Officiellement lancée le 13 septembre 2023, la norme ATX 3.1 succède à l’ATX 3.0 introduite en février 2022. Elle intègre la révision 5.1 de la spécification électromécanique PCIe (PCI-SIG CEM 5.1) et prend en compte l’ensemble des modifications techniques (ECN) publiées par le PCI-SIG.
Le principal changement concerne l’adoption du connecteur 12V-2×6, appelé à remplacer le 12VHPWR. Ce nouveau standard vise à améliorer la sécurité électrique tout en répondant aux besoins croissants des cartes graphiques modernes. D’autres ajustements notables allègent également les contraintes imposées aux blocs d’alimentation, notamment en matière de pics de puissance et de maintien de tension.
ATX 3.1 : Connecteur 12V-2×6 pour une Alimentation Plus Sûre
Le changement majeur introduit par la norme ATX 3.1 est l’apparition du connecteur 12V-2×6, qui remplace progressivement le 12VHPWR, dont les problèmes de sécurité sont bien documentés, notamment avec certaines cartes graphiques haut de gamme (voir notre dossier). Rétrocompatible, ce nouveau connecteur améliore la conception mécanique et introduit une gestion plus intelligente des broches de détection, réduisant significativement les risques de surchauffe ou de mauvais branchement.
Voici les principales caractéristiques techniques du 12V-2×6 selon la spécification ATX 3.1 :
- Capacité de puissance jusqu’à 1324,8 W par connecteur avec un écart thermique maximal de 30 °C par rapport à l’ambiante.
- Utilisation obligatoire de câbles 16 AWG et de contacts en alliage de cuivre pour garantir la stabilité.
- Force de rétention identique à celle de l’ATX 3.0 : 45 N de traction axiale.
- Identification visuelle « H++ » gravée sur le connecteur, à la place du « H+ » du 12VHPWR.
Un design optimisé pour une connexion sécurisée
La principale amélioration interne du 12V-2×6 par rapport au 12VHPWR réside dans la longueur des broches du connecteur. Les broches d’alimentation sont désormais plus longues, tandis que les broches de détection sont plus courtes.
Ce changement permet un mécanisme dit de « premier contact, dernier décrochage » : les broches d’alimentation établissent le contact avant les broches de signalisation, et sont les dernières à se déconnecter. Une séquence cruciale pour éviter les arcs électriques ou les alimentations accidentelles, absente du design du 12VHPWR initial.
Sur le plan dimensionnel, les broches de détection sont raccourcies de 0,1 mm, tandis que les conducteurs sont allongés de 0,15 mm. Une différence minime, mais suffisante pour assurer une connexion fiable et progressive.
Autre nouveauté importante : l’interprétation des broches de détection. Si ces deux broches sont laissées ouvertes (non connectées), l’alimentation ne fournit désormais aucun courant. Cela empêche toute alimentation accidentelle en cas de mauvais branchement ou d’absence de connecteur, réduisant ainsi les risques de surchauffe ou de fusion.
Norme ATX 3.1 : Nouvelles classes de puissance à 150W et 300W
Avec la norme ATX 3.1, le connecteur 12V-2×6 introduit deux nouvelles classes de puissance intermédiaires : 150W et 300W. Celles-ci permettent de mieux s’adapter aux besoins énergétiques des cartes graphiques de milieu de gamme ou à basse consommation.
La puissance délivrée dépend de la configuration des broches de détection :
- Pour 300W : la broche 0 est reliée à la masse, la broche 1 est laissée ouverte. C’est la configuration standard la plus simple à implémenter.
- Pour 150W : les broches 0 et 1 sont directement reliées entre elles, sans passage par la masse. Ce schéma nécessite généralement des câbles spécifiques ou des blocs d’alimentation compatibles.
Ces niveaux de puissance intermédiaires viennent compléter les classes déjà existantes (450W, 600W, etc.), offrant plus de flexibilité aux fabricants et réduisant les risques liés à une alimentation surdimensionnée ou mal configurée.
Deux variantes mécaniques du connecteur 12V-2×6
Bien que le connecteur 12V-2×6 soit normalisé, deux options mécaniques légèrement différentes sont prévues côté câble ou adaptateur. Ces variantes se distinguent par un détail sous les broches de détection :
- Option 1 : présence d’un épaulement de 0,7 mm sous les broches de détection.
- Option 2 : absence de cet épaulement.
