Warum verwenden Grafikkarten-Stromkabel (PCIe usw.) mehr als zwei Drähte?

High-End-Grafikkarten benötigen mehr Strom, als über den PCI-Steckplatz geliefert werden kann. Eine Möglichkeit wäre gewesen, die zusätzliche Leistung über einen 4-poligen Molex- oder SATA-Stromanschluss zu liefern, aber neuere Grafikkarten benötigen noch mehr Leistung, als diese liefern können.

Die Computerindustrie hat eine Reihe von „ PCIe-Stromanschlüssen “ eingeführt, die jeweils zwei Stiftreihen haben: eine für +12 V und eine für Masse. Die späteren Anschlüsse fügen mehr Pins (4 -> 6 -> 8) und mehr Drähte hinzu, um mehr Strom zu führen.

Frage: Warum hat sich die Industrie entschieden, mehr Stifte hinzuzufügen, anstatt dickere Drähte zu verwenden? Gibt es insbesondere einen Grund für die elektrische Sicherheit/Zuverlässigkeit für die Verwendung einer größeren Anzahl von Schwachstromleitern anstelle einer kleineren Anzahl von Hochstromleitern?

Das Hinzufügen von doppelt so vielen Pins erhöht den Preis für Stecker und Kabel viel stärker als die Verwendung von Pins und Drähten, die für den doppelten Strom ausgelegt sind (natürlich bis zu einem gewissen Punkt, aber PCIe ist noch lange nicht an dem Punkt, an dem die Rendite sinkt). Theoretisch können Sie anstelle eines einzelnen 8-poligen Kabels ein Paar 4-poliger Kabel verwenden, aber in der Praxis passiert dies nicht wirklich oft und ich bezweifle, dass dies der entscheidende Faktor war.

Ich kann sicherlich sehen, wie Hersteller sicherstellen wollen, dass Benutzer kein Schwachstromkabel an Hochstromsteckern verwenden. Wenn sie also bei der 2-Leiter-Verkabelung geblieben wären, hätten sie den Stecker sicher nicht unverändert gelassen . Höchstwahrscheinlich hätten sie die Codierung an der Buchse angepasst (das ist eine großartige Sache an diesen Mini-Fit-Steckverbindern von Molex, sie haben eine exponentiell große Auswahl an Codierungen, um die Leute davon abzuhalten, dumme Dinge zu tun).

Ein dicker Draht ist extrem steif...
Je dicker der Draht, desto größer der Biegeradius.
Das und wenn sie den gleichen Stecker, aber mit dickeren Drähten verwenden, würde jemand unweigerlich ein altes Modell mit dünneren Drähten haben und dieses für eine neue Karte verwenden, ohne anzuhalten, um es zu überprüfen. Eine wichtige Lektion in der Technik lautet: „Annehmen, der Benutzer ist ein Idiot.“ - viele werden es nicht sein, aber es gibt immer einen!
Danke helloworld992 und Ignacio, das klingt nach der Antwort!
@TomCarpenter sieht aus, als hätten Sie sich nicht die Mühe gemacht, den letzten Absatz der Frage zu lesen ...
Das Hinzufügen von Keying zu einem Stecker kostet extra - selbst wenn es nur darum geht, einen Stift zum Polarisieren in den Stecker zu stecken ... und sie fallen manchmal heraus oder werden vergessen. Jeder zusätzliche Schritt, bei dem eine Person etwas tun muss, erhöht die Kosten. Sie könnten es automatisieren, aber das NRE kann für etwas, das als Nische angesehen werden könnte, riesig sein.
Es geht nicht nur um die Kabel, sondern auch um die Anschlüsse. Sie müssten für höhere Ströme ausgelegt sein. Ich hatte ein modulares Netzteil und eines Tages fing der PCIE-Anschluss Feuer, nicht das Kabel.

Antworten (1)

Modularität

Wie @helloworld922 und @Ignacio Vazquez-Abrams betonen, ist ein dicker Draht in den engen Grenzen eines Computergehäuses (das immer kleiner wird, um den Vorlieben der Verbraucher gerecht zu werden) äußerst schwierig zu handhaben. Der Stromanschluss ist an einer Karte angebracht, die den Biegeradius innerhalb des angegebenen Abstands zur benachbarten Karte verlassen muss, sodass nur eine begrenzte Möglichkeit besteht, den Draht dicker zu machen. Darüber hinaus bietet die Unterbringung dickerer Drähte weniger Optionen für die Platzierung und Führung der PCB, was das Design der PCB und das Garantieren einer ausreichenden Luftströmung um das Kabel- und Verbindersystem herum schwieriger macht.

Durch die Verwendung mehrerer Verbindungspunkte kann die Spezifikation zukünftige Reduzierungen des Leistungsbedarfs oder Unterschiede zwischen High-End-Karten mit sehr hohen Anforderungen und kleineren/Low-End-Karten mit weniger berücksichtigen. Dies ist besonders wichtig in der modernen Computerära, in der die Leistung aus der Parallelisierung stammt (mehr Kerne anstelle von leistungsstärkeren).

Verbrauchersicherheit/Verwirrung

@Tom Carpenter schreibt: „Das und wenn sie den gleichen Stecker, aber mit dickeren Drähten verwenden würden, würde jemand unweigerlich ein altes Modell mit dünneren Drähten haben und dieses für eine neue Karte verwenden, ohne anzuhalten, um es zu überprüfen. Eine wichtige Lektion in der Technik ist: Annehmen der Benutzer ist ein Idiot. Viele werden es nicht sein, aber es gibt immer einen!“ -- Es ist ein passender Rat. Außerdem würden viele Benutzer durch die subtilen Unterschiede verwirrt werden.

Kosten

Die Kosten sind nicht offensichtlich, aber es ist wahrscheinlich viel billiger, es so zu implementieren, wie es in der PCIe-Spezifikation gemacht wurde. Der Großteil der Kosten bei Kabelkonfektionen mit kurzen Auflagen entfällt tatsächlich auf die Herstellung der Abschlüsse (Endverbinder) und die Montage dieser Abschlüsse am Kabel – nicht das Kabel selbst. Dickere Kabel haben eine viel geringere Ausbeute, wenn Crimp- oder Isolationsverdrängungs-Fertigungstechniken verwendet werden, und die größeren Kabel, die zur Erfüllung der PCIe-Leistungsziele erforderlich sind, würden wahrscheinlich nicht in die vorhandenen Werkzeuge und Maschinen passen, die zur Montage der Molex-, Audio- und anderen PC-Verkabelung verwendet werden. PC-Verkabelung wird in so großen Stückzahlen hergestellt, dass selbst kleine Ertragsunterschiede einen erheblichen Unterschied machen.

Dickere Kabel haben viel geringere Erträge, wenn Crimp- oder Isolationsverdrängungs-Fertigungstechniken verwendet werden - ah, daran hatte ich nicht gedacht. Sehr guter Punkt.
Gilt die Antwort bei 16-Pin-Anschlüssen auf Nvidia-Karten noch?
@J'e - Würde die kontinuierliche Zunahme der Anzahl von Dirigenten gegenüber größeren Dirigenten die Antwort nicht nur weiter beweisen?