Teoretický rozbor nových napájacích konektotov PCIe, ktoré si odbijú premiéru s GPU Ampere
Nové konektory na externé napájanie nadchádzajúcich GPU Nvidia Ampere sú už hotová vec. Po prototype 12-pinového adaptéru od Seasonicu tento konektor krátko na to v prezentačnom videu zoficiálnila aj Nvidia. O menšej fyzickej veľkosti už viete, ale tých zmien, ale eventuálne sa črtá viac vecí, ktoré môžu zlepšiť funkčné vlastnosti. Nie je to úplne jasné, ale najnovšie makro fotografie trochu predpovedajú aj iný, efektívnejší tvar jadra.
Či budú konektormi s dvanástimi pinmi vybavené všetky grafické karty, teda aj tie nereferenčný, zatiaľ nie je zrejmé. Nedá sa totiž vylúčiť, že niektorí výrobcovia v záujme nižších výrobných nákladov budú chcieť ušetriť a použijú zaužívané piny. Predsa len tých budú väčšie zásoby a takisto odpadá dodávka adaptéra. Ten by mohol byť súčasťou štandardného príslušenstva podobne ako bola svojho času 6-pinová redukcia z dvoch staručkých 4-pinových Molexov. Nvidia takýto adaptér ku svojim kartám dodávať bude, ale či tak urobia aj výrobcovia tretích strán, je už otázne. Takéto príplatkové príslušenstvo by však mohlo znevýhodňovať low-endové modely kariet, ktoré sa chcú dostať na dno cenníku.
Existuje aj možnosť, že sa tieto redukcie nebudú dodávať s grafikami, ale so zdrojmi. Takýto scenár naznačuje prvá séria zdrojov s nálepkou „Ampere ready“ – MSI MPG GF. Takáto možnosť je ale skôr menej pravdepodobná a práve v tomto konkrétnom prípade môže ísť len o šikovný marketing a snahu o vyššiu pozornosť, keďže sú to pre MSI vôbec prvé zdroje, ktoré bude pod svojou značkou predávať. Exaktne MSI v špecifikáciách o 12-pinovom konektore nič nepíše, takže podpora Ampere môže znamenať i to, o čom sme sa bavili vyššie a síce, že MSI už vie, že bude používať zaužívané 8-piny, čim by boli na ich grafiky tieto nové zdroje naozaj pripravené.
Silou mocou obchádzať nové konektory však z kvalitatívneho hľadiska nemusí byť úplne rozumné. To, či pripojíte k RTX 3090 dva 8-pinové konektory alebo jeden 12-pinový, môže byť asi skoro jedno. Tieto menšie viacvodičové konektory dávajú väčší význam až na OC edície kariet alebo pre ďalšie generácie, kde by už top modely mohli vyžadovať tri až štyri 8-piny namiesto dvoch 12-pinov, ale veríme, že takto pesimistická hardvérová budúcnosť nebude. Prečo však môžu dávať nové 12-piny zmysel aj z funkčného hľadiska (teda okrem toho, že zapájate o konektor menej)?
Pozrite sa pozorne na fotku v záhlaví článku, kde sú obidva konektory pekne vedľa seba s kolmým pohľadom na dutinky, respektíve kovové puzdro, ktoré je v kontakte s pinmi na grafickej karte. Vnútri 8-pinového je jasne vidieť výbežky – kontaktné plôšky. Ich plocha je však pomerne malá a prechodový odpor bude vysoký a spolu s ním bude vyššie, než by bolo možné dosiahnuť, aj zahrievanie. Na nových 12-pinoch tieto výbežky zreteľne vidieť nie sú, hoci kvalita dostupných fotografií je pomerne nízka a v skutočnosti vnútri konektora byť môžu. Pokiaľ tam však nie sú (alebo sú konštruované inak, lepšie, s väčšou kontaktnou plochou), bude zahrievanie vnútri konektora podstatne nižšie, čo by vzhľadom na menšie rozmery a i celkovo menšiu plochu dutiniek, dávalo celkom dobrý zmysel. Iná sa zdá byť aj konštrukcia samotných dutiniek. Zatiaľ čo v prípade 8-pinu je vidieť zárezy na dvoch stranách, vďaka čomu dochádza k želanému rozťahovaniu (pri inštalácii samčeka) a sťahovaniu (na voľno, bez pinu). Na 12-pine je tento zárez iba na jednej strane, takže nejaká zmena v konštrukcii byť môže a vo finále bude naozaj kontakt s pinom na väčšej ploche.
