1. ATX (Advanced Technology Extended)
2. 主板
3. 电源
3.1 主要版本简表
3.2 更换电源需要考虑的问题
3.3 电源效率
3.4 80 Plus
4. 退役的电源
4.1 24pin主供电接口
4.2 12v的CPU供电接口
4.3 12v的PCI-E供电接口
4.4 SATA电源接口
4.5 D型大4pin接口
1. ATX (Advanced Technology Extended)
https://en.wikipedia.org/wiki/ATXhttps://zh.wikipedia.org/wiki/ATX規格
ATX主板规格由英特尔公司在1995年制定。这是多年来第一次电脑机壳与主板设计的重大改变。 ATX有7条扩充槽。其他派生的主板规格(包括microATX、mini-ITX)保留ATX基本的背板设置,但主板的面积减少,扩展槽的数目也有所删减。
ATX(高级技术扩展)是多年来台式电脑外壳、主板和电源设计的首次重大改变,提高了部件的标准化和互换性。 电脑DIY,组装机市场的蓬勃发展,ATX标准功不可没。
ATX规格定义了(电脑机箱, 主板, 电源)三者的通用标准,包括
dimensions; mounting points; I/O panel; connector interfaces
尺寸; 安装点; 输入/输出面板;连接器接口
2. 主板
ATX主板标准v1.1版 (1996)https://www.scribd.com/document/293937542/ATX-specification-Revision-1-1-February-1996
ATX主板标准v2.2版https://web.archive.org/web/20070216095427/http://www.formfactors.org/developer/specs/atx2_2.pdf
主板规格变体
比较常见的是microATX紧凑型,ATX标准型。
详见表格
Form factor | Originated | Date | width (mm) | depth (mm) | (典型用法、市场采用等) |
ATX | Intel | 1995 | 305 | 244 | |
microATX | Intel | 1997 | 244 | 244 | 适合 ATX 和 EATX 机箱。 |
Mini-ITX | VIA | 2001 | 170 | 170 | 最初设计用于家庭影院或其他无风扇应用 |
Extended ATX | Supermicro / Asus | ? | 305 | 330 | 螺丝孔与某些ATX机箱不完全兼容。专为双CPU和双槽显卡而设计。 |
EE-ATX | Supermicro | ? | 347 | 330 | 增强型扩展ATX |
SWTX | Supermicro | 2006 | 419 | 330 | 四处理器,不兼容 ATX 安装 |
FlexATX | Intel | 1997 | 229 | 191 | |
WTX | Intel | 1998 | 356 | 425 | 2008 年停产 |
BTX | Intel | 2004 | 325 | 267 | 2006 年取消。还有micro, nano, pico变体。通常不兼容 ATX 安装。 |
Mini-DTX | AMD | 2007 | 203 | 170 | |
SSI CEB | SSI | ? | 305 | 267 | 紧凑型电子设备舱 |
SSI MEB | SSI | 2011 | 411 | 330 | 中档电子海湾 |
SSI EEB | SSI | ? | 305 | 330 | 企业电子湾 |
SSI TEB | SSI | ? | 305 | 267 | 薄型电子托架,用于机架安装,具有电路板组件高度规格 |
Ultra ATX | Foxconn | 2008 | 366 | 244 | 适用于多个双插槽显卡和双 CPU。 |
XL-ATX | Gigabyte | 2010 | 345 | 262 | |
XL-ATX | MSI | 2010 | 345 | 264 | |
XL-ATX | EVGA | 2009 | 343 | 262 | |
HPTX | EVGA | 2010 | 345 | 381 | 双处理器,12 个 RAM 插槽 |
3. 电源
ATX电源标准v2.53版https://web.archive.org/web/20200313220428/https://www.intel.com/content/dam/www/public/us/en/documents/guides/power-supply-design-guide-june.pdf
ATX电源标准v3.0版https://cdrdv2-public.intel.com/336521/336521_Rev2p01.pdf
3.1 主要版本简表
精简摘录自维基百科,详见维基百科英文页面。https://en.wikipedia.org/wiki/ATX
