NVIDIA GeForce RTX 4090 e um problema de design no PCB

Sep 14, 2023

Em geral, a análise de hoje afeta todas as placas gráficas que usam conexões de alimentação externa, mas o pequeno adaptador 12VHPWR e a capacidade de explodir incríveis 600 watts (e mais) em algumas GeForce RTX 4090 obviamente aperta um pouco as coisas. Hoje, mostrarei como o uso de apenas dois pads pode reduzir as temperaturas do conector no 12VHPWR em até 15 (!) Kelvin e também explicar de onde as altas temperaturas se originam e por que o cooler a ar Founders Edition e todos os waterblocks da GPU testados longe tem algum tipo de falha de design. Mas você tem que pensar nisso primeiro...

Para poder trabalhar as diferenças visíveis da melhor maneira possível, fiz o teste de hoje novamente com uma GeForce RTX 4090 Founders Edition e um GPU waterblock (Watercool Heatkiller V Pro) a 600 watts de carga. Obviamente, abordarei o tópico de resfriamento do ar nos pontos relevantes, mas as medições são simplesmente mais precisas com uma temperatura constante para os demais componentes. A sala e a água são mantidas a 20 °C e também faço os vídeos radiométricos a 30 FPS desta vez, o que requer bastante espaço de armazenamento, pois os originais precisam ser armazenados sem compressão. Isso ainda exigia uma conversão especial de SSD no laboratório.

Os testes de hoje e também minhas "instruções de ajustes" mostram que nem sempre é culpa do usuário se o conector 12VHPWR esquenta mais claramente do que o esperado. E não, não é o conector "maligno" em si, mas sim o layout da placa de vídeo, a mania de controle da NVIDIA com os shunts e o resfriamento insuficiente ou ausente de uma área muito especial. É difícil entender por que a engenharia fez vista grossa com tanta indiferença. Já discuti o conteúdo de hoje junto com alguns parceiros de placas e fabricantes de coolers e também tenho certeza de que tudo isso mais tarde encontrará seu caminho para a produção atual, assim como meu pad mod da GeForce RTX 3080 FE na época.

A NVIDIA já havia fornecido aos parceiros de placas e fabricantes de coolers um mapa térmico muito antes do lançamento do AD102, que eu gostaria de mostrar a vocês como um pequeno trecho. Para proteger minhas fontes, simplesmente fotografei a tela do laboratório torta, deve ter sumido até a última marca d'água digital em potencial (Fast Fourier). Nunca se sabe... Dependendo do modelo e fabricante da placa gráfica, alguns componentes não refrigerados estão localizados na área afetada do conector 12VHPWR. Se você adicionar os itens individuais (moldura amarela), então cerca de 5 a 6 watts de calor residual são gerados no menor espaço, que não são resfriados de forma alguma!

Isso não parece uma quantidade extrema, mas é definitivamente relevante, especialmente porque o PCB de várias camadas (até 12 camadas) é tão cheio de cobre que até mesmo os trilhos quentes até os conversores de tensão e seu calor residual já se formam uma certa base para um engarrafamento térmico. Essas perdas de energia são então adicionadas a isso.

Porém, sabe-se disso e ainda fecha os olhos... Incompreensível. Infelizmente, o cooler da NVIDIA GeForce RTX 4090 FE está aberto neste ponto e é simplesmente impossível conectar pelo menos termicamente as bobinas quentes a qualquer superfície de resfriamento.

Agora você pode pensar que os fabricantes dos blocos de água da GPU se mediram na preparação para o desenvolvimento. Errado... Mas chegarei a isso em um momento.

Você já conhece bem a estrutura. No entanto, para fins de integridade, listarei os pontos-chave mais importantes mais uma vez. Como sempre, conto com a refrigeração central do laboratório com o chiller e mais um tanque de expansão (um total de quase 20 litros de água). É usado o DP Ultra da Aqua Computer, que é filtrado em uma base rotacional. A temperatura da água é mantida constante em 20 °C, o que simplifica muito a determinação de temperaturas absolutas e deltas. O diodo GPU interno mede a temperatura do chip de forma confiável de cerca de 19 °C, mas rapidamente se torna impreciso abaixo disso. A temperatura ambiente e a temperatura da água também são aproximadamente as mesmas, o que evita condensação perigosa.