AGP供电特点分析力不从心而降的因素分析

AGP供电特点分析力不从心而降的因素分析

1、详解显卡供电原理测试6800U SLI系统，平台采用某国内知名大厂生产的480W 服务器电源。开机、自检、进入桌面、运行软件都没有任何问题，但在3D 测试过程中突然黑屏，系统自动重启之后连进入BIOS 都花屏，最后发现SLI 系统中一块主显卡已经烧毁。或许您认为笔者是危言耸听， 480W的功率应付两块6800U 显卡应该没啥问题，但它确实是因电源而烧毁，这 究竟是什么原因呢？无论CPU 还是显示芯片，为了获得更高的性能必须付出相应的代价，那就是功耗。如果显卡供电不足，那么在3D 渲染时功耗过大导致电源不堪重负，轻则显卡的性能受制、超频能力受限，重则死机、黑屏、断电甚至烧毁显卡和电源。要了解这些

2、内容，必须从当今主流显卡的供电方案谈起AGP 供电特点分析力不从心AGP （ Port）加速图形端口是在PCI 图形接口的基础上发展而来的，自1997年问世以来就伴随着显卡进入高速发展阶段，多年来经历了数次版本更新，虽然新一代的接班人PCIE 接口无论从哪个方面来说都具有很大的优势，但是经典的AGP 接口依然宝刀未老，即便是顶级显卡也丝毫不敢马虎，为了考虑兼容性“脚踏两条船”的现象非常普遍。主板AGP8X 插槽 显卡AGP8X 接口AGP 显卡的供电其实和内存/PCI扩展卡相同，都是从金手指的部分针脚处取电。早期的显卡以及目前的中低端显卡都是按照预先设计

3、好的供电方案命运2显卡性能测试，通过针脚上的几种输入电压来选择。按照下图所示的最新AGP 3.0标准，简单将几者相加就知道AGP 接口所能提供的最高功率为46W 。但46W 这只是理论上的极限值，实际AGP 所能提供的最大功率远达不到，AGP3.0（AGP8X ）标准当中对几路供电针脚最大输入电流的做了严格的定义，下面逐一进行介绍：AGP 接口各路输入详解：Vddq 为显卡的输入输出接口供电，电压1.5V ，这也就是通常所说的AGP 电压，也可以称之为AGP 总线的供电电压。以超频为卖点的主板BIOS 当中能够对AGP 加压。不过要注意对Vddq 加压或许能够提高显卡超频（或者提高AGP 频率）之后工作的稳定性

4、，但是AGP 的总输入功率并没有变化，因为功耗最大的显示芯片和显存并不是靠Vddq 供电。3.3VAUX 是辅助电源，它的作用是让系统实现挂起模式，在显卡停止工作之时提供较小的电流让它能够迅速恢复工作状态。不仅仅是AGP ，PCI/PCIE等接口都需要3.3VAUX 的支持。剩下的VCC3.3、VCC5和VCC12就是显卡的主力供电接口，三路所能提供的最大电流分别为6A 、 2A 和1A ，这其中+3.3V是最主要的一路输入，+5V和+12V只是作为辅助，AGP 标准规定的最大输入功率并不是将这三者加起来的41.8W ，而是受实际条件的限制三路输入不能同时达到最大，总功率仅为25W 。很显然2

5、5W 的功率捉襟见肘，别说现在的顶级显卡了，就连几年前的中高端产品都显得力不存心，因此为了加强AGP 接口的供电，AGP-PRO 接口诞生了。AGP-PRO 接口，专为显卡供电设计：AGP-PRO 接口相对于普通AGP 来说并没有实质上的改变，其设计目的非常单纯：就是为了给显卡提供额外的电能。另外AGP-PRO 标准还有些内容是对显卡散热所作的要求，这部分主要针对专业显卡来说，不在本文讨论范围之内。如图所示，AGP-PRO 在原有AGP 插槽的两侧进行延伸，多余的金手指就是专门的辅助供电接口。可以看出AGP-PRO 插槽分为三段，中间的部分是标准的通用型AGP 插槽（相对于最普及的AGP8X

