NVIDIA GeForce RTX 4090 y un problema de diseño en la PCB

Sep 14, 2023

En general, la revisión de hoy afecta a todas las tarjetas gráficas que usan conexiones de alimentación externas, pero el adaptador 12VHPWR bastante pequeño y la capacidad de generar 600 vatios (y más) en algunas GeForce RTX 4090 obviamente hacen que las cosas se ajusten un poco. Hoy, mostraré cómo el uso de solo dos almohadillas puede reducir las temperaturas del conector en el 12VHPWR hasta en 15 (!) Kelvin y también explicaré dónde se originan principalmente las altas temperaturas y por qué tanto el enfriador de aire Founders Edition como todos los bloques de agua de GPU se probaron tan lejos tienen algún tipo de defecto de diseño. Pero primero tienes que pensarlo...

Para poder resolver las diferencias visibles lo mejor posible, volví a hacer la prueba de hoy con una GeForce RTX 4090 Founders Edition y un bloque de agua GPU (Watercool Heatkiller V Pro) a 600 vatios de carga. Por supuesto, luego entraré en el tema de la refrigeración por aire en los puntos relevantes, pero las mediciones son simplemente más precisas con una temperatura constante para los componentes restantes. La habitación y el agua se mantienen a 20 °C y también hago los videos radiométricos a 30 FPS esta vez, lo que requiere bastante espacio de almacenamiento ya que los originales hay que guardarlos sin comprimir. Esto aún requería una conversión SSD especial en el laboratorio.

Las pruebas de hoy y también mis "instrucciones de ajuste" muestran que no siempre tiene que ser culpa del usuario si el conector 12VHPWR se calienta más claramente de lo esperado. Y no, no es el conector "malvado" per se, sino el diseño de la placa de la tarjeta gráfica, la manía de control de NVIDIA con los shunts y la refrigeración insuficiente o faltante de una zona muy especial. Es difícil entender por qué la ingeniería ha hecho la vista gorda con tanta indiferencia aquí. Ya he discutido el contenido de hoy junto con algunos socios de placas y fabricantes de refrigeradores, y también estoy muy seguro de que todo el asunto llegará más tarde a la producción actual, al igual que mi pad mod de la GeForce RTX 3080 FE en ese entonces.

NVIDIA ya les había dado a los socios de la placa y a los fabricantes de enfriadores un mapa térmico mucho antes del lanzamiento del AD102, que me gustaría mostrarles como un pequeño extracto. Para proteger mis fuentes, simplemente fotografié la pantalla en el laboratorio torcida, debería haber desaparecido incluso las últimas marcas de agua digitales potenciales (Fast Fourier). Nunca se sabe... Según el modelo y el fabricante de la tarjeta gráfica, ciertos componentes no refrigerados se encuentran en el área afectada del conector 12VHPWR. Si suma los elementos individuales (marco amarillo), entonces se generan alrededor de 5 a 6 vatios de calor residual allí en el espacio más pequeño, ¡que no se enfría de ninguna forma!

Eso no suena como una cantidad extrema, pero definitivamente es relevante, especialmente porque la PCB multicapa (hasta 12 capas) está tan llena de cobre que incluso las pistas calientes hasta los convertidores de voltaje y su calor residual ya se forman. una cierta base para un atasco térmico. Estas pérdidas de potencia se suman a esto.

Sin embargo, uno lo sabe y todavía cierra los ojos… Incomprensible. Desafortunadamente, el enfriador de NVIDIA GeForce RTX 4090 FE está abierto en este punto y es simplemente imposible conectar térmicamente las bobinas calientes a cualquier superficie de enfriamiento.

Ahora podrías pensar que los fabricantes de los bloques de agua de la GPU se midieron a sí mismos en el período previo al desarrollo. Incorrecto... Pero llegaré a eso en un momento.

