NVIDIA GeForce RTX 4090 et un problème de conception sur le PCB

Sep 14, 2023

En général, l'examen d'aujourd'hui affecte toutes les cartes graphiques qui utilisent des connexions d'alimentation externes, mais l'adaptateur 12VHPWR plutôt petit et la capacité de souffler jusqu'à 600 watts (et plus) sur certaines GeForce RTX 4090 resserrent évidemment un peu les choses. Aujourd'hui, je vais montrer comment l'utilisation de seulement deux pads peut abaisser les températures du connecteur dans le 12VHPWR jusqu'à 15 (!) Kelvin et également expliquer d'où proviennent principalement les températures élevées et pourquoi le refroidisseur d'air Founders Edition et tous les waterblocks GPU testés ainsi loin ont une sorte de défaut de conception. Mais il faut d'abord l'inventer...

Afin de pouvoir travailler au mieux les différences visibles, j'ai refait le test d'aujourd'hui avec une GeForce RTX 4090 Founders Edition et un waterblock GPU (Watercool Heatkiller V Pro) à 600 watts de charge. Bien sûr, j'aborderai ensuite le sujet du refroidissement par air aux points pertinents, mais les mesures sont simplement plus précises avec une température constante pour les composants restants. La pièce et l'eau sont maintenues à 20°C et je fais aussi les vidéos radiométriques à 30 FPS cette fois, ce qui demande pas mal d'espace de stockage puisque les originaux doivent être stockés non compressés. Cela nécessitait encore une conversion SSD spéciale en laboratoire.

Les tests d'aujourd'hui ainsi que mes "instructions de bricolage" montrent que ce n'est pas toujours la faute de l'utilisateur si le connecteur 12VHPWR chauffe plus clairement que prévu. Et non, ce n'est pas le "mauvais" connecteur en soi, mais plutôt la disposition de la carte graphique, la manie de contrôle de NVIDIA avec les shunts et le refroidissement insuffisant ou manquant d'une zone très spéciale. Pourquoi l'ingénierie a si nonchalamment fermé les yeux ici est difficile à comprendre. J'ai déjà discuté du contenu d'aujourd'hui avec certains partenaires de cartes et fabricants de refroidisseurs et je suis également très sûr que tout cela se retrouvera plus tard dans la production actuelle, tout comme mon pad mod de la GeForce RTX 3080 FE à l'époque.

NVIDIA avait déjà fourni aux partenaires de cartes et aux fabricants de refroidisseurs une carte thermique bien avant le lancement de l'AD102, dont je voudrais vous montrer un petit extrait. Pour protéger mes sources, j'ai simplement photographié l'écran du labo de travers, il devrait y avoir même les derniers filigranes numériques potentiels (Fast Fourier). On ne sait jamais… Selon le modèle de carte graphique et le fabricant, certains composants non refroidis se trouvent dans la zone affectée du connecteur 12VHPWR. Si vous additionnez les éléments individuels (cadre jaune), environ 5 à 6 watts de chaleur perdue y sont générés dans le plus petit espace, qui ne sont refroidis sous aucune forme !

Cela ne semble pas être une quantité extrême, mais c'est tout à fait pertinent, d'autant plus que le PCB multicouche (jusqu'à 12 couches) est tellement plein de cuivre que même les pistes chaudes jusqu'aux convertisseurs de tension et sa chaleur résiduelle se forment déjà une certaine base pour un bourrage thermique. Ces pertes de puissance s'y ajoutent ensuite.

Pourtant, on sait ça et on ferme encore les yeux… Incompréhensible. Le refroidisseur de la NVIDIA GeForce RTX 4090 FE est malheureusement ouvert à ce stade et il est tout simplement impossible de connecter au moins thermiquement les bobines chaudes à une surface de refroidissement.

Maintenant, on pourrait penser que les fabricants des blocs d'eau GPU se sont mesurés à l'approche du développement. Faux… Mais j'y reviendrai dans un instant.