6、来说，中间没有隔挡），而首尾两端分别提供+3.3V和+12V的辅助供电电压，以满足高功耗的显卡或者专业作图卡所需。所以说AGP-PRO 接口是用来增强，而不是取代原有AGP 插槽的功能。那么AGP-PRO 的供电能力有多强呢？AGP 自身能够提供25W ，再加上AGP-PRO 加长部分+12V提供的110W 和+3.3V提供的25W ，理论上最高总功率可达160W ，不过AGP-PRO 标准规定了110W 的上限，超过这个上限是不允许的。110W 的输入功率的确非常强悍，应付现在最强的6800U 都没有问题，但由于兼容性、厂商支持度等各种原因，AGP-PRO 接口在民用级市场并没有流行起来，相

7、关显卡非常少见，仅有部分高端主板 上面才有“象征性”意义的AGP“长插槽”。当然AGP 本身规格落后也是不争的事实，在AGP-PRO 成熟之时下一代的PCIE 接口已经在筹划之中，因此AGP-PRO 没能得到显卡和主板厂商的大力支持。据笔者了解，民用级显卡当中使用了AGP-PRO 接口的寥寥无几，只有苹果似乎对AGP-PRO 接口情有独钟，目前的顶级显卡都有苹果版的产品面世，下图就是苹果版的6800U 和命运2显卡性能测试，作为目前最高档的显卡，AGP-PRO 接口出色的完成了自己的使命无须外接电源：AGP-PRO 接口虽然没有普及，但是中高端显卡的供电还是丝毫不容懈怠。外接供电方式非常复杂，而且

8、用户使用比较麻烦，但不存在兼容性问题，因此得到了广泛的使用。在笔者记忆中最早采用外接电源的显卡应该是ATI 的R300（即 9700/9500系列），其实很早之前 5500/6000显卡上就使用了外接电源的供电方式，当时芯片工艺较落后，双显示芯片显卡功耗很大，3dfx 也是不得已而为之。“软驱”辅助供电接口： 9700显卡首次在显示芯片上集成了8条渲染管线，再加上 的显存，功耗很大，AGP 接口的供电苍白无力，因此在显卡PCB 上集成了一个外接供电接口。也可以说9700显卡是一个标志，此后所有的高端顶级显卡都需要外接电源辅助供电。

9、9700显卡上的辅助供电接口和软驱的电源接口完全相同，因此只要将普通电源上多余的软驱输出接头插上就行了AGP供电特点分析力不从心而降的因素分析，兼容性方面做得比较好。但是大部分电源只有一个软驱供电接头，所以一般都随卡附送一根D 型口转两个软驱接口的转接线，以供软驱和显卡同时使用。软驱供电接口的优势就在于接头体积小，集成在显卡PCB 上占地面积小。它能够提供+5V和+12V输出，对于9700/9500显卡来说，+5V输出的电流一般为2-3A ，+12V不到1A ，虽然总体功率并不算大，但外接电源也是必不可少的。如果在启动时没有在显卡上接好辅助供电接头，开机时屏幕上就会显示如下信息，提示不连上供电接头就无法启动。迄今为止使用软驱辅助供电

10、接口的显卡主要有： / /9500（64MB/、128MB/、128MB/）少数特殊板型的“光驱”辅助供电接口： 和ATI 9700同台竞技的显卡就是 的 FX 5800系列了，NV30雷声大雨点小可以说是个难产儿。虽然5800现在看来非常失败，但是它却创下了数项纪录：夸张的“抽油烟机”散热器、额外占用一条PCI 插槽、0.13微米制程高达 核心频率、采用DDR2显存工作频率1GHz 。从这些恐怖的规格当中就可以看出5800的实力非同一

11、般，不管性能如何，功耗绝对不能和9700相提并论！根据 官方给出的数据，5800U 的最大功耗达到了85W ！ 在5800上使用了D 型口作为显卡的辅助供电接口。大家都知道电源一般都提供至少4个D 型口，因此显卡上使用D 型口明显要比软驱接口更加方便一点，只不过体积要稍微要大些。虽然D 型口和软驱供电接口所能提供的电压都是+5V和+12V，但是从物理的角度来讲，D 型口由于接口针脚的接触面积要比软驱接口大很多，因此能比软驱接口提供更大的电流输出，这正是D 型辅助供电接口被普遍使用的原因。 的5800/5900系列显卡有个好处（也可以说坏处）就是不接辅助供电接

