NVIDIA GeForce RTX 4090 e un problema di progettazione sul PCB

Sep 14, 2023

In generale, la recensione di oggi riguarda tutte le schede grafiche che utilizzano connessioni di alimentazione esterne, ma l'adattatore 12VHPWR piuttosto piccolo e la capacità di erogare ben 600 watt (e più) su alcune GeForce RTX 4090 ovviamente restringono un po' le cose. Oggi mostrerò come l'utilizzo di soli due pad può abbassare la temperatura del connettore nel 12VHPWR fino a 15 (!) Kelvin e spiegherò anche da dove provengono principalmente le alte temperature e perché sia ​​il dispositivo di raffreddamento dell'aria della Founders Edition che tutti i waterblock della GPU sono stati testati in questo modo hanno finora qualche tipo di difetto di progettazione. Ma prima devi inventarlo...

Per poter individuare al meglio le differenze visibili, ho ripetuto il test di oggi con una GeForce RTX 4090 Founders Edition e un waterblock GPU (Watercool Heatkiller V Pro) con un carico di 600 watt. Naturalmente approfondirò il tema del raffreddamento ad aria nei punti rilevanti, ma le misurazioni sono semplicemente più precise con una temperatura costante per i restanti componenti. La stanza e l'acqua sono mantenute a 20 °C e questa volta realizzo anche i video radiometrici a 30 FPS, il che richiede molto spazio di archiviazione poiché gli originali devono essere conservati non compressi. Ciò richiedeva comunque una speciale conversione SSD in laboratorio.

I test di oggi e anche le mie "istruzioni per l'uso" dimostrano che non è sempre colpa dell'utente se il connettore 12VHPWR si surriscalda più chiaramente del previsto. E no, non è il connettore "cattivo" in sé, ma piuttosto il layout della scheda grafica, la mania di controllo di NVIDIA con gli shunt e il raffreddamento insufficiente o mancante di un'area molto speciale. Perché qui l’ingegneria abbia chiuso un occhio con tanta nonchalance è difficile da capire. Ho già discusso dei contenuti di oggi insieme ad alcuni partner di schede e produttori di dispositivi di raffreddamento e sono anche molto sicuro che il tutto troverà poi posto nella produzione attuale, proprio come il mio pad mod della GeForce RTX 3080 FE di allora.

NVIDIA aveva già fornito ai partner delle schede e ai produttori di dispositivi di raffreddamento una mappa termica molto prima del lancio dell'AD102, che vorrei mostrarvi come un piccolo estratto. Per proteggere le mie fonti, ho semplicemente fotografato lo schermo in laboratorio storto, dovrebbero essere scomparse anche le ultime eventuali filigrane digitali (Fast Fourier). Non si sa mai... A seconda del modello e del produttore della scheda grafica, alcuni componenti non raffreddati si trovano nell'area interessata del connettore 12VHPWR. Se si sommano i singoli elementi (cornice gialla), nello spazio più piccolo vengono generati circa 5-6 Watt di calore disperso, che non vengono in alcun modo raffreddati!

Non sembra una quantità eccessiva, ma è sicuramente rilevante, soprattutto perché il PCB multistrato (fino a 12 strati) è così pieno di rame che si formano già anche le piste calde fino ai convertitori di tensione e il relativo calore disperso una certa base per un ingorgo termico. A queste perdite di potenza vengono poi aggiunte.

Ma questo lo si sa e si chiudono gli occhi... Incomprensibile. Il dispositivo di raffreddamento della NVIDIA GeForce RTX 4090 FE è purtroppo aperto a questo punto ed è semplicemente impossibile collegare almeno termicamente le bobine calde a qualsiasi superficie di raffreddamento.

Ora si potrebbe pensare che i produttori dei waterblock per GPU si siano misurati prima dello sviluppo. Sbagliato... Ma ci arriverò tra un attimo.

Conosci già abbastanza bene la struttura. Tuttavia, per ragioni di completezza, elencherò ancora una volta i punti chiave più importanti. Come sempre mi affido al raffreddamento del laboratorio centrale con il refrigeratore e un altro vaso di espansione (in totale quasi 20 litri d'acqua). Viene utilizzato DP Ultra di Aqua Computer, che viene filtrato a rotazione. La temperatura dell'acqua è mantenuta costante a 20 °C, il che semplifica notevolmente la determinazione delle temperature assolute e dei delta. Il diodo interno della GPU misura in modo affidabile la temperatura del chip a partire da circa 19 °C, ma al di sotto diventa rapidamente impreciso. In questo modo anche la temperatura ambiente e la temperatura dell'acqua sono pressoché identiche, evitando così pericolose formazioni di condensa.