超能课堂(146):多路+12V电源为什么会被单路+12V电源取代?

2018-7-26 19:15  |  作者:潘靖江   |  关键字:超能课堂,电源,单路+12V,多路+12V

如果是对PC电源有一定了解的玩家,那你可能会知道PC电源要采用多路+12V输出设计是英特尔写在ATX 12V 2.0设计指南中的,但是为什么那个时候电源要采用多路+12V输出设计呢?

本文约3739字,需6分钟阅读

在我们家的PC电源评测里经常会提到一句话,那就是“电源采用了单路/双路+12V输出设计”。如果是对PC电源有一定了解的玩家,那你可能会知道PC电源要采用多路+12V输出设计是英特尔写在ATX 12V 2.0设计指南中的,但是为什么那个时候电源要采用多路+12V输出设计呢?为什么今天单路+12V输出的电源反而会是主流呢?这里面就涉及到很多PC电源的发展史了,今天我们就通过电源单路+12V与多路+12V输出的演变,来给大家理一理PC电源的这段历程。


四路+12V输出设计的玩家风暴DQ750-M电源

什么是单路+12V输出电源?

在英特尔推出奔腾4处理器之前,CPU的供电是采用+5V而不是+12V的,然而奔腾4处理器的发布让英特尔发现如果继续使用+5V给处理器供电,那么电源+5V输出的电流负担会非常大。因此从奔腾4处理器开始,CPU就改为了使用+12V进行独立供电,ATX电源设计指南也就随之更新为ATX 12V电源设计指南,并在2000年2月份推出了ATX 12 1.0版本,也是从这个时候开始,+12V就奠定了其在PC电源中的“供电大户”身份。


安钛克HCG850 Extreme是单路+12V输出电源的代表

不过虽然这个时候CPU已经有属于自己的独立+12V供电接口,但是对于电源来说它不过是一个+12V供电的一个分支而非真正意义上的独立供电,直白一点说就是在主板+12V供电的线路上并联了一条专门给CPU供电的线路而已,这种设计就是我们常说的单路+12V电源,随后直至ATX 12V 1.3版设计指南,改变的也只是各路输出的电流需求,而电源的结构则没有发生很大的变化。

现在的单路+12V电源与当时的单路+12V电源其实没有本质上的区别,严格来说不过是输出电流可以更大,除了主板和CPU外还要兼顾显卡的外接供电,但是从内部结构来说依然是只有一路+12V输出,然后并联多个不同的输出线路而已。当然两者遵循的标准并不相同,早期的单路+12V电源遵循的ATX 12V 1.3版设计指南,而现在的单路+12V电源则以ATX 12V 2.31版设计指南为准。

什么是多路+12V输出电源?

多路+12V供电则是英特尔在制定ATX 12V 2.0设计指南时提出的要求,当时提出的要求是电源的要提供两路+12V的独立供电,其中+12V1对应的是主板以及外围设备的供电,+12V2则为CPU进行独立供电。这个要求看上去与当时ATX 12V 1.3版相差不大,但实际上它们对应的却是截然不同的设计。英特尔在这里要求的两路独立+12V供电,严格来说是真正意义上的独立供电,两路输出必须互不干扰而且还要具备独立的保护机制。


讯景XT 500电源是目前典型的双路+12V输出设计电源

为此当时基于ATX 12V 2.0设计指南所开发的电源产品基本上分为了两类,一种是内部采用两组+12V转换电路进行独立输出,这是英特尔要求的理想产品,但是在体积和成本上不容易控制;另一种则是采用一组+12V转换电路,但是在最终输出时分流为两组独立输出并各自配置保护电路,这种结构设计相对简单,成本更容易控制,同时也符合英特尔的相应要求,因此这种方案的电源产品也就成为了当时的主流。

除了要求电源要有两组独立的+12V供电输出外,当时的ATX 12V 2.0标准还要求每路+12V输出的电流上限为20A,因此对于一些大功率型的产品,它们还需要开辟第三路、第四路甚至更多的+12V输出才能满足这个电流上限的要求,多路+12V输出电源就是这样诞生的。

而在ATX 12V 2.3版设计指南后,虽然英特尔去除了多路+12V输出的设计要求,也解除了每路+12V输出电流的上限,但是采用多路+12V输出设计的电源依然大量存在,特别是一些高功率型的产品,为了确保电源的保护机制可以发挥作用,他们依然采用了多路+12V输出的方案。

为什么英特尔会提出多路+12V的PC电源设计需求?

