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Insights into ATX v3.0, ATX12VO v2.0 and PCIe 5.0 – When resource waste becomes the new standard | Investigative

Let’s move on to the new ATX 3.0 standard and what is being secretly worked out in the specification backroom with the involvement of CPU and GPU manufacturers. The whole thing really packs a punch and that’s where my criticism comes in. On the one hand, power supplies designed in this way can cause problems with older systems (which would be tolerable collateral damage from the point of view of a certain CPU manufacturer, for example), and on the other hand it only complicates the production (and costs) of really efficient power supplies and complete systems unnecessarily. Which means I have to say a word about the ATX12VO v2.0 propagated by Intel, which violates any logic of sustainability and sense and thus only serves the interest of the protagonist. But more on that in a moment.

Power consumption and load peaks as an extreme mix

Let’s move on to what Intel has given manufacturers for 2022 and first marvel at the numbers. For those who don’t know: CEM means PCI SIG Card Electromechanical, i.e. the plugged-in add-in cards. The CPU manufacturer estimates between 275 and 300 watts for the CPU, which is plenty generous, though. However, I’ve also managed to squeeze well over 300 watts into a Core i9-12900KF, which quickly puts the generous rating into perspective again.

The power consumption values of the graphics cards are also anything but utopian, because even without OC, one can hear rumors for AMD’s and NVIDIA’s new flagships about 500 to 550 watts of real board power. There better not be any overclocking headroom left. The estimation for the rest of the system is rather inconsistent, as the 100 watt approach is already a bit tight with motherboard power consumption of up to 50 watts even at the lower end, while the 300 watts is a bit excessive for the largest system. On balance, though, that should all somehow add up.

The estimated values for the PSU measurement (“PSU Size”) are thus clarified, but what is it about the Total Power? This is exactly what we need to talk about right now, because it’s the part that worries me (and the power supply manufacturers) the most! Intel also has a defined idea for this and at the same time an announcement to the producers of the electricity suppliers. Let’s take a look at this now and get wide-eyed. Even if the length of the highest load peak intervals is limited to 100 μs each, the permissible total share of up to 10% of the total is downright abstruse. This means that the power supply must actually deliver 200% of the power over 10% of the operating time.

This actually turns the 1.2 kW power supply into a 2.4 kW power supply in disguise. This is because the normal operation is defined at just 50% of the time and the rest of the time you are free to overload. Of course, this will all more or less come down to a pure single-rail solution as well, but from a purely electrical standpoint, this is outright insanity. Which supervisor chip should still be able to realize a reliable protection circuit for OCP/OPP in a fixed defined interval? What then is an allowable load and where does the emergency begin?

ATX v3.0 – Soften limits, close eyes and hope for the best!

And as if all this wasn’t enough ecological and circuit nonsense, they’re going one better. Even if some of the manufacturers would be able to realize such power supplies under the current ATX specifications, the bar for the quality of the power supplies and the limits to be met is much too high for most of the cheap manufacturers. Or the products would then at least be so expensive again that the acceptance would go completely towards zero. So they’re bending it a bit and even risking backwards compatibility. But let’s start back at the PCI SIG and see what they’re pretending:

So far, so clear. And now the load peaks (“transients”) come into play. This in turn affects the power supply and the so-called DC output voltage regulation, which is needed to cope with power fluctuations. You know my hobby with tracking down and documenting such transients and if you believe the information trickling out of the R&D of the graphics card manufacturers, then it’s going to be pretty neat in the not too distant future.

The current state with a GeForce RTX 3090 FE, the Core i9-12900KF and a MSI MAG Z690 Unify I have tested is such that already without OC and without other components (except the two SSDs) almost 800 watts add up, which can strike as load peaks. With a well cooled GeForce RTX 3090 and a 450 Watt BIOS, we would be at 1000 Watt and above with a bit of bad luck, because the spikes don’t increase linearly, but almost exponentially.

