我們為什麼需要4+8pin CPU供電接口?
2019年04月19日08:19

  本文來自超能網

  目前主流的PC主板上至少會配置兩種供電接口,一種是24pin主供電接口,另一個則是CPU供電接口。與前者相對固定的形態相比,後者的配置就比較變化多端了,早期的標準配置是4pin接口,8pin接口多用於中高端主板上,而現在8pin接口已經逐步成為主流,中高端板型上配置的多是4+8pin接口,旗艦級主板則是2個甚至是3個8pin接口,以滿足不同狀況下的CPU供電需求。

  從CPU供電接口的配置越來越高這點來看,我們不難得出這樣一個結論,那就是CPU的功耗是越來越高了。這個結論似乎與我們的認知有些矛盾,因為新的CPU會採用更先進的製程工藝,而更先進的製程往往會帶來更低的功耗。但實際上這是相對而言的,在性能與規模相同的情況下,更先進的製程工藝確實能帶來更低的功耗,但反過來說那就是在相同的功耗下,先進的製程工藝往往可以帶來更高的硬件規模和更高的性能,對於廠商而言,其實它們更傾向於後者,因此新的CPU往往是有著更高的性能與更高的能耗比,但是就功耗而言,新的CPU還真的不一定比舊款產品更低。

  為什麼CPU供電接口會發展到4+8pin這樣的規格?

  Z370主板(左)多數配置8pin CPU供電接口,但Z390主板(右)則基本配置4+8pin CPU供電接口

  CPU供電接口從4pin過渡到8pin的分界線,現在已經很難追溯了,因為兩者確實混合使用了很長一段時間,即便是現在的部分低端主板我們也仍然可以看到4pin供電接口的存在。然而在中高端主板上,單8pin供電接口與4+8pin供電接口的分界線就要明顯得多了,以英特爾陣營為例,在其第八代酷睿處理器加Z370主板的搭配上,單8pin供電接口基本上是主流,而到了現在第九代酷睿處理器加Z390主板的搭配上,4+8pin已經成為了標配,這裡面除了有“Z390定位比Z370更高”的需求外,第九代酷睿處理器有著更高的功耗需求這點恐怕也是“功不可沒”。

  在目前英特爾的Package Power Control封裝功率管理規範中,第八代/第九代酷睿處理器封裝功率管理一共分為4個功率極限檔,從小到大依次是PL1、PL2、PL3和PL4,其中PL1就是我們常說的TDP,從PL2開始則意味著CPU功耗超出TDP的範圍,一般是Turbo Boost頻率下滿載運行或者是手動超頻使用,PL3和PL4則是比較難以觸及,一般情況下不會出現如此高的功耗。

  一般來說處理器的PL2值是PL1也就是TDP的1.25倍,不過從第九代酷睿處理器開始,英特爾引入了酷睿i9這個系列,其最高端的酷睿i9-9900K有著8核16線程、最高睿頻5.0GHz的高規格,因此其PL2也是高於正常水準,達到了210W的水平。只是按照一個8pin供電接口可提供336W±5%的功率計算,即便主板供電的轉換效率為85%,那也可以為CPU提供286W±5%的功率,理論上足夠酷睿i9-9900K處理器使用,也就是說照目前的需求來說,單8pin接口基本上還是夠用的。

英特爾在2018年提出的CPU供電(+12V2)需求
英特爾在2018年提出的CPU供電(+12V2)需求

  那麼為什麼絕大部分的Z390主板都會配置4+8pin甚至更高規格的CPU供電接口呢?如果單看英特爾公開的第八代和第九代酷睿處理器的相關規格,我們確實不能發現些什麼,但是在2018年里英特爾提出的ATX12V 2.52電源設計規範中,就有一個關於+12V2也就是CPU供電的需求,我們可以看見TDP為95W的處理器對應的供電需求是持續22A/峰值29A,也就是相當於持續264W±5%/峰值348W±5%的供電需求,而剛剛我們也提到了,單個8pin CPU供電是336W±5%的功率,數字上來看是無法滿足英特爾規範需求,因此只能將其擴展至4+8pin接口方能滿足規範,後者的組合可以提供相當於528W±5%的功率,已經可以滿足TDP為140W的CPU的供電需求。

英特爾在2017年提出的CPU供電(+12V2)需求
英特爾在2017年提出的CPU供電(+12V2)需求

  而在2017年里英特爾公佈的ATX12V 2.4電源設計規範中,TDP為95W的處理器只需要持續16A/峰值18A的電流需求,相當於持續192W±5%/峰值216W±5%的功率,這樣計算的話,一個8pin的CPU供電接口就足夠了。這個時候我們不妨回過頭去看看,第八代酷睿處理器和Z370主板是在2017年9月發佈的,而第九代酷睿處理器和Z390主板則是2018年10月發佈的,正好分別是ATX12V 2.4版與ATX12V 2.52版標準公佈後推出的,雖說這是PC電源的設計規範,但作為對應時期的產品,新主板在設計上肯定也是要參考相應規範的。

  那麼我們是否必須把CPU供電接口都插滿才能開機呢?

  剛才我們也提到了,按照目前酷睿i9-9900K已知的PL數據,即便其長期工作在PL2範圍之內,單8pin接口也仍然滿足其功耗需求,那麼4+8pin的供電真的有這個必要麼?如果說酷睿i9-9900K已經確定是Z390主板的極限,那自然是沒有這個必要,但是按照目前的發展趨勢來看,英特爾似乎有計劃推出更高規格的產品,目前我們無法確定Z390主板最終只會用到8核16線程,而不是10核20線程、12核24線程的處理器,如果後者真的存在,那它的功耗未必不會超過酷睿i9-9900K,這個時候單8pin供電接口就可能會觸及極限,相比之下4+8pin的靈活性就更大了,畢竟可以支援到TDP 140W的處理器。

  只是就目前的狀況而言,單8pin的CPU供電仍然可以滿足正常狀態下的使用需求,因此絕大部分的主板並沒有強製要求必須把4pin和8pin供電接口都接上後才能開機,一般來說只要把8pin接口接上就可以正常使用了。但如果玩家喜歡超頻,而且使用的還是酷睿i9-9900K這樣的旗艦處理器,那把CPU供電接口全部接上還是很有必要的,這樣CPU不僅可以獲得穩定的供電,也可以避免單個接口電流過大導致的發熱異常問題,對整機安全也是一種保障。

配置雙8pin或更多CPU供電接口的主板更適合超頻玩家使用
配置雙8pin或更多CPU供電接口的主板更適合超頻玩家使用

  當然如果你真的需要將酷睿i9-9900K長期超頻至一個較高的頻率使用,那我們建議你選用供電規格更高的主板產品,例如配置有8+8pin CPU供電的主板,理論上這種主板可以承受相當於672W±5%的CPU供電,這樣的話兩個CPU供電接口在分攤電流之後,各自的負載都可以維持在合理的水平,更有利於延長主板以及CPU接口的使用壽命。

  另外在一些旗艦級的主板上,我們還可以看到有3個8pin CPU供電接口的設計,理論上這就相當於是1008W±5%的供電輸入了,這樣的設計一般來說就只有兩種目的,一種為了滿足針對極限超頻時的瞬時功率,但更多時候是為了讓電流得以更好地分攤,儘可能地降低CPU供電接口的發熱,對於需要長期滿載CPU使用的平台,例如個人工作站等是比較有利的,對於這樣的平台我們認為把所有的供電接口都插滿才是比較靠譜的做法。

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