12、口也能够正常开机并且使用，但在进入Win 窗口后，系统将会弹出一个警示窗口，提醒你显卡当前的供电状态不稳定。此时，显卡通过降低3D 状态下的核心频率和减少VS 和PS 渲染的工作量来降低功耗，因此，虽然显卡仍然能够运行，但是速度会有明显下降。就拿5950U 显卡为例，有辅助供电的情况下测试成绩为6000多分，如果不接电源成绩仅为2000多分！ 而ATI 方面R350核心的9800系列相比9700就是提高了核心/显存频率，所以功耗也增加了不少。不过软驱辅助供电接头被“光驱”接头所取代，看来软驱供电接头的命运和软驱一样悲惨，连最后一点存在的价值也没有了_。目前中高端AGP 显卡基本

13、上都使用D 型口作为辅助供电接口。PCIE 供电特点分析杯水车薪PCIE 图形接口简介： PCI- 是一种通用的总线规格，它由Intel 所提倡和推广，其最终的设计目的是为了取代现有电脑系统内部的总线传输接口，这不只包括显示接口，还囊括了CPU 、PCI 、HDD 、 等多种应用接口。对于显卡来说，AGP8X 的理论带宽为2.1GB/s，而 的采用将使这一数值提升到4GB/s，而且全双工、串行互联等技术使得PCIE 具有AGP 不可比拟的优势！因此在显卡高速发展的现在，虽然目前还没能完发挥出PCIE 接口的潜能，但PCIE 取代AGP 已经是毫无悬念！

14、主板 插槽 显卡 接口从右到左依次为AGP8X/////PCI插槽PCIE 接口供电：由于AGP 的供电不足，导致显卡PCB 供电模块的电路元件和布线非常复杂，成本大为增加，如果PCIE 接口能够妥善解决显卡的供电，那么显卡的制造难度和成本就会降低不少。 AGP-PRO没能取代AGP 接口，那是因为技术上没有任何进步，而且兼容性问题导致主板和显卡厂商对它都不感冒。而令人期待的 取代AGP8X 是理所当然的事情，在大势所趋的情况下经过将近一年时间的“磨练”PCIE显卡终于被广为接受。那么新一代的PCIE

15、接口相比AGP 在供电方面有没有改进呢？首先来看看 图形接口的金手指定义图： 在插槽的最前端主要就是供电部分，五根+12V金手指、三根+3.3V金手指和一根+3.3V待机。在供电电压的选择上面，PCIE 的做法和AGP-PRO 相同，都是主要靠+12V供电，去掉了+5V，保留+3.3V。 事实上PCIE 平台所作的改变还有非常重要的一项，那就是电源ATX 接口变成了24Pin ，相对于普通的20Pin 接口多出来的4Pin 是单独为PCIE 插槽+12V和+3.3V供电的。Intel 当年P4的诞生带来了专为CPU 供电的4Pin 接头，而此次PCIE 平台所带来的额外4Pin

16、可以说是专为PCIE 显卡供电的（通过金手指），PCIE 接口的供电确实要远强于AGP 。根据Intel 的相关标准，PCIE 接口所能提供的最大功率为75W ，这足足是AGP 的3倍！PCIE 接口高输入功率的优越性：PCIE 接口在供电方面做出的努力成效显著，ATI 和 的大部分PCIE 显卡都不需要外接供电，因此显卡PCB 布局更加简单、设计制造难度有所下降、成本得到了一定程度上的降低。下面举例说明：中高端备受欢迎的 显卡虽然在PCB 上预留了外接供电接口的空焊位，但是在最终发布时 去掉了辅助供电，单靠PCIE 接口的供电足矣。最高端的 都

17、无需外接供电，自然6600家 族的6600标板/6200/等都不在话下。 老一代的5900通过使用HIS 桥接芯片也搭上了PCIE 的快车变成了，在AGP 平台5900U 的功耗不过60W ，因此也无需外接供电。注意看显卡PCB 布局，供电部分被移到了显卡前端，这样能够缩短供电模块与+12V金手指之间的距离，有效降低干扰和发热。ATI 即便超频之后功耗也不到60W ，但是在其PCB 上却有一个6Pin 的辅助供电接头。不过实验证明不插这个供电接头也没有任何问题，在PCIE 平台上性能没有任何损失。看来ATI 是“多虑”了，或者说