Les dimensions extérieures sont en revanche identiques, garantissant une compatibilité globale.
Excursions de Puissance du Slot PCIe et Mise à Jour des Tableaux d’Alimentation
La norme ATX 3.1 introduit aussi des changements sur la gestion dynamique de la puissance via le slot PCIe, ainsi que sur les critères de test des pics de consommation.
- Le rail 12V du slot PCIe peut désormais atteindre des pics de 13,75 A pendant 100μs, soit 165 W, contre 5,5 A auparavant.
- Ces pics peuvent se prolonger jusqu’à 1 seconde, selon une courbe logarithmique définie dans la nouvelle spécification.
- Les rails 3.3 V restent exclus de toute excursion.
Par ailleurs, Intel a revu les cycles de test de charge :
- La puissance maximale reste à 200 % pendant 100 μs.
- Toutefois, le cycle de service a été réduit de moitié. Cela signifie que les pics doivent être plus espacés dans le temps, imposant une meilleure régulation aux blocs d’alimentation.
Enfin, le temps de maintien de tension a été revu :
- ATX 3.0 : 17 ms exigés à 100 % de charge
- ATX 3.1 : 12 ms exigés à 100 %, 17 ms recommandés à 80 %
Cette adaptation vise à tenir compte de la réalité technique des blocs modernes, où maintenir 17 ms à pleine charge n’est pas toujours nécessaire ni optimal.
| Norme | Connecteur natif | Pics instantanés | Hold-up Time | Déviation 12V | Efficacité 10W | ALPM | T1/T3 Boot |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ATX 2.4 | Aucun | Non spécifié | 17ms @100% | ±5% | Non requis | Non | T1 < 200ms |
| ATX 3.0 | 12VHPWR | 200% @100μs | 17ms @100% | -7%/+5% | ≥60% / Reco 70% | Oui | T1 < 150ms |
| ATX 3.1 | 12V-2×6 | idem 3.0 | 12ms @100%, 17ms @80% | idem 3.0 | idem | Oui | idem |
Précautions d’installation pour les câbles 12V-2×6
Pour garantir une connexion stable et éviter tout risque de surchauffe ou de détérioration, les câbles 12V-2×6 doivent respecter certaines contraintes mécaniques. Les faisceaux ne doivent pas être pliés juste après leur sortie du connecteur, ni être tendus ou comprimés. Toute contrainte physique excessive fragilise les contacts sertis.
La norme IPC/WHMA-A-620 définit les bonnes pratiques pour la fabrication et l’assemblage de câblages électroniques : types de matériaux, critères d’acceptation, méthodes de sertissage ou de soudure, et tolérances mécaniques admissibles.
Un problème fréquent dans les assemblages est la variabilité de résistance de contact entre les différentes broches. Cela peut entraîner un déséquilibre de courant : certaines broches supportent une charge supérieure à la normale, ce qui augmente localement la température. Ce phénomène est aggravé par les flexions de câble ou les charges latérales exercées sur le connecteur lorsqu’il est inséré dans une carte d’extension.
Les câbles, connecteurs et procédés de fabrication doivent donc être conçus pour tolérer ces déséquilibres éventuels sans dépasser les limites de courant par broche spécifiées.
Mesures et procédures de test
La résistance de contact de bas niveau (LLCR) est un indicateur essentiel pour évaluer la qualité des connexions électriques. Elle est mesurée avec une tension très faible afin de ne pas altérer les couches minces présentes sur les contacts, telles que les films d’oxyde. Le courant utilisé est lui aussi limité pour éviter toute élévation de température susceptible de modifier les résultats.
Pour valider la stabilité de la LLCR dans des conditions réelles, les tests incluent :
- 30 cycles d’accouplement (insertion/retrait du connecteur),
- application de charges latérales simulées,
- mesure de la résistance de chaque contact et calcul d’une moyenne.
Les résultats doivent respecter deux critères :
- La variation de résistance par rapport à la moyenne ne doit pas excéder 50 % dans toutes les conditions testées.
- La résistance de chaque contact ne doit pas dépasser 6 mΩ,
Contraintes thermiques et recommandations
Au-delà des contraintes mécaniques, les connecteurs doivent également respecter des limites thermiques strictes. Le flux de courant, combiné à la chaleur générée par les composants (notamment les shunts proches de 100 °C), peut entraîner une élévation localisée de température au niveau des broches d’alimentation.
