【科普】PC主要硬件CPU、主板、顯卡的電源需求

實(shí)際上我們PC里面的硬件，對(duì)供電電壓的要求是不一樣的，因此PC電源要針對(duì)不同的硬件輸出不同的電壓。只是為什么這些電壓對(duì)應(yīng)的輸出功率各有不同呢？具體硬件需要的具體電壓是什么呢？我們相信大部分的玩家看見(jiàn)這兩個(gè)問(wèn)題后都是一臉懵逼。

現(xiàn)在隨便翻出一個(gè)正規(guī)的PC電源，我們都可以在銘牌上看到其+12V、+3.3V、+5V、-12V以及+5VSB的輸出規(guī)格，這5個(gè)電壓同時(shí)也是PC主機(jī)內(nèi)部各個(gè)硬件所需要使用的供電電壓。不過(guò)并不是每一個(gè)硬件都會(huì)用到這些電壓，實(shí)際上它們的需要是各有不同的，因此我們就先來(lái)扒一扒關(guān)于PC內(nèi)部主要硬件 即CPU、主板、內(nèi)存、顯卡、硬盤的供電電壓需求。

主板與內(nèi)存的供電電壓需求：

首先我們從主板開(kāi)始，主板在PC中的地位就像是地面上的橋梁，CPU、顯卡、內(nèi)存等硬件的供電與數(shù)據(jù)交換都需用經(jīng)過(guò)主板完成的。連接在主板上的接口主要有兩個(gè)，一個(gè)是CPU專用的供電接口，關(guān)于這個(gè)接口我們后面再說(shuō)；另外一個(gè)則是24pin的主供電接口，這個(gè)也是PC中體積最大的供電接口，主要為搭載在主板上的各種硬件進(jìn)行供電。

24pin主供電接口，5路電壓都有涉及

主板上的24pin供電接口就用到了PC電源上全部5種供電電壓，即+12V、+3.3V、+5V、-12V以及+5VSB，另外還有一個(gè)-5V，不過(guò)這個(gè)電壓對(duì)應(yīng)的硬件和接口實(shí)際上早已淘汰，因此現(xiàn)在的PC電源已經(jīng)不再提供-5V供電，在24pin接口中的這一路僅是名義上的存在。

搭載在主板上各種板載芯片主要用到的供電是+5V和+3.3V，而+12V則主要供給PCI-E、PCI插槽以及風(fēng)扇接口使用，其中PCI-E插槽除了+12V外還會(huì)用到+3.3V的供電，PCI插槽則需要用到+12V、-12V以及+5V。內(nèi)存插槽所用到的供電是+3.3V，不過(guò)其額外配置有電壓轉(zhuǎn)換電路，會(huì)把+3.3V轉(zhuǎn)換為內(nèi)存的工作電壓如1.5V、1.2V等，再供給內(nèi)存使用。

USB接口則主要用到+5V供電，因此對(duì)于需要連接很多USB設(shè)備的玩家來(lái)說(shuō)，+5V供電的輸出功率不能太小。而-12V供電實(shí)際上需要用到的機(jī)會(huì)很小，即使用到也不需要高功率，因?yàn)樗皇墙o串口或者PCI接口設(shè)備做電平判斷使用，因此PC電源的-12V輸出功率大都不超過(guò)10W，甚至更低。

在主板供電需求當(dāng)中，+5VSB是一個(gè)比較特殊的存在。+5VSB也叫做+5V待機(jī)，因?yàn)檫@一路在開(kāi)機(jī)狀態(tài)下實(shí)際上是不需要使用的，反而是關(guān)機(jī)狀態(tài)下才需要使用。+5VSB在電源接上電源線并打上開(kāi)關(guān)后就馬上開(kāi)始輸出，主要是給主板上的主要芯片提供待機(jī)電流，便于快速喚醒和開(kāi)機(jī)使用。另外有部分主板在關(guān)機(jī)狀態(tài)下仍然支持通過(guò)USB接口給手機(jī)充電，這里也需要用到+5VSB。因此現(xiàn)在不少電源都比較注重+5VSB的輸出電流，一般都不會(huì)低于2A。

CPU的供電電壓需求：

電源的CPU供電接口，有4pin和8pin兩種，提供+12V供電

安裝在主板上的CPU可以說(shuō)是一個(gè)很特殊的存在，由于其功耗較高，因此為了保證CPU的正常運(yùn)作，它的供電是獨(dú)立出來(lái)，并不是從24pin接口取電，而是通過(guò)專用的4pin或8pin接口進(jìn)行供電，所需要的是+12V供電，然后再通過(guò)主板上的開(kāi)關(guān)電源電路轉(zhuǎn)變?yōu)镃PU的工作電壓。

需要注意的是，CPU的供電接口有4pin和8pin兩種，后者擁有更強(qiáng)的供電能力，不過(guò)一般來(lái)說(shuō)在8pin接口上使用4pin接口也是可以開(kāi)機(jī)，也能滿足正常使用需求的。不過(guò)如果你需要超頻，或者你使用的是高端CPU，而且主板有提供8pin CPU供電接口，我們建議還是買一個(gè)帶對(duì)應(yīng)接口的電源換上以保證整機(jī)穩(wěn)定性吧！

顯卡的供電電壓需求：

顯卡外接供電，有6pin和8pin兩種，提供+12V供電

現(xiàn)在顯卡的主流接口是PCI-E接口，因此其所需要的供電電壓有兩種，一個(gè)+3.3V，另外一個(gè)就是+12V。其中+3.3V主要是I/O芯片以及外圍電路的供電，功耗并不高，直接從PCI-E插槽獲取即可；而+12V則需要供給GPU以及顯存使用，可以說(shuō)是顯卡的主要供電來(lái)源，除了從PCI-E插槽上獲取外，中高端產(chǎn)品還需要從外接的6pin或8pin供電接口獲取。

