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Bis zu 600 Watt Power für Grafikkarten mit dem neuen PCIe 5.0 Stromversorgungsanschluss – Ist NVIDIAs GeForce RTX 3090 Ti* der Begin einer neuen Ära? | Exklusiv

Mit bis zu drei 8-Pin-Steckern für aktuelle High-End-Grafikkarten entsteht ein Kabel-Stecker-Gewirr, das langsam aber sicher an die Grenzen des Akzeptablen und Sinnvollen stößt. Die alten 6+2 Molex-Stecker sind in dieser Form technisch mittlerweile einfach überholt. Der 12-Pin Microfit-Stecker auf NVIDIAs Founders Edition war letztendlich aber auch nur ein Übergang und dem „klaren Design“ der Karten geschuldet – einen neuen Standard definiert er aber nicht, sondern bleibt eine proprietäre Notlösung.

Der auf manchen Webseiten kolportierte 16-Pin Microfit-Stecker für die kommende GeForce RTX 3090 Ti* existiert zwar im Molex-Universum, aber er wird mit Sicherheit nicht standardmäßig auf den ganzen Karten der Boardpartner zum Einsatz kommen. Was NVIDIA letztendlich auf der Founders Edition verbaut, ist zwar noch ein Geheimnis, aber dass Hersteller-übergreifend ein komplett neuer Stecker kommen wird, ist gesetzt und sicher. Neben den von mir kontaktierten Netzteilherstellern haben auch diverse Grafikkartenhersteller nach einem Briefing durch NVIDIA bereits unter der Hand eine gewisse Erleichterung ausgedrückt, dass die PCI SIG im Rahmen der Spezifikation für den neuen PCIe 5.0 Standard auch einen neuen „High Power Connector“ (H+) als Standard festgelegt hat, der dann zu nutzen sei. Diesen neuen Anschluss habe ich Euch einmal als Zeichnung selbst koloriert:

Der PCI Express 12VHPWR Anschluss

Kommen wir nun zu den Details des neuen Stromanschlusses und der Kabelbelegung. Dieses Steckerdesign wurde speziell dafür definiert, um auch Karten mit bis zu 600 Watt Leistungsaufnahme zu unterstützen. Damit markiert er einen neuen Meilenstein, denn am Ende ist ein aktueller 8-Pin Anschluss ja auch nur ein einfacher 6-Pin-Anschluss, dessen zwei Sense-Pins zudem nur sicherstellen sollen, dass nur solche Stecker akzeptiert werden, deren Kabel entsprechend leistungsfähig ausgelegt wurden.

Der neue 12VHPWR-Stecker passt somit nicht zu den PCI Express 2×3 und 2×4 Auxiliary Power Steckern. Die Stromversorgungspins des 12VHPWR-Steckers haben nur noch einen Abstand von 3,0 mm, während die Kontakte im älteren 2×3-Stecker (6 Pin) und 2×4-Stecker (6+2 Pin) einen größeren Abstand von 4,2 mm haben. Die Abbildung 9-1 zeigt den ungesteckten 12VHPWR-Add-in-Card-Steckverbinder mit Durchgangsloch. Zwölf große Kontakte führen die Stromschiene (2×6) und die vier kleinere Kontakte darunter sind für die Seitenbandsignale vorgesehen.

Werfen wir nun einen Blick auf die technische Zeichnung. Wir sehen jetzt auch, wieso dieser neue Stecker so viel mehr Strom zuführen kann, ohne gleich zu verglühen. Der 12VHPWR-Stromanschluss liefert bis zu 55 A Dauerstrom, um die Add-in-Karte über eine 12-V-Stromschiene mit einer maximalen Leistung von 600 W zu versorgen. Die Vorgaben zum Erreichen dieser Steckerleistung sind recht hoch. Betrachten wir zunächst die Zeichnung:

Die PCI SIG schreibt eine Strombelastbarkeit der Pins (ausgenommen der Seitenbandkontakte) von 9,2 A pro Pin/Position mit einem Grenzwert von 30 °C T-Anstieg über die Umgebungstemperatur bei + 12 VDC mit allen zwölf Kontakten unter Spannung vor. Das ergibt für die 12-Volt-Stromschiene 55,2 Ampere in eine Richtung, also sogar 662.4 Watt. Natürlich werden hier in der Summe von etwas über 11 Prozent noch Toleranzen und Sicherheitsabschläge berücksichtigt, so dass am Ende immerhin noch 600 Watt sicher garantiert werden können

