史诗级更新，FCPOWERUP标准1.7新增ATX3.0项目

朋友们，是时候更新一下知识了。Intel在2022年2月份发布了ATX 3.0设计指南2.0(PSUDG 2.0，ATX Version 3.0 Multi Rail Desktop Platform Power Supply Design Guide 2.0)，在去年我基于这份指南进行了一些内部的探索性测试。在2023年2月份，Intel又更新了ATX 3.0设计指南2.01，降低了部分门槛，所以之前的测试也要推倒重来。本文将重新对ATX 3.0标准和PCIe 5.0 12VHPWR接口的来龙去脉作一些吐槽介绍，以及FCPOWERUP将如何测试ATX3.0电源。

阅读本文，您将了解到：

1、Intel为什么更新ATX 3.0？

2、带16 Pin NV接口的电源就是ATX 3.0电源吗？

3、ATX 3.0的要求。

4、FCPOWERUP的ATX 3.0测试项目和报告包含哪些内容。

5、我对Intel ATX 3.0和PCIe 5.0有什么看法。

1、Intel为什么更新ATX 3.0？

我在一年前写的『大的来了，Intel官方ATX 3.0标准大功率电源焦虑营销』里阐述过，Intel更新ATX 3.0是为了解决显卡峰值功耗过高带来的问题。ATX 3.0新增的章节3都是在阐述PCIe显卡如何违反PCIe CEM规格超规格取电，ATX 3.0电源需要在规定的时间内超载输出多高比例的功率，才能应对显卡的脉冲峰值功耗需求，这便是整个ATX 3.0设计指南的核心内容。相比而言，接口形式和时序的更新就显得没那么重要。

熟悉第一人称射击游戏或者格斗类游戏的玩家应该对“帧(Frame)”这个概念很熟悉，我们分析“电源-显卡-游戏”的负载特性时也是具体到帧，在显卡生成每一帧画面时，显卡在每个时刻并不是完全满负荷工作，而是以“工作-摸鱼”的方式进行，功耗特性随着也呈现“波峰-波谷”的形式。

回顾一下我们测3090时的功耗波形，这张3090显卡，TGP是375W，运行一个大型3D程序时峰值功耗可以在700μs内冲上900W，随后保持相对较低的功耗水平，功耗积分之后，它又不会超过显卡的TGP限制，但在一两百μs内却有可能跟CPU的功耗叠加起来，达到1KW以上的水平，对于主流的600、700W的电源而言，带旗舰CPU和显卡超载输出到1000W以上是很容易触发电源的OPP过功率保护的。运行游戏时，这样的情况是每秒钟都在发生的，而且可能更不规律。

Intel ATX 3.0定义了电源能够超载的幅度，来应对显卡的需求，并且也指出旧款搭载6+2Pin的电源是不允许引入功率超载的。

看到这里一定有网友会评论“可以加电容”、“电源可以超载”、“你不要拿一瞬时的峰值来作为常态散播焦虑”等等。我提醒一下，如果还看不懂的朋友，可以阅读FCPOWERUP在2020年写的文章『离显卡功耗实标还有多远？峰值功耗与电源关系终结篇』，这篇文章有助于读者了解从2017到2023年这几年电源和显卡之间发生的一些事情，了解显卡的负载特性，明确显卡是以帧为单位工作在脉冲模式下的，每一帧都会有峰值功耗，也会有波谷功耗，峰值功耗过高是导致电源过载出现故障的主要原因。看完以上内容，恭喜你成功把知识更新到2023年。

2、带16Pin NV接口的电源就是ATX 3.0电源？

ATX 3.0电源的一大特色就是大部分电源带有一个新的显卡供电接口。这个接口的名字有点长而且有多个版本，比如PCIe 5.0 12VHPWR 16Pin接口，比如12V2x6接口。截至目前Intel和AMD都不用这个接口，所以我建议叫它12V NV接口，简洁贴切符合事实。至今仍然有不少人认为ATX3.0电源等同于带12VHPWR接口的电源，这种理解不完全对。

我很理解一部分消费者只想要一条直连不转接的12VHPWR接口来接NV的显卡，不想把显卡搞成八爪鱼，对于ATX3.0的超载特性是什么并不在意也不想知道。但标榜自己是玩家的消费者有错误的认知我就要指指点点了。

实际上16Pin的12VHPWR接口是PCIe 5.0 CEM的内容，市面上存在一部分电源配备了这样的插座或者模组线，但并不支持完整的ATX3.0超载特性，具体是谁我不点名，请勿对号入座。

2023年2月份Intel更新ATX3.0设计指南2.01之后，不再强制要求450W以上电源必须搭载12VHPWR接口，那么就有一部分电源，它不带12VHPWR接口，但却能符合ATX3.0的电气性能要求。

比如振华最近更新的Leadex V，本体是没有带“原生12VHPWR接口”的。海盗船送给Intel认证ATX 3.0的RM1000e，也不带12VHPWR接口，甚至在测试中也跑不过200%峰值超载测试。

