Мощнейшие видеокарты: чипсеты и графические чипы от гигантов IT и стартапов

Введение

Многие из нас слышали о такой проблеме, как отвал чипа на видеокарте. Это явление сопровождается полным или частичным отсутствием изображения, артефактами как в ОС, так и в BIOS. Недавно эта беда постигла и мой старенький уже «небоевой» компьютер, который ныне служит мне «телевизором». В процессе обрядов некромантии и колдовства над трупиком видеокарты родилась идея статьи.
Просторы интернета полнятся различными версиями о том, что делать и как починить, но я не хочу оспаривать или разрушать мифы. Я лишь собрал суммарную информацию для себя и теперь хочу поделиться своими выводами на тему «что же такое „отвал чипа видеокарты“» и рассказать, какие процессы происходят, почему и что делать, если эта неприятная ситуация уже случилась.

Версии произошедшего

Собственно, столкнувшись с этой проблемой, многие, отказываясь признавать худшее, сперва подождут в надежде на чудо и «перегрев». Но когда придет фаза признания проблемы, подкрепляемой такой безрадостной картиной, волей неволей в поисках средства ищешь причину. Основные версии заключаются в изменении технологического процесса изготовления видеокарт/чипов для видеокарт производителем. Далее идут уже скорее следствия из этого, сводящиеся примерно к следующему: в связи с частым и значительным перепадом температур припой в некоторых местах соединения теряет контакт с площадкой и вся система перестает правильно функционировать. Ремонт данной проблемы предполагает замену припоя, что требует крайне дорогого паяльного оборудования и навыков.

Устройство чипа

Для начала хотелось бы показать, как выглядит схема крепления чипа к плате и подложке. Вот схематичное изображение стандартного BGA чипа видеокарты:

Как мы видим, посадочное место под чип не единственное «узкое место», где пролегает контакт между кристаллом и основной платой.

Вот так это выглядит «вживую»:

На мой взгляд, сказать точно на каком из этих «уровней» произошла отпайка шарика припоя практически невозможно, ведь даже сняв кристалл с подложки рассмотреть проблему в микроскопических точках припоя на кристалле без микроскопа вряд ли получится. Конечно, есть и другие причины выхода из строя видеокарты, но эта проблема, пожалуй, самая распространенная. Итак, что же предлагают нам предпринять для восстановления работоспособности карточки?

Ремонт

Любой сервисный центр скорее всего предложит замену шариков припоя между подложкой и платой видеокарты, так называемый «реболл» используя для этого трафарет специальные шарики и инфракрасную паяльную станцию:

Равномерно прогревая чип и, наверняка устранив проблему контактов, где это возможно, мы действительно получим неплохой результат, который к сожалению, не даст нам гарантий на длительную работоспособность карточки, если проблема находилась «этажем» выше, между кристаллом и подложкой, да ещё и за круглую сумму. Осознавая положение вещей я решился на просто-равномерный-прогрев, без «реболла», дома и за бесплатно.

Ремонт

Размышляя над тем, как осуществить прогрев равномерно и максимально обезопасив детали, я решил отказаться от идеи с духовкой, которую, тем не менее, успешно используют другие товарищи. Для себя я выбрал вариант с утюгом. Сам видеочип оказался в алюминиевом корпусе, но я решил, что проложить его фольгой всё равно не будет лишним. Собственно, ниже я прилагаю фотоотчет с комментариями по временным промежуткам и результатом:

Разогрев я начал сразу и до среднего деления ориентируясь по сомнительному диску где мутно указывалась «шерсть». Не поленившись достать термопару я замерил что-то около 140 градусов. К сожалению фото замеров не прилагаю. В таком виде я продержал утюг на плате не больше 10 минут после чего выкрутил температуру на максимум

200 градусов, и оставил так минут на 15.

Должен заметить, что хороший прогрев происходит и за счёт очень длительного остывания утюга, температура падает медленно, что позволяет как следует прогреть все элементы посадки чипа и аккуратно без резких перепадов остудить его после «прожарки». Вытащив вилку утюга из розетки, я оставил конструкцию в таком виде остывать почти на 40 минут. Затем, закрутив обратно всю мишуру из радиатора вентилятора, элементов крепежа и прочей чепухи, я побежал проверять результат воскрешения:

К сожалению, фотоотчет мог бы быть более полным, но я не планировал писать эту статью на тот момент, и пользуюсь тем материалом, что оказался доступен.

Заключение

В конце хочу добавить, что этим же способом сразу же была реанимирована и вторая видеокарта, что подтвердило работоспособность этого метода воскрешения видеокарт. Основываясь на собранной информации, я склоняюсь к мысли, что данный «ремонт» не способен полностью спасти мою видеокарту и в ближайшее время (месяц-два) ситуация повторится. Повторные прогревы, как показывает чужая практика, менее эффективны, если и помогают — то на всё меньшие сроки.

Статья была написана в познавательных целях и не претендует на истину в последней инстанции, здесь лишь мои выкладки и мысли на тему данной проблемы.

