Der ATX-3.1-Standard hat sich als Katalysator für die Weiterentwicklung von Mainboards und Netzteilen erwiesen und neue Maßstäbe in der Computerindustrie gesetzt. Dieser Artikel beleuchtet die wichtigsten Neuerungen, die dieser Standard für die Netzteilbranche mit sich gebracht hat.
Was ist der ATX-Standard?
Der ATX-Standard (Advanced Technology eXtended) ist eine Spezifikation für den Formfaktor von Mainboards und Netzteilen in Computern. Dieser Standard wurde 1995 von Intel entwickelt, um die Effizienz und Flexibilität im Computerdesign im Vergleich zu früheren Standards wie AT zu verbessern.
Dieser Standard definiert verschiedene Merkmale, darunter den Formfaktor des Motherboards, der den Abmessungen 305 × 244 mm entsprechen muss , um einen korrekten Einbau in Gehäuse zu gewährleisten und die Herstellung für die Hersteller zu vereinfachen. Darüber hinaus muss es über einen ATX-Stromanschluss mit einer spezifischen Pinbelegung und Spannung verfügen, wie in der obigen Abbildung dargestellt.
Selbstverständlich verfügt es auch über standardisierte Stromanschlüsse, nicht nur den ATX-Hauptanschluss für das Mainboard, sondern auch Molex-Anschlüsse für ATA-Laufwerke usw. Der ursprüngliche ATX-Standard ist jedoch nicht mit dem aktuellen identisch, da er im Laufe der Zeit mehrere Überarbeitungen und Versionen erfahren hat, die an neue Anforderungen angepasst wurden, wie beispielsweise ATX 2.0, ATX 2.51 (Windows Modern Standby, auch bekannt als Alternativer Schlafmodus oder ASM), ATX 3.0 und ATX 3.1, auf die wir uns in diesem Artikel konzentrieren werden. Man sollte bedenken, dass sich die Computertechnik seit seiner Entwicklung im Jahr 1995 stark verändert hat und der Standard daher schnell veraltet ist.
ATX 3.0: Die neueste Hauptrevision
Im Jahr 2022 erschien der neue ATX-3.0-Standard , der wie sein Vorgänger ebenfalls von Intel entwickelt wurde. Dies war eine der letzten größeren Überarbeitungen, der Übergang von 2.x zu 3.x, obwohl ATX 3.1, wie wir später sehen werden, bereits kürzlich erschienen ist. ATX 3.0 bringt zwei grundlegende Neuerungen mit sich: die Power-Excursion-Technologie und den 12V-HPWR-Anschluss.
- Power-ExkursionDie Leistungsabweichung ist eine der wichtigsten Änderungen. In diesem Fall verlangt der Standard von den Herstellern kompatibler Netzteile, ihre Nennleistung kurzzeitig zu erhöhen. Dadurch können ATX 3.0-Netzteile mindestens 200 ms lang 0.1 % ihrer vollen Leistung liefern. Das bedeutet, dass ein 1000-W-Netzteil für 2000 Millisekunden Leistungsspitzen von bis zu 0.1 W aufweisen kann. Dank dieser Spitzen ist das Netzteil mit neuen Hochleistungsgrafikkarten kompatibel, die hohe Leistungsspitzen benötigen. Andererseits schreibt dieser Standard auch vor, dass 300 % Leistungsabweichung nur der GPU zugewiesen werden, was bedeutet, dass die Leistung des Netzteils in kleinen Spitzen verdreifacht werden kann. Beispielsweise kann ein 3-W-Netzteil Leistungsspitzen von bis zu 800 W bewältigen.
- 12VHPWR: Dies ist ein neuer Steckertyp, der diesen Netzteilen hinzugefügt wurde und für die Stromversorgung von PCIe 5.0-Grafikkarten mit höherem Strombedarf konzipiert ist. Es handelt sich um einen 12+4-Pin-Anschluss mit 12 großen Strompins und 4 kleinen Sensorpins. Dies ist eine Weiterentwicklung der zuvor verwendeten 6+2-Pin-Stecker. Das bedeutet, dass ein 12VHPWR-Stecker dauerhaft bis zu 600 W zusätzliche Leistung und bis zu 1800 W Spitzenleistung liefern kann. In Kombination mit der Leistung des PCIe-Steckplatzes selbst reicht dies aus, um die neuen High-End-Grafikkarten mit Strom zu versorgen.
Allerdings war dieser Steckverbindertyp nicht frei von Kontroversen und Problemen, wie wir zu Beginn der Veröffentlichung dieses Standards gesehen haben. Viele Benutzer beschwerten sich über Probleme und ebenso viele waren besorgt ...
Das 12VHPWR-Anschlussproblem
Wie bereits im vorherigen Abschnitt erwähnt, ist der 12VHPWR-Anschluss nicht unproblematisch . Obwohl dieses Thema ausführlich diskutiert werden könnte, möchte ich die bestehenden Probleme kurz zusammenfassen. Im Gegensatz zum herkömmlichen 8-Pin-PCI-Express-Anschluss, der auf etwa 150 W begrenzt ist, kann der 12+4-Pin-12VHPWR-Anschluss je nach Ausführung bis zu 600 W übertragen, wie bereits erwähnt, und benötigt dabei weniger Platz als ein einzelner 8-Pin-Anschluss.