We can see that the guidelines with the tolerance values for the graphics cards of +5% or -8 percent from the 12 volts nominal voltage by the PCI SIG were already not set very tight, but the danger of undervoltage due to even faster and more frequent load changes (we remember now please up to 50% of the operating time) has unfortunately become even more real with it. Let’s do the math: The -8% of 12 volts is -0.96 volts and thus 11.04 volts. which must not be fallen short of. This is much more generous than the current ATX specifications, which only allow 11.4 volts.

However, this lower value is now to be lowered to 11.2 volts for ATX 3.0 in order to be able to handle the load peaks more generously. Since this is still not enough in reality and one must also manage the balancing act of downwards compatibility, they additionally want to raise the 12 volt nominal voltage moderately to 12.2 volts for ATX 3.0 or ATX12VO v2.0. In turn the 0.6 volts of the old specification would become a whopping 1.0 volt, which is now allowed as a fluctuation. This sounds smart at first, but is dangerous for other hardware that is sensitive to overvoltage. This also includes consumers with various extra-low voltages, which are obtained by several cascaded step-down converters and whose end product can then already deviate significantly from the planned and required voltage window.

ATX12VO v2.0

The reduction of the power supplies to pure 12.2 volts propagated by Intel is not only nonsensical in terms of circuitry, but also very inefficient. I know of several motherboard layouts in this regard where generating the other partial voltages up to the power hungry 5 volt connectors (USB 4 / TB 4) is a real challenge. If one really wanted to implement this consistently, then there would be no motherboard without active cooling and already the Micro-ATX format would be obsolete. What is currently still possible in the ITX area with the smallest boards and low power consumption, quickly becomes a farce in the power ranges of current PCs.

Good power supplies last for several years and warranty periods of 5 to 10 years are also not uncommon. Statistically, however, motherboards are already being replaced much more frequently than power supplies. If you then put all the DC-DC controllers on the motherboard, it would not only become significantly more expensive, but valuable resources would also be wasted senselessly with every failure or replacement. Then quickly disposed of with what may still work. And then there are still the protection circuits that need to be implemented.

The error rate of a motherboard would also increase, as shown by initial statistical surveys and MTBF tests on the boards. This is also one of the reasons why the entire power supply and motherboard industry is against this superfluous connector and rebels loudly. It is amazing, to say the least, that unlike other attempts at standardization, Intel has not somehow managed to get away with it, despite its overwhelming market presence and influence. That’s saying something. Nevertheless, the ATX12VO v2.0 is also raised to 12.2 volts.

Summary and conclusion

I think the approach of adding more and more power just to generate more and more performance is completely the wrong way to go, at least in the consumer space. Breaking this spiral and using the know-how, including technical manufacturing progress, instead for more environmental compatibility and sustainability would certainly be the real order of the day. It’s just that AMD, Intel and NVIDIA are unfortunately companies where electrical power doesn’t seem to matter at their headquarters, because anything that doesn’t cost much doesn’t get the appreciation it deserves.

At the moment we don’t have to explicitly appeal to anyone to avoid such products, since they are not available anyway (or the availability of their successors is still completely up in the air), but it would be time to think about where all this is going and whether we want to submit to this compulsion to consume without resistance. I would like to give this information to the readers, so everyone can decide themselves based on their own priorities. Don’t even get me started about the unspeakable mining, that’s all nonsense from my position anyway.

 

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Blubbie

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808 Kommentare 275 Likes

Schlimm und dumm.
Für mich wäre das ein Rückschritt und kein Fortschritt in der Technik.

Was verbraucht eigentlich eine PS5 oder Xbox - x unter last?

Die haben doch beide keine wakü/AiO und müssen Wohnzimmer verträglich sein.

Wenn zukünftige GPUs 500-600 Watt schlucken kann e die doch nur noch mit vorinstallierter wakü geben oder?

Eigentlich sollte der Energieverbrauch doch mit immer kleinerer Fertigung und besseerer, effizienter Architektur immer geringer und nicht größer werden. :unsure:o_O

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DaBo87

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74 Kommentare 49 Likes

Strom ist andernorts wohl immer noch zu billig und wächst auf Bäumen, anders kann ich mir so etwas nicht erklären.
Wo bleibt eine CPU- bzw. GPU Produktlinie, die die Chips am Sweetspot, maximal effizient konfiguriert (Chipgüte außen vor) auf den Markt wirft? DAS wäre mal Fortschritt.

