Bericht ATX12VO: Vor- und Nachteile des neuen Netzteil-Standards

[Miuwa]

Untern Strich bleibt mehr Platz auf der Platine, erst recht wenn auf SATA komplett verzichtet wird.

Ist das jetzt (mit Sata) tatsächlich so oder ne Vermutung aus dem Bauch raus?

 

[xexex]

Ist das jetzt (mit Sata) tatsächlich so oder ne Vermutung aus dem Bauch raus?

Ohne SATA Anschlüsse fällt den Bedarf für 5V Spannung und bei einem Mini-ITX Board ohne irgendwelche "Lämpchen" und Sonderausstattung, dürfte auch die 3,3V Spannung fällig sein.

Was übrig bleibt ist der freigewordene Platz, wenn statt dem klobigen 24-Pin Stromstecker, nur noch ein 10-Pin verwendet werden.

Daran ist aber auch nichts "neu" es gibt schon seit geraumer Zeit kleine 19V Mainboards zu kaufen. Was Platz angeht, so hat der neue Standard Vorteile.
https://www.gigabyte.com/de/Motherboard/Embedded-IoT-Power-Connector-Power-Connector-DC-in-19V

Wichtig an dieser Stelle ist nur, dass nun alle Hersteller mitziehen und nicht irgendwelche Karten noch zwingend die 5V oder 3,3V Spannung voraussetzen. Bei den GPUs dürfte es sowieso kein Thema sein, bei anderen Karten aber vermutlich schon.

 

[ETI1120]

Ist das jetzt (mit Sata) tatsächlich so oder ne Vermutung aus dem Bauch raus?

Sagen wir es Mal so, es gibt viele Anwendungsfälle wo keine SATA-Laufwerke gebraucht werden.
In diesem Fall kosten SATA-Schnittstellen nur unnötig Geld und Platz. Es ist zu hoffen, dass die Boardhersteller auch Boards ohne SATA-Schnittstelle anbieten. Dies betrifft vor allem die kleinen Formate.

Auf der anderen Seite gibt es Anwendungsfälle die weiterhin auf SATA-Laufwerke setzen, also wird es weiterhin Boards mit SATA-Schnittstellen geben.

 

[nazgul77]

Dafür entfällt der riesige 24 Pin Stecker und einiges an Routing der 5V und 3,3V Spannungen. Untern Strich bleibt mehr Platz auf der Platine, erst recht wenn auf SATA komplett verzichtet wird.

Der 24-Pin wird ersetzt durch einen mit 16 Pins. Das Netzteil musst du schon ans Board anschließen
Das spart natürlich Platz, aber geschätzt nicht weniger als die Hälfte des alten 24-Pin-Steckers..
5V und 3,3V werden doch auf dem Board generiert und gebraucht, wenn ich es richtig verstanden habe. Wie soll da "einiges an Routing" wegfallen? Oder genügt zB für 5V eine Wandlung nahe den USB/SATA-Ports, weil sonst nirgends 5V gebraucht werden?

 

[xexex]

Der 24-Pin wird ersetzt durch einen mit 16 Pins.

Der 24 Pin wir durch einen mit 10 Pins ersetzt und das macht einiges aus, wenn du dir mal so ein Mini-ITX Mainboard anschaust.

Oder genügt zB für 5V eine Wandlung nahe den USB/SATA-Ports, weil sonst nirgends 5V gebraucht werden?

Der Strom wir da gewandelt wo er benötigt wird, die CPUs laufen schon seit vielen Jahren nicht mehr mit 3,3V und der Strom wird eben an der CPU erzeugt. Wenn das Board dann zwei USB Ports mitbringt, dann wird auch irgendwo noch ein Wandlerbaustein verbaut sein der die beiden Ports mit genügend Strom versorgt, anstatt die verschiedene Spannungen quer durch das Board zu routen.

Bei Notebooks wird das schon seit Jahren so gemacht, oder hast du da schon ein Netzteil mit mehreren Spannungen gesehen? Bei PCs sind es halt eine Altlasten, aus der Zeit wo die CPU noch mit 5V und später mit 3,3V betrieben wurde.

 

[ETI1120]

Der 24-Pin wird ersetzt durch einen mit 16 Pins. Das Netzteil musst du schon ans Board anschließen
Das spart natürlich Platz, aber geschätzt nicht weniger als die Hälfte des alten 24-Pin-Steckers..
5V und 3,3V werden doch auf dem Board generiert und gebraucht, wenn ich es richtig verstanden habe. Wie soll da "einiges an Routing" wegfallen?

Ganz einfach:
Man muss bisher 3 Spannungsebenen und GND vom Stecker wegführen, die voneinander isoliert sein müssen.
Wenn man nur 1 Spannungsebene und GND vom Stecker wegführen muss wird das Routing deutlich einfacher.

