ATX 3.0 PSU Standardı Nedir?

Intel ATX12V v3.0 standardı kısa bir vakit evvel son hale geldi ve güç kaynakları için değerli değişiklikler getirdi. Şu andan itibaren yeni standardı benimseyecek güç kaynakları, 450 W’tan fazla güce sahip olması şartıyla ekran kartları için yeni 12+4 pinli konnektöre birini içerebilir ve kısa müddetler için azamî nominal kapasitesinin %200’üne kadar çıkmasına müsaade veren çeşitli özelliklere sahip olabilir.

Yeni ATX standardı ayrıyeten gelecek kuşak ekran kartlarında rastgele bir kapanma yahut farklı uyumluluk meselelerinin olmayacağını da garanti ediyor. Artık güç kaynağı ekran kartının güç hududunu ayarlayabilecek. Hasebiyle ekran kartınız için en uygun güç kaynağını seçmek artık daha önemli bir hal aldı. Alternatif Düşük Güç Modlarının (Alternative Low Power Modes-ALPM) tasarım ve verimlilik ihtiyaçlarında daha düşük güç tüketimine müsaade veren birtakım değişiklikler de bulunuyor.

Birazdan birçok ayrıntıya gireceğiz. Birinci olarak ATX12V v3.0 standardının getirdiği en önemli değişikliklere bakalım:

  • Eklenti Kartları (GPU) için yeni 12VHPWR konektörü 600W’a kadar güç sağlayabilecek.
  • 12VHPWR PSU’lar, sunulabileceği azamî güce nazaran etiketlenmeli.
  • 450W’tan fazla güce sahip tüm PSU’ların en yeni ATX özelliklerini karşılaması için 12VHPWR konnektörüne sahip olması gerekecek.
  • Güç kaynağı, güç yeteneklerini PCIe kartına bildirecek, böylelikle güç hududu buna nazaran ayarlanacak.
  • PSU’lar ömürleri boyunca yılda 175.200 sefer bozulmadan açılıp kapanabilmeli.
  • Düşük yük verimliliğindeki değişiklikler: 10W yahut azamî nominal kapasitenin %2’si için %60’ın üstü gerekli ve %70’in üstü tavsiye ediliyor.
  • Uyumlu PSU platformları için yüksek güç artışlarına karşı artırılmış tolerans: %10 misyon döngüsü ile 100μs için PSU’nun nominal gücünün %200’üne kadar.
  • Süreksiz yükler için artan dönüş suratları (+12V kanal için 2,5 – 5 kat daha yüksek).
  • 12V kanal, daha düşük voltaj düşüşlerine müsaade vermek için 12.2V’a kadar çıkabilir.
  • +12V kanalı için daha geniş yük düzenleme hudutları (PCIe konektörlerinde +%5 ila -%8 ve öbür konektörler için +%5 ila -%7).
  • PSU kanalları sıfır düzeyde olmasa ve ortada bir yerde olsa bile, daha süratli cevap ve sistemin uyanmasını sağlamak için Güç Açma (Power On) sinyalinin suratındaki değişiklikler.
  • Daha evvel Alternatif Uyku Modları olarak isimlendirilen Alternatif Düşük Güç Modları (Alternative Low Power Modes-ALPM) için verimlilik ve tasarım ihtiyaçları.
  • PSU’lardaki etiketler, başkalarının yanı sıra T1 ve T3 zamanlamaları içermeli.
  • 80 Plus’ın yanı sıra yeni bir sertifikasyon standardı olan Cybenetics sertifikası. Cybenetics sertifikalarının yalnızca verimlilik için olmadığını belirtelim. Bu noktada ayrıyeten sessizlik isteyen kullanıcılar için gürültü sertifikası ve ilgili bir şasi için ses geçirmezlik sertifikası bulunuyor.

Etiketleme ve İşaretleme

PSU etiketleri, zamanlama pahalarını (T1 ve T3) içermeli ve rastgele bir 12VHPWR konnektörü, SENSE 0/1 pinlerine nazaran desteklenen azamî güce nazaran etiketlenmeli. Algılama çizgilerinin dinamik olması durumunda, eser dokümanları takılı PCIe (grafik) kartlarının sayısına nazaran desteklenen güç düzeylerini açıklamalı.

