PCI-E 5.0显卡就必须搭配ATX 3.0电源使用吗？

在今年 3 月份，英特尔正式公开了 ATX 3.0 以及 ATX12VO 2.0 电源设计指南，为 PC 电源引入了在 PCI-E 5.0 规范当中为高功率硬件所准备的 12VHPWR 供电接口，同时在电源性能表现上也有一些相关的要求，包括电气性能要求以及相应的测试方案。而与 ATX 3.0 电源设计指南几乎是同期登场的 RTX 3090 Ti 显卡则是第一款在非公版产品上大规模应用 12VHPWR 供电接口的 PC 硬件产品，因此有不少同学或多或少都有下面这样的认知，例如 "RTX 3090 Ti 属于 PCI-E 5.0 显卡 "、" 具备 12VHPWR 供电接口的电源就是 ATX 3.0 电源 "、"PCI-E 5.0 显卡必须搭配 ATX 3.0 电源使用 " 等等。

但事实真的是这样吗？诚然 ATX 3.0 电源、12VHPWR 接口以及 PCI-E 5.0 显卡在相互之间确实有千丝万缕的关系，但要说直接画上等号的话，却又不是那么简单。今天我们就在这里捋一捋它们之间的关系，说不行大家要重新认识这三者。

英特尔在 ATX 3.0 电源设计指南中引入了 12VHPWR 供电接口，因此 12VHPWR 接口自然就成为了 ATX 3.0 电源的标志。然而根据 ATX 3.0 电源设计指南显示，并不是所有 ATX 3.0 电源都会配置 12VHPWR 供电接口，倘若电源的额定功率不超过 450W，那么 12VHPWR 接口就属于 " 可选接口 "，并不一定需要给电源配上，只有额定功率大于 450W 的 ATX 3.0 电源产品，12VHPWR 接口才属于 " 必须配置 " 的范畴。

不少电源产品现在已经在提供 12VHPWR 供电接口，例如先马已经为黑钻和 XF 系列中提供了线材更新

但即便电源配置有 12VHPWR 接口，也不代表其就属于 ATX 3.0，其实在 RTX 3090 Ti 显卡发售之后，有不少电源厂商就已经为自家的产品提供 12VHPWR 接口的模组线，使得自家的电源产品不需要使用显卡自带的转接线就能直接为 RTX 3090 Ti 进行供电。但这样的电源产品就属于 ATX 3.0 电源吗？大概率不是的，因为 ATX 3.0 电源中还有一些相关的电气性能要求，只有满足了这些要求的电源才有资格成为一款 ATX 3.0 规格产品。

关于 ATX 3.0 电源的电气性能要求，大家可以参考我们此前的文章《超能课堂 ( 304 ) ：你需要大功率电源吗？ATX 3.0 电源设计指南有答案了》，这里我们就以 12VHPWR 供电接口来举例说明，12VHPWR 供电接口可以提供高达 600W 的供电能力，但是这个 600W 供电能力指的是持续输出能力，峰值功率的要求显然更高。按照 ATX 3.0 电源设计指南给出的规格，若其峰值功率的持续时间不超过 100 微秒，那么其峰值功耗允许达到 TDP 的 3 倍，也就是 600W TDP 的显卡，允许在 100 微秒内获得 1800W 的供电能力；如果峰值功耗持续时间是在 100 微秒到 1 秒之间，那么硬件可以获得的功率则与时长呈反比，持续的时间越长，允许的峰值功耗则越低。

这就意味着，倘若电源配置有 1 个可提供 600W 功率的 12VHPWR 接口，那么电源本身能输出的 +12V 峰值功率，就需要达到 100 微秒内输出 1800W 的水平，而根据我们的了解，能够满足这个需求的电源，在额定功率上基本都可以轻松实现 1200W 的输出，这正好与英特尔给出的建议是相符合的。而这也不过是 ATX 3.0 电源的一部分规格，英特尔其实还给出了更详细的峰值功率测试方案，能通过这些测试的电源才有资格成为 ATX 3.0 电源。

从上述测试规格可以看到，对于额定功率大于 450W 的 ATX 3.0 电源，其峰值功率是需要在 100 微秒以内实现 200% 输出的，也就是说 1000W 额定功率电源，100 微秒以内的峰值功率要达到 2000W 的水平。为此有部分电源厂商直言，以目前的 PC 电源技术，这就相当于是做一个 1600W 级别的电源产品，再标注为 1000W 额定功率，才能满足 ATX 3.0 电源的要求。