Original | ATX | 1995 | 20pin | >4针大D形(硬盘,CD-ROM等外设);4针软驱供电;20针主板供电。 12V仅用于风扇和外设(HDD,CD-ROM等); 电源的大部分功率通过5V和3.3V提供(CPU,RAM,芯片组,PCI,AGP) | 效能 |
ATX12V V1.x | v1.0 | 2000 | 大幅增加了12v的功率, 5v和3.3v功率基本保持不变; 额外增加了4针12v连接器用于CPU供电; | 68% | |
v1.1 | 2000 | ||||
v1.2 | 2002 | 用于ISA总线的(−5v)电源轨不再必须,成为可选的。 | |||
v1.3 | 2003 | 继续增加 12 V 电源轨的功率。 引入串行 ATA 电源连接器(但定义为可选) | 70% | ||
ATX12V v2.x | v2.0 | 2003 | 24pin | 主板接口升级为24pin。串行 ATA 电源线成为必要。 现在大部分电源由 12 V 电源轨提供。3.3v和5v的功率显着降低。 | 70% |
v2.1 | 2005 | 所有导轨的功率均略有增加。 | 77% | ||
v2.2 | 2005 | https://web.archive.org/web/20080920191034/http://www.formfactors.org/developer/specs/ATX12V_PSDG_2_2_public_br2.pdf | 80% | ||
v2.3 | 2007 | 允许 12 V 线路为每轨提供超过 20 A 的电流,240w https://web.archive.org/web/20150114105013/http://www.formfactors.org/developer/specs/PSU_DG_rev_1_1.pdf | |||
v2.31 | 2008 | 添加了有关气候保护的部分 https://web.archive.org/web/20160414133738/http://www.formfactors.org/developer/specs/Power_Supply_Design_Guide_Desktop_Platform_Rev_1_2.pdf | |||
v2.4 | 2013 | https://web.archive.org/web/20170718011357/https://www.intel.com/content/dam/www/public/us/en/documents/guides/power-supply-design-guide.pdf | |||
v2.51 | 2017 | 引入了对替代睡眠模式 (ASM) 的支持,取代了传统的S3 电源状态, | |||
v2.52 | 2018 | 要求电源制造商确保支持替代睡眠模式 (ASM) 的电源能够承受每 180 秒一次的电源循环(每天 480 次)或每年 175,200)。还建议电源风扇至少延迟两秒打开,以改善用户体验。 https://web.archive.org/web/20200313220428/https://www.intel.com/content/dam/www/public/us/en/documents/guides/power-supply-design-guide-june.pdf | |||
v2.53 | 2020 | https://web.archive.org/web/20210222203819/https://d2pgu9s4sfmw1s.cloudfront.net/UAM/Prod/Done/a062E00001XMVETQA5/b2f2f54c-e980-7c06-4032-9bd4e037c83b?Expires=1614026599&Key-Pair-Id=APKAJKRNIMMSNYXST6UA&Signature=iVsGBI7emsEdrFsQ67~1S2M90n5TYe3~QRV4TUX1VC-EseakcayGKQeIrDqA~ls21nyFEuSEcp9TwYA2uYXHQRfrjsYAhPvPaKLNivtX25XWNG2Bqr1eajUeZY6SobcaUhqU8I1coBOXz6TzmLMmgRiy4awrNQnBFtagJsJRME50wE8zd8HrBmgITOGB7dXv9IFX3YCMPpx1PXaubRAcfm9tsS71Sn6xf2n2rSizwWA-JjXuYK6sZhXKNNzn-7FtBtRJoyx~uOnWPtvxE2i-O1X1cFFpnhq3wDn1Kubh-qttzKiRYs0pnXElqDpH4i9TFOFBCR-g2dmtm6USEUgBBA__ | |||
ATX 3.0 | V3.0 | 2022 | 新型 16 针 12VHPWR 连接器,可为显卡提供高达 600 W 的功率。 https://cdrdv2-public.intel.com/336521/336521_Rev2p01.pdf |
3.2 更换电源需要考虑的问题
https://en.wikipedia.org/wiki/ATX#Specification_changes_and_additions
尽管 ATX 电源规格大多在两种方式(电气和物理方面)垂直兼容,但将旧主板/系统与新 PSU 混合使用存在潜在问题,反之亦然。
3.2.1 需要考虑的主要问题如下:
