helpompaa (=halvempaa) vetää kaikki saman paksuisilla johdoilla. Myös emolevyn vetojen virrankesto liittimen juurella tulisi ongelmaksi.
Voit syöttää vaikka tuonne arvot ja katsoa itse ettei tarvi mutuilla DC AC Drop Voltage calculator
Esim. omassa powerissa 5V linjalla 20A sallittu maksimikuorma. 0,5mm^2 30cm kaapelilla hävikki noin 0,5V ja 9W. 0,75mm^2 vastaavasti 0,3V ja 6W. Oletetaan, että DC-muunnos voidaan tehdä lähellä laitetta 95%-tehokkaasti. Tällöin 12V/9A linja tuo tarpeeksi tehoja. 0,5mm^2 hävittää 0,2V ja 1,9W. 0,75mm^2 0,1V ja 1,2W. Laskelmaa voi jatkaa piirilevyn vetoihin samalla tavalla. Yleensä nuo mitoitukset tehdään pahimman tapauksen mukaan vaikka tyypillinen käyttö kuluttaisi vähemmän.
Jos tietäisit powerien rakenteesta, siellä voi olla sisäisesti 115-240V -> 12V ja siitä sitten muunnetaan matalajännitteisellä tehoelektroniikalla 3.3V, 5V, -12V, -5V (harvemmin näkee enää). 5VSB johdetaan suoraan korkeammasta jännitteestä. Tämä ei ole mikään mielipidekysymys vaan jos sulla on muunnos 12V -> 3.3/5V, niin se on fiksumpaa tehdä loppupäässä, jos johdolla on yhtään resistanssia. Suprajohteita ei vielä käytetä tietokoneissa. Isoin haitta tuossa loppupäässä konvertoinnissa on tilankulutus piirilevyllä ja isompi hinta jos emolevyjä yms. ostaa useammin kuin powereita.
Ideana aika hyvä ratkaisu tämä uusi standardi mutta nyt ensimmäisenä mitä tulee mieleen on että ero halvan ja kalliin emolevyn välillä tulee olemaan hieman suurempi jos tämä tosian yleistyy.
Myös tilantarve emolevyssä voi olla haaste saada ne mahtumaan erityisesti pienempien mATX ja mini ITX riippuen kuinka paljon tilaa tuo ratkaisu vaatii.
Vielä kun saisivat jonkun standardin rgb sotkuun olisi myös hyvä edistysaskel kun tällä hetkellä 24pin liitin tuntuu ihan hyvältä ratkaisulta verrattuna siihen.
Eikö häviö ole todellisuudessa aikapaljon pienempi koska kaapeleita on useita, atx liittimessä taitaa olla 5 5v johdinta ja tietysti osa menee sata/molex kautta vielä?
On se näin. Hukkaan menevän energian suhde silti pysyy samanlaisena. Ei tässä kovin isoista luvuista ole kuitenkaan kyse. Otin vaan kantaa siihen, onko tämä fiksua ollenkaan ja tietyssä mielessä on.
Tämän jälkeen Intel voi sitten vaihtaa emolevyjen virtaliittimien muotoa ja pinnen lukumäärää / järjestystä aina uuden emolevysarjan mukana.
Saisivat virtalähdevalmistajatkin enemmän myytävää…
Hyvä uutinen.
Joskus yritin keskustella aiheesta täällä tai jossain toisessa foorumissa ja ei kovin kannatusta saanut jostain syystä.
Sillä lailla. Todennäköisesti uudistuksen takana ei ole parantaa tuotteita vaan saada virtalähteistä entistä edullisempiä mutta ei välttämättä parempi laatuisia. Ei ne 5 v ja 3.3v linjat mihinkään katoa sieltä ja tulee oikeastaan tuottamaan vaan entistä enemmän ongelmia kun regulaattorit kondensaattorit ympätään emolevylle.
