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IntelのATX v3.0 PSU規格はGPUにさらなる電力を供給

2022年2月1日、ATX12V v3.0仕様が最終版となり、電源ユニットに大きな変更がもたらされました。今後、450W以上の電源ユニットには、アドインカード(GPUなど)用の新しい12+4ピンコネクタが搭載され、短時間であれば最大定格出力の200%まで供給できる様々な変更が加えられることになります。 

新しいATX仕様により、次世代の電力消費量の多いGPUでもシャットダウンなどの互換性の問題が発生することがなくなります。今後は電源ユニットがグラフィックカードの電力制限を設定できるようになるため、GPUに最適な電源ユニットに投資しなければ、GPUの性能を最大限に引き出せなくなります。また、ALPM(Alternative Low Power Modes)の設計と効率要件にも変更が加えられ、消費電力の低減が実現しました。 

  • アドインカード(GPUなど)用の新しい12VHPWRコネクタは最大600Wを供給できます。
  • 12VHPWRは、供給される最大出力に応じてラベル付けされる必要がある。
  • 最大電力が 450W を超えるすべての PSU には、最新の ATX 仕様を満たすために 12VHPWR コネクタが必要です。
  • PSU はサイドバンド信号を通じて PCIe カードに電力能力を報告するため、PCIe カードはそれに応じて電力制限を設定できます。
  • PSU は、その寿命期間中、1 年間に 175,200 回のオン/オフを行っても壊れません。
  • 低負荷効率の変化。10Wまたは最大定格容量の2%の場合は60%以上が必要であり、70%以上が推奨されます。
  • 対応PSUプラットフォームにおいて、高電力スパイクに対する耐性が向上しました。10%のデューティサイクルで、100μs間PSU定格電力の最大200%まで対応可能です。
  • 過渡負荷に対するスルーレートの向上(+12Vレールの場合は2.5~5倍)
  • 12Vレールは最大12.2Vまで上げることができ、電圧降下を低く抑えることができます。
  • +12V レールの負荷調整制限が拡大しました (PCIe コネクタでは +5 ~ -8%、その他のコネクタでは +5 ~ -7%)。
  • 電源オン信号の速度を変更することで、レールがゼロレベルではなく、その中間レベルにある場合でも、応答とシステムの起動を高速化できます。 
  • 代替低電力モード (ALPM)(以前は代替スリープ モードと呼ばれていました)の効率と設計要件
  • PSU のラベルには、T1 および T3 のタイミングなどが記載されている必要があります。 
  • 80 Plus に加えて、新しい認定基準である Cybenetics が参考資料セクションに追加されました。

変更点のリストを順にご説明いたします。できる限り分かりやすく説明できるよう努めますが、簡単ではありません。 

ラベル、12VHPWR、フォームファクタの改訂更新

ラベルとマーキング - 推奨

PSUのラベルにはタイミング値(T1とT3)が記載されている必要があります。また、12VHPWRコネクタには、SENSE 0/1ピンに対応する最大電力に基づいてラベルを貼付する必要があります。センスラインが動的である場合は、製品のドキュメントに、搭載されているPCIe(グラフィック)カードの枚数に基づいてサポートされる電力レベルを記載する必要があります。 

12VHPWR

(画像提供:Tom's Hardware)

12VHPWR ケーブルプラグコネクタ

新しい12VHPWRコネクタについては、ATX12V v3.0で詳しく説明されています。 

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12VHPWR
(画像提供:Tom's Hardware)

6つの電力供給ピンはそれぞれ、+12VDCで12個の接点すべてが通電した状態で、最大9.2A(周囲温度上昇30℃以下)まで対応します。つまり、12V出力で合計662.4Wとなります。 

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12VHPWRコネクタのピン(4つのセンスピンを除く)には、他のコネクタに必要な18AWGではなく、16AWGゲージを使用する必要があります。サイドバンド信号ピンには28AWGゲージを使用する必要があります。 

