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インテルがATX12VO仕様で電源の未来を変える理由

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この記事の原典の初出は2020年3月20日です。

インテルは、安価なAlder Lake-SマザーボードでATX12VO規格が普及することを望んでいる

上の記事の解説のために取り上げています。

ATX12VOとは何なのか?自作市場にどのような影響を及ぼすのか?何が目的で作られたのか?そういったことを知るために参考にしてください。

 

 

電源について語ることはあまりありませんでしたが、インテルの新しいATX12VO仕様は、OEMやシステムインテグレーターが提供する組み立て済みのPCに間もなく登場しますが、これは電源の設計に大きな変化をもたらします。

ATX12VO仕様では、PCの効率基準を向上させ、厳しい政府規制を満たすために、電源から電圧レールを取り除きます。

しかし、この仕様では基本的にPSUから+3.3ボルト、+5ボルト、-12ボルト、+5ボルトの待機電力が取り除かれていますが、それらがなくなるわけではなく、マザーボードに移動するだけです。これがもうひとつの大きな変更点です。

詳細はこのままお読みください。

私のATX12V電源を奪わないで!

DIYユーザーの皆さん、慌てないでください。PSU取締官は、あなたの1,500WのATX電源を取り上げに来ることはありません(PSU取締官なんて存在しません)。

ATX12VOは現在、主にPCのOEMやシステムベンダーを対象としており、そのうちのいくつかはすでにこの道を歩み始めています。

ATX12VOは、個人のPCビルダーにとってATX12Vに代わるものではありません。

「インテルは、既存のマザーボードや電源との互換性を維持し、OEMや顧客に最も多くの選択肢を提供するために、ATX Multi Rail仕様の公開を継続する予定です」と、インテルの関係者はPCWorldに語っています。

 

2006年製のPSU(左)と2016年製のPSU(右)を比較すると、電圧が3.3Vや5.5Vではなく、12Vで使用される傾向にあることがわかります。

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なぜ3.3Vと5Vを廃するのか?

とはいえ、3.3ボルトと5ボルトの電源、つまり「レール」をPSU本体で作らなくなったことは大きな変化です。

もともとパソコンは5ボルトが主流でしたが、時代とともに12ボルトが主流になってきました。

ある電源メーカーの例では、2006年頃に製造された600Wの電源の25%が3.3Vと5Vのレールに割り当てられていました。

10年前に遡ると、同じ会社が製造した同様の600Wの電源は、3.3ボルトと5ボルトの電力にわずか15%しか割り当てられていない。

効率(壁からのACをPCが必要とするDCに変換する際のPSUの効率)も進化しています。

2006年のPSUは78%の効率で動作していましたが、2016年のPSUは98%の効率を実現しています。

つまり、2006年のPSUは約99ワットの電力を生成するために壁からのACを約127ワット消費しなければならず、2016年のPSUは98ワットの電力を生成するために約100ワットを消費しなければならないということです。

ATX12VOでは非常に多くのレールが取り除かれるため、24ピンの太い主電源コネクタは、今年初めにIntelのCompute Elementで見たのと同じように、小さな10ピンのコネクタに激減します。

インテルの新しいATX12VO仕様には、Compute Elementコネクタと同様の10ピンコネクタが採用されます。

 

それは効率性についてです

ATX12VOを採用した最大の理由は、この効率性の向上です。Intel社の関係者はPCWorldに対し、「デスクトップコンピュータのエネルギー効率が向上するにつれ、電源のAC-DC変換ロスは、アイドル時のコンピュータで最も電力を消費する要因となります。既存のATXマルチレール電源(5V、3.3V、12V、-12V、5VSB)は、今日のデスクトップコンピュータのアイドル時の低負荷ではあまり効率的ではありません」と述べています。

マルチレール電源は、すべての電圧レールに非常に低い電流を送っているため、効率はわずか50%から60%です。

新しいATX12VO仕様では、その効率が大幅に改善されています。

「シングルレール電源に変更することで、変換ロスを最小限に抑え、同じDC負荷レベルで最大75%の効率を達成することができます」とインテルは説明しています。

効率の向上は、消費電力の削減と電力会社への支払いの削減を意味しますが、PCベンダーは自らの意思でこの動きを行っているわけではありません。

パソコンの消費電力に関する政府の規制がますます厳しくなり、特に2021年7月に施行されるカリフォルニア州エネルギー委員会のタイトル20、Tier2要件に対応するためです。