Tällöin olet täysin riippuvainen emolevyvalmistajan valitsemista komponenteista ja tai komponenttien sijoittelusta jotka voi olla päin sitä itseään. Riittää kun katselee nyky emolevyjen kehitystä noin suorituskyvyn ja suunnittelun osalta. Tuntuu että suurempi prioriteetti on saada ne tyhjänpäiväiset ärgeebee ledit tungettua jokaiseen mahdolliseen kohtaan ja kusta VRM yms virransyötön jäähdytys kautta linjan naurettavilla alumiinpalikoilla joiden jäähdytyskapasiteetti on olematon kuparisiilin sijaan. Lisäksi kuvittelijo joku että ne kondensaattorit emolevyllä ei muka nosta hintatasoja yleisesti.
Mielummin itse maksan 100+€ laadukkaasta hakkuvirtalähteesta jonka valmistaa tunnettu merkki kuin luotan emolevyn valmistajien kykyyn rakentaa järkeviä ja edullisia kokonaisuuksia. Kyllä nykyinen malli on riittävän toimiva ja sen olis hyvä riittää intelillekin.
Jos esim Seasonic päättää siirtyä tähän uuteen standardiin, niin jättää "käytännössä" virtalähteistä pois muut jännitteet ja muuttavat vanhan liittimen uuden malliseksi.
Tämä nyt ei muuta tee kuin laskee hintaa suoraan komponenttien vähetessä. Ja olikohan niin, että hyötysuhde kasvaa myös powerissa näiden muiden jännitteiden jäädessä turhina pois.
Sata osalta on menossa jo muutos M2 levyihin.
Kuinkahan monta 4xPCIe M.2 -levyä saat halpispiirisarjoilla varustettuihin emolevyihin?
esim. Ryzen -piirisarjoissa on 24 PCIe -kanavaa.
Niistä 16 menee näytönohjaimelle, (tavallisesti) 4 kpl PCIe M.2-liitännälle ja loput 4 kpl piirisarjalle. Noita piirisarjan PICe- väyliä sitten jaetaan oheislaitteille kuten USB- ja SATA-liittimille, äänipiirille, verkkokortille, m.2 -liittimille ja ties mille.
Ei sieltä kovin paljon kapasiteettia riitä esiim. neljälle tai kuudelle m.2 -levylle. Ainakaan, jos kaikkia levyjä halutaan samaan aikaan täydellä nopeudella käyttää.
Vähän näennäistä. Muunnokset aina tuhlaavat energiaa. Eivätkä osat kuluta tyhjäkäynnillä juuri mitään. Powereissahan on huvittavaa powerin boksin sisällä olevien osien optimointi, kun nyk. yli 94% hyötysuhteen powereilla johdot alkavat jo muodostua suhteellisen merkittäväksi hävikin lähteeksi. Toinen mihin myös energiaa menee hukkaan on jenkkien alemmat jännitteet.
Miksi kukaan tavallinen käyttäjä laittaisi edes 4 – 6 M2 levyä koneeseensa? Nyt myytävissä emoissa onjo osassa kolmelle paikat.
Oma valistunut veikkaus on, että yleisin määrä on yksi mikä asennetaan.
Ongelmana on myös ollut pitää eri jännitteet toleransseissaan, kun yksi kuormittuu, tämäkin poistuu.
Lisäksi käytössä on ollut jo hyvin pitkään PFC, joka parantaa hyötysuhdetta myös 230 jännitteellä. Tätä tosin ei aina enää tosin edes mainita, kun on niin defacto asia jo ollut.
Ekologisesti on fiksua olla tekemättä romua toimivista laitteista.
Uusien laitteiden tekemisen ympäristökuorma olisi nopeasti suurempi kuin mikään hyöty muutoksista muutoksen vuoksi.
Kaikki merkittävät tehonsyöjäthän ovat jo vuosia sitten siirtyneet 12V:hen ja jäljellä on käytännössä vain hituvirran ottajat, joilla siirtohäviöt ovat todennäköisesti aika marginaalisia.
Päästään kahdelle liittimelle haaroitettujen PCIe lisävirtakaapelien korvaaminen kahdella erillisellä kaapelilla kaikissa powereissa vähentäisi siirtohäviöitä todennäköisesti enemmän valtaosassa pelikoneita.
Pitääkö reguloinnin olla alle 0,1%?
