Wat is ATX12VO? – nieuwe standaard voor voedingen en meer

Intel heeft een alternatief ontwikkeld voor de ATX-specificatie, ATX12VO. Maar wat is ATX12VO nog meer behalve een nieuwe standaard? We hebben het al in de praktijk getest.

Bij de nieuwe ATX12VO standaard werken moederborden en voedingen alleen nog met 12 volt. De huidige ATX-standaard gebruikt daarnaast ook 5 en 3,3 volt.

Uit onze metingen blijkt onder andere dat ATX12VO het idle energieverbruik van desktop-pc’s kan halveren tot minder dan 10 watt. Dat is goed nieuws voor het milieu en je portemonnee.

De Advanced Technology Extended (ATX) voedingsstandaard voor desktopcomputers is een kwart eeuw oud. Huidige ATX-voedingen slepen veel onnodige ballast met zich mee uit de beginperiode vanwege de compatibiliteit. Daardoor is het energieverbruik bij een lage belasting onnodig hoog.

Moderne processors worden juist steeds zuiniger (ook zonder undervolten). Om te voldoen aan strengere richtlijnen in Europa, de Verenigde Staten en Japan, heeft Intel de ATX12VO-specificatie (ATX 12 Volt only) gelanceerd.

Intel gaf ons preproductie-exemplaren van het LGA1200 Asrock Z490 Phantom Gaming 4SR-­moederbord en de High Power HP1-P650GD-F12S-voeding met ATX12VO om de eerste tests uit te kunnen voeren.

De belangrijkste wijziging ten opzichte van ATX is dat de voeding het moederbord alleen van 12V-spanning voorziet. Daardoor zijn op sommige plaatsen andere stekkerverbindingen nodig. Bovendien moeten ATX12VO-voedingen een hoger minimum­rendement leveren (vooral bij lage belasting).

Intel haalt er flink de bezem door bij ATX12VO. Er zit nog maar één transformator in een pc-voeding, die de netspanning omzet naar 12 volt. Andere door het moederbord benodigde spanningen zoals 3,3 volt en 5 volt worden door het moederbord zelf gegenereerd. Dat kan afgestemd zijn op het moederbord, zoals het aantal usb- en SATA-poorten, en dus efficiënter zijn.

Voor 3,3 en 5 volt zijn extra omvormers nodig op het moederbord. Dat is efficiënter dan de overgedimensioneerde omvormers in ATX-voedingen.

Hoge spanningen op 3,3 en 5V zijn sinds het Pentium 4-tijdperk niet meer nodig omdat de 12V-rail voor de cpu wordt gebruikt. Die verandering had het voordeel dat er minder stroom nodig is voor hetzelfde vermogen en dat daarmee dunnere kabels voldoende zijn.

Ook ATX moederborden genereren al met onboard omvormercircuits de spanningen voor bijvoorbeeld het RAM (1,2 tot 1,5 volt).

Overigens is het idee van 12V-technologie voor desktop-pc’s niet nieuw. De pc-fabrikant Fujitsu heeft samen met de voedingsfabrikant FSP zo’n tien jaar geleden een eigen 12V-ecosysteem ontwikkeld, dat werd gebruikt in zuinige zakelijke pc’s.

De 24-pins ATX-connector tussen voeding en moederbord wordt bij ATX12VO vervangen door een tien-pins Main Power Connector. Die gebruikt hetzelfde raster van 4,2 millimeter en is voorzien van gecodeerde contacten. Die voorkomen dat je hem per ongeluk ondersteboven aansluit of andere connectors inplugt.

Drie van de vijf aderparen van de Main Power Connector voorzien het moederbord van 12 volt als het wordt ingeschakeld. Volgens de specificatie levert elke pin ongeveer 6 tot 8 am­père, dus de nieuwe connector levert tot 288 watt aan ­vermogen.

De huidige 24-pins stekker van het moederbord (rechts) wordt bij ATX12VO verkleind tot een 10-pins, plus een 6-pins PEG-connector.

In de Main Power Connector zit ook de 12-volt stand-bylijn (12VSB). Die levert ook stroom als de pc is uitgeschakeld (soft-off), in tegenstelling tot de bovengenoemde aders. Dat is nodig om de power te bieden voor wekfuncties zoals Wake-on-LAN, Wake-on-USB, de detectie van een ongeoorloofde opening van de behuizing (intrusion detection), maar ook voor stand-by-modi zoals Suspend-to-RAM.

Op de 12VSB-lijn moet de voeding permanent 1,5 ampère (oftewel 18 watt) kunnen leveren, en kortstondige belastingspieken tot 2,0 ampère, omdat hij ook dient als voedingsbron voor usb-poorten die smart­phones of tablets opladen wanneer de pc is uitgeschakeld. Bij de ATX-standaard was dit 5 volt met maximaal 3 ampère.

De ATX12VO-specificatie omvat ook de Extra Board Connector. Die 6-pins connector is bedoeld voor high-end moederborden, die bijvoorbeeld meerdere PEG-slots hebben of voorzien zijn van usb-poorten met Power Delivery. Hij is identiek aan de 6-pins PEG-voedingsconnector voor grafische kaarten en levert tot 288 watt. Bij multi-rail voedingen delen alle 12-volt lijnen van de twee moederbordconnectors de 12V1-rail.

