コンピューターグラフィックカードが、単一のプラス線とマイナス線だけのコネクタではなく、8ピン（4本のプラス線と4本のマイナス線）コネクタを使用するのはなぜですか？

私は、コンピュータグラフィックカードが、プラスとマイナスのワイヤが1本だけのコネクタではなく、8ピン（プラスとマイナスの4本のワイヤ）コネクタを使用する理由をいつも考えていました。

これにより、単一の太いワイヤとより高価な高電流コネクタの代わりに、複数の安価なコネクタとワイヤを使用できます。複数の細いワイヤは、太いワイヤよりも柔軟です。回路基板上の複数のピンにより、PCB上の高電流を追跡する問題が緩和されます。

電力の取り扱いだけでなく、ケーブルの電圧降下も適切に制御する必要があります。

1. 単一の接続が確実に提供できるよりも多くの電流を許容するため。
2. 全体の抵抗を低くするため、電圧降下を小さくします。
3. 個々の接続が老化するにつれて、酸化、汚れなどにより抵抗が増加するため、冗長性のため。

よると、PCIeの電気仕様、電源コネクタは+12 Vを供給するように指定されており、2x3コネクタは75 W、または2x4で150 Wを供給できます。高電力PCIeデバイス（一般にGPU）は、PCIe電源コネクタとエッジコネクタからの25 Wの組み合わせにより、最大300 Wを引き出すことができます。

このドキュメントの第3章では、次のことに言及しています。

• 標準のx16エッジコネクタから供給される+ 12Vと、専用の2 x 3および/または2 x 4補助電源コネクタを介して供給される追加の+ 12Vは、独立した個別のシステム電源レールから供給されるものとして扱う必要があります。
• 異なるコネクタからの異なる+ 12V入力電位は、PCI Express 225 W / 300 Wアドインカードのどの点でも電気的に短絡しないでください。
• 単一の2 x 3または2 x 4補助電源コネクタの電源ピンは、一緒に短絡できます。

そのため、すべてのワイヤがハーネスで結合されている場合、コネクタごとに違いはない可能性があります。Molexコネクタのすべてのピンにそれを分割するとコストがかかると考えられます。

電源が実際にどのように配線されているかはわかりませんが、電源は一般にいくつかのレールに分割されています。それらを負荷のポイントに近づけることは、何らかの規制に役立つかもしれません。

GPUには通常、いくつか（10〜20）の電圧フェーズがあり、それらを組み合わせてGPUコアとメモリに最大200 A @ 1 Vを供給できます。例として、Nvidia Titan Vには2x3および2x4コネクタがあり、最大250 Wの熱を生成できます。GamersNexusは1つを分解し、電力供給回路を調べました。

GPUが多くの電流を消費するという事実に起因するいくつかの理由。

GPUは、これらのコネクタの1つを介して100 Wを消費する場合があります。12ボルトでは、8アンペアです。ワイヤを流れる大電流は、ワイヤの抵抗に比例して、ワイヤの一端から他端への電圧降下を生成します。これにより、GPUの電圧が低下し、ワイヤの電力が失われるため、電力伝送の効率が低下し、ケースの熱が多くなります。

電圧降下は、主に2つの方法で軽減できます。1つは、より大きなワイヤを使用するか、複数のワイヤを並列に配置することにより、配線の抵抗を下げることです。抵抗を下げると、電圧降下が少なくなり、効率が上がります。別の解決策は、電流を流さない追加の電圧検知ワイヤを追加して、電源が負荷の電圧を検知および調整し、ワイヤの電圧降下を補償できるようにすることです。

もう1つの要因は、機械的な懸念です。太いワイヤは細いワイヤよりも柔軟性が低いため、ケーブルの配線が困難になり、曲げ半径の問題が発生し、コネクタおよび回路基板へのストレスが増大します。複数のピンを使用すると、接触表面積が増加し、接触抵抗が減少します。並列電流パスは、ある程度の冗長性も提供します。

8ピンPCIe電源コネクタは、3つの並列電源ピン、3つの並列接地ピン、および電圧検出ピンのペアの両方のソリューションを使用します。3本の並列電源ピンを使用すると、ケーブルを介した電圧降下が低くなり、柔軟性が向上します。また、センスピンは負荷に実際に12ボルトが供給されるようにします。

答えは平凡です。2x3および2x4コネクタは電源のデフォルト出力であるため、「すべて」のシステムで使用できます。また、75Wまたは100Wの出力を得るために特別な電源は必要ありません。

また、個々の電力が低いと、より小さなコンポーネントを使用して、GPUカード上のトランスが簡素化される場合があります。