由于 12VHPWR 接口功率可达 600W，因此线材的要求也会更高，多数用上了 16AWG 规格

因此 12VHPWR 供电接口与 ATX 3.0 电源之间并不能直接画上等号，只有符合 ATX 3.0 相关设计要求且通过了相关测试的电源产品，才能称得上是 ATX 3.0 规格电源。而 12VHPWR 接口也并非 ATX 3.0 电源才可以配置，只要电源的额定功率和峰值功率能够满足接口的需求，即便是现有产品一样可以提供高规格的 12VHPWR 接口。

在回答这个问题之前，我们不妨先看一个简单的问题，那就是配置 12VHPWR 接口显卡是 PCI-E 5.0 显卡吗？这个问题的答案是显而易见的，诚然 12VHPWR 供电接口确实是 PCI-E 5.0 规范中指定的高功率供电接口，然而非公版的 RTX 3090 Ti 显卡可以说是大规模应用了 12VHPWR 供电接口，但很显然这些 RTX 3090 Ti 并不属于 PCI-E 5.0 产品，它们仍然属于 PCI-E 4.0 的范畴，因此使用 12VHPWR 供电接口的显卡并不一定是 PCI-E 5.0 显卡。

PCI-E 5.0 规范并未放弃现有的供电接口

那这个问题反过来就会成立吗？也不见得，PCI-E 5.0 规范并没有放弃如今仍在广泛使用的 6pin 以及 6+2pin PCI-E 供电接口，仍然把它们当做标准接口继续使用，6pin 接口仍然可以用在不超过 75W 供电的环境中，6+2pin 或者 8pin 接口则可以输出 150W 功率，只有单接口输出大于等于 150W 功率时才需要用上 12VHPWR 接口的。因此即便进入到 PCI-E 5.0 时代，显卡产品中也应该会大量存在使用 6pin、6+2pin、8pin 接口供电的产品，12VHPWR 接口的优势在于以较小的体积提供高功率，一般来说只有中高端产品才会大量应用。

既然 PCI-E 5.0 显卡与 12VHPWR 接口、ATX 3.0 电源与 12VHPWR 接口都没有必然或者说可以画上等号的关系，那么 PCI-E 5.0 显卡与 ATX 3.0 电源是不是也无法画上等号呢？其实这个问题在目前还没有明确的定论，不能说 PCI-E 5.0 显卡与 ATX 3.0 电源毫无关系，毕竟后者可以说是为了满足前者的需求才制定的，但目前为止市场上仍然没有真正意义上的 PCI-E 5.0 显卡产品以及 ATX 3.0 电源产品，两者是否必须搭配使用自然就无法验证了。

12VHPWR 接口是关键

但 PCI-E 5.0 显卡与 ATX 3.0 电源会形成 " 最佳搭配 "，这点的可能性还是很高的，这里的关键就在与 12VHPWR 供电接口上，这个接口采用 12+4pin 设计，其中 12pin 负责供电，而另外 4pin 则用于显卡与电源之间的通讯，让显卡可以明确知道电源的供电能力，电源也能知道显卡的供电状况，双方可以对这些信息进行处理，然后对各自的工作状态进行调整，使得双方可以相互配合工作，发挥最大效能。

我们不妨来看一眼 12VHPWR 供电接口的定义，该接口的 12pin 全部用于供电，而下方的 4pin 则是显卡与电源的通讯接口，从左到右分别为 S1、S2、S3、S4，其中 S1 与 S2 主要用于显卡与电源之间的工作状态信息传递，而 S3 与 S4 则是通过高低电平的组合来表示接口功率。

按照上表显示，Open 对应的是高电平，Gnd 对应的是低电平，当 S3 和 S4 也就是 Sense0 和 Sense1 都是高电平的时候，那就代表 12VHPWR 接口的功率是 150W 规格，倘若两个接口都是低电平的时候，这就意味着 12VHPWR 接口可以提供的功率为 600W 规格。因此如见通过更换模组线来提供 12VHPWR 接口的电源产品，都会不约而同的将 S3 和 S4 接口连接到地线上，这样即便是用到 PCI-E 5.0 显卡上，显卡也能按照 600W 的需求从电源取电。然而由于这样的电源并没有连接 S1 和 S2，因此无法实现显卡与电源之间的工作状态通讯，无法实现双方配合工作，因此这样的电源只能满足 PCI-E 5.0 显卡的供电需求，但算不上是 PCI-E 5.0 显卡的最佳搭档。

而 ATX 3.0 电源不仅可以满足 PCI-E 5.0 显卡的供电需求，其还具备与 PCI-E 5.0 显卡相互通讯的能力，两者相互搭配使用的时候，理论上可以实现最佳的工作状态，有利于保证整个系统的稳定性。因此 PCI-E 5.0 显卡不一定只能使用 ATX 3.0 电源进行供电，但要达到 " 最佳搭配 " 的效果，就目前的信息来看，可能还真的非 ATX 3.0 电源莫属。