所以，综上所述，带16Pin NV接口的电源不一定是ATX 3.0电源，ATX 3.0电源也不一定带16Pin 12VHPWR接口。

3、ATX 3.0的要求

时序，极轻载效率等部分有一些是之前ATX 2.5时代就已经提出的，ATX 3.0的核心内容还是在“Power Excursion”。

Intel ATX 3.0里多次提及的“Power Excursion”这2个单词，有翻译为功率漂移的，也有翻译为功率剧增的。但要形象具体真实地来描述它，应该写为脉冲功率超载，才能形象地把它和显卡输出每一帧画面时的峰值功耗脉冲对应起来——原来Intel要求的这个内容用途是这样的。

关键字眼是“脉冲”、“功率超载”。

按照PSUDG 2.01文档的内容，支持ATX 3.0的电源必须要达到下表要求的超载输出能力，并且输出电压不得掉出规定的范围才算达标，当然前提是不能炸机和关机。

具体到搭配12VHPWR接口的电源，要求分别是：

超载输出200%额定功率，持续100μs，低负载1900μs，5%占空比，如此循环持续一分钟以上；
超载输出180%额定功率，持续1ms，低负载11.4ms，8%占空比，循环一分钟以上；
超载输出160%额定功率，持续10ms，低负载70ms，12.5%占空比，循环一分钟以上；
超载输出120%额定功率，持续100ms，低负载300ms，25%占空比，循环一分钟以上。

不带12VHPWR接口的电源超载幅度降低，最高150%。

带12VHPWR接口的电源，除了以上4挡超载，还要加测12VHPWR接口的3倍动态负载，高负载和低负载的占空比固定在100μs/1900μs，5%占空比。所有这5个挡位都要求12V必须保持在11.2~12.6V（-7%~5%）以内。

更早一版的PSUDG 2.0的要求不一样，占空比高一些，不过它已经是过去式了，我们这里不展开讨论。

另外一方面是12VHPWR接口的额定功率配置。简单讲就是1000W的电源才可能配置额定450W的12VHPWR接口，1200W的电源才会配额定600W的接口。750W和850W的电源，按标准来是只能配额定300W的12VHPWR接口，Intel不推荐小牛拉大车。

4、FCPOWERUP的ATX 3.0测试项目和报告包含哪些内容

在今年2月份Intel更新了PSUDG 2.01即ATX 3.0的第二版之后，我决定将ATX 3.0的核心项目融合到目前的FCP显卡兼容性项目，毕竟FCPOWERUP用脉冲方式来测电源的显卡兼容性比Intel还早了两年多，ATX 3.0提出的初衷就是为了解决显卡峰值功耗问题，不融合就有重复的测试项目了。Intel的ATX 3.0测试项目上面已经说过了，核心是4+1个超载项目，而FCPOWERUP的ATX 3.0测试项目则包含了更多的内容。

目前FCP显卡兼容性包含以下的项目，出现在测试部分最后第五章节的“FCP显卡兼容性”，分别是：

5-1. 电源的ATX 3.0性能。也就是上面说到的4+1挡超载部分，使用高速电子负载仪进行测试。不支持ATX 3.0的电源将按传统的动态过载方式测出峰值输出能力。

5-2. 12VHPWR接口供电挡位兼容性情况。主要测试接口是450W挡的还是600W挡的，现阶段基本没有厂家推出150W和300W挡的12VHPWR接口的设定。

5-3. 12VHPWR线材满载发热情况。使用电子负载拉满600W一小时，使用热成像仪记录发热情况。早期烧毁接口的案例不少见，如果没测试，大部分用户对线材温度的问题心里是没概念的。后期我会取消掉这个项目，读者可能第一次看到这个项目，不过我已经测了不同品牌型号累计几十个样品了，测多了意义不大。

以下以金河田白金牌A+1050W的测试结果为例，4挡整机的动态过载加上1挡12VHWR接口单独的3倍过载测试，按Intel PSUDG 2.01 ATX 3.0设计指南，小于1200W的电源的12VHPWR接口的3倍动态只需要测450W这一挡，所以我们按Intel的要求来测，从450W到1350W之间跳变。基本上12V的电压都能处于要求的范围内，且电源运行正常。