Dans certains cas, des influences thermiques externes (rayonnement de la carte, obstruction du flux d’air) peuvent accentuer le phénomène. Cela oblige les fabricants à repenser la zone de connexion d’alimentation, en particulier dans les cartes à refroidissement par air, qui sont plus exposées.
Et le PCIe 5.1 dans tout ça ?
La norme ATX 3.1 repose également sur la révision PCIe CEM 5.1, publiée par le PCI-SIG. Bien que cette mise à jour n’apporte pas de hausse de bande passante (elle reste à 32 GT/s par ligne comme en PCIe 5.0), elle introduit plusieurs optimisations importantes pour mieux accompagner l’évolution des alimentations et des cartes d’extension.
Parmi les nouveautés les plus notables :
- Amélioration de la tolérance aux pics de courant, en cohérence avec les excursions autorisées par ATX 3.1.
- Optimisation thermique du slot PCIe, avec des exigences plus précises sur la dissipation autour des broches critiques.
- Ajout du Built-in ECC (Error Correction Code), une fonction de correction d’erreur intégrée destinée à fiabiliser les transferts à haute vitesse.
En résumé, PCIe 5.1 ne cherche pas à accélérer le débit, mais à renforcer la fiabilité électrique et thermique dans un contexte où les cartes graphiques et accélérateurs consomment de plus en plus.
Conclusion
La norme ATX 3.1 marque une évolution pragmatique de l’écosystème d’alimentation PC, en corrigeant plusieurs lacunes apparues avec l’ATX 3.0 et le connecteur 12VHPWR. L’introduction du 12V-2×6, mieux pensé sur le plan mécanique et électrique, renforce la sécurité tout en maintenant la compatibilité. Son intégration avec des classes de puissance intermédiaires (150W et 300W) apporte également plus de flexibilité aux fabricants.
En parallèle, les nouvelles tolérances de pics de puissance PCIe, la révision des courbes de test, ainsi que la réduction du temps de maintien de tension reflètent une volonté d’adapter les exigences aux réalités du matériel moderne, sans compromettre la fiabilité.
Enfin, même si la révision PCIe 5.1 n’augmente pas les performances brutes, elle joue un rôle important en consolidant l’infrastructure électrique et thermique autour du slot PCIe, avec des optimisations bienvenues.
L’ensemble de ces ajustements montre que la norme ATX continue d’évoluer non pas dans une logique de rupture, mais d’amélioration continue, en réponse directe aux problématiques concrètes rencontrées sur le terrain.
Pour découvrir quelles alimentations ATX 3.1 répondent réellement aux exigences d’une carte comme la RTX 5090, consulte notre guide dédié ici :
Meilleures alimentations ATX 3.1 pour la RTX 5090
Foire aux questions (FAQ)
Qu’est-ce que la norme ATX 3.1 ?
ATX 3.1 est une évolution de la norme ATX 3.0 pour les blocs d’alimentation PC. Elle introduit le connecteur 12V-2×6 (remplaçant du 12VHPWR), de nouvelles règles pour les pics de puissance PCIe, une meilleure gestion thermique et des exigences plus réalistes sur le temps de maintien de tension (hold-up time).
Le connecteur 12V-2×6 est-il compatible avec les anciens câbles 12VHPWR ?
Oui, les câbles modulaires 12VHPWR restent compatibles. Seule la forme du connecteur côté carte graphique évolue pour améliorer la sécurité (broches allongées, meilleure séquence de contact).
Peut-on utiliser une alimentation ATX 3.0 avec une RTX 5090 ?
Techniquement oui, si elle fournit assez de puissance et de stabilité, mais il est fortement recommandé d’opter pour une alimentation ATX 3.1. Elle assure une compatibilité optimale avec les pics de charge de la RTX 5090, tout en réduisant les risques de mauvais branchement.
Quelle est la différence entre PCIe 5.0 et PCIe 5.1 ?
PCIe 5.1 conserve la même bande passante que PCIe 5.0 (32 GT/s), mais apporte des améliorations en fiabilité : meilleure gestion thermique, tolérance aux pics de courant, et ajout du Built-in ECC (Error Correction Code) pour sécuriser les transferts.
Est-ce que toutes les nouvelles alimentations sont ATX 3.1 ?
Non. Beaucoup de blocs en vente sont encore en ATX 3.0. Pour éviter les confusions ou les modèles partiellement compatibles, vérifie bien la mention « ATX 3.1 » sur la fiche produit ou consulte notre sélection validée par les marques.
