PCI Express für Grafikkarten

Die Spannungsversorgung

Die zukünftigen Grafikkarten mit PCI-Express-Schnittstelle verfügen über ein völlig neues Konzept der Spannungsversorgung. So fällt die bisherige 5-V-Spannungsschiene des AGP-Interface weg. Die PCI-Express-Grafikkarte erhält ausschließlich über die +3,3- und +12-V-Leitungen Energie. Aus diesen beiden Spannungsquellen müssen Baugruppen wie der Speicher (Core und I/O) und der Grafik-ASIC (Core und I/O) sowie die Display-Schnittstelle gespeist werden. Auch eine +5-V-Leitung - per Spannungsregler aus +12 V generiert - für den Anschluss von digitalen Monitoren ist notwendig.

Um eine einwandfreie Energieversorgung zu gewährleisten, sollen die Leitungswege vom Spannungsregler auf dem Mainboard zum PCI-Express-Stecker einen möglichst geringen Widerstand aufweisen. Außerdem müssen alle Spannungsleitungen mit hohen Kapazitäten gegen Spannungsstörungen abgesichert sein.

Der Spezifikation zufolge darf eine AGP-Grafikkarte maximal 25 Watt aufnehmen - einen Standard-Slot vorausgesetzt. Die Pro-50/110-Versionen mit modifiziertem Stecker benötigen entsprechend mehr. Die heutigen Standard-High-End-Grafikbeschleuniger benötigen unter Umgehung der Spezifikationen zirka 80 Watt. Wie das obere Diagramm zeigt, wird sich die Verlustleistung bei Grafikkarten bis 2006 nochmals verdoppeln.

Die PCI-Express-Arbeitsgruppe entwickelte in der Spezifikation 1.0a die neue Schnittstelle für Grafik-Boards mit 60 Watt Leistungsaufnahme. Doch noch vor der endgültigen Verabschiedung der finalen Spezifikationen hat man den Wert für Standard-Grafikkarten auf 75 Watt erhöht. Zudem laufen die ersten Studien für einen PCI-Express-Pro-Standard mit höher spezifizierten Werten für die Leistungsaufnahme - ähnlich dem AGP-Pro-Standard. Für Low-Profile-Grafikkarten bleibt die maximale Leistungsaufnahme von 25 Watt bestehen.

PCI-Express-x16-Spannungsversorgung

Spannung:	x16-Schnittstelle
+3,3 V
Toleranz	+/- 9 %
Max. Strom	3,0 A
+12 V
Toleranz	+/- 8 %
Max. Strom	5,5 A
+3,3 V aux
Toleranz	+/- 9 %
Max. Strom Wake-Modus	375 mA
Max. Strom Non-Wake-Modus	20 mA

Rechnerisch liefert die 3,3-V-Spannungsversorgung eine Leistung von 9,9 Watt. Zuzüglich der 66 Watt aus der +12-V-Spannungszuführung ergibt sich ein theoretischer Gesamtwert von 75,9 Watt.

Um diesen hohen Energiebedarf zu decken, sind Netzteile mit mindestens 300 Watt Ausgangsleistung und ein Stecker mit 2 x 12 Anschlüssen vorgeschrieben, wie sie bereits in Servern eingesetzt werden. In den bisherigen Desktop-Systemen genügt ein Netzteil nach ATX-Standard mit 2 x 10 Anschlüssen. Die neuen vier zusätzlichen Pins setzen sich zusammen aus einer +3,3-V-, 5-V- und 12-V-Spannungsleitung sowie einer Massezuführung.