12VHPWR コネクタは、最大電力が 450W 以下の PSU ではオプションですが、450W を超える PSU では必須です。 

新しい機械サイズ仕様の改訂

ATX12V v3.0 には、以下の表に示すすべてのフォーム ファクターに対するリビジョン変更が含まれています。 

フォームファクタ表

(画像提供:Tom's Hardware)

第1章「はじめに」のテキストを分かりやすく更新しました。

ATX仕様の最初の段落では、電源要件はシステム構成によって異なるため、ここで説明する設計仕様はあらゆるシステムをサポートすることを意図したものではないと述べられています。つまり、ATX12V v3.0はあらゆるシステムをサポートすることはできません(例えば、マルチGPUシステムのPSU要件を設定することはできません)。とはいえ、最初の段落では、必須(REQUIRED)セクションはすべてのシステムが遵守すべきであり、推奨(RECOMMENDED)セクションはシステムの設計に基づいて調整できることが強調されています。オプション(OPTIONAL)セクションもいくつかありますが、これらはすべての設計には適用されません。  

セクション 1.1 (電源の代替低電力モード) とセクション 4.3.3 の ALPM に関する 2 番目の参照を追加しました。

この新しいセクションは、Windows 10(モダンスタンバイ)とGoogle Chrome OS(Lucid Sleep)でサポートされているALPM(Alternative Low Power Mode)について解説しています。これらの新しい電源状態によってPSUの要件がいくつか生じたため、ATX仕様ではそれらを規定する必要があります。 

5VSB レールの効率では、0.55A および 1.5A 負荷での ALPM 要件が以下の表に示すように変化します。 

推奨スタンバイレールDCおよびAC電力効率

(画像提供:Tom's Hardware)

最新のスリープモードに対応したPSUタイミング表に、ALPMサポートに推奨されるPSUタイミングを示す新しい列が追加されました。ご覧のとおり、ホールドアップ時間は17msのままで、電源OK信号のホールドアップ時間は16msです。 

電源供給タイミング

(画像提供:Tom's Hardware)

信頼性セクション (10.2) では、ATX 仕様で、電源装置は寿命中に年間 175,200 回のオン/オフを故障なく実行できる必要があると規定されています。これは、ALPM をサポートするシステムの場合、S0 低電力アイドル モードでは、PSU がオン/オフして電力を節約できるためです。 

最後に、ALPMを搭載したシステムでPSUをサポートするには、すべての電圧レールがオフになる前にPSUの電源を再びオンにする必要があるという点を付け加えておきます。つまり、PS_ON信号がTTLハイ(アサート)にプルダウンされてPSUの電源がオフになった後、PS_ON信号がTTLロー(デアサート)にプルダウンされると、PSUは非常に短い時間(最低100ミリ秒)で再び電源をオンできる必要があります。

新しいリファレンスドキュメントを追加しました

ATX仕様には、Cybenetics LTDが提供する効率(ETA)およびノイズ(LAMBDA)プログラムへの言及があります。Intel仕様で80 PLUS以外の認証機関に言及するのはこれが初めてです。 

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サイベネティクス
(画像提供:Tom's Hardware)

表2-1とプロセッサの参照テキストを更新しました。

以下に示す更新された表は、プロセッサの TDP に応じて、12V2 の連続電流値とピーク電流値を示しています。 

プロセッサ構成用の12V2電流

(画像提供:Tom's Hardware)

セクション2.2(ハイエンドデスクトップ市場のプロセッサに関する考慮事項)を更新し、明確化しました。

Intelの仕様では、多くのハイエンド電源ユニットの仕様に記載されているEPS12V仕様はサーバー市場向けであると記載されています。ATX仕様では、高性能デスクトップPCをサポートするためにより高い電力レベルが規定されているため、デスクトップ電源ユニットでEPS12V仕様を明記する必要はありません。 

Aris Mpitziopoulos 氏は Tom's Hardware の寄稿編集者で、PSU を担当しています。