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ATX電源の12v1 12v2 などの計算

2015.02.04.Wed.22:07

まえがき


ATX電源の12vは高消費電力なグラフィックカードなどで重要な要素である。
近年では12vを2系統以上に分割する電源などがあり、計算がやや難しくなっている。
さらに、ネット上では計算方法が間違っているにも関わらずさも正しいかのように解説する文章が散見される。
ここでは怪しい計算ツールなど使わずに普通に計算していくことにする。
(実際四則演算ができれば余裕なのでこれができない奴はかなりヤバい)

とは言え自分も専門家ではないので手探り。正しいという保証はできない。

正しい(と私が信じている)計算



まず、今回の計算で使う機器を紹介

電源 : KT-F600-12A
グラボ: MSI GTX 580 lightning 最大260W
cpu : i5 -3470 TDP77w
簡単のためその他機器は省略する

まず一見してみてわかるように、粗悪電源と電気食いのグラボという最悪の組み合わせである。とりあえずはこの構成が理論上動作するかということを考える。

KT-F600-12Aのレーン構成は以下である
power-600.jpg

見どころは12v1,12v2だ。それぞれ22Aで合計して最大432Wとなっている。
つまり、余裕があるうちは22A出力が可能だが、12Vの消費電力が432W以上になるような出力は不可能ということだ。早速計算していこう。

断っておくが、この電源は12v1がマザーボードのATX12V 8pinにつながっている。(回路を確認済み)
普通の電源は12v2がマザーボード用だったりするので注意が必要だ。

まず、12V全体の消費電力を考えよう
ここで普通はCPUの77WにGPUの260Wを足して337Wとするが、ここで9Wを引いておきます(これは「おまじない」と思ってください。あとで説明します。)

さて、337-9=328であり、328/432=0.75です。全体としては大丈夫ですね。
また、432/12/2=16Aで、それぞれのレーンが16A以下なら計算が簡単になります。

CPUは77Wを見ておけばいいので、77/12=6.4Aが12v1からCPUに供給される。12v1の残りAは22-6.4=15.6A
次に、これが大事なのだが、PCIeの消費電力を考える。これはPCIe x16からグラボ側に供給される電力である。
この記事によると、PCIe x16は最大75wの電源を供給でき、そのうち66W(5.5A)は12Vから供給される。残りの9Wは3.3Vからだ。これが最初に9Wを引いた理由である。

仮に12v1が最大の66W供給したとすると、これは5.5Aに相当する。 よって15.6-5.5=10.1Aが残り、12v1の合計消費電力は12Vx11.9A=142.8Wが最大だ。

ここで、MSI GTX580 Lightningの消費電力260WからPCIeスロットから供給される75Wを引くと185Wであるから、これが12v2から供給されれば良いということになる。

185/12 = 15.4Aであり、16Aは超えていない。
よってこれで12Vは計算終わりである。もしここで16Aを超えていたら、消費電力による各レーンのA減少を考える。

3.3Vは9W消費している仮定だが、これは余裕がありそう。
また、5.5Vも余裕がありそうだ。

一応これで電源の計算は終わり。
結論としては「理想的には動くが、PCIeの供給量による」です
仮定ばかりの計算になったが、概ね間違ってはいないと思う。

このように、12Vの計算はPCIeからの供給を考えるべきだ。
某計算機のような12v2(CPU)などという計算は全くもってナンセンスであると思う。マザーボード側に供給される電力はある程度PCIeからグラフィックカードに供給されるので、それを考慮すべきである。CPUとGPUへの供給が同じレーンでされる以上、片方のレーンをCPU用に限定するのは計算の正確性を損なう。W数が小さければ良いが、最大75W(12Vでは66W)は大きな誤差を生むからだ。


走り書きしたので間違いがある気がしてならない。ぜひ指摘してください。
















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コメント
No title
たしかに電源容量の計算は大雑把なことが多いですよね。
あわせて覚えておきたいのがPCI Expressの供給可能電力は、
スロット 75W
6pin 75W
8pin 150W
と決まっているということです。
75W(コネクタなし)~300W(6+8pin)までが定義されおり、
おおよその消費電力はコネクタを見るだけで分かります。
8pinx2以上は公式ではないのであてになりませんが・・・。

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