Vous connaissez déjà assez bien la structure. Néanmoins, dans un souci d'exhaustivité, je vais énumérer à nouveau les points clés les plus importants. Comme toujours, je compte sur le refroidissement central du laboratoire avec le refroidisseur et un autre vase d'expansion (un total de près de 20 litres d'eau). Le DP Ultra d'Aqua Computer est utilisé, qui est filtré par rotation. La température de l'eau est maintenue constante à 20 °C, ce qui simplifie grandement la détermination des températures absolues et des deltas. La diode GPU interne mesure la température de la puce de manière fiable à partir d'environ 19 °C, mais elle devient rapidement imprécise en dessous. La température ambiante et la température de l'eau sont donc également approximativement les mêmes, ce qui évite les condensats dangereux.

Les températures sont enregistrées à l'aide d'un outil d'ingénierie pour la diode GPU et la température du substrat du GDDR6X (hotspot) et à l'aide d'une caméra industrielle haute résolution calibrée pour les mesures infrarouges. Ici, le PI640 d'Optris avec une distance focale normale est utilisé. La caméra dispose d'un bolomètre de 640 x 480 pixels pour capter le rayonnement thermique. Pour l'évaluation, j'enregistre une vidéo radiométrique, que je peux également lire plus tard à volonté.

Mesure de shunt basée sur MCU (propre version, logiciel Powenetics)Jusqu'à 10 canaux (max. 100 valeurs par seconde)Carte riser spéciale avec shunts pour l'emplacement PCIe x16 (PEG)

Voilà pour l'introduction et mon expérience. que je détaillerai à la page suivante. La GeForce RTX 4090 FE fonctionne avec un objectif de puissance de 133% et près de 600 watts TDP, ce qui est actuellement le maximum

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substrat rocheux

palais du jeu, n'est-ce pas ? Dschorman Engineering présente fièrement...

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Merci beaucoup pour la contribution ! J'inclurai cela dans les jours où je convertirai mon 4070Ti à l'eau. :)

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substrat rocheux

Merci igor pour, encore une fois, un padmod qui n'aurait pas été nécessaire si quelqu'un avait bien regardé NV. Et encore : devenez consultant chez NV et AMD... pour de meilleurs produits.

ps Quel est l'état des cartes personnalisées ?

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Vétéran

Je ne savais pas que le FE n'avait qu'une limite à 600 W, j'ai toujours pensé qu'il avait aussi une limite BIOS de 450 W. Mes 450W me suffisent en terme de performances. Voyons à quoi ressemble le circuit imprimé à ce stade après une longue période, je ne peux pas imaginer qu'il n'y aura pas de dommages thermiques à long terme.

EDIT : Le seul shunt RS11 n'est pas tout à fait dans le coup, n'est-ce pas ? Si je le compare à mon Gainward 4090 Phantom, c'est similaire.

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Format©

Il s'agit d'une carte de référence de 450 watts. Il n'a que deux shunts. Mais ça va

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Le rythme rapide d'aujourd'hui. Acheté aujourd'hui, neuf demain. Le haut de gamme est inégalement mature. Affecte principalement les développeurs. L'essentiel est cher.

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Vétéran

Mais ce sont des pois énormes, vraiment gros... Dans un boîtier fermé avec un CPU qui chauffe, les températures devraient vraiment être à fleur de peau. Au milieu de l'été, il sera certainement surutilisé. Je ne veux pas savoir combien de bouchons ont déjà fondu "officieusement", je ne peux pas imaginer que cela puisse être "non voulu". Les (anciennes) cartes durent trop longtemps et vous voulez gagner (beaucoup plus) d'argent...

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Vétéran

Eh bien, aujourd'hui, les magasins qui proposent des coussinets souples de 3 mm seront très heureux de vérifier leurs niveaux de stock ! :sournois:

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Membre

Les températures sont élevées, mais d'une manière ou d'une autre, cela semble bien se passer. Un contrôleur est placé derrière chaque développeur, puis chaque centime est économisé dans la mesure du possible. Souvent, vous ne pouvez pas tirer une corde sur les développeurs, ils doivent aller à la limite. Repositionnez la prise : vous devrez peut-être agrandir le circuit imprimé, il y a quelque chose qui chauffe un peu partout. Une carte plus grande n'est pas possible, trop chère. Et coller des coussinets dessus, eh bien, ils coûtent aussi, donc non. Et les prochains GPU veulent également être vendus, où allons-nous si les GPU actuels ne sont toujours pas endommagés par la chaleur après 2 ans ont. Ensuite, quelqu'un d'autre aurait eu l'idée de ne pas acheter les maigres gains de performance de la prochaine génération en n'achetant pas.

