Bei der Assemblierung eines PC-Systems oder Servers spielt die Wahl des richtigen Netzteils eine entscheidende Rolle. Zu den wichtigsten Auswahlkriterien zählt natürlich zunächst der Formfaktor. Doch allein der Formfaktor garantiert noch lange nicht, dass das Netzteil alle gewünschten Anschlüsse parat hält. die Hersteller der Netzteile haben trotz Spezifikationen einen Spielraum, den sie aus Kostengründen auch ausnutzen.

ATX12V ist ein empfohlenes Netzteilformat für Desktop-PCs. Die Spezifikation liegt aktuell in der Version 2.01 vor. Das entsprechende Pedant für Server- und Workstation-Anwendungen heißt EPS12V und trägt die Versionsnummer 1.0. Aber die Benennung des Formfaktors ist noch kein Garant für das "richtige" Netzteil. Denn die Spezifikation legt nur fest, welche Stecker zwingend vorhanden sein müssen. Sonderformen von Steckern, die Anzahl sowie optionale Stecker bleiben den Herstellern überlassen. Zusätzlich können die Netzteilproduzenten die Leistung des Netzteils selbst festlegen, denn die Spezifikationen legen nur bestimmte ausgewählte elektrische und mechanische Parameter für die Geräte fest.

Die beiden Netzteilformfaktoren im Überblick

Unter der Federführung von Intel sind alle relevanten Formfaktoren rund um Desktop-PCs auf der Website www.formfactors.org zusammengefasst. Neben Mainboard- oder Netzteilspezifikationen stehen den Geräteentwicklern dort Richtlinien für Systemdesigns zur Verfügung. Wie der Name suggeriert, beschreibt die Namensgebung des Formfaktors in erster Linie die mechanischen Abmessungen. Mit dem entsprechenden Formfaktor und dem damit verbundenen Einsatzgebiet sind dann die elektrischen Parameter verknüpft.

Die Server System Infrastructure ( www.ssiforum.org ) (SSI) besteht aus führenden Firmen der IT-Industrie, wie Intel, Dell, HP, IBM und Silicon Graphics. Der Schwerpunkt dieser Interessengemeinschaft liegt in der Standardisierung von Interfaces zwischen Komponenten wie Mainboards, Gehäusen und Spannungsversorgungen im Server- und Workstation-Umfeld. Die ATX- und EPS-Spezifikationen sind für die Netzteilhersteller Richtlinien, aber keine Verpflichtungen. Somit bieten sie genügend Spielraum für die unterschiedliche Konfiguration der Energielieferanten. Zum Beispiel können die Hersteller die Anzahl und die Art der Stecker sowie maximale Leistung des Netzteils selbst bestimmen. Eine zusätzliche Erschwernis für den Käufer sind die unterschiedlichen und nicht eindeutigen Bezeichnungen der Netzteile. So kann ein ATX12V-Netzteil zwar mit dem 2x2-poligen 12V-Stecker ausgestattet sein, aber nur über einen 2x10-poligen Hauptstromstecker verfügen.

Add-On-Stecker: 12 Volt

Zusätzlich führte das Formfaktors-Gremium den 2x2-poligen 12V-Stecker ein, da nicht mehr die 5V-stromleitungen zur Speisung des Prozessors herangezogen werden, sondern dies über 12V-Spannungsregler geschieht. der ATX12V Power Supply Design Guide ab Version 2.0 empfiehlt diesen 2x2-poligen 12V-Stecker bei Belastung der 12V-Stromleitungen größer 18A in Form eines zusätzlichen 12V-Leitungsstranges mit eigener Stromlimitierung. Der 2x4-polige 12V-stromstecker ist kein Bestandteil der ATX12V-Spezifikationen, sondern stammt aus den EPS12V-2.1-Spezifikationen der SSI-Initiative. Dieser besteht aus vier Masse- und 4 12V-Leitungen, die maximal 20A Strom liefern. Der vorwiegend in Servern eingesetzte Stecker wird als Prozessor-Power-Connector bezeichnet.

Peripherie-Stecker: Serial-ATA

Seit dem ATX12V Power Supply Design Guide Version 1.3, der im April 2003 herausgegeben wurde, ist der Serial-ATA-Power-Stecker fester Bestandteil der Spezifikationen. Allerdings bleibt es den Netzteilherstellern überlassen, ob sie diesen Stecker bei den Netzteilen anbieten. Dieser gehört nicht zur Pflichtausstattung. Der Connector versorgt die entsprechenden Festplatten mit Strom übereine 3,3V, 5V und 12V Leitung, inklusive zwei Massezuführungen.