SATA-power
Omdat de ATX12VO-voedingen geen 5 volt meer leveren, vervallen de kabels met SATA-voedings­connectors vanaf de voeding. In plaats daarvan zijn er nieuwe connectors op het moederbord aangebracht van waaruit de SATA-voedingskabels beginnen.

Er zijn twee typen: een 4-pins uitvoering levert tot 5 ampère bij 12 volt en iets meer dan 2 ampère bij 5 volt, wat voldoende is voor twee SATA-drives. Een 6-pins versie met een extra kabelpaar voor 12 volt verdubbelt het aantal SATA-voedingsaansluitingen op die kabel tot vier. Ze hebben een kleiner rasterformaat dan cpu- of PEG-stekkers.

De nieuwe 4-pins connector op het moederbord voorziet twee (5V) SATA-devices van stroom.

Je kunt klassieke molexstekkers enkel op de voeding aansluiten met 12 volt. Die zijn dus niet voor drives maar alleen voor fans, waterpompen of led-verlichtingselementen.

ATX12VO hanteert strengere specificaties voor de efficiëntie dan ATX. Het 12-volt ontwerp biedt vooral voordelen bij lagere belasting. Dankzij energie­besparende functies kunnen moderne pc’s uitkomen op 7 tot 30 watt als het Windows-bureau­blad wordt getoond, maar ATX en 80 Plus stellen geen eisen binnen dit bereik.

ATX12VO bepaalt daarentegen dat voedingen van minder dan 400 watt bij een belasting van 10 watt een rendement van minimaal 75 procent moeten hebben. Voor krachtigere voedingen geldt een rendement van meer dan 72 procent bij 2 procent van de power-output.

Testresultaten
We hebben zowel de efficiëntie van de ATX12VO-­voeding van High Power op geselecteerde belastingspunten onderzocht als het energieverbruik van het complete systeem met het Asrock Z490 Phantom ­Gaming 4SR-moederbord.

We stonden versteld van de beduidend hogere efficiëntie bij lage belasting. Daar kan de ATX12VO-technologie zoals we eerder aangaven zijn voordelen ten volle benutten omdat de omvormverliezen voor de weinig gebruikte 3,3- en 5-volt-rails worden geëlimineerd. Bij 10 watt haalt de voeding een rendement van 77 procent: wanneer de pc-componenten 10 watt nodig hebben, haalt de voeding 13 watt uit het stop­contact. In onze vorige tests met ATX-voedingen bereikten de meeste van hen echter een rendement van slechts 60 procent, sommige zelfs maar 50 procent. Dus voor elke watt praktisch vermogen is er een extra watt die de voeding ongebruikt verstookt.

We hebben ook het Asrock Z490 Phantom Gaming 4SR ATX12VO-moederbord uitgerust met de tien-core Core i9-10900K en 16 GB DDR-2666 en een SATA-ssd en deze samen met de High Power-voeding getest.

Het hele systeem verbruikte idle standaard 14 watt. Die waarde is al vrij goed voor een LGA1200-systeem met de high-end Z490 chipset. Nadat we alle CPU C-states en het Link Power Management voor SATA en PCI Express in de BIOS-set-up hadden geactiveerd, konden we het idle energieverbruik terugbrengen tot minder dan 7 watt.

Je komt zo’n waarde normaal gezien alleen tegen bij mini-pc’s met mobiele hardware zoals de Intel NUC. In de soft-off- en suspend-to-RAM-­modus verbruikte het moederbord echter een ongewoon hoge 2 watt. Waarschijnlijk is het BIOS nog niet volledig ontwikkeld.

Blijf op de hoogte over nieuwe ontwikkelingen op pc-gebied!
Schrijf je in voor de nieuwsbrief:

ATX12VO is een standaard die vooral het idle energieverbruik vermindert, waar desktop-pc’s het grootste deel van hun tijd in doorbrengen. We waren verbaasd over de gemeten besparingen. Hoe snel het geaccepteerd zal worden voor voedingen en moederborden is nog onduidelijk. In eerste instantie zal het waarschijnlijk vooral worden gebruikt in complete systemen van grote pc-fabrikanten.

Op de middellange termijn zal ATX12VO ook interessant worden voor pc-zelfbouwers, omdat Intel samen­werkt met voedingsfabrikanten zoals Channel Well, Cooler Master, Corsair, Delta, FSP, High Power en SeaSonic. De ATX-standaard zal waarschijnlijk nog ­lange tijd ernaast blijven bestaan.

Wat ons betreft is ATX12VO een goede stap om het verbruik van moderne desktop-pc’s te verminderen, zonder dat de flexibiliteit op het gebied van apparatuur en upgrade­mogelijkheden wordt beperkt.

(Informatie afkomstig uit het artikel van Christian Hirsch en Alieke van Sommeren, c’t magazine 1-2/2021, p. 100)