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Vétéran

J'avais l'impression que le démontage/changement du refroidisseur chez nVidia annulerait la garantie. Rien de courant trouvé spontanément. Bien sûr, quelque chose peut mal se passer lors du démontage. La loi de Murphy. Abaisser l'objectif de puissance devrait s'accompagner d'un risque moindre et même la carte entière sera plus froide

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Steckermobbing (MC) :D

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substrat rocheux

Qui aurait pensé que les régulateurs à découpage ne consistaient pas seulement en un MosFET.

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Vétéran

Lorsque vous concevez quelque chose pour l'industrie automobile, il n'est pas rare que les spécifications incluent une durabilité minimale ainsi qu'une durabilité maximale. Donc par exemple au moins 10 ans, au maximum 15 ans Quand on lui demande pourquoi au maximum ? Était la réponse car sinon ils utilisent évidemment trop de matériel et leur solution est plus chère que nécessaire.

En tant que technicien, vous argumentez ainsi : économiser les 20 cents assure qu'il n'a que la moitié de sa durée de vie utile ! C'est un point de rupture prédéterminé qui cassera à 100%... alors merde les 20 centimes... Ça te donne des regards diaboliques...

C'est pourquoi c'est vraiment bien quand les gens réfléchissent à la façon dont vous pouvez au moins le réparer vous-même par la suite afin que vous puissiez profiter de votre technique pendant longtemps.

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Format©

Pas de joints, retirer la plaque arrière sur le FE est si facile... tenir des aimants, rien de plus. Cependant, c'est vraiment la pression de contact qui est trop faible si les plaquettes sont trop dures et fines. Donc ultra-doux, épais et appuyez fermement.

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Modérateur

Je serais intéressé de savoir ce qui se passe si vous dessoudez cette prise stupide et soudez 2x8 broches sur la droite.

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Vétéran

2000€. Indiquer. 🤡

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Format©

Rien. Ensuite, vous devez mettre à la terre manuellement l'une des broches de détection. Sinon la carte ne fonctionnera pas.

Les deux 8 broches ne sont pas deux connecteurs 6+2, mais EPS x8. Donc 4x 12V + 4x masse

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Vétéran

C'est aussi loin que j'en étais avec mes pensées. Lorsque le bloc central sera enfin disponible et que je convertirai la carte en eau, je reverrai tout cela. Je pensais plus à connecter uniquement les lignes de détection au 12VPHWR et à alimenter la carte sur les prises qui ne sont pas encore disponibles. Mais cela dépend s'ils sont connectés en parallèle au 12VPHWR.

Donc, comme la prise ci-dessus.

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substrat rocheux

Mais je vois cela correctement, qu'il s'agit de cartes où vous chassez à travers 500-600 watts ? Et que, par exemple, le 4080 ne serait pas du tout affecté en raison de la faible consommation d'énergie (parce que quelqu'un au-dessus voulait convertir un 4070 TI) ? Otto, c'est-à-dire que j'exploiterais une telle carte @stock, peut-être même définir une limite de trame . Ensuite, la pièce consomme environ 300 à 350 watts. Cela ne devrait pas être un problème. Avec tous les visuels qui explosent, j'aimerais une déclaration objective quant à qui la conception pourrait devenir un problème. Car comme vous @Igor Wallossek le dites avec justesse dans la conclusion : "En général, on peut dire qu'avec des pertes de puissance allant jusqu'à 450 watts, le circuit imprimé ne devrait pas présenter de risque thermique pour la connexion 12VHPWR."

Pour le moment, j'ai juste le sentiment que tous les propriétaires de 40XX sont instables.

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substrat rocheux

@grimm Oh moi.

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Rédacteur en chef et donneur de nom d'igor'sLAB en tant que successeur de contenu de Tom's Hardware Germany, dont la licence a été rendue en juin 2019 afin de mieux répondre aux exigences qualitatives du contenu Web et aux défis des nouveaux médias tels que YouTube avec son propre canal.

Nerd de l'informatique depuis 1983, passionné d'audio depuis 1979 et pratiquement ouvert à tout avec une prise ou une batterie depuis plus de 50 ans.

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