ATX

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1. ATX (Advanced Technology Extended)
2. 主板
3. 电源3.1 主要版本简表3.2 更换电源需要考虑的问题3.3 电源效率3.4 80 Plus
4. 退役的电源4.1 24pin主供电接口4.2 12v的CPU供电接口4.3 12v的PCI-E供电接口4.4 SATA电源接口4.5 D型大4pin接口

1. ATX (Advanced Technology Extended)

https://en.wikipedia.org/wiki/ATXhttps://zh.wikipedia.org/wiki/ATX規格
ATX主板规格由英特尔公司在1995年制定。这是多年来第一次电脑机壳与主板设计的重大改变。 ATX有7条扩充槽。其他派生的主板规格(包括microATX、mini-ITX)保留ATX基本的背板设置,但主板的面积减少,扩展槽的数目也有所删减。
ATX(高级技术扩展)是多年来台式电脑外壳、主板和电源设计的首次重大改变,提高了部件的标准化和互换性。 电脑DIY,组装机市场的蓬勃发展,ATX标准功不可没。

ATX规格定义了(电脑机箱, 主板, 电源)三者的通用标准,包括
dimensions; mounting points; I/O panel; connector interfaces
尺寸; 安装点; 输入/输出面板;连接器接口

2. 主板

ATX主板标准v1.1版 (1996)https://www.scribd.com/document/293937542/ATX-specification-Revision-1-1-February-1996
ATX主板标准v2.2版https://web.archive.org/web/20070216095427/http://www.formfactors.org/developer/specs/atx2_2.pdf
主板规格变体
比较常见的是microATX紧凑型,ATX标准型。

详见表格

Form factorOriginatedDatewidth
(mm)
depth
(mm)
(典型用法、市场采用等)
ATXIntel1995305244 
microATXIntel1997244244适合 ATX 和 EATX 机箱。
Mini-ITXVIA2001170170最初设计用于家庭影院或其他无风扇应用
Extended ATXSupermicro / Asus?305330螺丝孔与某些ATX机箱不完全兼容。专为双CPU和双槽显卡而设计。
EE-ATXSupermicro?347330增强型扩展ATX
SWTXSupermicro2006419330四处理器,不兼容 ATX 安装
FlexATXIntel1997229191 
WTXIntel19983564252008 年停产
BTXIntel20043252672006 年取消。还有micro, nano, pico变体。通常不兼容 ATX 安装。
Mini-DTXAMD2007203170 
SSI CEBSSI?305267紧凑型电子设备舱
SSI MEBSSI2011411330中档电子海湾
SSI EEBSSI?305330企业电子湾
SSI TEBSSI?305267薄型电子托架,用于机架安装,具有电路板组件高度规格
Ultra ATXFoxconn2008366244适用于多个双插槽显卡和双 CPU。
XL-ATXGigabyte2010345262 
XL-ATXMSI2010345264 
XL-ATXEVGA2009343262 
HPTXEVGA2010345381双处理器,12 个 RAM 插槽

3. 电源

ATX电源标准v2.53版https://web.archive.org/web/20200313220428/https://www.intel.com/content/dam/www/public/us/en/documents/guides/power-supply-design-guide-june.pdf
ATX电源标准v3.0版https://cdrdv2-public.intel.com/336521/336521_Rev2p01.pdf

