与航嘉工程师谈电源新规范

关于电源的话题一直被广大DIY玩家所关注，再好的硬件配置离开了电源的支持也只能算是一纸空谈。因此电源设计的每一次改进，规范标准的每一次升级都牵动着广大玩家的神经。最近Intel推出了最新版的ATX12V 2.3电源设计规范。吸引了业界和广大DIY玩家的广泛关注，新规范会对现在的电源市场产生怎样的影响，大家以后在选择电源产品的时候有要注意哪些问题呢?今天我们就请到了航嘉电源的高级设计工程师李庄先生来为大家解读新的电源规范。

不断升级的电源版本

Q1：李工你好，很高兴又见面了。记得去年第一潮专家讲堂栏目就和您一起探讨了电源节能方面的话题，今天我们的话题依然是电源，不过这次我们的关注点换成了不断升级的电源版本。我想问的第一个问题是，为什么电源版本会不断升级呢?Intel在其中是不是起到了一个主导的作用?

李：应该说计算机是一个完整的系统，我们专业一点的说法叫做“平台架构”，英文名“Form factors”，包括机箱、电源、主板结构、I／O设备等支持计算机核心器件的整个框架都属于平台架构的范畴。Intel作为平台架构标准的制定者，确实主导了PC电源版本规范的升级，应该说每次电源版本的升级都与硬件尤其是CPU的发展密切相关。我们可以回顾一下电源版本升级的过程：

从ATX升级到ATX12V 1.0是因为Pentium 4处理器的问世；

从ATX12V 1.0升级到1.3则是因为Prescott核心的Pentium 4处理器的出现，高功耗的CPU对电源的稳定供电提出更高的要求；

从1.3再升级到2.0的直接原因则是PCI-E显卡成为市场的主流，传统的单路+12V输出不能同时满足处理器和显卡两方面的要求，为保证CPU供电特别加入了+12V2供电回路，

从2.0升级到2.2的原因则是Intel发现部分双核处理器在启动时对瞬间启动电流要求非常高，部分2.0版本的电源不能满足启动要求，所以对原标准小幅改动，加强对双核的支持；

这次升级到2.3版本，则是考虑到目前独立显卡与整合(集成)显卡对电源输出的要求已经严重分化，再加上平台化战略的需要，所以Intel制定了最新的ATX12V 2.3电源设计规范。

Q2：Intel在今年四月初推出了新的ATX12V 2.3设计规范，李工能不能给我们的读者介绍一下新规范中都哪些新意呢?

李：实际上在2.2版设计规范之后，Intel就开始整合ATX12V、SFX12V、CFX12V、LFX12V、TFX12V这五个电源规范，叫做《桌面平台电源设计指南》。顾名思义，就是为桌面电脑设计的电源(除了桌面电脑之外，还有笔记本电脑和服务器的规范)。第一个版本是0.5，后来升级到1.0，现在的最新版就是1.1版本，大家关注的ATX12V2.3其实就是这个设计指南当中很小的一部分。

Q3：对于爱关注程度最高的PC来说，众多玩家还是更关注ATX这块的新变化。李工能不能给大家详细介绍一下ATX12V 2.3都有哪些针对性的改进呢?

李：好的。ATX12V 2.3是《桌面平台电源设计指南》的一部分，这次版本升级主要考虑了CPU功耗降低与GPU功耗升高两个趋势。

首先，处理器功耗的增加已经引起各方面的强烈关注。现在全球范围内都在提倡节能，美国能源之星4.0版更是明确了整机在IDLE状态(空闲状态)下的最高功耗。这些因素都促使处理器厂商把精力放到节能降耗方面，我们看到Intel的酷睿2处理器以及AMD的Athlon 64 X2处理器的功耗都比以前大幅降低，这是一个可喜的变化。反映在电源上，就是现在的电源产品不必像以前那样给CPU提供巨额的+12V输出支持。

其次，整合显示芯片与独立显卡的分化越来越明显。整合显示芯片主要用在办公及一般家庭应用，而独立显卡在游戏及DIY领域更具优势，但二者对电源输出分配的要求是不相同的。以前Intel作为最大的显示芯片供应商，在电源规范中一直很少关注独立显卡的发展，除了最新的2-3版规范之外，我们可以看到几乎都是为其处理器和整合显示芯片服务的，因此具有很大的局限性。这次把独立显卡考虑进来，不能不说是Intel的一大进步。在新的2.3规范中我们看到180W、220W、270W三个功率级别的电源都是单路+12V输出，适合使用整合显示芯片组的酷睿2系统；300W、350W、400W、450W四个功率级别的电源都是双路+12V输出，适用于独立显示芯片的酷睿2系统。

除此之外，能源之星4.0标准将在今年7月20日生效，Intel顺带将其也写进了《桌面平台电源设计指南(1.1版)》。

InteI电源规范的局限性

Q4：刚才在介绍Intel电源规范的时候，我听到李工不停地重复一个词――“局限性”。为什么这么说呢，李工能不能给透露一下这方面的情况?

