Pētījums: vai GeForce RTX 3080 grafisko karšu stabilitāte ir atkarīga no izmantotajiem kondensatoriem?

Bēdīgi slavenajai kondensatorgeitai virspusēji pieskāros nesenajā GeForce RTX 3080 testā. Ņemot vērā izskanējušos pieņēmumus un cilvēku neticību NVIDIA un karšu ražotāju paziņojumiem, nolēmu veltīt tam pastiprinātu uzmanību un censties noskaidrot, kas tad ir (bija) pie vainas karšu darbības problēmām – nepareizie kondensatori, salauzts draiveris vai kas cits.

Anamnēze

Sāga aizsākās 25. septembra rītā, kad vācu apskatnieks Igors Valoseks no igor’sLAB publicēja savus novērojumus par atsevišķu GeForce RTX 3080 grafisko karšu nestabilo darbību, ko bija aprakstījuši daži apskatnieki un daļa no tiem dažiem simtiem lietotāju, kuriem bija izdevies kādu no RTX 3080 kartēm iegādāties. Plašākai auditorijai tālāk šo Igora vēstījumu pasniedza vairāki pazīstami tehnoloģiju blogeri un Youtube personas, tostarp JayzTwoCents, kura video skatījumu skaits sasniedzis jau gandrīz 2 miljonus.

Kas tad īsti notika? Reference board shematiskajās vadlīnijās, kuras tiek nosūtītas visiem partneriem (ASUS, MSI, Gigabyte u.c.) sava dizaina karšu izgatavošanai, NVIDIA rekomendē grafiskā kodola (GPU) barošanu nodrošināt ar 5 POSCAP tipa polimēru kondensatoriem un 1 MLCC keramisko kondensatoru komplektu, kas sastāv no desmit elementiem. Dabā izrādījās, ka vairāki ražotāji savos RTX 3080 dizainos uzstādījuši 6 “lētos” POSCAP kondensatorus. Interesanti, ka arī NVIDIA inženieri savā Founders Edition kartē nav pieturējušies pie pašu ieteiktā risinājuma un izvēlējušies shēmu 4 POSCAP + 2 MLCC, savukārt ASUS ir gājuši vēl tālāk, savos TUF un ROG Strix modeļos uzstādot 6 “dārgos” MLCC blokus.

Pa kreisi – NVIDIA reference board dizains, vidū – Zotac Trinity, pa labi – NVIDIA Founders Edition

Igor’sLAB septembra novērojumi liecināja, ka visbiežāk nestabila darbība novērojama tieši tiem produktiem, kuros nav ievēroti ražotāja ieteikumi un uzstādīti visi 6 “lētie” POSCAP kondensatori. Daudzi pieņēma to kā patiesību, ziņu portālus pārpildīja raksti ar kliedzošiem virsrakstiem, nozākājot ražotājus par vēlmi ietaupīt uz kondensatoru rēķina.

Kāds elektronikas inženieris reddit ierakstā salīdzinājis POSCAP un MLCC īpašības, uzskaitot katra kondensatoru tipa plusus un mīnusus. Kā izrādās, tad tieši MLCC cenas ziņā esot lētākie no abiem, tomēr pasaulē novērojams šo kondensatoru deficīts un tiek pieļauts, ka tieši tas vairākiem ražotājiem spieda uzstādīt visus 6 POSCAP kondensatorus. Savukārt viennozīmīgi apgalvot, ka viens vai otrs risinājums ir labāks izmantošanai grafiskā kodola barošanas ķēdē, neesot korekti.

Atšķirībā no AMD Radeon RX 5700 XT sāgas 2019. gadā, ar kuru vistiešākajā veidā cīnījās mūsu servisa nodaļa, bet kura tik lielu publisku rezonansi neguva, ar risinājumu un oficiālu paskaidrojumu NVIDIA nāca klajā nevis 3 mēnešus, bet jau 3 dienas vēlāk – 28. septembrī, izlaižot jaunu draivera versiju 456.55 un savā forumā paziņojot, ka ar šo draiveri karšu nestabilitāte ir novērsta. Savukārt POSCAP un MLCC kondensatoru izkārtojums esot katra ražotāja izvēle un tas ne vienmēr norāda uz grafisko karšu kvalitāti.