Oder genügt zB für 5V eine Wandlung nahe den USB/SATA-Ports, weil sonst nirgends 5V gebraucht werden?

Es gibt widerstrebende Anforderungen:

• Die Spannungswandler müssen möglichst nahe an den Verbrauchern platziert werden.
• Die Anzahl der Bauteile muss minimiert werden.

Wenn man an mehreren Bereichen auf dem Mainboard 5 V benötigt, führt man die 12 V zu diesen Bereichen und platziert dort die Spannungswandler. Beim Design des Mainbords weiß man wie viel Leistung man in diesen Bereichen maximal benötigt. Damit kann man die Spannungswandler für diese Maximalleistungen auslegen.

Dass viele Komplett-PCs die 12-V-only-Netzteile einsetzen, zeigt, dass es auch aus Gesamtsicht für viele PCs von Vorteil ist. Denn hier werden PC-Systeme optimiert und keine einzelnen Komponenten. Dass viele dieser Komplett-PCs nur schwer erweiterbar sind liegt nicht an den 12-V-only-Netzteilen. Sondern daran, dass die nur wenige Schnittstellen eingebaut sind.

 

[BxBender]

Schon toll, wenn ATX Mainboards bereits so proppevoll sind, um die dicken 16 Kerner und all die anderen Komponenten mit möglichst 3x M2 und Co. überhaupt noch aufnehmen zu können.
Und dann kommt Intel mit einem Geistesblitz, dass man doch noch das halbe Netzteil zerlegen und auch noch dort mit draufpappen möchte?
Hört sich fast so an wie Laschet und Co mit seinem Corona Inkompetenzgedödel.
Nicht mit mir.
Wenn die erst einmal damit anfangen und Bastler dann vor lauter Inkompatibilitäten der Gerätekomponenten untereinander konfrontieren und man gleich alles wegschmeißen oder evtl. noch bei Ebay für 1 Euro loszuwerden, spätestens dann wird man sich der Frage stellen müssen, was der ganze Qutasch für uns Endanwender und die Umwelt denn nun wirklich gebracht haben soll?
Meiner Meinung nach geht es nur um die Gewinnmaximierung Einzelner und die Verlagerung des ganzen Ärgers und evtl. Unkosten/Mehrkosten auf die dummen Käufer.
Und Mehrkosten wird es definitiv geben.
Ein Gehäuse und Netzteil kann man auch getrost 10 Jahre und länger nutzen, wenn die denn gut sind.
Andere wechseln dafür fast jährlich das halbe Innenleben aus, darunter auch das Mainboard für jede neue CPU Generation.
Dort wird man also immer und immer wieder für diesen tehnischen Mehraufwand ordentlich in die Tasche greifen dürfen.
Damit verweise ich auf den Unterschied Ganzjahresreifen und Sommer-Winterreifen.
Denkt einmal darüber nach.
Einen Parallelbetrieb von zwei Standards wäre ebenso fatal, da sich die ganzen Nebenkosten bereits in der Produktionsstätte häufen, die ebenfalls immer auf den Endkunden abgedrückt werden.
Und und und...
Ich arbeite auch in einer Firma und kann das durchaus beurteilen, wenn Zusatzkosten durch immer mehr Klein Klein entstehen, zahle ich das ungern nur mit meinem eigenen Lohn.
Jetzt in Zeiten von Corona ist auch alles stellenweise massig teurer geworden.
Pott Kaffee 5 Euro statt 3,80. Haare schneiden 27,50 statt 19,50.
Mehraufwand, Nebenkosten, weniger "Stückzahlen", dies und das.
Andersherum werden die Netzteilhersteller sicherlich nicht im gleichem Umfang die Preise reduzieren.
Das wäre ja noch besser, in der freien Marktwirtschaft erlebt man so etwas eher lediglich unfreiwillig und nur unter höchstem Druck.
Rechnet also damit, dass ihr selber nichts davon habt, außer Ärger und Mehrkosten.

 

[Miuwa]

Sagen wir es Mal so, es gibt viele Anwendungsfälle wo keine SATA-Laufwerke gebraucht werden.

War nicht meine Frage. Ich wollte wissen, wie fundiert die Aussage war, dass in Summe weniger Platz auf dem Mainboard gebraucht wird, selbst wenn satalaufwerke versorgt werden sollen. Basierend auf der Erklärung von Xexes würde ich es mal als gut fundierte Annahme klassifizieren. Hätte ja sein können, dass er tatsächlich schon ein paar existierende Designs dahin verglichen hat oder beruflich irgendwas mit MB-Design zu tun hat.