3.1 主要版本简表

精简摘录自维基百科,详见维基百科英文页面。https://en.wikipedia.org/wiki/ATX

OriginalATX199520pin>4针大D形(硬盘,CD-ROM等外设);4针软驱供电;20针主板供电。
12V仅用于风扇和外设(HDD,CD-ROM等);
电源的大部分功率通过5V和3.3V提供(CPU,RAM,芯片组,PCI,AGP)
效能
ATX12V
V1.x
v1.02000大幅增加了12v的功率, 5v和3.3v功率基本保持不变;
额外增加了4针12v连接器用于CPU供电;
68%
v1.12000  
v1.22002用于ISA总线的(−5v)电源轨不再必须,成为可选的。 
v1.32003继续增加 12 V 电源轨的功率。
引入串行 ATA 电源连接器(但定义为可选)
70%
ATX12V
v2.x
v2.0200324pin主板接口升级为24pin。串行 ATA 电源线成为必要。
现在大部分电源由 12 V 电源轨提供。3.3v和5v的功率显着降低。
70%
v2.12005所有导轨的功率均略有增加。77%
v2.22005 https://web.archive.org/web/20080920191034/http://www.formfactors.org/developer/specs/ATX12V_PSDG_2_2_public_br2.pdf80%
v2.32007允许 12 V 线路为每轨提供超过 20 A 的电流,240w https://web.archive.org/web/20150114105013/http://www.formfactors.org/developer/specs/PSU_DG_rev_1_1.pdf 
v2.312008添加了有关气候保护的部分 https://web.archive.org/web/20160414133738/http://www.formfactors.org/developer/specs/Power_Supply_Design_Guide_Desktop_Platform_Rev_1_2.pdf 
v2.42013 https://web.archive.org/web/20170718011357/https://www.intel.com/content/dam/www/public/us/en/documents/guides/power-supply-design-guide.pdf 
v2.512017引入了对替代睡眠模式 (ASM) 的支持,取代了传统的S3 电源状态, 
v2.522018要求电源制造商确保支持替代睡眠模式 (ASM) 的电源能够承受每 180 秒一次的电源循环(每天 480 次)或每年 175,200)。还建议电源风扇至少延迟两秒打开,以改善用户体验。 https://web.archive.org/web/20200313220428/https://www.intel.com/content/dam/www/public/us/en/documents/guides/power-supply-design-guide-june.pdf 
v2.532020 https://web.archive.org/web/20210222203819/https://d2pgu9s4sfmw1s.cloudfront.net/UAM/Prod/Done/a062E00001XMVETQA5/b2f2f54c-e980-7c06-4032-9bd4e037c83b?Expires=1614026599&Key-Pair-Id=APKAJKRNIMMSNYXST6UA&Signature=iVsGBI7emsEdrFsQ67~1S2M90n5TYe3~QRV4TUX1VC-EseakcayGKQeIrDqA~ls21nyFEuSEcp9TwYA2uYXHQRfrjsYAhPvPaKLNivtX25XWNG2Bqr1eajUeZY6SobcaUhqU8I1coBOXz6TzmLMmgRiy4awrNQnBFtagJsJRME50wE8zd8HrBmgITOGB7dXv9IFX3YCMPpx1PXaubRAcfm9tsS71Sn6xf2n2rSizwWA-JjXuYK6sZhXKNNzn-7FtBtRJoyx~uOnWPtvxE2i-O1X1cFFpnhq3wDn1Kubh-qttzKiRYs0pnXElqDpH4i9TFOFBCR-g2dmtm6USEUgBBA__ 
ATX 3.0 V3.02022 新型 16 针 12VHPWR 连接器,可为显卡提供高达 600 W 的功率。 https://cdrdv2-public.intel.com/336521/336521_Rev2p01.pdf  

3.2 更换电源需要考虑的问题

https://en.wikipedia.org/wiki/ATX#Specification_changes_and_additions
尽管 ATX 电源规格大多在两种方式(电气和物理方面)垂直兼容,但将旧主板/系统与新 PSU 混合使用存在潜在问题,反之亦然。

3.2.1 需要考虑的主要问题如下:

  • 3.3 V、5 V 和 12 V 电源轨之间的电源分配在较旧和较新的 ATX PSU 设计以及较旧和较新的 PC 系统设计之间有很大不同。
  • 较旧的 PSU 可能没有较新 PC 系统正常运行所需的连接器。
  • 较新的系统通常比较旧的系统具有更高的功率要求。

3.2.2 电源与主板跨版本混用指南

  • 旧的主机,可以使用新的电源,但3.3v和5v可能会过载,新电源压缩了这部分的功率;被分配了大部分功率的12 V 电源轨大部分未使用。
  • 新的主机,总的来说不建议使用太旧版本的电源。
    •   新的主机,若是轻量文书配置,对功率要求不高,状况良好的旧电源也能使用。但要注意(1. 有些接口可以通过转接线适配,2. 旧电源效率普遍不高,就是比较耗电,转化的废热较多。
    •   新的主机,若是较高配置,则只能使用新电源了。

3.3 电源效率

电源效率是指将家庭电源转换为稳压直流电时不浪费电力的程度。
计算机电源的效率从 70% 左右到 90% 以上不等。

尽管额定功率大于所需功率的电源对于过载具有额外的安全裕度,但与尺寸更合适的装置相比,此类装置通常效率较低,并且在较低负载下浪费更多电力。
电源负载处于最大功率的(50%-75%)区间,效率最佳。
如下表的例子,若是一台长期低功耗(<100w)运行的电脑,选择500w的铜牌电源比900w的银牌电源更加省电。

   工作损耗(发热) 
电源, 负载效能要求低功耗效能100w200w500w (效能)最佳效能区间
80 Plus Silver 900w >180w负载效能 至少85% <100w负载效能 73%27w (73%)30w (85%)55w (89%)450w – 675w
80 Plus Bronze 500w >100w负载效能 至少82% <100w负载效能 84%16w (84%)36w (82%)95w (81%)250w – 375w

3.4 80 Plus

https://zh.wikipedia.org/zh-hans/80_PLUShttps://en.wikipedia.org/wiki/80_Plus
80 Plus(商标为 80 PLUS)是一项于 2004 年启动的自愿认证计划,旨在促进计算机电源装置 (PSU) 的能源高效利用。
产品在20%、50%和100%额定负载下能效超过80%,在100%负载下功率因数达到0.9或更高,即可获得认证。