李：从上面的介绍中我们可以看出，电源版本更迭更多的是出于对Intel自身产品的考虑，并没有考虑到竞争对手，如AMD、NVIDIA、ATI等产品的情况；再加上版本更迭过于频繁，厂商和消费者都难以选择。

举个例子来说，前些日子我有一个朋友购买了一台主流配置的计算机：酷睿2 E4300、1GB DDR2内存、Intel945芯片组的主板、一块SATA硬盘外加一块GeForce7300GT显卡。从从业人员的角度来看，这台配置实际需要的电流应该是+12V／9A、+5V／3A，+3.3V／6A；应该说目前只要输出功率大于200W的电源都可胜任，但问题就出在众多版本的电源产品和一些厂家的炒作上。那位朋友很难从自身需要的角度买到合适的产品，反而陷入了“买哪种电源版本”的怪圈；与此同时，厂商们为了迎合各种电源版本的变化，不断“推陈出新”也要花费大量的人力和物力，资源上的重复投入不说，在一定程度上还助长了这种恶性循环。

Q5：刚才季工举了一个例子，来说明电源版本不断更新给大家带来的一些误区和麻烦；现在也有很多人反应电源在功率的搭配上不是很合理，李工能不能再给大家举一个例子，让大家对这个问题商一个更直接的认识。

李：我们假设一种情况，现在很多发烧友喜欢配较新的处理器和显卡，例如一台计算机的配置：酷睿2E6400、GeForce 8800GTX、2GB内存以及一块SATA硬盘，这套配置实际消耗的电流应该是+12V1／16A，+12V2／5.5A，+5V／5A，+3.3V／6A，总功耗是300W。但不论是用2.0、2.2、2.3版电源都不合适，因为这些版本,的300W电源中，没有+12V1最大电流在16A以上的，所以很多消费者就不得不选择更昂贵的高功率电源产品 (450W或更高)、甚至是昂贵的EPS服务器电源。

Q6：听说航嘉在原有ATX规范的基础之上，报出了自己的Q-ATX建议规范。其中最大的特色是对称式的+12V设计，李工可以介绍一下相关的情况么?

李：前面介绍了Intel电源设计规范的一些局限，其实我们一直也在思考有没有更好的解决办法呢?答案是肯定的，在实际的设计中我们有两种思路。

其一是把+1 2V设计成单路输出，这样只考虑+12V的总功率即可，而不用去考虑+12V1与+12V2如何分配的问题。对于上面的例子来说，我们只要有+12V输出超过22A的电源就可以满足要求了’但这种做法不符合240VA的限制(现在Intel对这方面已经不再强制要求了)。

第二个办法则是把+12V1和+12V2的最大输出能力调整到最高的18A，即对称式+12V输出，然后限制联合输出时的最大电流数。比如冷静5EVista钻石版+12V1、+12V2最大电流都是18A，联合输出为22A。这就表示在+12V1为18A时，+12V2最大只能带4A的负载；当+12V1带17A时，+12V2可带5A……当+12V1带4A时，+12V2可以带18A，以此类推。这样一来无论系统是+12V1的负载高，还是+12V2的负载高都可以满足要求了，这种平衡式的设计就有很大的弹性。编者注：在计算机系统中，+12V1负责给GPU以及其它元器件供电，而+12V2则是专供CPU使用的。

在此基础上，航嘉制定了《O－ATX电源统一规范》，其中Q取自英文单词“equation”中的Q，意思就是“相等、平衡的”。通过这种设计，我们想向消费者传达一种选择电源的简单方式――只需要关注+12V的联合输出功率就可以了，而不必关注每路输出是多少(目前最高功耗的CPU和GPU功耗都不超过+12V／18A)。当然，这么做会造成成本上的增加，但我们觉得是非常值得的。

关于新电源规范中的一些细节

Q7：布新的ATX12V 2.3电源设计规范中，Intel规定对于300W以下级别的电源使用单路＋12V输出，而不像2.0或者2.2版那样强制双路+12V。对于新装机的用户来说。自然是没有问题的；而对于那些现在已经有计算机(尤其使用高功耗处理器的计算机)，日后打算升级电源的用户来说，这种变化会不会带来一种瓶颈呢?

李：按照Intel的推荐，单路+12V的2.3电源只建议使用在整合显示芯片的系统上；对于300W以及以上级别的电源来说依然是双路+12V输出，所以不用担心功率的问题。实际上，用户在购买电源时只需要简单计算T当前系统各电压回路的消耗是多少，特别是+12V的总功耗是多少，然后对照电源铭牌上的标称值看够不够用，就不会有任何问题了。用户完全没有必要陷入电源版本的桎梏当中。

Q8：除了对+12V输出的变化，新电源规范对+5V以及+3.3V的输出有没有提出什么要求呢?