Die Prinzipiellen Tradeoffs sind mir schon klar, aber man bräuchte halt quantitative Werte um sagen zu können, ob unterm Strich mehr/weniger Platz gebraucht wird (sprich, wieviel.Platz braucht die Spannungswandlung auf dem Mainboard, wieviel Platz brauchen die neuen Stecker (es kommt dann ja auch mindestens ein Stecker für die Sata Stromversorgung hinzu), wieviel Platz braucht das jetzige Routing, wieviel das Neue.

 

[reneberlin1511]

Denke es sollten über die Jahre die 3,3v und 5,0v Spannungen aussterben. So das also die Komponenten die diese Spannungen jetz noch brauchen auf dem absteigenden ast sind und durch 12v Varianten ersetzt werden. So sinkt die Komplexität auch wieder mit der Zeit. Kompatibilität der alten Netzteile sehe ich mit paar Adaptern weiterhin als gegeben, da ja nur sachen wegfallen und keine sachen hinzugekommen sind.

Naja also das wird sicher nicht passieren. 12V schient hier eher der größte gemeinsame Nenner zu sein. Aber du wirst immer geringere Spannungen brauchen. Und davon auch immer mehr verschiedene. Das ist der Trend der Industrie und das kommt vor allem aus dem Effizienzgedanken. Und das es funktioniert zeigen viel Firmen wie INtel,Xilinxe,AMD, Analog Devices, TI und viele mehr.

 

[mkossmann]

Naja also das wird sicher nicht passieren. 12V schient hier eher der größte gemeinsame Nenner zu sein.

5V wird nicht verschwinden, weil es hundertemillionen dumme USB Geräte gibt, die geröstet werden, wenn 12V angelegt werden. Spannungsregler auf dem Mainboard bedeuten da eine stabilere 5V Versorgung als bisher weil Spannungsabfälle durch lange Leitungen vom Netzteil zur USB Buchse wegfallen.

3,3V 3A ist in den PCIe Specs festgenagelt. Wegfall in einer kommenden PCIe Version würde Verlust der Rückwärtskompatibilität von PCIe bedeuten.

 

[holdes]

Wieso sollte der Spannungsabfall hier eine Rolle spielen? Der ist je nach abgenommener Leistung und Netzteilkabelquerschnitt relativ gering und die USB Kabel der Endgeräte wahrscheinlich zu 95% länger als vom Netzteil bis zur Buchse innerhalb des Gehäuses.

 

[mkossmann]

@holdes
Pro USB3 Anschluß hast du bis zu 0,9 A. Bei einem gut ausgestatten Motherboard hast du 6 Anschlüße also bis zu 5,4 A im worst Case. Das IO-Shield kann eine Motherboardlänge ( 30 cm ) vom ATX-Stecker entfernt sein. Und bei einem guten Netzteil kann das ATX-Kabel auch 60 cm lang sein. Und hast somit schon 90 cm "Kabellänge" bis zur Buchse.
Dazu kommen noch Spannungabfälle an strombegrenzenden Sicherungen, die notwendig sind um Kurzschlüße abzusichern. Denn das Netzteil selbst wird dir auch 20-25A bei 5V liefern, bevor es selbst begrenzt.

Diese "Kabellänge" kann im Grenzfall dann den Ausschlag geben ob am USB-Gerät noch normgerechte 4,5 V oder bereits zu geringe 4,4 V ankommen. Auch wenn die USB-Kabel länger sind.

 

[reneberlin1511]

5V wird nicht verschwinden, weil es hundertemillionen dumme USB Geräte gibt, die geröstet werden, wenn 12V angelegt werden. Spannungsregler auf dem Mainboard bedeuten da eine stabilere 5V Versorgung als bisher weil Spannungsabfälle durch lange Leitungen vom Netzteil zur USB Buchse wegfallen.

3,3V 3A ist in den PCIe Specs festgenagelt. Wegfall in einer kommenden PCIe Version würde Verlust der Rückwärtskompatibilität von PCIe bedeuten.

Ja aber die 12V könnten schon ger größte gemeinsame Nenner für die Verteilung im PC selbst sein meine ich. WIe gesagt sind die 3.3V und 5V eh noch das geringe Problem, aber die gnazen Logiken brauchen ja viel viel weniger Spannung (Corespannung CPU und GPU). Die 12V werden bleiben und die kleinren Spannungen auch. Da führt kein Weg dran vorbei. DIe Frage ist halt nur: Wo macht es Sinn welche Spannung zu erzeugen?
Im Prinzip haben wir ja genua das schon mit bestimmten Spannungen: Die Core-Spannung für CPUs werden ja eh schon seit Jahrzenten auf den Mainboards erzeugt. Das funktioniert ja auch. Warum sollte das dann nicht für die 3.3 und 5V gelten?