Peripherie-Stecker: Laufwerke

Als Peripherie-Connector bezeichnen die ATX12V- und die EPS12V-Spezifikationen den vierpoligen Molex-Stecker für den Anschluss von IDE/SCSI-Festplatten oder CD-ROM Laufwerken. Über die Verbindung versorgt das Netzteil das Gerät mit einer5V und einer 12 V Spannung einschließlich zwei Massezuführungen. Häufig dient der Stecker auch für zusätzliche Stromversorgungen von optionalen Komponenten wie Wasserkühlungen oder AGP-Grafikkarten. Zu den spezifikationsübergreifenden Steckern zählt darüber hinaus der sogenannte Floppy-Power-Connector. Dieser Stecker verfügt über die gleichen Signalleitungen wie der Peripherie-Stecker und wird sowohl in ATX- als auch in EPS-Netzteilen verwendet.

Adaptervielfalt für hohe Leistung

Wer im Dschungel von Formfaktoren und verschiedenen Spezifikationen nicht das geeignete Netzteil mit den nötigen Steckern findet, hat die Möglichkeit, auf unterschiedliche Adapter zurückzugreifen. Teilweise legen Netzteilhersteller zu ihren Geräten die Umsetzer als Beigabe dazu. Mainboard- und Grafikkartenhersteller unterstützen neue Anschlussmöglichkeiten, indem sie die entsprechenden Adapterkabel mitliefern.

Nach Einführung der PCI-Express-Technologien haben sich die Anforderungen an die Stromversorgung der entsprechenden Komponenten geändert. An Stelle einer 20-poligen Stromversorgungsbuchse benötigt ein spezifikationskonformes Mainboard jetzt eine 24-polige Buchse. Die zunehmend eingesetzten Serial-ATA-Fetsplatten benötigen einen normierten Serial-ATA-Stromanschluss. Neben Mainboards inklusive der CPU entwickeln mittlerweile Grafikkarten einen enormen Strombedarf. Im High-End-Bereich kommen sie nicht ohne zusätzliche externe Stromversorgung über ein oder zwei Peripherie-Strombuchsen aus. Der direkte Anschluss ans Netzteil oder die Verwendung entsprechender Adapter für den Anschluss an den Energielieferanten ermöglichen es, den erhöhten Energiebedarf zu decken.

Stromstecker für Grafikkarten

Bereits die aktuelle Generation von High-End-Grafikkarten benötigt enorm viel elektrische Leistung. Die ATX-Spezifikation legt fest, dass der AGP-Slot maximal 25 Watt Leistung liefern kann. Benötigt die Einsteckkarte jedoch mehr Energie, muss sie diese bisher über ein oder zwei Peripheriebuchsen auf dem Grafikkartenboard direkt aus dem Netzteil beziehen. Um den Leistungsbedarf von PCI-Express-Grafikkarten von 75 bis 150 Watt zu gewährleisten, kreierte die PCI Express Workgroup unter Federführung der Grafikchip-Hersteller ATI und NVIDIA einen neuen 6-poligen Stromversorgungsstecker für High-End-Grafikkarten. Dieser besteht aus drei + 12 V- und drei Masseleitungen und soll den Leistungsbedarf von PCI-Express-Grafikkarten jenseits der spezifizierten 75 Watt decken.
 

Workstation-Stromstecker

Unverständlich bleibt, warum der PCI-Express-Arbeitskreis nicht auf einen bereits spezifizierten Stromversorgungsstecker wie den Workstation-Stromstecker zurückgreift. Dieser gehört zum optionalen Bestandteil der EPS12V-Spezifikation Revision 2.1 der SSI und ließe sich auch problemlos in die ATX12V-Vorgaben der Formfactors-org integrieren.
Der ebenfalls 6-polige Stecker besteht aus je zwei 3,3V-, 12V- und Masseleitungen. Mit dieser Leitungskombination könnte der Connector auch die nötige Energie für PCI-Express-Grafikkarten problemlos liefern.

Fazit

Mit der Einführung einer neuen PCI-Express-Plattform-Technologie haben sich die Anforderungen an die Stromversorgung geändert. Wenn man die neuen Komponenten ohne Adapterflickwerk einsetzen möchte, dann steht man vor einem Dilemma. Es existieren eine Fülle von Spezifikationen und darüber hinaus Netzteile mit einer großen Vielfalt unterschiedlicher Stecker. Als Energiequelle für Desktop-PCs, Workstations oder Server setzen die Hersteller in der Regel ATX- oder EPS-Netzteile beziehungsweise deren Sonderformen ein. Allerdings variiert je nach Ausstattung der Steckerkonfiguration. Besonders wichtig ist, nach welcher Spezifikationsversion das Netzteil hergestellt wurde. Ist es zum Beispiel nach der ATX-Spezifikation 1.3 gefertigt worden, besitzt es nur einen 20-poligen, statt eines 24-poligen Hauptstromversorgungssteckers. Auch der 2x2-polige 12V-Stecker zählt erst seit der Revision 2.0 zum Standard. Was verwundert ist die Tatsache, dass der Serial-ATA-Stecker mittlerweile seit der Revision 1.3 (April 2003) fest zum Repertoire des ATX12V-Netzteils gehört. Allerdings statten die wenigsten Hersteller ihre Netzteile mit diesem Stecker aus.
Auch die Stromversorgung der Grafikkarten behandeln die Hersteller noch recht stiefmütterlich. Bisher versorgten Peripheriestecker die Platinen mit Energie, doch mit der Einführung von PCI-Express-Grafikkarten ist ein spezieller 2x3-poliger 12V-Stecker notwendig, der bisher nur sporadisch anzutreffen ist.
Wer seinem PC-System neue Komponenten gönnen möchte, muss nicht zwangsläufig sein altes Netzteil verschrotten, nur weil bestimmte Stecker nicht vorhanden sind. Oft ist es preiswerter, auf Adapter zurückzugreifen. Zusätzlich sollte man prüfen, ob Mainboard- oder Grafikkartenhersteller diesen Stecker dem Lieferumfang beigeben.

