超能课堂(181):我们为什么需要4+8pin CPU供电接口?

2019-4-18 18:56  |  作者:潘靖江   |  关键字:超能课堂,CPU供电,ATX12V,Z390

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”。

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目前主流的PC主板?#29616;?#23569;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?#29616;?#26377;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?#27492;的?#23601;是在相同的功耗下,先进的制程工艺往往可?#28304;?#26469;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?#38382;?#38388;,即便是现在的部?#20540;?#31471;主板我们也仍然可以看到4pin供电接口的存在。?#27426;?#22312;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?#20351;?#29702;规范中,第八代/第九代酷睿处理器封装功?#20351;?#29702;一共分为4个功率极限档,?#26377;?#21040;大?#26469;问荘L1、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?#27573;В?#19968;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?#28304;?#21450;,一般情况下不会出现如此高的功耗。

一般?#27492;?#22788;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%,?#19988;?#21487;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?#27492;擔?#21333;8pin接口基本上还是够用的。


英特尔在2018年提出的CPU供电(+12V2)需求

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?#20174;?#29305;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?#20013;?#20160;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?#20013;?2A/峰值29A,也就是相当于?#20013;?64W±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。


英特尔在2017年提出的CPU供电(+12V2)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?#20013;?6A/峰值18A的电流需求,相当于?#20013;?92W±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?#27573;?#20043;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?#35780;?#30475;,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?#20540;絋DP 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?#24656;?#35201;求必须把4pin和8pin供电接口都接上后才能开机,一般?#27492;?#21482;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,?#21069;袰PU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?#19988;?#31181;保障。


配置双8pin或更多CPU供电接口的主板更适合超频玩家使用

?#27604;?#22914;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?#25509;?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?#27492;?#23601;只有两种目的,一种为了满足针?#32422;?#38480;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?#31185;?#30340;做法。

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  • 游客  05-04 16:50

    我电脑上的微星X299主板也才8+4PIN供电接口 我CPU 9940X TDP 165W 不超频单8PIN供电接口就够了 Z370应该在高端?#21916;?#26377;8+4PIN接口吧

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    22#

  • 潘靖江编辑 04-26 12:19

    asight 等待验证会员 :

    很好的文章,我z370 cpu只有8pin口,能上9900k吗?
    04-25 18:46
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  • 不超频,或者不做大幅度的超频,是问题不大的

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    21#

  • asight等待验证会员 04-25 18:46

    很好的文章,我z370 cpu只有8pin口,能上9900k吗?

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    20#

  • 江东天下高中生 04-20 23:08

    非常好的科普文章!

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    19#

  • 游客  04-19 18:40

    只要铜线够粗够厚2pin都可了

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    18#

  • 游客  04-19 13:38

    以后能写一篇主板cpu供电处的电容/电感/MOS有多少个,再搭配什么功耗的cpu才合理的文章吗 ...

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    17#

  • JaxonLau一代宗师 04-19 12:25

    因为14nm++++++++++功耗压不下去

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    16#

  • 游客  04-19 11:03

    因为核心越来越多,主频越来越高了三...

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    15#

  • 游客  04-19 10:59

    之?#30333;?#30005;脑,电源只给了1根8pin的cpu电源线,主板上是8+4pin,问?#22836;?#38382;好了才敢真的装起来。 ...

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    14#

  • yjhercules终极?#27604;?#29579; 04-19 09:41

    1根12v 6?#25165;?br /> 6根12v 12v*6*6 大约420w的总功率
    ?#27604;?也要看电源 12v 给cpu 最大的电流是多少
    可能电源输出给cpu 限制了,达不到这个420w
    至少200w 平分要6根12v 供电还是可能的
    每根负载3?#25165;?#26159;很轻松的

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    13#

  • 游客  04-19 09:26

    在Z390?#29616;?#25345;比i9-9900K更高的U?i9-9999K么

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    12#

  • 游客  04-19 03:30

    Эта корпорация Открытое акцион?#25903;猝擐唰?общ?#25903;悃洄纓?ЖД ...

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    11#

  • 游客  04-19 03:27

    PC电源就应该和主板整?#26174;?#19968;起,直接外插交流电源插头。

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    10#

  • 游客  04-18 23:42

    小潘的文章不错哦
    立意新奇又实用
    深入浅出
    简单明了

    加油
    继续努力
    看好你啊 ...

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    9#

  • 最后一根稻草研?#21487;?nbsp;04-18 22:30

    17年买的酷妈v650只有一个8pin线

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    8#

  • 游客  04-18 22:14

    9900K+太极390,U 1.25v跑P95第一项40分钟,package最高功耗大概283w,只接了单8pin供电,供电接 ...

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    7#

  • 游客  04-18 21:19

    35W不插4PIN会BOOM吗?

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    6#

  • 仙德法歌博士 04-18 20:47

    因为功耗越来越大咯

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    5#

  • itck终极?#27604;?#29579; 04-18 20:24

    Elwin 博士 :

    以前用965pds3,4pin,三相供电,傻大黑粗的线圈电?#26657;?#19968;样把e63操到500x7,q66 400x9都稳定的很。反正?#28304;?#21518;来高大上以后我才开始烧供电,什么亚铁盐电?#26657;?#33455;片级pwm,烧的就是这些玩意
    04-18 20:09
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  • 但是那时候CPU的功耗跟现在不是同日而语。CPU内部集成的功能,核心数量,频率,超线程加入,新指令集都是电老虎。 而主板和CPU插座的模式这么多年基本没有大改。

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    4#

  • Elwin博士 04-18 20:09

    以前用965pds3,4pin,三相供电,傻大黑粗的线圈电?#26657;?#19968;样把e63操到500x7,q66 400x9都稳定的很。反正?#28304;?#21518;来高大上以后我才开始烧供电,什么亚铁盐电?#26657;?#33455;片级pwm,烧的就是这些玩意

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