- 3.3 V、5 V 和 12 V 电源轨之间的电源分配在较旧和较新的 ATX PSU 设计以及较旧和较新的 PC 系统设计之间有很大不同。
- 较旧的 PSU 可能没有较新 PC 系统正常运行所需的连接器。
- 较新的系统通常比较旧的系统具有更高的功率要求。
3.2.2 电源与主板跨版本混用指南
- 旧的主机,可以使用新的电源,但3.3v和5v可能会过载,新电源压缩了这部分的功率;被分配了大部分功率的12 V 电源轨大部分未使用。
- 新的主机,总的来说不建议使用太旧版本的电源。
- 新的主机,若是轻量文书配置,对功率要求不高,状况良好的旧电源也能使用。但要注意(1. 有些接口可以通过转接线适配,2. 旧电源效率普遍不高,就是比较耗电,转化的废热较多。
- 新的主机,若是较高配置,则只能使用新电源了。
3.3 电源效率
电源效率是指将家庭电源转换为稳压直流电时不浪费电力的程度。
计算机电源的效率从 70% 左右到 90% 以上不等。
尽管额定功率大于所需功率的电源对于过载具有额外的安全裕度,但与尺寸更合适的装置相比,此类装置通常效率较低,并且在较低负载下浪费更多电力。
电源负载处于最大功率的(50%-75%)区间,效率最佳。
如下表的例子,若是一台长期低功耗(<100w)运行的电脑,选择500w的铜牌电源比900w的银牌电源更加省电。
工作损耗(发热) | ||||||
电源, | 负载效能要求 | 低功耗效能 | 100w | 200w | 500w (效能) | 最佳效能区间 |
80 Plus Silver 900w | >180w负载效能 至少85% | <100w负载效能 73% | 27w (73%) | 30w (85%) | 55w (89%) | 450w – 675w |
80 Plus Bronze 500w | >100w负载效能 至少82% | <100w负载效能 84% | 16w (84%) | 36w (82%) | 95w (81%) | 250w – 375w |
3.4 80 Plus
https://zh.wikipedia.org/zh-hans/80_PLUShttps://en.wikipedia.org/wiki/80_Plus
80 Plus(商标为 80 PLUS)是一项于 2004 年启动的自愿认证计划,旨在促进计算机电源装置 (PSU) 的能源高效利用。
产品在20%、50%和100%额定负载下能效超过80%,在100%负载下功率因数达到0.9或更高,即可获得认证。
80+ 认证级别https://www.clearesult.com/80plus/
year | 80 Plus test type | 115 V internal Non-redundant | 230 V EU internal Non-redundant | 230 V internal Redundant | ||||||||||
额定负载百分比 | 10% | 20% | 50% | 100% | 10% | 20% | 50% | 100% | 10% | 20% | 50% | 100% | ||
2004 | 白牌 | 80 Plus | 80% | 80% | 80% | 82% | 85% | 82% | ||||||
2008 | 铜牌 | 80 Plus Bronze | 82% | 85% | 82% | 85% | 88% | 85% | 81% | 85% | 81% | |||
2008 | 银牌 | 80 Plus Silver | 85% | 88% | 85% | 87% | 90% | 87% | 85% | 89% | 85% | |||
2008 | 金牌 | 80 Plus Gold | 87% | 90% | 87% | 90% | 92% | 89% | 88% | 92% | 88% | |||
2009 | 白金 | 80 Plus Platinum | 90% | 92% | 89% | 92% | 94% | 90% | 90% | 94% | 91% | |||
2012 | 钛 | 80 Plus Titanium | 90% | 92% | 94% | 90% | 90% | 94% | 96% | 94% | 90% | 94% | 96% | 91% |
计算机电源的效率是其输出功率除以输入功率;剩余的输入功率按照能量守恒的预期转化为热量。
对于给定的电源,效率根据所输送的功率而变化。
电源通常在(50%~75%负载)时效率最高,在低负载时效率较低,在最大负载时效率稍低。
较旧的 ATX 电源的效率通常为 60% 到 75%。
要获得 80 Plus 资格,电源必须在三个指定负载(最大额定功率的 20%、50% 和 100%)下实现至少 80% 的效率。
然而,80 Plus 电源在较低负载下的效率可能仍低于 80%。
例如,80 Plus、520 瓦电源在 60 瓦(台式计算机的典型闲置功率)时的效率仍可能为 70% 或更低。
因此,选择容量适合所供电设备的电源仍然很重要。
对于更高瓦数的电源更容易实现更高的效率水平,因此在典型台式机的合理容量的消费级电源中,黄金和铂金电源可能不太可用。
4. 退役的电源
电脑更新换代,旧电源状况良好的,还能怎么用?