Ya conoces la estructura lo suficientemente bien. Sin embargo, en aras de la exhaustividad, enumeraré una vez más los puntos clave más importantes. Como siempre, confío en la refrigeración del laboratorio central con el chiller y otro vaso de expansión (un total de casi 20 litros de agua). Se utiliza DP Ultra de Aqua Computer, que se filtra de forma rotativa. La temperatura del agua se mantiene constante a 20 °C, lo que simplifica enormemente la determinación de temperaturas absolutas y deltas. El diodo GPU interno mide la temperatura del chip de forma fiable a partir de unos 19 °C, pero rápidamente se vuelve impreciso por debajo de eso. La temperatura ambiente y la temperatura del agua también son aproximadamente las mismas, lo que evita la peligrosa condensación.

Las temperaturas se registran utilizando una herramienta de ingeniería para el diodo GPU y la temperatura del sustrato del GDDR6X (punto de acceso) y utilizando una cámara industrial calibrada de alta resolución para mediciones infrarrojas. Aquí se utiliza el PI640 de Optris con una distancia focal normal. La cámara dispone de un bolómetro de 640 x 480 píxeles para captar la radiación térmica. Para la evaluación, grabo un video radiométrico, que también puedo leer más tarde a voluntad.

Medición de derivación basada en MCU (construcción propia, software Powenetics) Hasta 10 canales (máx. 100 valores por segundo) Tarjeta vertical especial con derivaciones para la ranura PCIe x16 (PEG)

Hasta aquí la introducción y mi experimento. que mostraré en detalle en la página siguiente. La GeForce RTX 4090 FE funciona con un objetivo de potencia del 133 % y casi 600 vatios TDP, que actualmente es el máximo

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base

palacio de juego, ¿verdad? Dschorman Engineering se enorgullece en presentar...

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Muchas gracias por el aporte, lo incluiré en los días en que convierta mi 4070Ti a agua. :)

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base

Gracias igor por, una vez más, un padmod que no habría sido necesario si alguien hubiera mirado correctamente a NV. Y de nuevo: conviértase en consultor de NV y AMD... para obtener mejores productos.

ps ¿Cuál es el estado de las tarjetas personalizadas?

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Veteran

No sabía que el FE solo tenía un límite de 600W, siempre pensé que también tenía un límite de BIOS de 450W. Mis 450W son suficientes para mí en términos de rendimiento. Veamos cómo se ve la placa de circuito en este punto después de mucho tiempo, no puedo imaginar que no haya ningún daño térmico a largo plazo.

EDITAR: La única derivación RS11 no está del todo bien, ¿verdad? Si lo comparo con mi Gainward 4090 Phantom, es similar.

Ver imagen en los foros

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Formato©

Esta es una placa de referencia de 450 vatios. Solo tiene dos derivaciones. Pero eso está bien

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El ritmo acelerado de hoy. Comprado hoy, nuevo mañana. La gama alta es desigualmente madura. Afecta principalmente a los desarrolladores. Lo principal es caro.

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Pero esos son guisantes enormes, realmente gordos... En una caja cerrada con una CPU que se calienta, las temperaturas realmente deberían estar al límite. En pleno verano definitivamente será usado en exceso. No quiero saber cuantos enchufes ya se han derretido "extraoficialmente", no me imagino que esto pueda ser "no deseado". Las tarjetas (antiguas) duran demasiado y quieres ganar (mucho más) dinero...

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Veteran

Bueno, hoy en día, las tiendas que ofrecen almohadillas blandas de 3 mm estarán muy emocionadas de comprobar sus niveles de existencias. :furtivo:

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Las temperaturas son altas, pero de alguna manera parece que va bien. Se coloca un controlador detrás de cada desarrollador y luego se ahorra cada centavo donde sea posible. A menudo no puedes tirar de la cuerda a los desarrolladores, tienen que ir al límite. Vuelva a colocar el enchufe: es posible que tenga que agrandar la placa de circuito, hay algo que se calienta en casi todas partes. Una placa más grande no es posible, es demasiado costosa. Y pegar almohadillas en ella, bueno, también cuestan, así que no. Y las próximas GPU también quieren venderse, ¿a dónde vamos si las GPU actuales aún no sufren daños por calor después de 2 años? tener. Luego, a alguien más se le ocurriría la idea de quedarse fuera de las escasas ganancias de rendimiento de la próxima generación al no comprar.