12VHPWR Kablo İlişkisi

Yeni 12VHPWR konnektörü ATX12V v3.0 ile büsbütün detaylanıyor. Altı güç dağıtım pininin her biri, on iki kontağın tümüne güç verildiğinde +12 VDC’de ortam sıcaklığı şartlarının üzerinde 30 °C T-Rise sonuyla 9.2A’ya kadar işlemeli. Bu da 12V çıkış ile teorik olarak toplamda 662.4W güç sunulabileceği manasına geliyor.

1 – 3

12VHPWR konnektörünün pinleri, dört duyu pini hariç öbür konnektörler için gerekli olan 18AWG yerine 16AWG göstergelerini kullanmak zorunda. Yan bant sinyal pinleri 28AWG göstergelerini kullanmalı. 12VHPWR konektörü, azamî 450W yahut daha az güce sahip PSU’lar için isteğe bağlı ve >450W PSU’lar için gerekli.

Yeni Mekanik Boyut Yenilemesi

ATX12V v3.0, aşağıdaki tabloda gösterilen tüm form faktörlerinde revizyon değişiklikleri içeriyor.


Güç Kaynakları için Alternatif Düşük Güç Modu

Burada Windows 10 (Modern Standby) ve Google’ın Chrome OS (Lucid Sleep) tarafından desteklenen Alternatif Düşük Güç Modundam (ALPM) bahsedelim. Yeni güç durumları kimi PSU ihtiyaçları oluşturduğundan, ATX spesifikasyonunun bunları belirtmesi gerekir. 5VSB kanalının verimliliğindeki değişiklikler, aşağıdaki tabloda gösterilen 0,55A ve 1,5A yükte ALPM ihtiyaçlarını temsil ediyor.

Önerilen Standby Rail DC ve AC Güç Verimliliği

En son uyku modları için PSU zamanlamaları tablosundaki yeni bir sütun, ALPM dayanağı için önerilen PSU zamanlamalarını gösteriyor. Gördüğünüz üzere bekleme müddeti 17ms’de ve tamamlanan güç sinyalinin bekleme mühleti 16ms’de kalıyor.

Güç kaynağı zamanlaması.

Güvenilirlik kısmına gelince, ATX standardı güç kaynağının ömrü boyunca yılda 175.200 sefer meselesiz halde açılıp kapanabilmesi gerektiğini belirtiyor. Bu bağlamda S0 düşük güç ile boşta çalışan modda ALPM takviyesine sahip sistemlerde PSU güç tasarrufu için o anki duruma nazaran kapanabilir yahut açılabilir.

Son olarak, PSU’nun ALPM’li sistemleri desteklemesi için tüm voltaj kanalları kapanmadan evvel tekrar açılması istenebilir. Öteki bir deyişle, PS_ON sinyali TTL yükseğe çekildikten sonra PSU’yu kapatarak çok kısa bir müddet içinde tekrar açabilmeli.

Yeni Referans Dokümanları

ATX spesifikasyonunda Cybenetics LTD’nin sağladığı Verimlilik (ETA) ve Gürültü (LAMBDA) programlarına bir referans var. Böylelikle Intel özellik setiyle birlikte 80 Plus dışında öteki bir sertifika kuruluşundan birinci defa bahsediliyor.

1 – 2

İşlemciler için Akım Bedelleri

Aşağıda gösterilen güncellenmiş tablo, işlemci TDP’sine nazaran 12V2 için daima ve zirve akım bedellerini gösteriyor.

İşlemci konfigürasyonları için 12V2 akım bedelleri.

Üst Seviye Masaüstü İşlemciler

Intel’in yeni standardında birçok üst seviye PSU’nun teknik özelliklerinde belirtilen EPS12V spesifikasyonunun sunucu pazarı için olduğundan bahsediliyor. ATX spesifikasyonu, yüksek performanslı masaüstü bilgisayarları desteklemek için daha yüksek güç düzeyleri içerecek, bu nedenle masaüstü PSU’larda EPS12V’den bahsetmeye gerek yok.