如果电源测试中电压符合要求，则为合格。如果电源关机、炸机，则视为测试不合格。注意，我的评判标准，对电压过冲、欠冲幅度的要求要宽松一些，原因后面会说。

示波器截图，可点击放大：

超载200%，5%占空比，12V电压11.87~12.39V

超载180%，8%占空比，12V电压11.92~12.44V

超载160%，12.5%占空比，12V电压11.98~12.39V

超载120%，25%占空比，12V电压12.13~12.3V

12VHPWR接口3倍超载，5%占空比，12V电压11.83~12.39V

12VHPWR接口供电挡位兼容性情况

本项目使用的显卡测试平台配置如下，不同的测试使用的平台可能会不同：

使用msi afterburner解锁4090的PL，运行Furmark，可以在GPU-Z中看到4090显卡16Pin的输入功率达到570W以上，故可以判定金河田白金牌1050W这款电源的12VHPWR接口实际上是一个600W挡的接口。虽然按Intel的要求，1050W这样功率档次的只需要配置450W的12VHPWR接口，不过市面上大瓦数的ATX 3.0电源常见的操作还是会把它往高功率来配置。

12VHPWR线材满载发热情况

使用电子负载将12VHPWR接口拉满600W一个小时，使用热成像仪拍下热成像图。

别看图片红色区域很多，实际上温度并不高，室温在26℃左右，电源背板插座处温度最高在38.8℃，线身最高在37.9℃，远端的12VHPWR插头在34.9℃。PVC线材适用温度一般可以到80℃，这个工作温度没有问题。

以上为完整的FCPOWERUP的ATX 3.0电源测试项目，后续肯定是还要继续完善、修改、迭代的。

5、我是对Intel ATX 3.0和PCIe 5.0有什么看法。

5-1、标准模糊。

说得通俗一点就是双标，比如带12VHPWR的和不带12VHPWR接口的电源在不同的状态下都能算是ATX 3.0电源。是不是电源提供了原生的12VHPWR插座才算是真正的ATX 3.0电源呢？不好说，完全是到了最近有一些案例我才能有一个大致判断的，看文档完全凸显一个模糊。像这样的情况不止出现在接口问题上。

5-2、扯得太大了。

ATX 3.0约束PCIe设备最高功耗是600W x3倍，那么峰值最高要求1800W就可以了对吧？不是的，实际上那些1600W的ATX 3.0电源还是需要跑3200W才能算合格，实用价值已经不那么大了。

5-3、约束了电源厂，不一定能约束板厂。

电源厂是很听话的，Intel让做2倍输出就做2倍输出，NV让做235%输出就做235%输出，成品的价格实际上没有很大涨幅。但是另外一方面，板厂连PCIe CEM都有违反的时候，指望板厂遵守ATX 3.0也不太现实。至少截至目前我观察，ATX 3.0要求显卡最高3倍TGP峰值，有哪个板厂公开过峰值功耗吗？Intel建议用弹片式的12VHPWR端子，减少温升发热，目前好像也没听说有电源厂或者板厂改进，欢迎评论区补充。

5-4、双8Pin-12VHPWR模组线性能更好。

发热更低，机械性能更好，总的来说，12VHPWR其中的两个“显卡到电源”的Sense Pin目前还没有任何功能。在没有提供新功能的情况下，使用这种旧的接口提高了电源接口的可靠性。不管海盗船是不是为了清理旧款电源库存才整出了一些没有原生12VHPWR接口的ATX 3.0，我是比较认同用双8Pin直连12VHPWR的模组线，为旧款电源提供了不错的扩展性能，至少目前带功耗比较低的40系显卡是可用的（接口的承载电流发热等方面不需要考虑峰值功率，而是计算平均功率）。

其实PCIe组织和Intel如果觉得PCIe 6+2Pin的12V组数太少（只有3组），也不想换成本更高的连接器，更好的方案是显卡改用和CPU供电一样的12V ATX/EPS 8Pin接口，一个接口就有4组12V，可靠性和传输能力也都有保障。

5-5、判定标准问题

ATX 3.0标准要求过载测试中5个挡位的12V电压必须保持在11.2~12.6V（-7%~5%）以内，为什么下限是-7%而不是PCIe CEM 5.0的-8%，为什么之前测动态只需要测12V的80%，上限也是+5%，现在超载200%也用+5%的判定标准，过分严格。

以我的理解，高频测试中受到线路的阻抗等因素影响，很难避免这种电压过冲，而且幅度会很大，但要抹平这种电压过冲又比较容易，堆输出电容就行了（但堆电容是解决不了电源过载关机的），Intel指定带的容性负载比起板卡的实际情况，容量有一些偏小，这就导致了很多电源测试出来电压都非常临界，但这种临界的电压对板卡而言却又是比较容易承受的，电容和MOS的耐压值都是比较高的，电容普遍16V，MOS可以到25V以上，降额使用也可以符合工况的。当欠压不是很低时，显卡也能正常工作。

Intel PSUDG 2.01 ATX 3.0设计指南在今年2月份改了一次之后在我看来还有很多不合理之处，不过目前我们还是按照PSUDG 2.01推荐的负载来执行测试，不排除后面Intel又会再次更新。但判定方面，我不完全按照Intel的来，电源和显卡测得多了，我自己有更合理、实用的理解。现阶段只要电源不关机、不炸机、动态超载波形不失控就不错了。

本文完，欢迎有不同观点和看法的读者评论区留言。