18、这个PCB 是给更高档次 PE用的，为了以防万一，留了一个外接供电接头作为“备份”。对于无需外接供电的PCIE 显卡来说，电源的选择主要以+12V为主，按照标准最好使用ATX+12V 2.0版电源，功率300W 。不过ATX+12V 1.3版的电源也可以作为备选，功率至少300W 。PCIE 顶级显卡重蹈覆辙，6Pin 专用接头供电PCIE 提供的75W 功率看似很充足，但很快就不够用了， 官方公布的数据表示6800U 的功率达100W 以上！即便是按照前面测试成绩72W 的功率长时间使用还是要给PCIE 插槽带来不小的压 力。何况大部分玩家将这种顶级显卡买来都想要超频

19、以体验更强的性能。如果插槽内通过的电流过大，产生的负面影响难以预料，因此PCIE 面对顶级显卡还是那么无奈，不得不重蹈覆辙使用外接供电。其实在PCIE 架构确定之初就考虑到了显卡的供电问题，Intel 制定的ATX+12V 2.0标准除了24Pin 接口里面多余的4Pin 通过金手指给PCIE 插槽供电之外命运2显卡性能测试，还规定了必须要有6Pin 的单独接口给PCIE 显卡供电。前面提到的/上预留的外接供电接口就是上图所示的6Pin ，当然顶级的6800U//等显卡不会落下这个接口。这个6Pin 接头比较奇怪，其实是由两个+12V和接地组成的，另外有两个孔

20、是空的没有定义，所以这个6Pin 电源接口相当于两个D 型电源输入，只是把+5V去掉了而已，此举与AGP 版6800U 上两个D 型口的设计理念完全相同，看来我们不应该对6800U 的双D 型口感到惊讶！ 其实这个接口完全可以设计成P4专用的4Pin +12V电源那种形式，那为什么不这样做呢？因为最新的ATX+12V 2.0版电源有两路+12V输出，其中一路给CPU 独享，第二路给显卡和其他设备供电，因此为了和CPU 的4Pin 接口不发生混淆，将他设计为了6Pin 接口。两条+12V输入线是为了防止通过单条线的电流过大，两条的话就能够平均分配，这样就能够防止接口烧毁。另外6Pin 接头的使用

21、非常有利于简化显卡PCB 的布线！使用高端顶级PCIE 显卡，电源自然要选用最好的，ATX+12V 2.0是不二之选，单考虑+12V输出的话，350W 的电源也基本够用了，但还是推荐功率400W 以上的产品。主流显卡供电实例分析：新起之秀 （PCIE/AGP）： 这一系列产品比较特殊，AGP 版本完全是由PCIE 版的“改造”而来：市面上绝大多数的 都采用了P216公版设计，而-AGP 是P218公版设计，这两种版型都是 所推荐的。由于AGP 版要多一个桥接芯片，因此P218相对于P216改变了版型布局，在相同大小的PCB

22、 上做了相关调整以便容纳下HIS 桥接芯片。仔细观察两块显卡的供电部分，所用的电容、电感、电阻等元件几乎完全相同，唯一的区别就是迫于版型布局元件的位置有所不同，另外AGP 版有额外的元件负责给HIS 桥接芯片供电。PCIE 接口所提供的75W 电力对于 来说绰绰有余，因此无需外接供电。不过AGP 接口就没这么幸运了，必须要连接D 型口才能正常工作。既然供电部分的设计几乎完全相同，那么他们的供电方式以及电流大小也就没多大差异，只不过来源有区别。PCIE 接口通过金手指主要使用+12V供电，+3.3V作为辅助，+5V已经被舍弃；因此可以推测6600-AGP 主要使用外接D 型口的+12

23、V供电，+5V基本没有电流，而AGP 插槽提供少量+3.3V输入。明白了-AGP 的供电方案之后就知道该选择什么样的电源了，供电主要靠+12V来完成，因此电源的+12V输出必须要加强，ATX+12V1.3版是首选。 6800U AGP显卡：简介：作为 目前最高端的产品，它的功耗应该是目前为止最大的显卡之一， 官方公布的功率达100W 以上。规格：0.13微米工艺，2.2亿晶体管，16条渲染管线，核心电压1.45V ，核心/显存频率400/1100，256MB GDDR3，两个D 型辅助供电接口。功耗：实际3D 游戏满负测试总功耗72W 左右，A