相信大家在看完了单路+12V与多路+12V电源的区别后会提问,为什么英特尔会提出多路+12V输出设计还把它写入到PC电源的设计指南中? 对PC电源有些熟悉的玩家可能说,这是因为英特尔在制定ATX 12V 2.0设计指南的时候,恰好是他们家推出Prescott架构奔腾4处理器,由于这代处理器的高功耗,单纯依靠一路+12V供电已经不够了,所以英特尔要给CPU再做一路独立的+12V供电,以满足CPU的供电需求。

这个原因看上去很有说服力,但事实上并不完全是这样。其实按照英特尔当时的期望,只要PC电源的+12V供电可以达到22A的水平 ,那即便是单路+12V电源也可以满足奔腾4处理器供电需求。然而当时美国非常重要的强制性安规认证FCC却要求PC电源产品的每路供电最高不得超过240VA(电压与电流的乘积,相当于功率),换句话说如果电源采用单路+12V输出,那么其最大电流就不能超过20A,当时英特尔对电源供电的期望显然已经超过了FCC认证的要求,很显然是不能写入到电源设计指南中的。


这是一款基于ATX 12V 2.2指南设计的600W电源,每路+12V输出并没有超过20A

为此英特尔才会在当时制定的ATX 12 2.0电源设计指南中提出了双路+12V供电设计要求,将电源的+12V供电输出一分为二,+12V1对应主板的24pin供电,+12V2则为CPU进行独立供电。这样既能满足FCC认证的要求,同时也满足了Prescott架构奔腾4处理器的供电需求。

而随着PC硬件的发展,英特尔还推出了更多版本的ATX 12V电源设计指南,例如在推出ATX 12V 2.2版设计指南的时候就有针对双核处理器做出了一些供电需求上的细节调整,但电源设计的本质并没有变化,多路+12V输出依然是作为要求之一写入其中。


现在的多路+12V电源其实已经没有“每路电路上限20A”的限制

然而从ATX 12V 2.3版设计指南开始,英特尔就不再把多路+12V供电以及每路供电的电流上限写入到设计要求中,随后甚至连过电流保护也只是简单地描述为“保护硬件不因过大的电流而损坏”而非给出相对具体的触发阈值,简而言之就是把这部分的设计还给了厂商自行决定,因此自ATX 12V 2.3版设计指南公布后,采用单路+12V设计的电源又多起来了。

单路+12V与多路+12V输出电源哪个更好?

从上面的描述我们可以看出,其实单路+12V与多路+12V输出设计对于电源的性能并没有本质上的影响,因此单纯依靠单路+12V还是多路+12V来判断一个电源的好坏是站不住脚的。多路+12V输出设计更多地是为了满足强制性安规的需求,由于每一路输出都有相应的电流上限以及对应的保护机制,当某一路出现过电流、过功率等问题时,电源的保护机制可以及时启动,进一步保障电源以及其他硬件的安全性。


可以在单路+12V与双路+12V输出之间切换酷冷至尊MasterWatt Maker 1200W电源

但相应而言,多路+12V输出的电源生产成本往往更高,设计难度也更大,这就意味着其难以具备价格上的优势,同时对于玩家的使用上来说也有一定的不便,原生线材的产品还好,毕竟厂商已经分配好各路输出的接口,玩家按需连接就是了,但对于模组产品特别是全模组线材的产品来说,为了避免硬件的负载都集中在某一路供电上,玩家还需要自己判断各个接口对应的供电线路,然后再按照供电均衡的标准来进行连接,对于经验稍有欠缺的玩家来说并不是一个好的使用体验。