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Veteran

Sentí que desmantelar/cambiar el enfriador en nVidia anularía la garantía. Nada actual encontrado espontáneamente. Por supuesto, algo puede salir mal durante el desmontaje. Ley de murphy. Reducir el objetivo de potencia debería conllevar un menor riesgo e incluso todo el mapa será más frío.

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Steckermobbing (TM) :RE

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base

¿Quién hubiera pensado que los reguladores de conmutación no consistían simplemente en un MosFET?

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Veteran

Cuando diseña algo para la industria automotriz, no es inusual que las especificaciones incluyan una durabilidad mínima y una durabilidad máxima. Entonces, por ejemplo, al menos 10 años, máximo 15. Cuando se le preguntó por qué máximo? Fue la respuesta porque de lo contrario obviamente usan demasiado material y su solución es más cara de lo necesario.

Como técnico argumentas así: ¡ahorrándote los 20 céntimos te aseguras que solo tiene la mitad de vida útil! Ese es un punto de quiebre predeterminado que se romperá al 100%... así que al carajo con los 20 centavos... Eso te da malas miradas...

Por eso es muy agradable cuando la gente piensa en cómo al menos puedes arreglarlo tú mismo después para que puedas disfrutar de tu técnica durante mucho tiempo.

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Formato©

Sin sellos, quitar la placa posterior del FE es muy fácil... sujetar imanes, nada más. Sin embargo, es realmente la presión de contacto la que es demasiado baja si las almohadillas son demasiado duras y delgadas. Tan ultrasuave, grueso y presiona firmemente.

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Moderador

Me interesaría saber qué sucede si desoldas este estúpido enchufe y sueldas los pines 2x8 a la derecha.

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Veteran

2000€. Punto. 🤡

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Formato©

Nada. Luego, debe conectar a tierra manualmente uno de los pines de detección. De lo contrario, la tarjeta no funcionará.

Los dos de 8 pines no son dos conectores 6+2, sino EPS x8. Entonces 4x 12V + 4x tierra

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Veteran

Eso es todo lo lejos que estaba con mis pensamientos. Cuando el bloque principal esté finalmente disponible y convierta el mapa en agua, lo miraré todo de nuevo. Estaba pensando más en conectar solo las líneas de detección al 12VPHWR y suministrar energía a la tarjeta en los enchufes que aún no están disponibles. Pero eso depende de si están conectados en paralelo al 12VPHWR.

Así como el enchufe de arriba.

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base

Pero lo veo correctamente, que se trata de tarjetas en las que buscas 500-600 vatios. ¿Y que, por ejemplo, el 4080 no se vería afectado en absoluto debido al menor consumo de energía (porque alguien de arriba quería convertir un 4070 TI)? Otto, es decir, operaría una tarjeta de este tipo @stock, tal vez incluso establecería un límite de fotogramas . Luego, la pieza consume alrededor de 300-350 vatios. Eso no debería ser un problema. Con todas las imágenes explosivas, me gustaría una declaración objetiva sobre quién podría convertirse en un problema en el diseño. Porque como bien dice @Igor Wallossek en la conclusión: "En general, se puede decir que con pérdidas de energía de hasta 450 vatios, la placa de circuito no debería representar un riesgo térmico para la conexión 12VHPWR".

Por el momento, tengo la sensación de que todos los propietarios de 40XX están inquietos.

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base

@grimm Oh yo.

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Editor en jefe y creador de igor'sLAB como sucesor de contenido de Tom's Hardware Germany, cuya licencia se devolvió en junio de 2019 para satisfacer mejor las demandas cualitativas del contenido web y los desafíos de nuevos medios como YouTube con su canal propio

Empollón de la computadora desde 1983, fanático del audio desde 1979 y prácticamente abierto a cualquier cosa con un enchufe o una batería durante más de 50 años.

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