「最近の政府のエネルギー規制では、デスクトップのアイドル消費電力を削減するために、システムのアイドル消費電力を極端に低くすることがOEMに求められています」とインテルは説明しています。

カリフォルニア州のCECは、デスクトップやワークステーションの負荷時の消費電力を重視していると思われるかもしれませんが、実際には、省電力に最も効果があると考えられるアイドル時や待機時の効率を高めることを重視しています。

デスクトップは、負荷時よりもはるかに多くの時間をアイドル状態で過ごしていると考えられています。

ベンダーによると、3.3ボルトや5ボルトの電源では、ますます厳しくなるアイドル時の待機電力要件を満たすことが難しいため、新しいATX12VO仕様では、マザーボードにサポートを移すことになりました。

 

ATX12VOがPSUを安くする理由

ATX12VOは変化を意味し、変化は怖いものですが、悪いことばかりではありません。ある電源メーカーがPCWorldに語ったところによると、ATX12VOへの移行により、PSUの製造コストが「劇的に」安くなるとのことです。

同じく電源メーカーであるCorsair社の研究開発部長Jon Gerow氏も、コストが下がる一方で効率が上がるはずだと同意しています。

しかし、電力負荷がなくなるわけではありません。なぜならば、人々はまだこれらのレールを必要としているからです。

「5Vは今でも主に使われています」とGerowは説明します。

「5Vは、SSDやUSBポート、RGB照明のすべてに電力を供給しています。」

Gerow氏によると、3.3Vはそれほど広く使用されていませんが、Corsair社は同社のAIOクーラーのLEDへの電力供給に使用していると付け加えています。

その代わり、電力負荷は移動します。

PSUの中の小さな回路基板ではなく、3.3ボルトと5ボルトの電源がマザーボードに組み込まれるようになります。

この変化には賛否両論あります。

Corsair社のGerow氏によると、この動きはカスタマイズの機会を増やします。

Corsair社のGerow氏は、「+3.3Vと+5Vは、ビルドに必要なものに合わせて拡張することができ、それ以上は必要ありません。一方で、マザーボードに機能を追加することになるため、コストがかかり、限られたボードの面積に対する要求も高くなります。また、当然のことながら、これらの回路は冷却する必要があるため、通気性が問題となります。」と述べています。

PCWorldはGerow氏に、全体的な電力効率ではマザーボードとPSUのどちらが優れているかを尋ねた。

Gerow氏は、その答えは場合によりけりだという。

「マザーボードは、より小さな規模で電力供給を行わなければならないため、より小さな負荷をより小さなコンポーネントで制御することが容易です。しかし、よく知られているように、マザーボードは繊細な生き物です。」

ジェロー氏は、「これらの小さなコンポーネントは、"悪い電源 "によるダメージを受けやすいため、電源とマザーボードはチームとして協力する必要があります」と語る。

マザーボードベンダーの意見

PCWorldがコメントを求めたマザーボードベンダーは、ATX12VOについて概ね楽観的な見方をしています。

あるベンダーは、ATX12VOの採用により、マザーボードが起動時の電源シーケンスをより適切に管理できるようになると語っています。

マザーボードが3つのレールをすべてコントロールすることで、消費電力の監視と計算がより適切になり、PSUの異常な電力スパイクによるリスクを減らすことができます。

マザーボードメーカーは、5ボルトと3.3ボルトのレールをローカルに制御することで、よりダイナミックな動作が可能になり、USBやオーディオコントローラなどの電力に敏感なデバイスにメリットがあると考えているようだ。

また、Vendord社によると、基板上に電圧があることで、過電流や過電圧の保護機能が向上するという。

しかし、我々のマザーボード関係者によると、レールと電源コネクタの両方をマザーボードに移すということは、部品の負担が増え、プリント基板が大きくなり、プリント基板の層数も増えるため、複雑さとコストが増すことになるという。