李：+5V以及+3.3V在现在的系统中所占的比重已经很少了，一般都不会超过10A，所以大家也不用太多的关注。相对ATX12V 2.2版本来说，2.3版中都有一定的提高，比如说对于300W的电源，2.2版中+5V／12A、+3.3V／18A，在2.3版中是+5V／15A、+3.3V／21A。

Q9：我发现在新的电源设计规范中有一个改动，就是允许+12V的供电设计可以超过240VA的限制。而按传统来说240VA(电压值×电流值)是一个安全界限，这样的改动会不会对设备造成不利影响呢?

李：取消240VA的限制是ATX12V 2.3中的一个细微变化。2.2版中的描述是“+12V1与+12V2必须分离以符合240VA的限制”，而在2.3版时变成了“+12V1与+12V2应该有过流保护”。

实际上关于240VA的话题一直是“有争议”的，在我国的国标GB4943-2001中有这样一句话“危险能量等级：储存的能量等级等于或大于20J，或者在电压等于或大于2V时，可给出的持续功率等级等于或大于240VA”。换句话说，对于外置的电源输出设备，人手能触及的地方都不能超过240VA的最高限制，所以各种外接适配器都是有严格要求的。但PC电源位于机箱内部，除非剥开电源线，否则是不会对人体构成威胁的(个别机箱漏电的情况是因为地线接触有问题，并不属于电源输出的范畴)。其实熟悉服务器电源的朋友们都很清楚，在服务器使用的EPS电源中并没有240VA的限制，这是因为工作场合的特殊性决定的，现在大功率的PC电源只是在向这个方向靠拢。在我国的3C认证中也没有关于240VA的强制测试项目。

Intel此次取消240VA的限制，其实还有一个深层次的技术问题。那就是开机瞬间有些双核处理器平台的+12V峰值电流往往会超过20A，如果电源严格控制240VA的保护上限，就会造成电源的过流保护，出现开机故障。这次我们在《Q－ATX电源统一规范》中把+12V的峰值电流统一为21A，并设计了延时保护技术，这样就不会遇到因峰值电流过高导致的开机故障了。

读者来信问题选登

Q10：下面是两封微型计算机热心读者的来信，他们有一些电源方面的问题想请教一下李工。其中一人写到，现在市场上很多电源产品对额定功率、最大功率以及峰值功率的解读并不相同，业界在设计电源时有没有比较统一的说法呢?

李：我们先不来谈定义，先看下面几个与电源有关的英语单词，相信对大家理解会有所帮助――“Maximumpower”、“Peak power”。前者的意思就是最大功率，意思就是说在常温下，电源在持续、稳定的状态下的最大输出能力；国外以及我国台湾省的一些厂商把它叫做最大功率，而内地企业则把它叫做“额定功率”，二者实际上是一个指标，在航嘉内部工程技术人员交流的时候，两个词汇是可以互换的。后者直译的意思就是“峰值功率”，它是说在很短的时间之内(比方说10s)的瞬间输出功率，一般来说这是电源负荷的上限，如果超过这个功率输出的话，电源就会出现问题。

另外额定(最大)功率与峰值功率之间存在一个系数关系，这个系数对PC电源来说一般为1.3倍；服务器产品则会更加严格，一般为1.1～1.3倍。比方说我们额定功率300W的电源，那么它的峰值功率应该在390W左右比较合适――如果设得过低，则系统负荷达到峰值的情况就会很多，这样容易造成电源自我保护；如果设得过高，又会容易烧毁组件。值得注意的是，有些厂商故意把峰值功率设得很高，让消费者片面地认为峰值功率越高越好，这是一个很大的误区。

Q11：另外一名读者的来信，她说现在很想购买款比较节能的计算机电源，但是又很难从现有的电源铭牌上看出产品是不是节能型的。李工能不能给大家介绍一种判断节能型产品的“窍”门呢?

李：电源在实际工作时的负载和能量转换情况，只有通过专门的测试仪器才能测量出来，这方面相信《微型计算机》应该比我们能够接触更多的产品和数据，大家不妨多看一下你们的杂志(笑)。具体到实际的产品上，如果电源产品通过了相关国际组织的认证，如能源之星、80Plus等，会在产品外包装上的醒目位置表示出来。

其实这位读者的问题很有建设性，最近我们就正在组织一套航嘉自己的电源能耗等级标准。我们借鉴了2005年起国家强制实施的白色家电(冰箱、洗衣机等)能效等级标识中的一些要素和节能要求，提出了我们自己的能效等级标准。具体说来，航嘉的能效等级标准共分为5级，内容分待机功耗、转换效率、功率因数三个部分，建议大家选择3级及以上的产品。

结语

每次电源产品版本的升级换代都与PC硬件的发展密不可分。在与李庄经理的这次交流中，我们看到现有的几经周折和修订之后的Intel电源设计规范仍然有一些不足之处，航嘉能够冷静的分析出其中的道理，并积极实施自己的建议，让我们看到了民族企业在这方面正在争取更多的话语权。毕竟满足大众要求的产品才是真正的好产品，只有做到这点才能在残酷的市场竞争中取得主动。希望此文可以帮助那些还在电源版本的桎梏中“挣扎”的DIY玩家和厂商们。