Túto teóriu o odlišnosti dutiniek výrazne spochybňuje detail pinov produktových fotografií konektoru, ktorý bude možné si zakúpiť samostatne napríklad na Amazone. Dutinky (aj piny) totiž vyzerajú na chlp rovnako ako tie, čo sa dodávajú s 8-pinovými konektormi. To však nemusí ešte nič znamenať a je možné, že fotky sú iba ilustračné a reálna podoba bude nakoniec odlišná. Predsa len ide o novú, skoro nedostupnú vec. Ale nedá sa vylúčiť ani to, že konštrukcia bude zodpovedať tej na fotkách, ale rôzni výrobcovia budú používať rôzne dutinky. Nemusí ísť totiž nutne o konektory vyrobené Molexom.
Špeciálne v nasledujúcom období sa dá očakávať príliv alternatívnych výrobcov s vlastným/prenajatým vstrekolisom, ktorí sa budú pokúšať o nižšie ceny. Niekoľko ich existuje už i teraz, trebárs v Číne. Takéto lacné napodobeniny mávajú často evidentne menej kvalitné plastové puzdrá a zrejme sa šetrí aj na kovových kontaktoch. Medzi obyčajným oceľovým a povedzme mosadzným môže byť výrazný rozdiel. Základom spoľahlivosti je totiž dobrá pružnosť a teda to, že sa dutinka pri zasunutí konektora dobre roztiahne a po vysunutí vráti zase stiahne do pôvodného tvaru. Pri menej kvalitných kovoch ten spätný proces nemusí mať požadovaný efekt. A pre nové 12-piny konštruované pre vysoké prúdy bude takéto správanie sa kľúčové.
Pozoruhodný na dostupnej porovnávajúcej fotke 12-pinového konektoru s 8-pinovým je aj prierez samotného vodiča, ktorý je na 12-pine väčší a na izolácii je dokonca vidieť aj maximálnu prevádzkovú teplotu (80 °C) do ktorej je stavaný. To však môže byť zbytočné (a plytvanie materiálom) pokiaľ prívodné vodiče priamo zo zdroja budú s menším prierezom. Pri natívnom zapojení by to bolo niečo iné, ale na to si ešte hodnú chvíľu počkáme.
Ak by sa naplnili predpovede s obopnutím pinu na väčšej ploche, tak sa môže, ale i nemusí zvýšiť mechanický odpor – konektory môžu ísť horšie dnu i von. Nastať by to nemuselo v prípade vhodne zvolených pružných materiálov, prípadne nejakých povrchových úprav na samotnom pine samčeka, ktorého podobizeň sa zatiaľ neobjavila. Na žiadny pád to síce nebude taká paráda, ako pri oválnych konektoroch FRB s oválnymi dutinkami, ale aj malé zlepšenie v tomto smere bude vítané. Každopádne to, či sa pri návrhu nových konektorov naozaj myslelo aj na zmenšenie prechodového elektrockého odporu alebo tento článok čítate zbytočne, bude jasnejšie snáď už 1. septembra, keď Nvidia odhalí väčšinu detailov ku grafickým kartám RTX 3000.
Z řezů je myslím patrné, že vložka má jeden zářez, ale také má kontaktní výčnělky o ploše přibližně třetinové vůči stěně celkově. V tomto výchozím formátu tedy nejspíš bude přechodový odpor větší problém. Ano, je zde možnost, že jiný šikovný výrobce využije té volné spodní stěny vložky (na níž není zářez pružení), nebo vložku úplně přepracuje, ale nezdá se to pravděpodobné.
