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Myth Busted: This is how NVIDIA’s 4-way adapter for the 12VHPWR port of the GeForce RTX 4090 really works!

Who doesn’t know it, the funny adapter from NVIDIA, with which you can merge four PCIe 6+2 pin cables to be able to run graphics cards with up to 600 watts? If you only connect three plugs, you’ll only get 450 watts and with two plugs, the PC won’t start at all with a bit of bad luck. It also doesn’t matter which of the four ports you leave free. However, it was exactly this circumstance that aroused my curiosity, because there were definitely problems in the interaction of the “smart” adapter and the firmware of some on-board partner cards that should not have occurred like this.

Try & Error

The trick with the smart adapter

Of course, one could have simply unraveled (and thus certainly destroyed) all of this, but first, I don’t have that many adapters, and second, it’s always a sporting challenge to get such details out that way, too. I had said in the launch video that the card could theoretically be operated with a single 6+2-pin cable and was then severely criticized by some. It is in the nature of things that it works, but you also have to know how this adapter works. Since NVIDIA did not even want to reveal how the adapter’s logic works to board partners and power supply manufacturers, only their own lab remained.

A small preliminary remark is also important: For all pinouts I consider the 12VHPWR as male and the four 8-pin connectors as female, so that the pinouts are mostly mirror-inverted to what you usually find on the internet for the respective connectors. Everything described here in the following concerns the respective front view of the adapter’s connections and not the graphics card or plugged 6+2 pin cables!

That’s so. Two cables are useless and not used

 

Even before the launch, I had noticed that the power limit of the RTX 4090 FE automatically decreases when you leave out a cable. This is annoying in that NVIDIA’s nice PCAT tool for measuring power consumption only has three rails. But since I have a very well-stocked cable box, a Y-piece was quickly found. That then also went quite well. Out of a certain curiosity, I then staked out the fourth port and experienced a disaster with a board partner card. But I’ll get to that in a moment, when it comes to the partly inexplicable effects and various BIOS errors. If you plug in only the 2-pin (sense) instead of the whole 6+2 connector and leave out the 6-pin for 12V and ground, then everything works as desired. Do you notice anything?

You can even do this with just 2 cables, or….

But that would be much too easy and NVIDIA always counts on the “cluelessness” of the customers. So it had to be a simple switching logic (some AND gates) which then switches the two pins of the 12VHPWR accordingly. So I uncovered all the cables and actually saw exactly what I had expected from my first measurements between the cables. Without connected cables, the six 12V pins and the six ground pins are already bridged in this plug, so that there is only one voltage rail. Of course, this also eliminates the possibility of detecting missing rails, as you used to be able to do circuit-wise on the graphics card board when a connector was missing. And that’s exactly why the whole story can unfortunately be operated with a single cable, if you additionally do some tricks.

One of the two sense pins per 6+2 socket was not directly connected to any of the lines, not even to the first two sideband contacts that are responsible for detecting the TBP in the 12VHPWR. However, the resistance was also not infinitely large, but was in the range of usual IC inputs. Aha, there we have it!

Since I am sure that soon modified cables with trick 17 will be offered for small money on eBay, Amazon or Alibaba, I also see this article today as a warning against such constructs, which are really fire dangerous. In the truest sense of the word.
A bushing has it all, literally

But let’s take another quick look at my exposed tangle of cables: What do we see in detail now? On the one hand, only one 12-volt and ground wire per socket leads to the 12VHPWR, which is not a big deal due to the shortness of the cable. And metrologically, the upper of the two sense pins is still connected directly to ground in the socket. And then it gets interesting! There are 5 wires leading to the first 8-pin socket: the two from the sense pins of the 12VHPWR connector and three additional wires, one of which leads to each of the other connectors.

Of course, this also means that a small switching logic must be installed in the first socket, which is also supplied via the 12V line. Since we already know that on the 12VHPWR all the lines are bridged on a single rail, so cable #1 doesn’t even need to be connected to the power supply if at least one other has been connected. Once you have found this out, you can draw a block diagram for clarity, which illustrates the whole thing nicely:

If only two cables or less are connected, sense pin #1 is not connected to ground and the card already refuses to work during the boot process. With three cables or four, sense #1 is connected to ground and only with all four cables connected, sense #0 is also connected to ground. Only if both pins are connected to ground, the full 600 watts are available.

This would also clarify how NVIDIA’s smart “miracle adapter” works. Stupidly, if you are an Alibaba protagonist, you can simply omit the IC and integrate a small fixed jumper that simply connect the both first sense pins on the 12VHPWR to ground. Therefore my warning: please do NOT buy something like this! However, what happens when the BIOS still has a hard time with the new, graduated TBP world, you can read on the next page. And it also explains why there were colleagues who had problems with the delivered board partner card even before the launch.

 

Kommentar

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G
Guest

Das bedeutet das rein Theoretisch, ein 8-fach pcie Anschluss, der nur 1x 12v und 1x Masse hat, also stark beschränkt, die vollen 150W (600W/4) liefern muss? Wow. Jetzt muss man wirklich genauer hinschauen beim Kabelkauf. Wie das wohl bei cablemod abläuft? Die haben ja einen 4x8-pin auf 12HVPWR. Wird direkt am NT angeschlossen.

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RedF

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Da ist es egal, geht ja direkt ins PSU.