Edit: Man darf ja bitte auch nicht vergessen: Das Desing der Step-Down-Schaltung denken sich die MB-Hersteller ja nicht selbst aus. Da gibt es nen Referenz-Design der Chip-Hersteller. Aufgrund der hohen Taktung und der mit unter massiven Ströme in den Beriechen mit den Mosfets und der Spule gibt es da auch nicht viel Spielraum, wenn man die zwei Grundregeln dabei beachten möchte: Keine Vias Power-Path und die Traces so kurz es irgend möglich geht. Also ist da auch nicht so viel Abweichung zu erwarten. Und damit auch nicht soviel unterscheidliches. Natürlich gibt es nen haufen verschiedener Schaltregler von diversen Herstellern, aber alle haben das sehr sehr gut im Griff und werden da den MB-Herstellern im Hinblick auf Performance und Standzeit auch garantiert mit FAEs zur Seite stehen.

 

[holdes]

@mkossmann

mich halte das trotzdem für relativ irrelevant und keinen ausreichenden Grund Hitzewerfende SpaWas extra zu den bereits vorhandenen zu packen. Der Spannungsabfall ist recht gering wenn das Netzteilkabel einen ordentlichen Querschnitt hat, da würde ich mir eher Sorgen um die extrem dünne Litze im Kabel des Endgeräts machen. Wenn man nun die 30-60cm Kabel ans Board klemmt und das wiederum mit Gehäuse Kabel auf einen USB Port werden da sicherlich mit einem Multimeter im besten Falle immer noch 5V herauskommen. So oder so, wäre das jemals ein oft auftretendes Problem wäre das 5Volt bzw. 3,3Volt Kabel dicker.

 

[mkossmann]

@reneberlin1511
Ich wollte nur noch genauer begründen warum die 5V und 3,3V nicht aussterben werden, wie es @woodenforest angenommen hat.

 

[D3rid3x]

Also mal im Ernst🙄
Wer glaubt die +5V und +3,3V Versorgungen sterben jetzt recht flott aus, soll sich wenigstens die Mühe machen und die Pinbelegungen der einzelnen Steckerstandards und Anschlussstandards zu kontrollieren.

 

[xexex]

@D3rid3x
Die Pinbelegung sagt wenig über deren Nutzung aus, hier mal am Beispiel einer aktuellen GPU.

NVIDIA GeForce RTX 3080 Founders Edition Review- ein großer Schritt nach vorn und der Grabstein für Turing | Seite 2 | igor´sLAB

Die 5V und 3,3V Spannung ist eben in vielen Fällen überflüssig und die Mainboards oder Karten erzeugen schon längst die benötigten Spannungen selbst. Die 5V und 3,3V Spannungen wurde seinerzeit für 486er CPUs verwendet, viele ICs heute sind längst selbst in aktuellen Prozessen hergestellt und können mit solchen Spannungen nichts anfangen.

Es macht daher keinen Sinn verschiedene Spannungen überhaupt vom Netzteil liefern zu lassen, sie müssen sowieso letztlich auf dem Mainboard gewandelt werden.

 

[D3rid3x]

Nur weil eine GPU etwas nicht nutzt, heißt es nicht das andere Karten das nicht nutzen.
Solange Standardschnittstellen verbaut sind, die diese Spannungen bereitstellen, solange nutzt das auch jemand. Und hier sind es ja nicht nur "alte" Schnittstellen. M.2. wird beispielsweise mit +3,3V versorgt.

Ich habe nichts darüber geschrieben, wo sich die Schaltregler für diese Versorgungen befinden sollen. Aber: Ich achte bei Entwicklungen immer darauf, die Schaltregler von Analogschaltungen möglichst weit weg zu halten.

 

[xexex]

Nur weil eine GPU etwas nicht nutzt, heißt es nicht das andere Karten das nicht nutzen.

Dann zähl mal auf, welche "andere Karten" so in den meisten PCs heutzutage noch so stecken!

Siehste! Man schleppt Altlasten mit, die kaum einer braucht. Wer sowas dann benötigt, kann sich ja dann noch immer das passende Board kaufen. Es soll auch noch Leute geben, die nutzen VGA, trotzdem kein Grund alle Boards damit auszustatten.

 

[D3rid3x]

Soundkarten
Vector VN1530 oder ähnliches
M2-PCIe Adapter
PCIe SSDs (Ja die gibt es auch als PCIe Karte)
Nur um ein paar Beispiele zu nennen.

Edit: Ich gebe zu, das ist nicht mehr so gängig. Aber es wird trotzdem verwendet.