Bu kısımda PCIe kartlarıyla, öbür bir deyişle harici ekran kartlarıyla ilgili ATX özelliklerinde büyük değişiklikler bulunuyor. PCIe özellik setinin 5.0 revizyonu, güç kaynaklarını etkileyen dört büyük güncelleme getirdi.

  • Derecelendirilmiş TDP’nin ötesinde kısa, yüksek akım taleplerini desteklemek için bir Power Excursion müsaadesi getirildi.
  • Tek bir eklenti kartı için azamî güç tüketimi iki katına, yani 600 W’a çıkarıldı. Bu tüm kaynakların toplamından alınan kart başına limiti temsil ediyor.
  • Yeni bir 48V (nominal) güç kanalı eklendi.
  • Tek bir kablo kontağında 600 W’a kadar güç sağlamak için iki yeni Yardımcı Güç Konektörü (Auxiliary Power Connector) sunuldu. Yeni 12VHPWR konnektörü 12V kanalında 600W’ı desteklerken, 48VHPWR ise 48V kanalında 600W güç sağlıyor. Dört yeni yan bant sinyal iletkeni, ekran kartı ile güç kaynağı ortasında kolay sinyalleşmeye müsaade veriyor.

PCIe özelliği, “Power Excursion” terimi ile güç artışlarını söz ediyor. Gördüğünüz üzere, tek bir PCIe kartı için sağlanabilecek güç artık ikiye katlanarak 600W’a çıkarıldı. Her biri 600W sağlamak için iki yeni güç konnektörü de tanıtıldı. 12VHPWR 12V kanal için ve 48VHPWR, yeni PCIe CEM 5.0 spesifikasyonunun eklediği yeni bir 48V kanalı için hazırlandı. 48VHPWR masaüstü PSU’larla ilgili değil, bu nedenle ATX spesifikasyonunda bundan bahsedilmemiş.

Değinilmesi gereken öteki bir noktaya gelince, 300 ile 600W ortasında derecelendirilmiş PCIe kartları için güç artışlarına eski 6 pinli ve 6+2 pinli PCIe konnektörleriyle değil, sadece 12VHPWR kullanıldığında müsaade veriliyor. Böylece yeni PCIe kontağı ve PSU’ların tasarım ihtiyaçları ehemmiyet kazanıyor. Eski bir PSU platformunu alıp 12VHPWR konnektörünü monte etmek mümkün değilken ATX v3.0 etiketi de kullanılamaz. Ayrıyeten Intel, yeniden 12VHPWR konnektörü kullanarak 300W’a kadar güç tüketimine sahip PCIe kartları için güç artışı sonları eklemeyi düşünüyor.

Bilgisayar sistemleri için PSU ihtiyaçlarının azamî gücünü ayarlamak için üç ana faktör dikkate alınıyor:

  • CPU güç tüketimi.
  • Ekran kartı güç tüketimi.
  • Geri kalan sistem modüllerinin güç tüketimi.
Peak Power Excursion Test Cases için kullanılan PCIe AIC ve PSU güç sonu.

Üstteki tabloya nazaran 600W’lık bir ekran kartı, 300W’lık bir CPU ve geri kalan kısımlar için 300W ile birlikte epeyce yüksek diyebileceğimiz en az 1200W’lık bir güç kaynağına gereksiniminiz var. 600W ekran kartları için sıvı soğutma sistemine olan muhtaçlıktan bahsediliyor ve hava soğutma tahlilleri için limit ise 450W.

Bu değişim, 12+4 pinli konnektör (12VHPWR) ve yeni ATX spesifikasyonundaki en büyük değişimler ortasında yer alıyor. Aşağıdaki tablo, kapasitesine nazaran PSU’nun dayanması gereken güç hudutlarını listeliyor. 450W azamî güce sahip PSU’lar için 12VHPWR ilişkisine gereksinim duyulmuyor ve yaşanabilecek daha düşük güç artışları, 450W’ın üzerinde kapasiteye sahip PSU’lardan kıymetli ölçüde daha düşük.

