次世代コンピュータの発売が間近に迫り、ユーザーが自分のPCのために更新したいと思う主なコンポーネントの1つがPSUです。
これは、持続的でクリーンな電力を供給し、過渡的なスパイクと電力エクスカーションに関する問題を回避するために設定された新しい要件と規格のためです。
既存のPSUに第5世代（12VHPWR）コネクタをバンドルしているメーカーも多くありますが、ここでは本物のATX 3.0準拠のPSUに投資する方がはるかに良い選択である理由を説明します。
適切なGen 5（12VHPWR）コネクタを備えたATX 3.0準拠のPSUを購入すべき理由はこれだ
PSUメーカーは新しいATX 3.0デザインの発表に向けて準備を進めていますが、既存のATX 2.0PSUにGen 5コネクタをバンドルしているメーカーも存在します。
予想通り、今後発売されるグラフィックカードは電力消費が激しく、最大で600ワットの電力を必要とすることが予想されます。
12VHPWRコネクタとは何ですか？
12VHPWR補助電源コネクタは、PCIe*アドインカードに直接最大600ワットを供給するように設計されています。
この電源コネクタは、既存の2×3または2×4補助電源コネクタとは互換性がありません。
12VHPWRコネクタの電源ピンの間隔は3.0mmですが、2×3および2×1コネクタのコンタクトはより大きな4.2mmピッチになっています。
12VHPWR補助電源コネクタは、電力を伝送するための12個の大きなコンタクトと、サイドバンド信号を伝送するための4個の小さなコンタクトを備えています。
ATX 3.0 12VHPWRコネクタのスペック
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コネクタの性能要件は以下の通りです。
パワーピン電流定格: (サイドバンドコンタクトを除く) ピン/ポジションあたり9.2A、12個のコンタクトすべてに通電した状態で=12VDCの周囲温度条件より30℃のTライズを制限。
コネクタ本体は、9.2A/ピン以上のサポートを示すラベルまたはエンボス加工されたH+文字を表示する必要があります。
12VHPWRライトアングル(R/A)PCBヘッダーのマーカーのおおよその位置を参照してください。
ATX 3.0 Gen 5 vs ATX 2.0 Gen 5, 何が違うのか？
600Wの電力要件を満たすために、グラフィックスカードは、単一のPCIe Gen 5（12VHPWR）コネクタまたは3つの8ピンコネクタを装備しています。
既存のATX 2.0 PSUを使用する場合、唯一の選択肢は、Gen 5アダプタを使用するか、カードを起動するために3つの8ピンコネクタを使用するかのいずれかである。
メインユニットからGen 5プラグが来ているATX 3.0電源の場合、電源からグラフィックスカードに直接接続されるため、アダプタを気にする必要はありません。
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現在、ほとんどのメーカーは標準的な8ピンから12VHPWRへのアダプタを使用すれば問題ないと説明しているが、PCI-SIGによれば、それは事実ではない。
ご覧の通り、12VHPWR Gen5コネクタは最大600Wの負荷に耐えられるよう設計されているのに対し、8ピンコネクタは最大150Wの負荷に耐えられるよう設計されているのです。
そして、ここからが安全上のリスクとなります。
以下は、PCI-SIGに転送された、非ATX 3.0準拠のGen 5 PSUを使用した場合の安全性に関するメールである。
PCI-SIG メンバー各位
PCI-SIG は、12VHPWR コネクタおよびアセンブリの一部の実装において、特定の条件下で安全上の問 題を引き起こす可能性のある熱のばらつきがあることを認識しましたのでお知らせします。PCI-SIG 仕様は相互運用に必要な情報を提供していますが、適切な設計のすべての側面を網羅しようとはしておらず、多くの業界で最もよく知られた方法と標準設計の実践に依存しています。PCI-SIG ワークグループには、コネクタおよびシステム設計の分野における多くの知識豊富な専門家が含ま れているため、彼らはこの業界の問題に関して入手可能な情報を検討し、適切な範囲で解決を支援する予定です。
詳細が明らかになり次第、PCI-SIG はさらなる最新情報を提供する可能性があります。その間、メンバーは、コネクターベンダーと緊密に連携し、特に安全上の懸念が存在する場合には、ハイパワー接続を使用する際に十分な注意を払うことをお勧めします。
ありがとうございました。
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このメールには、PCI-SIG独自のテストで熱のばらつきを見せたPCIe Gen 5コネクタには安全上のリスクがあることが明記されています。
私たちは、この問題の真相を突き止め、そもそもの原因を突き止めたいと考え、以下のテスト結果を得ました。
実環境テストでは、第5世代電源アダプタを使用して不均等な負荷分散が確認された
そこで、単一のGen 5コネクタと3x 8ピン-Gen 5アダプタの熱的な、そしてより重要な電力変動を見るために、大手PSUメーカーの既存のGen 5 PSUを使用しました。
600Wの負荷環境を設定し、片方に12VHPWRコネクタ、もう片方に2つの8ピンコネクタを持つGen 5アダプタを使用しました。
12VHPWRコネクタはGPU内に、2つの8ピンコネクタはPSU内に挿し込まれた。
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2つの8ピンコネクタはそれぞれ最大25A、約300Wの電力を供給し、これはピーク電力定格150Wの2倍にあたります。
PCI-SIGの報告によると、熱のばらつきはここに起因していますが、8ピンコネクタに流れる大電力だけでなく、アダプタ内の負荷分散の方法にも問題があるようです。