Joku puolen prosentin regulointi ei ole mikään ongelma DC-DC powereille.
Seasonic PRIME Ultra 750 Titanium Power Supply – Page 4 – JonnyGURU.com
Taisi kyllä itse powerien hyötysuhde laskea hitusen aktiivi-PFC:stä, joka ei ole mikään maaginen ikiliikkuja vaan oma erillinen step-up hakkuri.
Eikä PFC ole koskaan ollut mitään powerin hyötysuhdetta parantamaan tarkoitettu.
Se laskee vain sähköverkon häviöitä "lois" eli reaktiivisen virran pienetessä.
Mitenkäs paljon meinasit saada höylättyä pois 3,7W tyhjäkäyntikulutuksesta ja ~40W kuormalla puoli wattia suuremmasta tehohäviöstä?
Seasonic PRIME Series 750 W Review
Ja jos PC:hen alettaisiin lisäämään muualle omia 12V > 3,3/5V hakkuja ne tuskin olisivat keskimäärin läheskään yhtä laadukkaita ja korkean hyötysuhteen omaavia kuin laatupowereissa.
PC:n turhia hävikkiwatteja jahdatessa pitäisi muutenkin laittaa ensimmäisenä teloituskomppanian tulilinjalle huonot prossu-VRM:t.
Ja tosiaan vaikka kaikki 80+ Goldia huonomman hyötysuhteen powerit.
Siellä palaa pelikoneessa helposti parikymmentä turhaa wattia verrattuna 80+ Platinumiin.
Power Lost: A Better Way to Compare PSU Efficiency | silentpcreview.com
How motherboards are made: a miracle of modern electronics | TechRadar
Tuossa hieman tietoa emolevyn rakenteesta. Mainittu levyn paksuudeksi 1,6mm, kerroksia 6 kpl. Kuparin paksuudeksi 0,035mm.
Minun mielestä noissa voi olla päällimmäinen ja pohjimmainen kuparikerros hieman paksumpi kuin välissä olevat kerrokset, tyypillisesti kun tilaan 4 kerroksisen piirilevyn johonkin käyttöön, niin 2 välissä olevaa kuparikerrosta on paksuudeltaan puolet pintakerroksista. Pintakerrokset myös jäähtyvät paremmin, joten siellä kannattaa teho siirtää.
Emolevyllä kannattaa kuljettaa jännite 12V tasossa mahdollisimman lähelle liitintä, tarvitaan selvästi kapeampi veto kuparia, sitten pieni regulaattori ihan liittimen vieressä. Toki kiintolevyille ja muille kotelon sisälle asennettaville laitteille tuo virtaliitin kannattaa olla lähellä paikkaa johon virtalähde syöttää virtaa, mutta riittävän lähelle emon reunaa, jotta virtajohto SSD-levylle on mahdollisimman lyhyt.
6xSATA-liittimet tyypillisessä emossa voi mitoittaa 15W mukaan. Eli vaikkapa 0,3mm levyinen veto regulle, josta sitten 1-6kpl virtaliittimiä, riippuen virtapiuhoista ovatko haarautuvia.
Ei se nyt vie ihan tolkuttomasti tilaa. 5V regu riittää.
Kuten jo mainitsin, USB-liittimet (ainakin pari) taitaa jo nykyisin ottaa virran 12V linjasta. Esim. Gigabyten TurboCharger antaa ladattavasta laitteesta riippuen 5V/2A tai 12V/1,5A QC 3.0 standardin mukaan. Jatkossa varmaan lataustekniikka kehittyy vielä, voi olla että nykyisin halutaan 12V/3A QC 4.0 standardin mukaan. Kaikki mikä on pois 5V linjasta, vähentää todellista tarvetta, että ATX-virtalähteessä olisi 5V rail. Tuosta nyt lähtee jo muutama amppeeri.