Der Steckverbinder-Körper muss ein beschriftetes oder eingeprägtes H+-Zeichen aufweisen, um eine Unterstützung von 9,2 A pro Pin (oder mehr) anzuzeigen. Die ungefähre Positionierung der Markierung auf der rechtwinkligen 12VHPWR (R/A)-Leiterplattenleiste kann der Zeichnung ganz oben entnommen werden. Und damit nichts ungewollt herausrutscht, besitzt der eingesteckte Stecker noch eine Verriegelung, die mindestens 45,00 N bei axialem Ziehen des Steckers sicher widerstehen muss.

Was bedeutet das Ganze für die Grafikarten? Der Aufwand für die Buchsen und Stecker reduziert sich enorm, hier reicht in Zukunft ein einziger, standardisierter Stecker für alle Karten, solange sie einen zusätzlichen Versorgungsanschluss benötigen und eine Leistungsaufnahme von 600 Watt nicht überschreiten. Es wird das Platinenlayout und die mechanische Gestaltung deutlich vereinfachen und dieser Schritt ist auch seit Langem überfällig. NVIDIA prescht hier als Erster vor und wird die Vorgaben für PCIe 5.0 wohl auch durchdrücken. Ob die kolportierte RTX 3090 Ti auch am Steckverbinder für die Daten PCIe 5.0 unterstützen wird, ist hingegen noch offen.

 

Schlechte Zeiten für Kabelmodder?

Die Verfügbarkeit der Einzelkomponenten sollte sicher auch für Kreis der Enthusiasten in absehbarer Zeit durchaus gegeben sein. Allerdings ist die Verarbeitung laut eines Herstellers etwas schwieriger als noch bei den einfachen Molex-Steckern. Als Kunde wird man zudem auf die richtigen Kabelquerschnitte achten müssen, aber nicht nur. In Bezug auf die Strombelastbarkeit seiner einzelnen Ader kommen neben dem reinen Kabelquerschnitt noch weitere Faktoren zum Tragen.

Neben dem verwendeten Material interessieren hier noch die  Varianten mit unterschiedlicher Anzahl der einzelnen Litze. Je mehr einzelne Litze verwendet werden, desto dünner ist der Querschnitt der einzelnen Leiter. Das Kabel wird dadurch deutlich biegsamer und es lässt sich deshalb auch besser verlegen. Jedoch steigt dadurch auch der elektrische Widerstand und im Gegenzug sinkt die maximale Strombelastbarkeit. Unter AWG 16 mit 1,29 mm Durchmesser (entspricht einem Querschnitt von ca. 1,31 mm²) würde ich eigentlich nichts verbauen. Die hier möglichen 20 Ampere Dauerbelastbarkeit wirken zwar auf den ersten Blick komplett überdimensioniert, aber man wird es im Hinblick auf die Effizienz durchaus wertschätzen. AWG 18 ginge notfalls auch noch, aber dann muss das Material schon wirklich gut sein. Billige Legierungen scheiden hier bereits aus.

Lassen wir uns vom Markt überraschen, aber die höheren Anforderungen (auch im Hinblick auf die 4 zusätzlichen Signalleitungen) werden die Spreu vom Weizen trennen und so mancher Hobby-Modder wird sich wohl lieber eine andere Freizeitbeschäftigung suchen oder zukaufen.

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About the author

Igor Wallossek

Chefredakteur und Namensgeber von igor'sLAB als inhaltlichem Nachfolger von Tom's Hardware Deutschland, deren Lizenz im Juni 2019 zurückgegeben wurde, um den qualitativen Ansprüchen der Webinhalte und Herausforderungen der neuen Medien wie z.B. YouTube mit einem eigenen Kanal besser gerecht werden zu können.

Computer-Nerd seit 1983, Audio-Freak seit 1979 und seit über 50 Jahren so ziemlich offen für alles, was einen Stecker oder einen Akku hat.

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