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Martin Gut

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7,721 Kommentare 3,538 Likes

Ja und nein. Ein kleinerer Transistor und kürzere Leitungen brauchen weniger Strom um zu schalten. Die Isolationsschichten zwischen den Leistungen sind aber schon so dünn, dass Kriechströme ein immer grösseres Problem werden. Das ist so zu sagen ein teilweiser Kurzschluss zwischen den Leitungen und das verbraucht dann mehr Strom je dünner die Isolationsschicht ist.

Genau, vor etwa 300 Mio. Jahren. :rolleyes: Und jetzt verheizen wir in 300 Jahren, was in 30 Mio Jahren entstanden ist.

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grimm

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Bevor ich weiterlese - schon das Bild ist der Knaller :ROFLMAO:

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LEIV

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1,542 Kommentare 620 Likes

Ganz deiner Meinung:

Mehr solcher Tabellen, auch für die CPUs, vielleicht sogar für Mainboards?

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Igor Wallossek

1

10,107 Kommentare 18,596 Likes

Das gibts sogar noch als Greta-Edition mit getuntem Diesel-Truck als Version 2.0 :D
Alle Bosheiten der Welt in einem Bild, ok - die Grafikkarte fehlt. :P

View image at the forums

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Thy

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1,843 Kommentare 744 Likes

Ich hatte mir letztes Jahr eine Xbox Series X gekauft, um die Konsole mal auszuprobieren und um einer nötigen Aufrüstung meines bestehenden PC-Systems mit einer neuen und überteuerten Grafikkarte vorzubeugen. Von der Grafik her war das schon nicht schlecht und die Konsole hat auch nie mehr als 200 W aus der Dose gezogen, aber da ich einfach kein Konsolenspieler bin, habe ich das Teil dann nach einem halben Jahr zum Einkaufspreis weiterverscherbelt. Im Sommer hatte ich eh anderes zu tun. Mal sehen, wie und wann ich nun aufrüsten werde.

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grimm

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3,070 Kommentare 2,023 Likes

Meine erste eigene Plattform war zwar eine Amiga, aber danach bin ich komplett Nintendo in die Hände gefallen. Sieht so aus, als ob es das dann auch wieder wird.
Mir erschließt sich der Sinn nicht: Werden das dann die ultimativen Mining-Boliden?
Wenn ich mir den sonstigen Markt (Nachfrage) anschaue: Im Vergleich zu Streaming-Angeboten (Geforce Now, Stadia, ...) in Kombi mit schnellem Internet werden diese Blockheizkraftwerke noch unattraktiver.
Davon ab: China hat letzten Monat zwei Dienstleistern den Strom abgedreht und damit faktisch die Fabriken lahmgelegt - einfach, weil sie ihr CO2-Ziel zu verfehlen drohten. Gerade in den größten Märkten (=Industrienationen) wird es darum gehen Energie-effizienter zu werden. Die hier skizzierten Produkt-Entwicklungen sind Totgeburten.
Und: Ich persönlich habe bzgl. der Spielegrafik keine weiteren Anforderungen nach oben. Wenn 4K@90/120Hz flüssig läuft - was soll noch kommen? 8K? Ich hab ja für RT schon kaum Zeit, wenn ich das durch Mexiko rase... Ich steh sogar drauf, wenn ich sehe, dass es ein Spiel ist und nicht die Realität. Oder ist das schon die System-Anforderung für Zuckerbergs "Metaverse" in 4K?!

@Igor Wallossek Lass doch das schwedische Kind in Frieden. Sie mag nerven, aber in der Sache hat sie Recht. Und zum Volvo: Hätten die damals nen Benziner gehabt, wäre ein Schwedenpanzer auch meine erste Wahl gewesen... (y)

Edit: Verpixel mal lieber dein Nummernschild - wenn es echt ist.

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Thy

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Hach, mein Amiga, das waren noch Zeiten. Mein erster richtiger Einstieg in die Computerwelt 1987. Alle Spiele liefen problemlos, da direkt auf die verfügbaren Ressourcen optimiert. 1990 habe ich ihm dann noch die Speichererweiterung auf 1 MB spendiert und habe das Teil noch bis 1993 mit Freude betrieben. Danach wurden die PCs mächtiger.