Allerdings gibt es ein Konstruktionsproblem: Die Anschlüsse sind anfälliger für Kurzschlüsse, die den Stecker beschädigen können, wie viele Nutzer online gezeigt haben. Dennoch funktionieren viele dieser Anschlüsse auf neueren Grafikkarten problemlos, und Probleme traten nur in wenigen Fällen auf. Diese hängen mit einer fehlerhaften Verbindung zusammen, die zu zwei grundlegenden Problemen führt :
- Wenn wir den Stecker zu stark biegen, kann der elektrische Widerstand der Stromanschlüsse aus dem Gleichgewicht geraten, was zu übermäßigem Strom und in der Folge zu einer Überhitzung führen kann.
- Die Stromanschlüsse können sich vor den Sensoranschlüssen lösen und Kurzschlüsse verursachen.
Was ist der ATX 3.1-Standard? Der neue Weg, die Probleme zu beheben
Obwohl ATX 3.0 noch sehr neu ist und sich auf dem Markt kaum etabliert hat, weil es nicht viele Leute wirklich brauchen, hat Intel bereits die Version ATX 3.1 vorgestellt , den neuen Standard, der verspricht, die Probleme zu lösen, die bei den ersten Schritten von ATX 3.0 aufgetreten sind.
Die bedeutendste Änderung bei ATX 3.1 besteht darin, dass der 12-Pin-Anschluss nicht mehr zwingend erforderlich, sondern optional ist; es handelt sich nicht mehr um einen 12VHPWR-Anschluss, sondern um einen 12V-2x6- Anschluss. Die Änderungen, die ausschließlich die Leiterplatte des Steckers betreffen, lassen sich wie folgt zusammenfassen:
- Die Stromanschlüsse werden von 4.2 mm auf 4.45 mm vergrößert.
- Die Sensoranschlüsse sind von 4 mm auf 2.75 mm verjüngt, um das Trennen zu erleichtern, falls der Anschluss nicht vollständig eingesteckt ist.
- Wenn bei ATX 3.0 die „Sensor“-Pins nicht erkannt werden, liefert der Anschluss weiterhin Strom.
- Jetzt wird mit ATX 3.1 und PCI Express 5.1 ein neues Szenario namens „Open-Open“ eingeführt, das die Stromversorgung aller 12 Pins verhindert, wenn die Sensorpins nicht erkannt werden.
Wichtig ist, dass diese Änderung weder das Kabel noch dessen Buchse betrifft und die volle Kompatibilität mit 12VHPWR sowohl bei Kabeln als auch bei Steckern erhalten bleibt. Das bedeutet, dass weder das Netzteil noch die Grafikkarte ausgetauscht werden müssen.
Bei diesen Änderungen muss jedoch auch die Logik angepasst werden , was zur Einführung von ATX 3.1 für Netzteile und PCI Express 5.1 für Grafikkarten führt. Da es sich hierbei aber um kleinere Überarbeitungen handelt, besteht das Problem darin, dass Netzteile und Grafikkarten üblicherweise weiterhin als ATX 3.0 bzw. PCIe 5.0 angeboten werden, da der Markt, der diese Änderungen erfordert, sehr klein ist.
In Szenarien ohne 12VHPWR, ATX 3.0 und ATX 3.1 wird die vom Netzteil an die GPU abgegebene Leistung durch die SENSE0- und SENSE1-Pins (Pins S3 und S4) definiert. Diese Verbesserung nutzt die Änderungen am Anschluss, da die „Sense“-Pins bei fehlerhafter Verbindung schnell die Verbindung trennen.
Benötige ich ein ATX 3.0- oder ATX 3.1-Netzteil?
Tatsächlich benötigen Sie in den meisten Fällen kein Netzteil . Bei AMD Radeon-Grafikkarten ist beispielsweise kein ATX 3.0-Anschluss erforderlich, da dieser neuere Standard nicht notwendig ist. Dasselbe gilt für günstigere NVIDIA GeForce RTX-Karten, die ebenfalls keine so hohe Leistung benötigen. Ein ATX 3.0- oder ATX 3.1-Netzteil ist nur dann erforderlich, wenn Sie eine dedizierte NVIDIA GeForce RTX 4070 oder höherwertige Grafikkarte verwenden. Achten Sie außerdem auf die Leistung des Netzteils: Für Grafikkarten mit geringerem Stromverbrauch sollte es mindestens 750 W liefern. Für die High-End-Grafikkarte RTX 4090 benötigen Sie ein Netzteil mit 850 W bis 1000 W. Bei Prozessoren wie dem AMD Threadripper empfiehlt sich sogar ein noch leistungsstärkeres Netzteil als 1000 W.