Intel tarafından Power Excursion Time yahut TE olarak anılan Power Spike dönemi, PSU’nun çalışması için hibir sorun teşkil etmeyen dönemi temsil ediyor. Bu mühlet aşılırsa arızayı önlemek için PSU kapatılacak.

Elhasıl, PSU 450W’ın üzerinde kapasiteye sahipse %10’luk bir test vazife döngüsü ile 100μs için nominal gücünün %200’ünü sunabilmeli. Bu da 1000W’lık bir PSU’nun 100μs için 2000W sunabilmesi, 900μs için daha düşük bir güç düzeyine geri dönmesi ve akabinde birebir döngüyü tekrar yapabilmesi gerektiği manasını taşıyor.

Aşağıdaki tablo Intel tarafından sağlandı ve 1000W PSU örneğini gösteriyor. Burada akıllara gelen 100μs için 2000W güç artışı değil, 1800W ve 1600W’da daha uzun süren orta güç artışları. Birçok süpervizör IC’si 100μs’lik bir güç artışını yakalayacak kadar süratli değil, lakin 1 ms ve 10 ms uzunluğundaki güç artışlarında sorun yaşayabilirler ve bu da kıymetli bir platform güncellemesinin gerekli olduğu manasına geliyor.

+12V yük düzenlemesinde üst hudutta rastgele bir değişiklik yok ancak tüm PCIe konnektörlerinde alt hudutta -%5’ten -%8’e kayda paha bir değişiklik var. Ayrıyeten Intel, 12VHPWR konnektörü için dönüş suratının 5A/μs’yi geçmemesi gerektiğini belirtiyor.

Yardımcı güç konnektörleri güç kaynağı kanal ihtiyaçları – Sırf +12V

NVIDIA’nın 12 pinli konnektörüne kıyasla 12+4 ilişkisinin akım iletmeyen dört ekstra pini var ve bunlar duyu pinleri. Pekala bu pinler tam olarak ne işe yarıyor? Evvel kolay kısımdan başlayalım. Bu yan bant sinyallerinden ikisi gerekli, PCIe kartından gelenler isteğe bağlı, güç kaynağından gelenler ise yeniden değerli.

  • SENSE0 (Gerekli)
  • SENSE1 (Gerekli)
  • CARD_PWR_STABLE
  • CARD_CBL_PRES#

SENSE0 & SENSE1 (Gerekli)

ATX standardına belirtildiği üzere Sense 0 ve 1 yan bant sinyalleri PSU’dan ekran kartına kıymetli bilgiler sağlamakta. Güç verme kademesinde ve sonrasında GPU’nun PSU’dan ne kadar güç çekebileceği burada belirleniyor. Sistemde önyükleme yapıldığında bu algılama sinyallerinin durumlarını değiştirmemesi gerekiyor.

PCI Express 12VHPWR teması güç sonları.

Böylelikle PSU GPU’ya ne kadar güçlü olduğunu bildirir ve rapora nazaran güç hudutlarını GPU belirler. Yalnızca grafik kartı üzerinde sıvı soğutma sistemi ile mümkün olan 600W’lık tam güç için hem Sense 0 hem de 1 topraklanmalı. Ayrıyeten mümkün en makus senaryoya bakılırsa, GPU’nun başlatma sırasında PSU’dan çekebileceği azamî güç 375W’tan fazla olamaz ve +12V’de sıkıntısız bir açılış yapılması için bu konnektörler yardımcı oluyor.

CARD_PWR_STABLE (İsteğe Bağlı)

Bu grafik kartından PSU’ya giden öteki bir güç sinyali. Sinyal verildiğinde, PCIe kartı PSU’ya güç kanallarında her şeyin yolunda olduğunu bildiriyor. Bir şeyler karşıt giderse, PCIe kartı negatif bir güç tamam sinyali göndererek PSU’nun müdafaa devrelerini etkinleştirmesine ve günü kurtarmasına müsaade veriyor.