また、1,500Wなどの高ワット数になると、放熱性が問題になります。

別のボードベンダーは、ATX12VOは「面白い」と言っており、システムの内部の美観に貢献できると考えている。

現在のATX12Vの主電源コネクタは太くて不便なケーブルです。ATXV12VOでは、コネクタを小さくし、ケーブルを細くすることで、システムの構築が容易になり、結束したり隠したりしやすくなります。

あるベンダーは、パフォーマンスはおろか、PCB上のノイズをコントロールすることも困難であると指摘しています。

ATX12VOに対応した最初のマザーボードは、結果的に高価なものになりそうだが、数量が増えればコストは下がるだろう。

Intel社の新しいATX12VOは、現在のDIYデスクトップで使用されている典型的な24ピンの主電源コネクタではなく、小さな10ピンのコネクタを使用しています。

 

まだDIYer向けではない

Intelは2019年7月にATXV12VOの仕様を初めて公開したが、街に出る時期は決まっていない。

インテルは、準備ができたらそれに基づいたハードウェアを導入するのは、本当にOEM次第だと述べています。

これらのほとんどは、少なくとも今のところ、DIY派には当てはまりません。

消費者は、突然新しいマザーボードを購入しなければならなくなった場合、パニックになる傾向があるだけでなく、あるベンダーが「チキンレース」と呼ぶように、需要と供給が行き詰まっています。PSUベンダーは、ATX12VOをサポートするマザーボードが登場するまで、DIYビルダー向けにATX12VO製品を発売したくない。

マザーボード・ベンダーは、電源メーカーがサポートするまで製品を作りたくない。

ATX12VOの恩恵を受ける可能性があるのはMini-ITXボードで、コネクタ自体のスペースを節約することができます。唯一の問題は、ボードに3.3ボルトと5ボルトのレール、およびSATA電源コネクタを追加するために、どのくらいのスペースが必要になるかです。

 

ATX12VOを搭載した未来のビルドはどのようなものになるでしょうか?

ATX12VOのマザーボードがどのようなものになるのか、またどのくらいの価格になるのかはまだわかっていません。

3.3ボルトと5ボルトの電源変換をモジュールで処理するため、ボード自体は少し頑丈になると思われます。

しかし、仕様書を読んだり、ベンダーと話したりすると、ATX12VOを使った将来のDIYビルドは、おそらく現在のビルドと似たようなものになるでしょう。

ATX12VOの主電源コネクタははるかに小さくなり、ケーブルはより柔軟になるでしょう。ボードが1つのコネクタから十分な電力を得られる場合、ボードメーカーは補助の8ピン電源コネクタを接続する必要がないかもしれません。

仕様では、EPS12Vコネクターから12Vの補助電源を供給することができます。

厄介なのは、ハードドライブや2.5インチSSDなどのSATA電源ドライブを接続することです。

現在では、これらのドライブを直接電源に接続します。

ATX12VOでは、まず電源ケーブルをマザーボードに接続し、次にドライブに接続します。

仕様では最大6つの電源コネクタを使用できますが、電源コネクタの数を決めるのはマザーボードのベンダーによります。

これらの同じSATA電源コネクタは、ドライブだけでなく、AIO/CLCクーラーやRGB LEDの電源にも使用されます。

旧式のモレックスコネクターを接続したい場合は、新仕様ではPSUベンダーがPSUから直接提供できるようになっていますが、もちろん12ボルトのみです。旧式の5ボルトのモレックスデバイスを接続する場合は、SATA-to-Molexコネクタを使ってマザーボードの電源から供給する必要があります。

DIYユーザーにとっては、それほど大きな違いはありません。本当の問題は、マザーボードやPSUでどのように動作するかです。

Apple社のMac Proタワーでは、GPUの電源をマザーボード経由で供給していました。ATX12VOにも同様のシステムがありますが、SATA電源コネクタのみです。

ソース:PCworld - How Intel is changing the future of power supplies with its ATX12VO spec

 

 

注釈:

この記事の初出は2020年3月20日です。

インテルは、安価なAlder Lake-SマザーボードでATX12VO規格が普及することを望んでいる

上の記事の解説のために取り上げています。

ATX12VOとは何なのか?自作市場にどのような影響を及ぼすのか?何が目的で作られたのか?そういったことを知るために参考にしてください。

 

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