顯卡的外接供電接口主要提供+12V供電，與CPU供電接口類似，8pin接口的供電能力比6pin接口更強(qiáng)，而且絕大部分的顯卡都需要把對(duì)應(yīng)的外接供電接口全部接上后才能正常工作。實(shí)際上現(xiàn)在的在PC的硬件功耗組成中，顯卡已經(jīng)占據(jù)了很大的一部分，可以說(shuō)它和CPU共同占據(jù)了整機(jī)接近80%的功耗。

機(jī)械硬盤與固態(tài)硬盤（SSD）的供電需求：

如今硬盤已經(jīng)分為了機(jī)械硬盤HDD和固態(tài)硬盤（SSD）兩大陣營(yíng)，雖然它們用到的供電接口都是SATA供電接口，但是它們所需要用到的電壓并不完全相同。3.5英寸機(jī)械硬盤所需要用到的電壓是+12V、+5V和+3.3V，其中+12V是供給電機(jī)使用，+5V和+3.3V則是主控電路使用，而2.5英寸硬盤則只需要+5V和+3.3V，因?yàn)楹笳叩碾姍C(jī)功耗比較低，+5V供電就可以滿足了。

不過(guò)現(xiàn)在的機(jī)械硬盤的主控電路并不一定需要+3.3V的供電，因?yàn)樗鼈兇蠖甲詭в?5V轉(zhuǎn)+3.3V的電壓轉(zhuǎn)換電路，因此即便只有+12V和+5V供電也可以正常工作，必須用到+3.3V的機(jī)會(huì)其實(shí)已經(jīng)大大減少。

SATA供電接口，包含有+3.3V、+5V和+12V供電

固態(tài)硬盤（SSD）則有SATA接口和PCI-E接口兩種，前者主要使用+5V和+3.3V供電，但是出于對(duì)供電兼容性的需求，它們同樣有在內(nèi)部做+5V轉(zhuǎn)+3.3V的電壓轉(zhuǎn)換電路，或直接使用可兼容兩種電壓的芯片，因此實(shí)際上SATA接口的固態(tài)硬盤只需要有+5V供電就可以正常工作。

而PCI-E接口（包括M.2接口）的固態(tài)硬盤則會(huì)用到+3.3V供電，可直接從PCI-E插槽上獲取。而有部分PCI-E接口固態(tài)硬盤會(huì)使用+12V供電，這是因?yàn)槠錁?biāo)配轉(zhuǎn)接卡甚至是其本體自帶有電壓轉(zhuǎn)換電路，會(huì)將+12V轉(zhuǎn)換成合適的電壓供固態(tài)硬盤使用。

D型4pin接口歷史悠久，可以提供+12V和+5V供電

剛才提到的硬盤內(nèi)部+5V和+3.3V電壓兼容的問(wèn)題，實(shí)際上是一種“歷史遺留問(wèn)題”，因?yàn)樵缙诘腎DE接口硬盤使用的還是老式的D型4pin接口，這個(gè)接口只有+12V和+5V供電。而在剛開(kāi)始推廣SATA接口的那段時(shí)間，由于不是每一個(gè)電源都有SATA接口，因此從D型4pin接口轉(zhuǎn)出SATA供電接口是不可避免的，前者并不具備+3.3V供電?？紤]到硬件兼容性，實(shí)際上幾乎所有SATA接口的產(chǎn)品都可以脫離+3.3V使用。

總結(jié)：+12V是供電大戶，+5V與+3.3V主攻外圍

最后我們來(lái)匯總下看看PC主要硬件所需要的供電電壓：

CPU：+12V

主板：+12V、+5V、+3.3V、-12V、+5VSB

內(nèi)存：+3.3V

顯卡：+3.3V 、+12V

機(jī)械硬盤：+12V、+5V、+3.3V

固態(tài)硬盤：+5V、+3.3V

+12V是供電大戶，因此它的地位最重要

從這個(gè)匯總我們可以看出，+12V、+5V和+3.3V供電對(duì)于PC硬件起到很重要的作用，因此這三路輸出的表現(xiàn)直接決定了PC電源的綜合性能。其中+12V供電是當(dāng)中的重中之重，CPU和顯卡都直接由+12V供電，因此+12V供電的功率占電源額定功率的大頭，一般來(lái)說(shuō)不低于70%，高端電源甚至把全部資源集中在+12V輸出上，+5V和+3.3V輸出則通過(guò)DC to DC電路從+12V中轉(zhuǎn)換出來(lái)。

+5V和+3.3V則主要是外圍設(shè)備以及控制芯片的供電，如顯卡上的外圍電路、USB接口供電以及固態(tài)硬盤的供電等，從功耗上來(lái)說(shuō)比+12V要低，但是涉及的設(shè)備和芯片很多，因此也不容忽視。-12V則主要是作為串口和PCI接口的電平判斷使用，不是主要的供電線路，因此其輸出功率普遍很低。

+5VSB是在關(guān)機(jī)狀態(tài)下使用的，PC的正常開(kāi)機(jī)以及快速喚醒全靠+5VSB，USB的關(guān)機(jī)充電功能也要依靠+5VSB，因此其重要性在PC電源中也不低，不過(guò)其功耗畢竟比較低，通常來(lái)說(shuō)有1A或以上輸出也就足夠了，不過(guò)現(xiàn)在很多高端電源都比較注重+5VSB的輸出，額定輸出電流2A到3A的電源比比皆是。