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Igor Wallossek

1

10,107 Kommentare 18,596 Likes

Das "Kind" ist mittlerweile eine Erwachsene mit leicht anti-semitischem Einschlag und einer eher undurchsichtigen Finanzierung. Die muss das einfach abkönnen, die Präsenz ist doch selbst so gewählt. Etwas Ironie ist immer drin, solange es nicht persönlich wird.

Warum soll ich das Schild verpixeln? Ist eh bekannt. Die Leute sprechen einen auch so an :D

Meine Karriere ging vom ZX80 (1983), über einen Schneider CPC und Olivetti M20 direkt zum 086er PC :)

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vonXanten

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Das eine ist der Verbrauch der Komponenten selber, die setzen die schön in Wärme um... Im Winter ist das ja noch relativ egal, aber im Sommer wird das dann ein Spaß. Da hilft dann auch keine Wakü mehr, wenn die Raumtemperatur zu hoch wird. Dann gibt es noch eine Klimaanlage dazu.

Und die Anhebung der Spannungen, so sorgt man für mehr Absatz bei Neugeräten. Und braucht dann nicht die alten Geräte Supporten. Also eine Win Win Situation

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Thy

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1,843 Kommentare 744 Likes

Oder nur noch im Sommer spielen, wenn meine Solaranlage 5 kW liefert. Aber ich bin eher ein Winter-Höhlen-Nacht-Spieler.

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S
Schakar

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177 Kommentare 90 Likes

Ob denen klar ist, dass da bald schon ne eigene 230V Leitung gebraucht wird weil sonst die Sicherungen durchknallen?
2,4Kw der PC + 1Kw für die 8k Monitore + Kleinkram wie HiFi Sound, Drucker, Router, vieleicht unverschämter weise noch Licht? Ich seh schon reihen weise die 8er Mehrfachstecker abfackeln ^^.

@Igor, gibt es nicht irgend wo nen Herrsteller, der Mobil CPUs (25-45W) und Mobil GPUs in nen normalen PC mit Sockel verbaut?

Hab echt null Bock nur noch kalt zu Duschen nur um den PC laufen zu lassen :/.

Uh, ein Pro-Nerd. ZX80 und CPC waren die, denen C16/64 zu ordinär waren ^^.

PS: C16 -> C116 -> Amiga500 -> Amiga 1500 -> 486DX(?)33

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P
Phelan

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jo, technisches Hockrüsten ohne Rücksicht auf Verluste, getreiben von Gier.

Wobei ich da glaube das sie sich alle damit zukünftig gehörigt ins Knie schießen.
Wie laufen grade in ein Globalen Energie und Resourcennotstand hinein.

In vielen Staaten wird Energie stark subventioniert , das so wohl absehbar nicht haltbar ist.
China schaltet gerade 50% des Landes, wohl noch über Monate, in langanhaltende Brownouts. In der EU drohen ebenfalls welche, weil mit Gas gezockt wird statt es für den Winter zu bunkern. Und unsern wichtigsten Energielieferant pisst die EU seit Jahren ans Bein und droht ihm mittlerweile mit richtig Krieg.

Mit Crypto gibt es ein Verdiehstmodell wo man mit reinen verbrennen von Energie Geld verdiehnen kann. Auch so ein letzes Aufzucken vor dem Crash.

Will Sagen , Energie wird Weltweit, teils erheblich, teuerer werden. Und strom ist die reinste und edelste Form der Energie.
Vieleicht kommt dann auch der Kundenwunsch nach sparsamer Hardware eine höhere Priorität.
Der Ja bis jetzt eher keine Prio hatte.

PS: ich werden keine CPUs kaufen die mehr als 100W verbrauchen und keine Grafikkarten die mehr als 150W verbrauchen. Der kompromiss ist das ich sie sinnvoll mit eigenen Settings so betreiben kann. So hochgezüchteten Ineffizienten Schrott wie er in der nächsten Gen geplant ist will ich nicht geschenkt haben.