2つ目のテストでは、NVIDIA GeForce RTX 3090 Tiグラフィックスカードを使用して450Wのテスト負荷を設定した。
ここでは、カードに付属するリファレンスアダプタである12VHPWR→3×8ピンコネクタを使用した。
ここでは、3つのコネクタで均等に負荷を分散するのではなく、1つの8ピンコネクタで23.5Aまたは282Wを動かし、残りのコネクタで6～8A（80～100W）を引き出しています。
つまり、3つのプラグを使っていても、1つの8ピンコネクタにはまだ安全上の問題があるのです。
合金銅などの優れた素材を使用したアダプターケーブルの中には、1ピンあたり7A以上を許容するものもあるので、3ピンから21Aということになりますが、それでも、特に3倍の電力がかかるような長い使用例での安定性と安全性は誰も保証することはできないのです。
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Gen 5コネクタは55Aまで耐えられるので、600ワット（50A）はその制限内であり、これらが設計されているATX 3.0規格は3倍の過渡スパイクを維持することができます。2つのテストの内訳は以下の通りです。
12VHPWRコネクタから2×8ピンアダプタへ 600Wテスト負荷の場合：
- 1 x 8ピンコネクタ = 25.4A または 304.8W (150W定格の2倍増)
- 1 x 8ピンコネクタ = 25.1Aまたは301.2W (150W定格の2倍増)
12VHPWRコネクタから3×8ピンアダプタへ450Wテスト負荷時：
- 1 x 8ピンコネクタ = 25.34Aまたは282.4W (定格150Wの88%増)
- 1 x 8ピンコネクタ = 7.9Aまたは94.8W (定格150W以内)
- 1 x 8ピンコネクター = 6.41または76.92W (定格出力150W以内)
ATX 3.0 PSUから直接Gen 5コネクタを使用すると、ケーブル1本で最大600Wの高負荷に耐えられるため、熱や電力の変動はありません。
しかし、次世代グラフィックスカードで予想される3倍の電力スパイク（1800W ~ 600W x 3）を考慮すると、PSUの過電流および過電力機能が作動し、電源の壁に当たったときに電力損失とPCシャットダウンが発生する可能性があります。
そのため、PCをスムーズに動作させるためには、Gen 5およびATX 3.0に準拠したPSUに投資することが最善です。
この問題については、PSU製造コミュニティおよびPCI-SIG自身から詳細な情報が得られた時点で、最新情報を提供する予定です。
概要
- 12VHPWRコネクタは600W用に設計されている
- 8ピンコネクタは150W用に設計されています。
- 600W/450Wの負荷では、150W以上の電力が8ピンを通じて供給される
- 16pin→2x8pinの分配ケーブルのコネクタから150W以上の電力が供給される。
- 16pin→3x8pinスプリッターケーブルでは、電流のバランスが悪くなるため、16pin→3x8pinスプリッターケーブルでは、電流のバランスが悪くなる。
- グラフィックスカードなどの高電力を必要とする用途に適した12VHPWRのネイティブコネクタです。
- 12VHPWRコネクタを採用。
とはいえ、RTX 4090またはRX 7900 XTを搭載した新しいゲーミングPCを構築する予定なら、ATX 3.0規格のそれぞれのワット数の範囲内でPSUを入手することを確認したほうがよい。
現在、MSI、ASUS、Gigabyte、FSP Group Thermaltake、Seasonic、Silverstone、Cooler Master などの PSU メーカーが PCIe Gen 5 および ATX 3.0 準拠の設計を発表している。
解説：
ATX3.0規格のPSUの必要性について記事が出ていましたので取り上げます。
私の見解
容量で考える
ATX3.0である必要性があるPSUは850W、1000W、1200W
※ 日本ではこの3種類の容量以外はほとんど流通してませんので触れませんが、850W以上と言う風に理解してもらえるとわかりやすいかもしれません。
ハイエンドCPU(消費電力250W前後)、と上位GPUの組み合わせになると850W程度無いと厳しいと思います。
また現行世代の最高GPUであるRTX3090Tiが消費電力450Wで850Wですから、最低850W程度の電源は必要ですし、逆にそれ以下なら必要ないということになります。
RTX3090無印は消費電力350Wで必要電源容量750Wですから、750WまでならATX3.0は不要、もしくは変換コネクタで対応可能である可能性が高い。
GPUで考える
RTX4090/Tiは必須となると考えてよいでしょう。
これらの必要電源容量は1000W以上になる可能性が高いです。
RTX4080についてはハッキリしません。しかし、340Wと言うTDPから必要になる可能性が高いです。
標準的な電源の最大容量である8Pコネクタx2は375Wまで供給可能ですが、ATX3.0の普及と言う観点や安全マージン、カスタムモデルのOCマージンを考えると必要とされる可能性が高いです。
ただし、一部モデルにとどまるかもしれません。
逆にRTX4070/Ti以下の普及価格帯のモデルに関しては必要とされない、もしくは変換コネクタで対応の可能性が高いです。
将来的には全てATX3.0規格に対応し、12VHPWRのケーブルが付属してくることになるのかもしれません。
しかし、本当に必要とされるのは850W以上の電源に関してのみになると思います。
電源の容量が大きいということは高価になるということであり、それほど数が出るとは思えません。
この爆熱仕様がずっと続くかと聞かれると多分そうではないと思います。
12VHPWRはGPU側の基盤の実装面積を節約できますのでコネクタとしては普及するかもしれませんが、本当に必要とされるモデルはそんなに多くないのではないかと思います。
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