NVIDIA paziņojums

Daudzi gan šo paziņojumu uztvēra ar lielu skepsi, uzskatot, ka jaunais draiveris tikai ierobežo kodola maksimālo frekvenci, tādēļ problēmas pazuda. Tieši tas pamudināja mani rast izdevību savā starpā salīdzināt dažādas GeForce RTX 3080 kartes ar atšķirīgiem POSCAP un MLCC izkārtojumiem, lai vienreiz un par visām reizēm noskaidrotu patiesību un naktīs varētu gulēt mierīgi.

Testa dalībnieki

Par spīti ierobežotajai RTX 3080 karšu pieejamībai, tā sagadījās, ka oktobra sākumā līdz manām rokām ceļu atrada četras šīs sērijas videokartes.

MSI RTX 3080 GAMING X TRIO Gigabyte RTX 3080 Gaming OC Zotac RTX 3080 Trinity ASUS RTX 3080 ROG Strix OC
Ražotāja kods GEFORCE RTX 3080 GAMING X TRIO 10G GV-N3080GAMING OC-10GD ZT-A30800D-10P ROG-STRIX-RTX3080-O10G-GAMING
Kodola frekvence 1815 MHz 1800 MHz 1710 MHz 1905 MHz
Efektīvā atmiņas frekvence 19 Gbps
Barošana 3 x 8pin 2 x 8pin 2 x 8pin 3 x 8pin
Kondensatoru izkārtojums 5 POSCAP / 1 MLCC 6 uzlaboti POSCAP / 0 MLCC 6 POSCAP / 0 MLCC 0 POSCAP / 6 MLCC
Pēdējā fiksētā pārdošanas cena €1049 €1039 €929 €1115

Testa sistēma

Testēšanas metodika

Četru atlasīto videokaršu salīdzināšanai izmantoju 3DMark Time Spy testu. Pirms tā veikšanas, 10 minūtes procesoru un videokarti vārda tiešākajā nozīmē uzkarsēju ar MSI Kombustor, lai sasniegtu reālu darba temperatūru. Frekvenču, temperatūras un voltāžu nolasīšanai izmantoju HWiNFO, bet manuālo karšu virstaktēšanu veicu ar MSI Afterburner jaunāko beta versiju. Procedūra vispirms tika veikta ar jauno (28. septembra) draivera versiju 456.55, pēc kuras ar DDU (Display Driver Uninstaller) palīdzību tā tika pilnībā atinstalētā un aizstāta ar iepriekšējo versiju 456.38.

NVIDIA GPU Boost

Pirms ķerties pie datu analīzes, pieminēšu, ka visās Ampere arhitektūras grafiskajās kartēs, tostarp GeForce RTX 3080 ir iebūvēta NVIDIA GPU Boost tehnoloģija, kas patstāvīgi veic kartes virstaktēšanu lietošanas laikā. Šī funkcija ir iekļauta draiverī, to nevar atslēgt ne ražotājs, ne lietotājs un tās darbības princips uz jebkura dizaina kartes ir identisks.

Kā tas strādā? Katrs grafisko karšu ražotājs saviem produktiem nosaka 3 parametrus un to maksimālās vērtības:

  1. Sprieguma limits (Voltage Limit).
  2. Temperatūras limits (Thermal Limit).
  3. Strāvas patēriņš (Power Draw).

Kamēr katrs no šiem trim parametriem atrodas zem saviem griestiem, GPU Boost tehnoloģija paaugstina takts frekvenci un voltāžu, lai iegūtu papildus veiktspēju. Likumsakarīgi, ka lielāka sprieguma pievadīšana noved pie strāvas patēriņa un grafiskās kartes kodola darba temperatūras pieauguma, un agri vai vēlu tiks sasniegts kāds no trim ierobežojumiem, pēc kā frekvence tiks samazināta, līdz visas 3 vērtības atgriezīsies drošajā zonā. Minimālais frekvences izmaiņu solis RTX 3080 kartēm ir 15 megaherci (MHz).