Tie výčnelky nakoniec v novom 12-pine byť môžu, ale z dostupných materiálov asi len ťažko odhadovať, na akej ploche budú pin obopínať. Ten kontakt môže byť aj pri celkovo menšom výčneku na väčšej ploche. Stáčí, že tvar výčnelku nebude vypuklý až do cípu, ale vypuklé budú iba nábežné hrany a stred bude plochý. Alebo bude požitý materiál dutinky flexibílnejší a prítlakom sa viac deformuje a pin lepšie obshiahne. Práve týmto by sa mohla dosiahnuť tá násobne vyššia kontaktná plocha. Určite sa však nechcem hrať na to, že tomu nejako extra rozumiem, to vôbec nie… to len po konzultácii s kamarátom a nadšencom do elektroniky v jednej osobne, uvažujem nad možnými scenármi a tým, akými spôsobmi by mohol byť ten konektor oproti predošlému zdokonalený. Zatiaľ ale ani nevieme, na aké prúdové zaťaženie je nový konektor stavaný, takže asi nebudem prekvapený ani keď to bude naopak a síce, že ten prechodový odpor bude na 12-pine väčší a maximálna zaťaž na pin menšia.
Směrodatné je, jestli se o dokonalejší konstrukci někdo pokusil už dříve u osmipinu. I tam má taková úprava stejná opodstatnění. Pokud úprava s účelem snížit přechodový odpor a zahřívání dodnes neexistuje ani u nejprémiovějších modelů zdrojů (třeba nás někdo vyvede z omylu), těžko můžeme čekat změnu.
No, nevím. U většiny instalací to bude tak, že to bude drátový mezikus k dvěma 8-pinům. Tj. jeden přechod navíc, u modulárních zdrojů pak půjde celkem o tři přechody. Z mého pohledu tak nemá smysl řešit poslední přechod, když před ním jsou ještě další dvě „svářečky.“
Spíše se kloním k tomu, že chtěli jen ušetřit místo.
Pokud to bude Nvidia bundlovat ke svým FE kartám (jakože asi bude muset), tak není třeba dalšího spoje. Prostě dva 8-piny do zdroje, na druhém konci kabelu jeden 12-pin do karty a hotovo.
Přechod navíc dělá právě ta redukce z dvojice osmipinů, tzn. ten druhý osmipin zapojený do zdroje. Jestli někdo vydá zdroj s ryze dvanáctipinovým výstupem v zájmu snížení přechodového odporu, je otázka. Já osobně bych raději, aby se tento nový formát neprosadil, i když své opodstatnění může mít – napadá mě kombinace výkonné krátké karty s HBM pamětmi určené primárně do objemově úsporných ITX skříní.
Pokud existují rezervy na straně lisovacích/střižných nástrojů, tak bych se klonil spíše k tomu, aby je využili ke zdokonalení konektorů stávajících velikostí, než takto násilně pokoušeli limity. Včera jsem schválně zkoumal kabeláž ke svému RMx a pociťuju dosti prostoru ke zlepšení celkového dojmu.
Oni všechny tyto konektory existují už desítky let (v průmyslovém prostředí). Mají podrobnou specifikaci i s doporučeným maximálním proudem. Stejné to mají samotné dráty, kde každému AWG odpovídá přesná hodnota maximálního proudu. Stupně Celsia na drátech značí odolnost izolace než dojde k její deformaci.
Na prostoru největší referenční karty historie je takováto úspora sporná a s požadavkem na redukci celkově násilná a zbytečná (nemající ospravedlnění, pak podněcuje křečovité spekulace).
To je pravda, že tieto konektory v priemyselnom prostredí už nejaký čas existujú, pokiaľ sa teda bavíme o schematickom návrhu so shodným počtom, usporiadaním i prierezom vodičov. Nie sú ale práve tie priemeselné konektory oproti „počítačovým“ iné v tom, že majú lepšie/oválne dutinky a piny? https://cdn3.volusion.com/jjquh.rzfuc/v/vspfiles/photos/95351-2.jpg?v-cache=1596623320
Jsem přesvědčený, že kdyby někdo jádro konektorů oproti standardu opravdu vylepšil (a přinejmenším na straně modulárního spojení u zdroje by to bylo žádoucí), rozhodně by si to nenechal pro sebe a vyrukoval s tím v kampani.