Ja on virrat vähentyneet jo aikaisemmin, vaikka ei näy virtalähteen spekseissä:
PCI ja PCI-X käyttivät 3,3V ja 5V jännitteitä, kun PCIe käyttää 3.3V/12V jännitteitä niin tarve 5V jännitteelle väheni huomattavasti. ATX12V-standardi kun on vuodelta 2003, niin tämä mahdollisuus pitää sisällyttää virtalähteeseen. Näytönohjain otti 5A per kipale + varaus tietysti väylien määrän mukaan. Standardin mukaan poweri siis toimii myös tuossa vanhassa koneessa, varataan paljon ampeereita myös noille pienemmille jännitteille.
mATX-emolevyissä voi tulla säästöä 3.3V reguissa. Normaalisti 25A lähtö virtalähteeltä. Isommassa emolevyssä 6kpl pcie, eli 6x3A = 18A. Vastaavasti mATX 3x3A = 9A ja miniITX 1x3A = 3A.
Eli regulointia vain tarpeen mukaan, ei sen mukaan mitä vanha ATX12V-speksi sanoo. Joutaa tuo 17-vuotias standardi jo romukoppaan, vaikkakin sillä uhalla että joku joutuu ostamaan uuden powerin, vaikka vanha vielä toimii.
@SShadow ja @love_doctor ovat kyllä oikeassa, tarkemmin mietittynä ei sitä 5 volttia kannata sieltä powerilta tuoda (kuten aiemmin höpisin), vaan tehdä mahd. lähellä käyttöpaikkaa. Lisäksi oli hyvä huomio, että tuo pienempi liitin vie niin paljon vähemmän tilaa, että siihen säästyneeseen tilaa mahduttaa jo sen 12 > 5 V muunnoksen.
Tämä virtalähdestandardin muunnos voisi myös ajan kanssa suosia 12V only lisälaiteliitäntöjä (tiputetaan tulevista pci-e, sata yms. korvaajista pienemmät jännitteet pois) ja jätetään kaikki vastuu päätelaitteelle.
Sinänsä vaadittu muutos ei ole iso nykypowerihin kun kovin moni on jo valmiiksi sellainen että päähakkurista tulee ulos vain 12V ja sen perässä on sitten erilliset dc-dc konvertterit jotka tekee tuon 5 ja 3,3 V
Yksi merkittävä etu tuossa on myös powerin kaapeleiden määrän vähentäminen, saa suoraan suhteellisen merkittävän määrän kuparia vähemmäksi jolloin tuotantokustannukset laskee
Uusi standardi mahdollistaa myös pienemmät powerit ja kotelot. Muinoin atx-kotelot olivat valtavia, kun niihin piti änkeä useita 5.25” ja 3.5” paikkoja, sekä puolentusinaa laajennuskorttia.
Kun ne ATX:n aikaiset suunnittelulähtökohdat eivät enää päde, niin kannattaa muuttaa kerralla sitten enemmän.
Powerin koon ja muodon muutos yhdessä hdd:eiden katoamisen kanssa mahdollistaa paljon kivemmat standardit formfactorit.
SFX powereita on alkanut saamaan hyvin vasta viimeaikoina ja uusi standardi varmaan edistää tätäkin kehitystä.
SFX:ssä on silti ne kaikki 5 ja 3.3V hakkurit + valtavat piuhamäärät.
Jos standardissa esim. vaadittaisiin, että pitää olla vähintään gold tai platinum-tason poweri, niin sen voisi hyvin suunnitella paljon pienemmäksi, kun ei ole pakko saada 12cm tuuletinta mukaan jne.
Kun ATX powerien mitat suunniteltiin, sinne mahdutettiin 80x25mm tai 120-140x25mm tuuletinkin vielä sisälle.
Lueppas tämä Single Rail Power Supply ATX12VO Design Guide
10 kohdasta eteenpäin.
Tuolla muuten on ihan mielenkiintoinen juttu, tuo mitoitus VS prossun TDP
CPU TDP -> Jatkuva vireta,Lyhytaikainen virta
165W -> 37A5 , 40A
95W -> 22A, 29A
Eli kerroin on siis 2,7 virtalähdesuositukselle, INTELIN MUKAAN.
Tuosta näkee, miten TDP ei kerro juurikaan mitään siitä, mitä prossu vaatii powerilta.. Tuossa 2,7:ssa n cpu:n virtalähteen häviöt, varmuusvara ja prossun oikeasti viemät tehot.