CARD_CBL_PRES# (İsteğe Bağlı)

Bu sinyalin birincil ve ikincil olmak üzere iki fonksiyonu var. Birincil fonksiyon, PCIe kartından PSU’ya kartın mevcut olduğuna ve 12VHPWR konnektörüne düzgün halde bağlandığına dair bir sinyal sağlamak. Tüm PCIe Gen 5.0 kartları bu fonksiyonu gerektiriyor.

Bu sinyalin ikincil fonksiyonu, PSU’ya PCIe’nin hayatta olduğunu ve “Güç Bütçeleme Algılama Kayıtlarına” dahil edilebileceğini bildirmek. Böylelikle PSU, takılı PCIe kartlarının ve bunların kullandığı güç kablolarının farkına varıyor. PSU’ya 12VHPWR konnektörleri kullanan birden fazla PCIe kartı takılıysa bu bilginin aktarılması kıymetli. Güç kaynağı, PCIe kartlarının sayısını bilerek SENSE0 ve 1 sinyallerini PCIe kartlarının destekleyebileceğinden daha fazla güç çekmesine müsaade vermeyecek formda ayarlayabilir.

Yan Bant Sinyalleri DC Özellikleri

Bu bilgiler son tüketicileri fazla ilgilendirmese de tabloya göz atabilirsiniz.

Intel’in artık gerekli olmayan -12V kanalını çıkarması bekleniyordu lakin şirket bunu tutmayı tercih etti. PCIe dışındaki tüm konnektörlerde + 12V’deki alt hudut, PSU’ların yeni ATX özellik setinin getirdiği artan yüklerle süreksiz testleri geçmesine müsaade vermek için -5% ‘den -7% ‘e çıkarıldı. Bu +12V’de müsaade verilen en az voltajın artık 11.2V olduğu manasına geliyor.

DC Çıkış Voltaj Regülasyonu

Intel ayrıyeten bu kanaldaki nominal voltajın 11.2V’den daha düşük olmasına müsaade vermemek için 12.2V’a kadar artırılabileceğini belirtmiş. Üstteki tabloda gösterilen voltaj toleransları tüm konnektörlerde gerekli.

Aşağıdaki tabloda gösterilen süreksiz yük adımı boyutlarında birtakım değişiklikler var.

DC Çıkış süreksiz adım boyutları

Yeni PCIe 5.0 ihtiyaçları göz önüne alındığında, +12V3/4’teki adım boyutu %80’den (önerilen) %300’e kadar büyük ölçüde arttı. Yük değiştiren tekrarlama oranı, 50 Hz ila 10 kHz’de tıpkı kaldı. Ayrıyeten +12V kanallar için dönüş suratında 1A/μs’den 5,0 A/μs’ye değerli bir artış var. PSU 450W yahut daha düşük kapasiteye sahipse, 12VHPWR konnektörü bulunmuyor ve +12V’deki dönüş suratı 2,5 A/μs’ye düşüyor.

DC Çıkış süreksiz dönüş suratı.

Aşağıdaki tablodaki eski (legacy) zamanlamalar 2020’den evvel tasarlanmış PSU’lar için. 2020’de yapılan PSU’lar için “gerekli (required) sütunu geçerli ve üçüncü sütunda ALPM takviyesi için önerilen zamanlamalar bulunuyor.

Güç kaynağı zamanlamaları.

Intel, anakart üreticilerinin açılma mühletini optimize etmesine imkan sağlamak için PSU üreticilerinin PSU zamanlamaları olan T1 ve T3 hakkında en azından bilgi vermelerini yahut etiketleme yapmalarını istiyor.

PS_On sinyalinin özellikleri tıpkı kalıyor. Aşağıdaki tabloda göründüğü üzere ALPM’li sistemleri desteklemek için bir değişiklik var. Tansiyon kanallarının sıfır olmaması için bekleme moduna geçtikten çabucak sonra PSU’dan yine açılması istenebilir. Yeni ATX spesifikasyonu, bu türlü bir senaryoda ve daha spesifik olarak 100 ms’lik bir PS_ON komutunun kapanması için PSU’nun tekrar açılması gerektiğini belirtmekte.

