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經過驗證的 Mini-ITX 平台，專為工業、邊緣和嵌入式系統環境的可靠部署而設計。
Mini-ITX 板功耗比較：高效節能的緊湊型系統工程
目錄
- 簡介
- 瞭解 Mini-ITX 系統的耗電量
- CPU 和 SoC 功率封套
- VRM、電源相位與板卡設計的影響
- 記憶體、儲存器和週邊設備功耗
- I/O 介面電源成本
- 內建模組及背景功耗
- PSU 效率效果
- 真實世界基準
- 電源效率指標
- Mini-ITX 與 Mini-PC 效率之爭
- 工程建議
1.簡介
對於嵌入式系統工程師、IT 架構師及 SFF 整合商而言，功耗是一個關鍵的設計參數。Mini-ITX 板卡在狹小的尺寸內提供密集的功能，但其實際的能源足跡會因平台、韌體和週邊整合的不同而有顯著的差異。本指南將詳細介紹如何選擇和配置省電的 ITX 平台，以平衡效能與散熱和能源預算。
2.瞭解 Mini-ITX 系統的耗電量
真正的系統功耗遠遠超過 CPU TDP。因素包括 VRM 效率、晶片組功耗，甚至是板上 I/O 控制器。
- 閒置變數： 使用相同 CPU 的 ITX 顯示板的功耗為 10-30 W
- 負載峰值： 配備 Thunderbolt 或 10GbE 的主機板功耗可能超過 120 W
「更換主機板讓我的系統閒置功耗從 38 W 降到 23 W，即使 CPU 和 RAM 都沒變」。- Homelab 論壇貢獻者
3.CPU 和 SoC 功率封套
APU vs 桌上型 CPU
AMD 的 Ryzen G APU (例如 5600G)的閒置功耗通常比完整的 Ryzen CPU 還要低，而 Intel 的 N100/N150 行動零件在某些建置中的閒置功耗低於 10 W。
| CPU 型號 | 閒置拉伸 | 負載拉伸 | 注意事項 |
|---|---|---|---|
| Intel N100 | 7 W | 15 W | 可進行被動冷卻 |
| Ryzen 5600G | 17 W | 65 W | 最佳 APU 平衡 |
| i5-12400 | 28 W | 89 W | 高 IPC，較高的樓層 |
4.VRM、電源相位和電路板設計的影響
主板層級的低效率通常會被忽略。10 相 VRM 看起來似乎過剩，但可以降低紋波、提高效率，並在負載下保持較低的溫度。
- 8+2 相 VRM： 較低的暫態功率損耗
- 便宜的 4 相板： 怠速時可能會更熱，多浪費 5-8 瓦的電力
5.記憶體、儲存設備和週邊設備的耗電量
記憶體類型和硬碟機選擇也會影響能源消耗：
- DDR4 vs DDR5： DDR4 在閒置時更有效率
- M.2 NVMe： 速度更快，但負載量比 SATA SSD 高
- 硬碟機： 即使在閒置狀態下也能消耗 4-5 W
6.I/O 介面電源成本
現代的 I/O 選項有很高的開銷：
| 介面 | 閒置高架電源 | 負載尖峰 |
|---|---|---|
| USB 3.2 | +2 W | +8 W（充電） |
| Thunderbolt 4 | +5 W | +15 W |
| 雙 HDMI | +2-3 W | +6 W（主動式監視器） |
7.內建模組及背景功耗
非 CPU 元件也很重要：
- Wi-Fi 模組： Intel AX210 閒置時的功耗為 1.5-2.2 W
- RGB LED IC： 1-2 W 的恆定電流
- 感測器與控制器： 來自溫度感測器、風扇 IC 的累積電流
8.PSU 效率效果
低負載行為
在 30-50 W 負載下，典型的 ATX 電源供應器遠低於其峰值效率。使用方式 白金級 SFX 或 DC-DC PicoPSU 用於專注於閒置的建置。
效率曲線表
| 電源供應器類型 | 30W 效率 | 100W 效率 |
|---|---|---|
| 標準 ATX 青銅 | ~70% | ~85% |
| SFX 鉑金 | ~88% | ~92% |
| PicoPSU 150XT | ~90% | 不適用 |
9.真實世界基準
抽樣的使用者報告和實驗室測量結果：
- Mini PC w/ N100： 空載 9.4 瓦，負載 24 瓦 (YouTube 測試)
- Ryzen 5700G ITX NAS： 閒置時 30 瓦，負載時 95 瓦 (使用 2× HDD)
- Z790 + i5-13400 + 10G： 閒置時 55 瓦，負載時 170 瓦
10.電源效率指標
使用以下方法評估實際世界的效率：
- 每瓦性能： 每瓦 FPS (遊戲)、每瓦 Mbps (NAS)、每瓦 MIPS (計算)
- 每瓦熱量： 測量每瓦負載的 C° 上升率
11.Mini-ITX vs Mini-PC 效率之爭
Mini-ITX 靈活、可升級且耐用，但卻不一定最省電。NUC 和類似的迷你電腦採用焊接的 CPU 和經過調整的韌體，在閒置功耗方面比 DIY ITX 平台高出 3 倍。
"我們的 NUC 在使用雙顯示器時的閒置功耗低於 8 W。在相同的作業系統負載下，同等級的 ITX 建置可運行 24-28 W"。- SFF 部署團隊
12.工程建議
設計檢核清單
- 挑選閒置功率低於 10 W 的系統單晶片
- 偏好 DDR4 和 PCIe Gen 3 硬碟機
- 停用不使用的板上 I/O（例如 TB4、RGB）
- 在穩定的情況下，使用 BIOS C 狀態和低壓狀態
BIOS 調校目標
ASPM- 啟用可節省 PCIe 電源C10 國家- 確保得到板卡/CPU 的支援核心電壓偏移- Ryzen 的典型值為 -0.05V 至 -0.15V
摘要
- 實際 Mini-ITX 電源使用量從 <10 W 閒置至 120 W+ 負載
- 在主機板、CPU、儲存設備和 PSU 層級進行最佳化，以降低耗電量
- 使用社區工具和測量來驗證能源足跡
如需其他調整資源、BIOS 省電範本或特定平台測試腳本，請造訪 迷你 ITX 板.