退役的电源还可以当开关电源使用,输出5v,12v直流电。
需要了解如何手动开关电源,还有主要的输出电源线绿色启动电源线;黑色接地; 红色5v电源线;黄色12v电源线;橘色3.3v电源线
4.1 24pin主供电接口
Color | Signal | Pin | Pin | Signal | Color | ||
ff8000 | Orange | +3.3 V | [1] | (13] | '+3.3 V | Orange | ff8000 |
ff8000 | Orange | +3.3 V | (2] | [14] | −12 V | Blue | 0000ff |
000000 | Black | Ground | (3] | [15] | Ground | Black | 000000 |
ff0000 | Red | +5 V | [4] | (16] | Power on | Green | 00ff00 |
000000 | Black | Ground | [5] | (17] | Ground | Black | 000000 |
ff0000 | Red | +5 V | (6] | [18] | Ground | Black | 000000 |
000000 | Black | Ground | (7] | [19] | Ground | Black | 000000 |
808080 | Grey | Power ok | [8] | (20] | Reserved | None | ffffff |
A020F0 | Purple | +5 V 待机 | [9] | (21] | +5 V | Red | ff0000 |
ffff00 | Yellow | +12 V | (10] | [22] | +5 V | Red | ff0000 |
ffff00 | Yellow | +12 V | (11] | [23] | +5 V | Red | ff0000 |
ff8000 | Orange | +3.3 V | [12] | (24] | Ground | Black | 000000 |
- (pin8,13,16)是控制信号。
- 最下面4个pin仅存在于 24 针连接器中的针脚。
- 在 20 针连接器中,针脚 13-22 分别编号为 11-20。
- (pin13)针脚提供 +3.3 V 电源,还有第二条(Brown)低电流电线用于远程传感。
- (pin16)绿色的+5V开机线,接地则启动电源,断开则电源断电。
- (pin8)灰色电源状态信号,当其他输出尚未达到或即将离开正确电压时,控制信号为低电平。
- (pin20)以前为-5v(白线),新电源中不存在; 它在ATXv1.2中降为可选的,从 v1.3 开始被删除。
- (pin9)紫色待机5v供电,即使电源关闭,也有5v电信号,这可用于为控制开机信号的电路供电。
- 表格中(Pin)列内的括号表示防呆接口的形状,方括号表示正方形[x],圆括号表示D形接口(x]。
- 这个图表的角度看24pin接口的卡扣在右边。
4.2 12v的CPU供电接口
4pin,4+4pin或8pin接口,比较好辨认, (靠近卡扣的一边,都是12v的黄色线;另外一边全是黑色的GND接地)
4.3 12v的PCI-E供电接口
6pin,6+2pin,双6pin等
靠近卡扣的是黑色接地雨感应线,另外一边黄色的是12v电信号
4.4 SATA电源接口
而 SATA 电源接口则是目前 SATA 硬盘包括 HDD 机械硬盘以及 SSD固态硬盘的主要供电来源,起可以提供+12V、+5V 和+3.3V 供电,每组电压对应 3 针,共 15 针。
每个端子可以传输的电流为 1.5A,所以 12V、5V 和 3.3V 各可以传输的电流都为 4.5A,功率分别为 54W、22.5W 和 14.85W。
由于大部分的 SATA 设备都可以在没有+3.3V 供电的情况下正常工作,因此如果玩家确实需要大量的 SATA 电源接口但电源本身提供的数量有所不足,那就可以使用转接线从 D 型 4Pin 接口转接扩充。
4.5 D型大4pin接口
12v黄,中间2个黑色接地,5v红色。
旧电源有这个几口,用于HDD,光驱,风扇等。2.0开始逐渐被STAT取代。现在新的电源已经见不到这种接口了。