24、GP 插槽提供不到5W ，超频到440/1250功耗为77W 。AGP 供电电流：+3.3V 0.17A、+5V 0.59A、+12V 0.10A辅助供电电流：+5V 3.70A、+12V 4.22A点评：可以这么说，6800U 实际上彻底放弃了AGP 供电，半数以上的电力（超频后达到50W ）都来源于外接+12V供电，此时+12V电流高达4.22A 。6800U 这款显卡破天荒在显卡上集成了两个D 型电源接口，目的就是为了让两个接口并联平摊这部分电流，有效地降低接触电阻产生的集中高发热。可见建议电源：由于对+12V需求量很大，而且使用这种显卡一般都配合高端CPU ，为了避免显卡和CPU 争抢

25、+12V输出电流，因此双路输出的ATX+12V 2.0高功率电源400W 是基本配置。双 6800U SLI烧毁原因分析：现在就来分析一下为什么在文章开头所提到的双6800U SLI会烧毁。单块6800U 显卡需要+12V输出至少4.5A 的电流，那么两块就是9A ，当然测试用CPU 完全靠+12V供电，A64 FX设计功耗高达110W ，不算电路转换损耗也需要+12V输出将近9A 的电流，再加上电脑系统中的其他设备，+12V没有22A 以上的输出是根本不可能带起来的。一般ATX+12V 1.3版的电源+12V输出最高只有18A （Intel 标准），400W 以上的大功率电源实

26、际上+12V输出没有任何改善，多余的功率都集中在了+5V和+3.3V上面。这些电源在+12V输出电流过大，超标工作的情况下不但供电线材损耗非常大，而且+12V输出电压也变得非常不稳定、波动范围较大，如此一来隐患重重。电压过高烧毁显卡就可想而知了。以上的+12V所需电流都是以实际测试测试数据为准，如果按官方公布的标准推算下来的话，对于+12V的要求将更高，在电源的选择上必须要留有余量，这也就是 建议单块6800U 显卡使用480W 功率电源的原因。双卡SLI 虽然没那么夸张，但双路+12V输出是必须的，而且每路输出最好都能达到18A ，500W ATX+12V 2.0电源是最佳选择。

27、总结：摩尔定律一直暗中左右着集成电路芯片的发展，因此显卡功耗不断上升的趋势暂时是无法改变的，唯一所能做的就是满足这些显卡的胃口，提供更大的输出功率给他。很显然，电脑接口标准的制定者很想让显卡的规格统一化，从AGP 到PCIE ，显卡从接口处能获得的电能增加了不少，他们做出的努力没有白费，目前主流的 、 以及ATI 最新的 都无需外接供电，这样可以省事不少，无论厂商还是用户都非常乐意。但是PCIE 有限的功率输出还是出现了一些弊端，据非正式消息指出，ATI 显卡超频能力不佳很可能是因为受到PCIE 供电不足的限制，所以外接供电还是必不可少的。显卡

28、的供电经过数次变动最终还是采用了和CPU 相同的做法。或许将来“ATX +12V 3.0”标准出炉之后，三路+12V输出分给CPU 、显卡和其他设备，到时候显卡就能真正与CPU“各自为政、分庭抗立”了。最后不得不感叹显卡供电真是任重而道远！不过无论其供电方式有什么改变，最终都需要一款合适的电源支持，因此对于用户来说选则一款门当户对电源才是最重要的！最后参考主流显卡的供电方案、结合实际情况在搭配同档次CPU 的情况下对于电源的选择做出合理的选择：6800U ：主要靠外接+12V供电，实际功率70-80W ，400W 2.0版电源 ：主要靠外接+12V供电，实际功率55-65W ，350W 2.0版电源6800标板：+12V至少需要2A ，实际功率40W 以上，350W 1.3版电源（2.0版更佳） 5950U ：+12V、+5V、+3.3V需求都比较平均，实际功率75-80W 以上，400W 以上1.3版电源5900U ：主要靠外接+12V供电，实际功率60W 以上，400W 1.3版电源（2.0版更佳） 5700U ：+12V至少需要2A ，实际功率不到50W ，300W 1.3版电源5700：无需外接供电，超频到470/660实际功耗26W ，在AGP 的能力范围之内AGP供电特点分析力不从心而降的因素分析，电源的选择依CPU 而定，普通250W 。