单路+12V供电的电源就没有这种烦恼了,由于其所有+12V都是由一个输出线路扩展而出,保护电路也是共用的,不管其线路怎么连接,每一路的+12V都可以获得充足的供电而不需要担心是否会被电源的保护电路所限制,因此对于喜欢超频的玩家来说单路+12V供电的电源会是更理想的选择。

而对于厂商方面来说,单路+12V输出的电源在生产和设计上都要更加简单,成本更容易控制,售价上的浮动空间自然也可以更大,更容易获得市场的认可。因此除非是销往有相应强制要求的地区,例如有FCC认证要求的美国市场,不然电源厂商其实更倾向于生产单路+12V输出的电源。

不过单路+12V电源也绝非是这么理想的产品,其在安全性上往往不如多路+12V输出的电源,由于其+12V是所有线路很有可能是共用一个过流保护,这就意味着其过流保护的触发阈值会很高,响应速度自然不如多路+12V输出的灵敏,很有可能某个+12V输出线路已经处于过流状态,但过流保护依然没有触发,最终导致硬件故障。


同样可以切换输出模式的海盗船HX750 Platinum电源

因此现在的电源产品其实一直在模糊单路+12V与多路+12V的概念,部分高端的单路+12V输出电源除了给+12V总输出布置一个保护电路外,它还会在每一条+12V输出线路上安排触发阈值低稍低保护电路,这种做法跟多路+12V电源已经非常接近了,只是后者的会更加严格地遵守“单路输出不得超过240VA”的要求,而前者的触发阈值会高于这个要求。

总结:

在今年6月份英特尔发布了2018年度Revision 002版本的PC电源设计指南,其中ATX电源的设计要求也已经进化到了ATX 12V 2.52版本,虽然相比于采用范围更广、大众更为熟知的ATX 12V 2.31版本作出了更多细节上的具体要求,但是电源设计的本质并没有太多的变化,这里我们可以说是因为PC电源的需求并没有实质性的改变,但我们也可以说这是英特尔制定的PC电源设计指南有一定的前瞻性,在未来一段时间内依然符合实际需求。

不过设计指南终归不是强制性的要求,它只是作为厂商在开发PC电源产品上的一个指引,而非唯一的开发标准,因此 英特尔在给电源设计指南引入新要求的同时,也在逐步淡化一些非必要的要求,例如多路+12V输出设计制定在ATX 12V 2.3标准时就已经去掉,并逐步更改为根据不同CPU的TDP要求提供不同的电流,例如最新的ATX 12V 2.52版中,英特尔就表示要给TDP为95W的CPU提供持续电流22A、峰值电流29A的+12V供电,而在ATX 12V 2.5版中,这个要求还不过是持续16A/峰值18A,因此如何提供更充足的+12V电流才是下一步PC电源要做的事情,至于单路+12V和多路+12V,我们还是让它们慢慢淡化吧。


  • 游客  2018-08-06 14:52

    我觉得廉价电源都喜欢多路输出已经很说明问题了,用多路差个显卡都得多插几条供电线,多路输出导致的就是单路负载过低烧线家常便饭,完全不如单路

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    23#

  • fl23fei博士 2018-07-30 16:31

    多路 VS 单路
    兵熊 熊一个 VS 将熊 熊一窝

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    22#

  • 游客  2018-07-28 21:37

    游客:

    “很有可能某个+12V输出线路已经处于过流状态,但过流保护依然没有触发,最终导致硬件故障。”

    既然是单路那怎么还有“某个+12V输出线路”,这个怎么理解
    2018-07-28 10:12
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  • 大概意思就是假如你显卡12v电流过大了,但是你CPU12v电流是正常,可能会烧显卡什么的。。。不过按道理讲单路优势就是不会出现这种情况,谁电流大谁就多分派点才对。。只要总功率够就行吧。。