PS_ON# sinyal özellikleri.

Düşük yük verimliliği ihtiyaçları artık daha kolay takip ediliyor. 500W yahut daha düşük kapasiteli PSU’lar 10W yük ile test edilirken daha yüksek kapasiteli PSU’lar %2 yük ile test edilecek. Her durumda, PSU’ların %60’ın üzerinde yüke sahip olması gerekiyor, lakin %70’in üzerinde olması öneriliyor.

Düşük yük verimliliği ihtiyaçları.

Yeni bir Intel ATX12V standardı olarak karşımıza çıkan sürüm 3.0 birtakım değerli değişiklikler getiriyor. Yıllar sonra nihayet 12VHPWR olarak da isimlendirilen yeni 12+4 pinli irtibat kabloları hayatımıza girecek. Bu konnektör ve güç derecesi ayrıyeten beraberinde PSU’larda birtakım büyük değişiklikler getirecek. Her şeyden evvel, 450 W’tan fazla güç derecesine sahip tüm PSU’lar için mecburî ve bu nedenle birden fazla PSU’da bir tane bulunmakta.

12VHPWR – PCIe 5.0 güç teması.

12VHPWR’nin sunabileceği azamî 600W sayesinde mevcut PSU platformlarının birçoklarında güç artışlarına karşı daha fazla toleransa müsaade veren kimi değişiklikler yapılmalı. Bu ortada aslında konnektörün 600 W’dan daha fazla güç sağlayabildiğini ekleyelim.

NVIDIA GeForce RTX 3000 serisi, artan güç artışları nedeniyle güçlü PSU’larda bile çeşitli uyumluluk problemlerine sahip. Görünüşe nazaran yeni jenerasyon GPU’larda güç tüketimi daha yüksek düzeylere çıkacak. Bu nedenle Intel, PCIe CEM’i (Kart Elektromekanik-Card Electromechanical özelliği) dikkate aldı ve eski platformlarda öncelikle bunları karşılamak için kimi değişiklikler isteyecek yeni ihtiyaçlar keşfetti.

En değerli değişiklik, 12VHPWR ile gelen 450W üzeri PSU’ların 100μs ve % 10’luk bir müddet boyunca azamî nominal kapasitelerinin %200’ü olmak üzere çeşitli güç yükselme düzeylerine dayanma ihtiyacı. Güç artış dönemi 1/10/100 ms’ye ve test misyon döngüsü de %20/25/50’ye yükselen %180/160/120’de üç düzey daha var.

1 – 2

Yardımcı güç konnektörleri güç kaynağı kanal ihtiyaçları – Sadece +12V

DC Çıkış Voltaj Regülasyonu

+12V yük düzenlemesinde artan süreksiz yük düzeyleriyle başa çıkmak için PCIe konnektörlerinde -%8 ve başka konektörler için -%7’ye müsaade veren bir değişiklik kelam konusu. Ayrıyeten bu ATX spesifikasyonunun birinci kere 12,2V’a kadar 12V nominal voltajdan daha yüksek bir kıymete müsaade verdiğinin göstergesi.

Tüm üreticileri etkileyen bir başka değerli değişiklik, PSU’nun özellik etiketine T1 ve T3 zamanlamalarıyla ilgili ek bilgileri dahil etmeleri diyebiliriz. Bunun yanında sunabilecekleri azamî güce nazaran 12VHPWR konnektörlerini etiketlemeleri gerekecek.

Son olarak, uyumluluk problemlerinden kaçınmak için güç kaynağının yeteneklerine bağlı olarak GPU güç sonları buna nazaran ayarlanacak. İsteğe bağlı CARD_CBL_PRES# sinyali yoksa, PSU’ya 12VHPWR konnektörlerindeki algılama kabloları gerekli ayarları bildiremeyecek ve bu çoklu GPU sistemlerinde meseleler yaratabilir. Her halükarda 600W ekran kartlarından tam olarak yararlanmak için 1800-2000W PSU’lara gereksiniminiz olacak.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.