80+ 认证级别https://www.clearesult.com/80plus/

year 80 Plus test type115 V internal
Non-redundant
230 V EU internal
Non-redundant
230 V internal
Redundant
额定负载百分比10%20%50%100%10%20%50%100%10%20%50%100%
2004白牌80 Plus  80%80%80% 82%85%82%    
2008铜牌80 Plus Bronze  82%85%82% 85%88%85% 81%85%81%
2008银牌80 Plus Silver  85%88%85% 87%90%87% 85%89%85%
2008金牌80 Plus Gold  87%90%87% 90%92%89% 88%92%88%
2009白金80 Plus Platinum 90%92%89% 92%94%90% 90%94%91%
201280 Plus Titanium 90%92%94%90%90%94%96%94%90%94%96%91%

计算机电源的效率是其输出功率除以输入功率;剩余的输入功率按照能量守恒的预期转化为热量。

对于给定的电源,效率根据所输送的功率而变化。

电源通常在(50%~75%负载)时效率最高,在低负载时效率较低,在最大负载时效率稍低。
较旧的 ATX 电源的效率通常为 60% 到 75%。
要获得 80 Plus 资格,电源必须在三个指定负载(最大额定功率的 20%、50% 和 100%)下实现至少 80% 的效率。
然而,80 Plus 电源在较低负载下的效率可能仍低于 80%。
例如,80 Plus、520 瓦电源在 60 瓦(台式计算机的典型闲置功率)时的效率仍可能为 70% 或更低。
因此,选择容量适合所供电设备的电源仍然很重要。

对于更高瓦数的电源更容易实现更高的效率水平,因此在典型台式机的合理容量的消费级电源中,黄金和铂金电源可能不太可用。

4. 退役的电源

电脑更新换代,旧电源状况良好的,还能怎么用?
退役的电源还可以当开关电源使用,输出5v,12v直流电。
需要了解如何手动开关电源,还有主要的输出电源线绿色启动电源线;黑色接地; 红色5v电源线;黄色12v电源线;橘色3.3v电源线

4.1 24pin主供电接口

 ColorSignalPinPinSignalColor 
ff8000Orange+3.3 V[1](13]'+3.3 VOrangeff8000
ff8000Orange+3.3 V(2][14]−12 VBlue0000ff
000000BlackGround(3][15]GroundBlack000000
ff0000Red+5 V[4](16]Power onGreen00ff00
000000BlackGround[5](17]GroundBlack000000
ff0000Red+5 V(6][18]GroundBlack000000
000000BlackGround(7][19]GroundBlack000000
808080GreyPower ok[8](20]ReservedNoneffffff
A020F0Purple+5 V 待机[9](21]+5 VRedff0000
ffff00Yellow+12 V(10][22]+5 VRedff0000
ffff00Yellow+12 V(11][23]+5 VRedff0000
ff8000Orange+3.3 V[12](24]GroundBlack000000
  1. (pin8,13,16)是控制信号。
  2. 最下面4个pin仅存在于 24 针连接器中的针脚。
  3. 在 20 针连接器中,针脚 13-22 分别编号为 11-20。
  4. (pin13)针脚提供 +3.3 V 电源,还有第二条(Brown)低电流电线用于远程传感。
  5. (pin16)绿色的+5V开机线,接地则启动电源,断开则电源断电。
  6. (pin8)灰色电源状态信号,当其他输出尚未达到或即将离开正确电压时,控制信号为低电平。
  7. (pin20)以前为-5v(白线),新电源中不存在; 它在ATXv1.2中降为可选的,从 v1.3 开始被删除。
  8. (pin9)紫色待机5v供电,即使电源关闭,也有5v电信号,这可用于为控制开机信号的电路供电。
  9. 表格中(Pin)列内的括号表示防呆接口的形状,方括号表示正方形[x],圆括号表示D形接口(x]。
  10. 这个图表的角度看24pin接口的卡扣在右边。 

4.2 12v的CPU供电接口

4pin,4+4pin或8pin接口,比较好辨认, (靠近卡扣的一边,都是12v的黄色线;另外一边全是黑色的GND接地)

4.3 12v的PCI-E供电接口

6pin,6+2pin,双6pin等
靠近卡扣的是黑色接地雨感应线,另外一边黄色的是12v电信号

4.4 SATA电源接口

而 SATA 电源接口则是目前 SATA 硬盘包括 HDD 机械硬盘以及 SSD固态硬盘的主要供电来源,起可以提供+12V、+5V 和+3.3V 供电,每组电压对应 3 针,共 15 针。
每个端子可以传输的电流为 1.5A,所以 12V、5V 和 3.3V 各可以传输的电流都为 4.5A,功率分别为 54W、22.5W 和 14.85W。
由于大部分的 SATA 设备都可以在没有+3.3V 供电的情况下正常工作,因此如果玩家确实需要大量的 SATA 电源接口但电源本身提供的数量有所不足,那就可以使用转接线从 D 型 4Pin 接口转接扩充。

4.5 D型大4pin接口

12v黄,中间2个黑色接地,5v红色。
旧电源有这个几口,用于HDD,光驱,风扇等。2.0开始逐渐被STAT取代。现在新的电源已经见不到这种接口了。


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