Ampere kartēs iebūvētais GPU Boost 5.0 risinājums gan ir mazliet sarežģītāks, bet pamatprincips no tā nemainās. Ja ir vēlēšanās to pilnībā izprast – TechPowerUp šo tehnoloģiju ir papētījuši mazliet dziļāk.

Rezultāti

Pirmā lieta, ko noskaidroju ar katru no draivera versijām bija visu karšu maksimālā novērotā GPU kodola boost frekvence 3DMark Time Spy laikā. Mērķis – pārbaudīt vai izskanējušais apgalvojums, ka jaunais draiveris samazina boost frekvenci, ir patiesība vai mīts.

Grafikā redzamais norāda, ka apgalvojums nav patiess un jaunais draiveris ar NVIDIA GPU Boost 5.0 paaugstina GPU frekvenci augstāk kā vecais – MSI un Zotac karšu maksimālā frekvence pieauga par 2 soļiem jeb 30 MHz, arī Gigabyte RTX 3080 GAMING OC frekvence ar jauno draiveri bija par 15 MHz augstāka. Vienīgi ASUS ROG Strix versija gan pie jaunā, gan vecā draivera uzrādīja vienādu rezultātu – 1980 MHz.

Ja salīdzināsiet šīs frekvenču vērtības ar tām, kuras augstāk esošajā tabulā norādījuši karšu ražotāji, tad redzēsiet, ka tās būtiski atšķiras. To izraisa nekas cits kā GPU Boost tehnoloģija. Tātad, ja karte ir aprīkota ar patiešām labu dzesēšanas sistēmu, tad nav lielas nozīmes tam, vai ražotājs pēc noklusējuma GPU kodola frekvenci iestatījis 1710 vai 1905 MHz līmenī – abas ir spējīgas darboties tuvu 2 gigaherciem un nodrošināt praktiski identisku veiktspēju.

Turpinājumā ar MSI Afterburner uz jaunā draivera noskaidroju visu videokaršu maksimālos stabilos OC uzstādījumus, pie kuriem iespējams bez artefaktiem vai draivera salūšanas veikt 3DMark testu. Pēc vecā draivera uzstādīšanas mēģināju šos pašus iestatījumus atkārtot, bet tieši neviena no četrām kartēm ar tiem nespēja iziet 3DMark testu bez nokāršanās. Lai kartes darbotos stabili ar veco draiveri, nācās krietni samazināt to frekvences. Tabula uzskatāmam salīdzinājumam:

MSI Afterburner OC kodola frekvence OC atmiņas frekvence
456.38 456.55 456.38 456.55
MSI RTX 3080 GAMING X TRIO + 45 MHz + 165 MHz + 500 MHz
Gigabyte RTX 3080 Gaming OC + 0 MHz + 90 MHz + 450 MHz
Zotact RTX 3080 Trinity + 75 MHz + 135 MHz + 500 MHz
ASUS RTX 3080 ROG Strix OC + 90 MHz + 135 MHz + 750 MHz

 

Kā redzams, tad vistuvāk savai maksimālajai OC frekvencei ar veco draiveri bija ASUS karte, kura ar sešiem MLCC kondensatoru blokiem piedzīvoja 45 MHz samazinājumu. Tam sekoja Zotac ar sešiem “lētajiem” POSCAP un 60 MHz kritumu. Visvairāk vecais draiveris traucēja MSI Gaming X Trio kartes OC potenciāla izmantošanai – šīs kartes, kura izmanto NVIDIA rekomendēto 5+1 barošanas ķēdi, kodola frekvenci nācās samazināt par 120 megaherciem. Tomēr visvairāk šokēja Gigabyte RTX 3080, kuru ar veco draiveri nebija iespējams virstaktēt pat par minimālo 15 MHz soli.

Piefiksēju arī testa laikā novērotās maksimālās frekvences, ko uzstāda GPU Boost uz augstākminētajiem OC iestatījumiem kā ar veco, tā jauno draiveri.