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    21#

  • 游客  2018-07-28 13:33

    Hallo 博士 :

    同瓦数尽量买贵的就行...
    2018-07-26 20:08 已有1次举报
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  • 智商堪忧!当年红星就是比较贵的。

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    20#

  • yjhercules终极杀人王 2018-07-28 12:41

    就安全来说
    单路危险
    多路由于每一种有电流 短路保护
    更安全,
    如自己做模线 没有做好
    单路供电, 模组线一烧,
    弄不好 其它设备一块烧
    而且多路 就没有关系 外设这一种烧
    不影响 cpu 还有其它外接的电路

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    19#

  • 游客  2018-07-28 10:12

    “很有可能某个+12V输出线路已经处于过流状态,但过流保护依然没有触发,最终导致硬件故障。”

    既然是单路那怎么还有“某个+12V输出线路”,这个怎么理解

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    18#

  • OS_core大学生 2018-07-27 22:47

    Hallo 博士 :

    同瓦数尽量买贵的就行...
    2018-07-26 20:08 已有1次举报
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  • 在“教你如何选”这类科普文下说买贵的,这是有些不讲理的做法。而且“同瓦数卖贵的”不一定是正确的选择,考虑到品牌溢价不同,电源基本功能之外的部分比如模组/非模组,带不带灯这些,都可能导致同瓦数下贵的电源反而不如便宜一些的电源。而且前些年多路电源比较多的时候也确实坑过一些人,明明算的总瓦数够但实际却带不起来的情况确实有。这些科普文对选择产品是有帮助的,不能只看价格定义好坏,不然还选什么啊,所有产品直接选最贵的不就得了?

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    17#

  • 游客  2018-07-27 21:02

    能单就不要双……

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    16#

  • 游客  2018-07-27 16:00

    我觉得这文章可以

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    15#

  • Elwin博士 2018-07-27 13:33

    侧重12v是为双核打铺垫,当时478平台一样有Prescott奔四,频率高达3.4g,不一样用的5v。现在电源厂商对5v的需求又太低估了,新电源5v和3.3v余量低的可怕,然而外设吃电却一个比一个高,是时候再次改变了。

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    14#

  • 游客  2018-07-27 10:47

    Hallo 博士 :

    同瓦数尽量买贵的就行...
    2018-07-26 20:08 已有1次举报
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  • 游客:

    我去买镶钻的得了,说这种屁话
    2018-07-27 06:25
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  • 尽量而为,可以了

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    13#

  • 游客  2018-07-27 08:46

    不敢苟同。原因其实是显卡功率不断上升,cpu功耗不断下降,双路12V不适合游戏玩家

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    12#

  • lzf19750908博士 2018-07-27 08:42

    始终还是成本导向啊

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    11#

  • 游客  2018-07-27 06:25

    Hallo 博士 :

    同瓦数尽量买贵的就行...
    2018-07-26 20:08 已有1次举报
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  • 我去买镶钻的得了,说这种屁话

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    10#

  • 游客  2018-07-26 23:31

    游客:

    写得不错,长知识。看来新八核处理器还是很吃电的,符合FCC标准的电源还是更安全些,虽然略显保守。单路70A有点让人担心。
    2018-07-26 20:23 已有1次举报
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  • 完全可以在输出时做单路限流,比强行多路简单多了,所以小编什么单路电流高了不安全根本站不住脚。服务器电源动不动单路一百安就是一个例子。

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    9#

  • 游客  2018-07-26 23:05

    哈哈哈哈哈5楼预言家

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    8#

  • applehater大学生 2018-07-26 23:00

    那么说来主板上为什么还要输入5v电源

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    7#

  • QQ23870862一代宗师 2018-07-26 22:52

    这种电源排线好看吧!但真没用过!

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    6#

  • 游客  2018-07-26 21:05

    光头博士马上就到

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    5#

  • mariusanje高中生 2018-07-26 20:44

    感觉多路供电就是在给主板的电流稳定模块省钱

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    4#

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