Die aktuelle ATX-Spezifikation schreibt vor, welche Stromstärken ein Netzteil liefern können muss:

Ausgang

Min. Spannung

Max. Spannung

Toleranz

Min. Strom

Max. Strom

+ 3,3 V

+ 3,14 V

+ 3,47 V

 +/- 5 %

 0,3 A

 20,0 A

+ 5 V

+ 4,75 V

+ 5,25 V

 +/- 5 %

 1,0 A

 30,0 A

+ 12 V*

+ 11,4 0V

+ 12,60 V

 +/- 5 %

 0,0 A

 12,0 A

- 5 V

- 4,5 V

- 5,50 V

 +/-10 %

 0,0 A

 - 0,3 A

- 12 V

- 10,80 V

- 13,20 V

 +/- 10 %

 0,0 A

 - 0,8 A

+ 5 VSB

+ 4,75 V

+ 5,25 V

 + / - 5 %

 0,0 A

 1,5 A

 
* Bei Vollast sind Toleranzen von +/- 10 % erlaubt

 

Typisches Anzeichen für ein zu schwaches Netzteil können sein:

Die ATX-2.03 Spezifikation verlangt mindestens fünf verschiedene Stecker am Netzteil (siehe auch Tabelle):



 

20-poliger Main-Power Anschluss 24-poliger Main-Power Anschluss + 12 V Power Anschluss

Peripheral Power Floppy Drive Anschluss Aux-Power Anschluss

Seit dem 1. Januar 2001 erfasst die EMV-Norm für Oberschwingungsströme auch PCs, womit die PFC (Power Factor Correction = Leistungsfaktorkorrektur) zur Pflicht wurde. Noch immer sind Netzteile ohne PFC zu haben, diese sollten Sie aber nicht mehr kaufen. Günstigere Geräte besitzen eine passive PFC in Form einer Drossel, besser ist eine aktive PFC in Form eines PWM Schaltreglers.

Auf der Rückseite jedes Netzteils findet man eine Kaltgeräte-Eingangsbuchse. Sollten Sie mit dem PC auch auf Reisen gehen, achten Sie auf einen Spannungsumschalter zwischen 115 und 230 Volt, dieser ist keine Selbstverständlichkeit. Bei ATX wird der PC nur durch einen Taster ein- und ausgeschaltet, das Mainboard bezieht ständig Strom aus der +5 Volt-SB-Leitung (z.B für Wake-On-LAN, Wake-On-Keyboard, usw.). Um den PC vollständig vom Netz zu trennen, besitzen einige Netzteile zusätzlich einen Schalter auf der Rückseite. Zur Kühlung sieht die ATX-2.03 Spezifikation einen Lüfter (80 mm oder größer) mit einer Förderleistung von 25 bis 30 CFM (Cubic Feet per Meter = Kubikfuß/Minute) vor. Einige Netzteile, wie z.B. von Enermax, verfügen über einen zweiten Lüfter zur gleichzeitigen Gehäuseentlüftung. Eine Wohltat für die Ohren ist ein temperaturgeregelter Lüfter: Dieser misst die Temperatur des Netzteils und dreht nur dann mit voller Drehzahl, wenn es wirklich nötig ist. Einige Modelle sind auch mit einem Kabel zur Drehzahlüberwachung ausgestattet (2-adrig belegter 3-Pin-Stecker). Dieser wird ans Mainboard auf einen freien Lüfteranschluss gesteckt (z.B. System Fan), damit Sie die Lüfterdrehzahl im BIOS oder im Betriebssystem mit geeigneter Software auslesen können. Eine weitere Geräuschquelle weisen passiv leistungsfaktorkorrigierte Netzteile auf. Die Drossel gibt dabei über das Netzteilgehäuse ein leichtes Brummgeräusch von sich.

 


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Zuletzt geändert am: 04. Mai 2005