Secinājumi

Testi pierāda, ka jaunais draiveris nelimitē, bet gluži pretēji – pat ļauj kartēm sasniegt augstākas takts frekvences kā vecais, ar kuru pirms tā iznākšanas 28. septembrī lietotāji bija novērojuši problēmas. Ja pie noklusējuma parametriem kartes ar jauno draiveri uzrādīja par 0-30 MHz labāku boost frekvenci, tad pēc virstaktēšanas uzlabojums ir vēl ievērojamāka – no 45 līdz pat 150 MHz.

Ja runājam par kondensatoriem, tad es nevaru simtprocentīgi apgalvot, ka tiem nav pilnīgi nekādas ietekmes uz karšu darbību vai OC potenciālu. Tomēr fakts, ka viena no lētākajām kartēm – Zotac Trinity ar jauno draiveri pēc virstaktēšanas spēja sasniegt augstāku takts frekvenci kā uzdzīta ASUS ROG Strix ar veco draiveri, tikai apstiprina to, ka pie karšu sākotnējās nestabilitātes noveda nevis ražotāju uzstādītie kondensatori, bet gan GeForce 456.38 draiveris.

Šur tur spekulē, ka jaunais draiveris esot izmainījis videokartes GPU voltāžu un frekvenču tabulu, tomēr manos testos pilnīgi visu četru karšu GPU kodoli pēc HWiNFO datiem pie maksimālajām novērotajām frekvencēm darbojās ar identisku 1.081V spriegumu, neatkarīgi no draivera versijas. Protams, ka var apšaubīt šo rādījumu precizitāti, jo tas mērīts nevis ar profesionālu multimetru, bet HWiNFO programmatūru.

Viens jautājums gan paliek neskaidrs – kādēļ atsevišķi ražotāji (EVGA, ASUS) īsi pirms produktu izsūtīšanas steidza mainīt kondensatorus kartēm un produktu attēlus savās mājaslapās, kamēr citi (Gigabyte, Zotac) pārliecinoši apgalvo, ka viņu ražotajām kartēm, kuras izmanto 6 POSCAP kondensatoru risinājumus, problēmas nepastāv. Ar šo un citu ražotāju paziņojumiem saistībā ar RTX 3080 kondensatoriem var iepazīties VideoCardz.com rakstā “Manufacturers respond to GeForce RTX 3080/3090 crash to desktop issues“.

PC entuziastu aprindās labi zināmais vācu apskatnieks un OC eksperts der8auer pat veica savdabīgu testu, Gigabyte RTX 3090 kartes divu POSCAP kondensatoru vietā uzlodējot 2×10 MLCC kondensatorus. Izmaiņas bija pavisam minimālas – to pašu karti pēc MLCC uzstādīšanas varēja virstaktēt par 30 MHz augstāk, tāpēc apgalvojums, ka kondensatori neietekmē absolūti neko, būtu pārsteidzīgs.

Manā skatījumā patiesībā ir kaut kur pa vidu. Diezgan droši var teikt, ka NVIDIA draivera versija 456.38 bija problemātiska. Tāpat nav izslēgts, ka kartes ar MLCC kondensatoriem patiešām nodrošina nedaudz labāku OC potenciālu kā risinājumi ar 6 POSCAP. Bet vai tam ir nozīme, ja jebkura no iepakojuma izņemta un sistēmā uzstādīta GeForce RTX 3080 videokarte darbojas korekti ar jaunāko draivera versiju un nodrošina solīto veiktspēju?

Kamēr jūsu mērķis nav nonākt 3DMark un citu testu rekordu tabulu augšgalā, jebkura RTX 30 Series videokarte ar 456.55 vai jaunāku draivera versiju darbosies stabili un pat pakļausies nelielai virstaktēšanai, tāpēc droši varat nelauzīt galvu par kondensatoriem un izvēlēties savam maciņa biezumam un gaumei atbilstošu karti, ko likt lietā jūsu iecienītākajās spēlēs! Pašlaik gan mazliet jāpaciešas līdz uzlabojas karšu pieejamība, kurai līdzi vari sekot Dateks.lv sadaļā Videokartes.