Der 12900K hat mit 50W bereits 50% und mit 125W 90% der Performance wie er mit 241W erreicht.
Wie gesagt bisher waren 90% der Leuten der Verbrauch egal, das wird sich halt ändern, leider ebend erst durch preislichen Zwang hohrenter Energiekosten.

Aktueller Film Tip: Die Menschheit: Auch mit dem letzen Tropfen Öl kann man noch beschleunigen, Live und in Farbe.

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grimm

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3,070 Kommentare 2,023 Likes

Das stellt mich dann wirklich vor zahlreiche Herausforderungen - ich find ja immer, wahrer Luxus ist, am sonnigen Sommertag vorm PC zu vergammeln :cool:
Aber im Ernst: Bei der Entwicklung bin ich raus. Auf der anderen Seite: Vielleicht greift man dann eher zur "Mittelklasse", wenn die für WQHD outmaxed ausreicht.

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Thy

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1,843 Kommentare 744 Likes

Solange die Mittelklasse zu vernünftigen Preisen erhältlich ist, ja. Aber darauf können wir wohl noch etwas länger warten, bis Mittelklassegrafikkarten wieder für Preise unter einer Konsole zu haben sind. Vielleicht gibt es das nie wieder. Wer weiß.

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Göran

Veteran

152 Kommentare 60 Likes

Ich versteh die Politik von Intel nicht. Das neue Big-Little-Design dient doch der Reduktion der Leistungsaufnahme oder geht es da nur um den Mobilbereich ? Ich meine wie effizient kann ein Netzteil noch sein, wenn der Computer idle ist, bei diesen Anforderungen an Maximalleistung ?

Wie sieht das eigentlich mit dem Sweet-Spot zwischen Leistungsaufnahme und Taktrate sowohl für CPU als auch GPU aus.
Wäre da nicht Potential ? Also niedrigere Taktraten, aber dafür mehr Transistoren. Oder ist das eine Milchmädchenrechnung, weil dann die Produktionskosten zu stark steigen ?
Mir geht der Energieverbrauch schon ganz schön auf den Keks. Einmal wenn man sieht wie aufwendig es ist aktuelle Hardware gut zu kühlen und dann welche Abwärme dabei entsteht. In meinem "recht kleinen" (Spiel-)Arbeitszimmer geht im Winter so nach einer Stunde die Heizung aus, weil der Rechner inkl. 3er Bildschirme zum heizen reicht und wenn ich noch was grafisch anspruchsvolles Zocke mach ich ab und zu das Fenster auf weil es mir zu warm wird.

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grimm

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3,070 Kommentare 2,023 Likes

Die Frage ist halt, ob das überhaupt so kommt und für wen. Siehe Apple: Deren neue Chipgeneration ist eine Ausgeburt an Effizienz. Wäre schon grob fahrlässig, Konkurrenzprodukte zu bauen, die das konterkarieren. Mit Blick auf die Energiepreise kann es für diverse Unternehmen sehr schnell günstiger sein, die IT-Landschaft auf Apple umzustellen. Ein Mac mini kostet ab 700 € und Office läuft da auch...

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D
Denniss

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1,497 Kommentare 544 Likes

Ich denke mal viele dieser Standards sind auch mal mit etwas Weitblick entwickelt worden und beziehen den Einsatz von spezieller Hardware z.B. in Workstations mit ein. Eher dort sehe ich das Gebiet wo stromsaufende Komponenten geballt zum Einsatz kommen.
Otto Normalnutzer wird einen Teufel tun sich da 1kW-schluckende Rechner zum Spielen oder Arbeiten unter den Tisch zu setzen. Das wäre wie stundenlang neben einem laufenden Staubsauger zu spielen.

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About the author

Igor Wallossek

Editor-in-chief and name-giver of igor'sLAB as the content successor of Tom's Hardware Germany, whose license was returned in June 2019 in order to better meet the qualitative demands of web content and challenges of new media such as YouTube with its own channel.

Computer nerd since 1983, audio freak since 1979 and pretty much open to anything with a plug or battery for over 50 years.

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