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G
Guest

Aber im Prinzip kommt doch die gesamte Leistung aus 4x 12v Kabeln von der PSU. Eins pro "Stecker"? Was bedeutet das der Kabelquerschnitt ausschlaggebend ist für die wärmeentwicklung.
Was sich mir auch nicht ganz erschließt (bin kein Experte in e-technik), werden im Stecker alle 12v Pins verbunden und alle Masse und DANN über den Stecker in die GPU? Dann wäre es ja auch erledigt mit diesem gerücht dass die Adapter dafür sorgen dass ein pcie Stecker 200-300W liefern muss und andere Idlen nur so rum. Hab das glaube ich bei PCGH Mal gelesen. Wenn aber alle Kabel am Ende verbunden werden fällt das ja nahezu komplett raus.
Sorry muss so leihenhaft fragen :D Das überschreitet meine Basic-Industrie-Kenntnisse hehe

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RedF

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Ja.
Im Netzteil laufen dann alle 12V auf ein und die selbe Schiene ( bei Single Rail ) und auf der Karte auch. Vor sich hin Ideln kann da keiner.

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Thy

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So ein UND-Gatter ist immerhin smarter als eine Brückung, das IMMER-Gatter, welches dann schnell zum NIMMER-Gatter werden kann. Danke für die Untersuchung.

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G
Guest

Okay, genau das meinte ich. Danke dir @RedF
Hab das irgendwo Mal gelesen dass eben am ersten Stecker 300W gezogen wurden.

Was mich da noch etwas verwundert ist die geringe Leistungsaufnahme vom PCIe Slot. Laut Test lag dieser ja gerade Mal bei rund 20%. Dies würde den Stecker auch noch etwas entlasten. Oder dass nicht mehr Pins/Adern vom PCIe Stecker verwendet werden. Würde ja ebenfalls nochmal die einzelnen Kabel entlasten. Bzw warum das nicht gemacht wurde erschließt sich mir nicht. Aber Nvidia hat dafür sicherlich schlauere köpfe als meinen :D

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Igor Wallossek

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PCI SIG. Und das Legen von Phasen auf den PEG ist meh. Dann lieber alles sauber auf die externen Anschlüsse.

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ssj3rd

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Hmm, wollte eigentlich eine TUF holen und nur 3 der 4 Adapter benutzen bis nächstes Jahr wenn ich mir ein ATX 3.0 hole.

Dachte eigentlich das es problemlos geht nach dem Test von CB, jetzt bin ich wieder unsicher…

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HerrRossi

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Hmmm, was heißt das jetzt für die Phantom GS? Die hat ein TGP von 450W. Wird die mit drei Kabeln laufen oder brauche ich doch vier Kabel bzw. einen Adapter?

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P
Pokerclock

Veteran

429 Kommentare 367 Likes

Danke Dir Igor für die Infos. Dann werde ich meinen Kunden mindestens einen Beipackzettel mehr in Knallorange beilegen, dass die Adapter doch bitte nicht verloren gehen und von an Anfang an vollständig angesteckt benutzt werden sollen.

Aber ich sehe es jetzt schon kommen, dass so mancher Kunde der Meinung ist, das geht auch mit weniger Anschlüssen und dann die Probleme erst so richtig anfangen, wenn ganze Treiberneuinstallationen notwendig sind. Immerhin kann ich nun hierhier verlinken. :)

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big-maec

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Zur Absicherung könnte man noch einen Temperatursensor am Sense Pin anschließen und im Stecker verbauen, der bei zu hohen Temperaturen an den Kontakten die Karte drosselt.

Würde das ja gerne mal ausprobieren in der Praxis, aber leider fehlt mir der Adapter und ganz zu schweigen von einer Karte.;)

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Igor Wallossek

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Bei drei Kabeln läuft die mit 450 Watt, die GS hjabe ich damit schon getestet :)

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HerrRossi

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Super, das reicht mir! OC habe ich eh nicht vor.

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G
Guest

Was mich irritiert ist Seasonic sagt

,,Thank you for your reply.

The cable provided is complaint to ATX 3.0 and is made of 16AWG wires with High Current Terminal connectors. It can handle the load without any problem hence why they have been provided with our PSU. The cable we send is exactly the same. So, you do not need a new cable, simply use the ones you already have. You are already all set ;)
''

das sind aber nur zwei Kabel im 1600watt Prime PX 1600 auf einen 12VHPWR ist das realistisch oder Humbug? was der Unterschied zwischen Adapter und direkt an der psu?

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big-maec

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Das hängt mit der Spezifikation der Stecker und Leitungen zusammen. Bei dem Adapter geht man von Standard Stecker und Kupferleitungen aus, die dann auf 4 Kabelstränge aufgeteilt werden, um auf Nummer sicher zu gehen.

Bei Seasonic sind 2 Kabelstränge (8 + 8 Pins) verwendet worden, weil deren Stecker und Kabel eine andere Spezifikation und Qualität haben und für diese Strombelastung so ausgelegt sind.

Den Unterschied würde man sehr gut sehen können, wenn man die Kontakte und Litzen der Leitungen vergleichen würde.
Hatte mal von einem Hersteller die teuren PCIe Netzteilleitungen gekauft, die es nur als Zubehör gibt. Dort war auf jeden Fall ein Qualitätsunterschied festzustellen.

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R
RX Vega_1975

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@Igor Wallossek

Langt bitte ein BeQuiet Dark Power Pro 11 mit 650 Watt für die RX 7800/7900 sicherlich (Zumindest da nur 2x 8 Pin)
aber für die RTX 4090 Founders Edition wird dies wohl zu knapp sein, vor Allem mit nur 2x 6+2 Pin

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Igor Wallossek

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Die FE wird nix, schon mit 650W getestet. AMD habe ich noch keine, um das was sicher zu bestätigen.

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Igor Wallossek

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10,193 Kommentare 18,805 Likes

Das 12VHPWR ist 16AWG, das sollte locker reichen.

Die meisten netzteile nutzen 18AWG an den 6+2-Pin, das ist zu wenig.

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G
Guest

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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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