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我们为什么需要4+8pin CPU供电接口?

百事数码
2019-04-19 11:51 0

目前主流的PC主板上至少会配置两种供电接口,一种是24pin主供电接口,另一个则是CPU供电接口。与前者相对固定的形态相比,后者的配置就比较变化多端了,早期的标准配置是4pin接口,8pin接口多用于中高端主板上,而现在8pin接口已经逐步成为主流,中高端板型上配置的多是4+8pin接口,旗舰级主板则是2个甚至是3个8pin接口,以满足不同状况下的CPU供电需求。

从CPU供电接口的配置越来越高这点来看,我们不难得出这样一个结论,那就是CPU的功耗是越来越高了。这个结论似乎与我们的认知有些矛盾,因为新的CPU会采用更先进的制程工艺,而更先进的制程往往会带来更低的功耗。但实际上这是相对而言的,在性能与规模相同的情况下,更先进的制程工艺确实能带来更低的功耗,但反过来说那就是在相同的功耗下,先进的制程工艺往往可以带来更高的硬件规模和更高的性能,对于厂商而言,其实它们更倾向于后者,因此新的CPU往往是有着更高的性能与更高的能耗比,但是就功耗而言,新的CPU还真的不一定比旧款产品更低。

为什么CPU供电接口会发展到4+8pin这样的规格?

Z370主板(左)多数配置8pin CPU供电接口,但Z390主板(右)则基本配置4+8pin CPU供电接口

CPU供电接口从4pin过渡到8pin的分界线,现在已经很难追溯了,因为两者确实混合使用了很长一段时间,即便是现在的部分低端主板我们也仍然可以看到4pin供电接口的存在。然而在中高端主板上,单8pin供电接口与4+8pin供电接口的分界线就要明显得多了,以英特尔阵营为例,在其第八代酷睿处理器加Z370主板的搭配上,单8pin供电接口基本上是主流,而到了现在第九代酷睿处理器加Z390主板的搭配上,4+8pin已经成为了标配,这里面除了有“Z390定位比Z370更高”的需求外,第九代酷睿处理器有着更高的功耗需求这点恐怕也是“功不可没”。

在目前英特尔的Package Power Control封装功率管理规范中,第八代/第九代酷睿处理器封装功率管理一共分为4个功率极限档,从小到大依次是PL1、PL2、PL3和PL4,其中PL1就是我们常说的TDP,从PL2开始则意味着CPU功耗超出TDP的范围,一般是Turbo Boost频率下满载运行或者是手动超频使用,PL3和PL4则是比较难以触及,一般情况下不会出现如此高的功耗。

一般来说处理器的PL2值是PL1也就是TDP的1.25倍,不过从第九代酷睿处理器开始,英特尔引入了酷睿i9这个系列,其最高端的酷睿i9-9900K有着8核16线程、最高睿频5.0GHz的高规格,因此其PL2也是高于正常水准,达到了210W的水平。只是按照一个8pin供电接口可提供336W±5%的功率计算,即便主板供电的转换效率为85%,那也可以为CPU提供286W±5%的功率,理论上足够酷睿i9-9900K处理器使用,也就是说照目前的需求来说,单8pin接口基本上还是够用的。

那么为什么绝大部分的Z390主板都会配置4+8pin甚至更高规格的CPU供电接口呢?如果单看英特尔公开的第八代和第九代酷睿处理器的相关规格,我们确实不能发现些什么,但是在2018年里英特尔提出的ATX12V 2.52电源设计规范中,就有一个关于+12V2也就是CPU供电的需求,我们可以看见TDP为95W的处理器对应的供电需求是持续22A/峰值29A,也就是相当于持续264W±5%/峰值348W±5%的供电需求,而刚刚我们也提到了,单个8pin CPU供电是336W±5%的功率,数字上来看是无法满足英特尔规范需求,因此只能将其扩展至4+8pin接口方能满足规范,后者的组合可以提供相当于528W±5%的功率,已经可以满足TDP为140W的CPU的供电需求。

而在2017年里英特尔公布的ATX12V 2.4电源设计规范中,TDP为95W的处理器只需要持续16A/峰值18A的电流需求,相当于持续192W±5%/峰值216W±5%的功率,这样计算的话,一个8pin的CPU供电接口就足够了。这个时候我们不妨回过头去看看,第八代酷睿处理器和Z370主板是在2017年9月发布的,而第九代酷睿处理器和Z390主板则是2018年10月发布的,正好分别是ATX12V 2.4版与ATX12V 2.52版标准公布后推出的,虽说这是PC电源的设计规范,但作为对应时期的产品,新主板在设计上肯定也是要参考相应规范的。

那么我们是否必须把CPU供电接口都插满才能开机呢?

刚才我们也提到了,按照目前酷睿i9-9900K已知的PL数据,即便其长期工作在PL2范围之内,单8pin接口也仍然满足其功耗需求,那么4+8pin的供电真的有这个必要么?如果说酷睿i9-9900K已经确定是Z390主板的极限,那自然是没有这个必要,但是按照目前的发展趋势来看,英特尔似乎有计划推出更高规格的产品,目前我们无法确定Z390主板最终只会用到8核16线程,而不是10核20线程、12核24线程的处理器,如果后者真的存在,那它的功耗未必不会超过酷睿i9-9900K,这个时候单8pin供电接口就可能会触及极限,相比之下4+8pin的灵活性就更大了,毕竟可以支持到TDP 140W的处理器。

只是就目前的状况而言,单8pin的CPU供电仍然可以满足正常状态下的使用需求,因此绝大部分的主板并没有强制要求必须把4pin和8pin供电接口都接上后才能开机,一般来说只要把8pin接口接上就可以正常使用了。但如果玩家喜欢超频,而且使用的还是酷睿i9-9900K这样的旗舰处理器,那把CPU供电接口全部接上还是很有必要的,这样CPU不仅可以获得稳定的供电,也可以避免单个接口电流过大导致的发热异常问题,对整机安全也是一种保障。

当然如果你真的需要将酷睿i9-9900K长期超频至一个较高的频率使用,那我们建议你选用供电规格更高的主板产品,例如配置有8+8pin CPU供电的主板,理论上这种主板可以承受相当于672W±5%的CPU供电,这样的话两个CPU供电接口在分摊电流之后,各自的负载都可以维持在合理的水平,更有利于延长主板以及CPU接口的使用寿命。

另外在一些旗舰级的主板上,我们还可以看到有3个8pin CPU供电接口的设计,理论上这就相当于是1008W±5%的供电输入了,这样的设计一般来说就只有两种目的,一种为了满足针对极限超频时的瞬时功率,但更多时候是为了让电流得以更好地分摊,尽可能地降低CPU供电接口的发热,对于需要长期满载CPU使用的平台,例如个人工作站等是比较有利的,对于这样的平台我们认为把所有的供电接口都插满才是比较靠谱的做法。

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