Введение

Многие из нас слышали о такой проблеме, как отвал чипа на видеокарте. Это явление сопровождается полным или частичным отсутствием изображения, артефактами как в ОС, так и в BIOS. Недавно эта беда постигла и мой старенький уже «небоевой» компьютер, который ныне служит мне «телевизором». В процессе обрядов некромантии и колдовства над трупиком видеокарты родилась идея статьи.

• Признаки выхода из строя видеокарты компьютера :

Пользователи, которые обращаются к нам за помощью, описывают множество симптомов того, что видео адаптеры их ПК и ноутбуков или не работают вообще, или функционируют совсем не так, как нужно. Не редко частично пропадает изображение, появляются различные артефакты в виде полос, пятен, искажений. Наиболее распространенными среди признаков неисправности видеокарты являются следующие:

• Полное отсутствие изображения при включении техники
• Различные артефакты, появляющиеся на экране во время работы
• Во время работы полностью пропадает изображение
• Не работает TV InOut
• Нарушается цветность

Это отнюдь не полный перечень ситуаций, при которых требуется производить ремонт видеокарты ноутбука или настольного персонального компьютера.

Установите GPU-Z

GPU-Z – это вспомогательная компьютерная программа, предназначенная для отображения информации о технических характеристиках графической карты на экране компьютера. Установив ее в OC Windows, пользователь может применять эту информацию для оптимизации работы или диагностики неисправностей графического процессора.

Программа доступна для скачивания на официальном сайте https://www.techpowerup.com/download/gpu-z/.

Утилита GPU-Z может:

• Поддерживать карты AMD, NVIDIA и Intel.
• Выводить полный набор характеристик отображаемого устройства.
• Работать с датчиками видеокарты и выводить показатели на дисплей в режиме реального времени.

После установки GPU-Z.2.7.0_eng.exe появится окно программы с открытой вкладкой «Graphics Card», где вы сможете увидеть параметры видеоускорителя. Производитель памяти указан в графе Memory Type. Кроме того, утилита имеет вкладки: «Sensors» и «Validation». В верхнем углу справа есть кнопки для настройки и создание скриншотов. Программа GPU-Z умеет переключаться между картами майнинг-фермы, показывая сведения о каждом устройстве.

Перейдя во вкладку «Sensors»вы увидите показатели датчиков:

• Частота памяти.
• Частота ядра.
• Температура устройства.
• Скорость вращения кулера.

Вкладка «Validation» предназначена для получения личного идентификатора. В меню «General» можно выбрать:

• Язык подсказки.
• Параметры запуска.
• Параметры обновления программы.

Вкладка «Setting» позволяет регулировать количество активных датчиков. В окне «ASIC Quality» можно сравнить характеристики вашей карты с другими видеоадаптерами этого уровня. Программа GPU-Z бесплатна и подходит к любой версии Windows.

Альтернативный способ узнать производителя микросхем видеопамяти.

• Скачайте и запустите от имени администратора программу ATIWinflash. Ссылка на загрузку https://www.techpowerup.com/download/ati-atiflash/.
• Выберите карту и нажмите кнопку Save, чтобы сохранить Bios.
• Скачайте программу SRBPolarisV3-Int. Ссылка на страницу разработчика https://bitcointalk.org/index.php?topic=1882656.0.
• Запустите SRBPolaris.exe
• Нажмите кнопку Open Bios в правом верхнем углу и выберите только что сохраненный файл bios. room.

Сведения о видеопамяти доступна во вкладке Info, графа Mempory Type.

Диагностика выявляет причины неисправности видеокарты ПК

Прежде, чем приниматься за ремонт, мастера СЦ КомпрайЭкспресс производят тщательную диагностику видеоадаптеров , в процессе которой выясняют причины их неисправностей . К наиболее часто встречающимся из них относятся:

• Механические повреждения отдельных элементов
• Некачественный монтаж электронных компонентов на плате видеокарты
• Выход из строя dc-dc конвертеров
• Выход из строя микросхем памяти
• Выход из строя GPU (графического процессора)
• Выход из строя или значительное изменение параметров конденсаторов

Мифы реболла, пропайки и прогрева северного моста и видеочипа

Попробуем внести ясность в термины «прогрев», «реболл», «пропайка контактов», «прожарка» и т. д. относительно видеочипов nVidia, ATI да и других тоже. Статья не претендуетна оригинальность,но попробуем доступным языком рассказать что такое BGA и почему бесполезно, а иногдаи очень вредно «пропаивать», «прожаривать», «прогревать» чипы в ноутбуках, хотя это в равной степени относится и к десктопным платам

В интернете на разных специализированных и не очень форумах, а так жена разных ютубах полно тем и видеороликов где предлагается чинить плату ноутбука прогревом видео чипа, северного моста, южного моста (да вообще греют все что видят) в результате этого стали массово попадать в ремонт ноутбуки которые народные «умельцы» пытались чинить этими варварскими методами. Результаты как правило очень плачевные —в лучшем случае чип проработает недолго, пару недель — месяц и издохнет окончательно, в худшем — будет добита материнская плата, поскольку все эти любители погреть имеют очень смутное представление о технологиии принципах BGA а так жене имеют нужного паяльного оборудования, греют строительными фенами не соблюдая термопрофилей, или уж вообще дикими самодельными конструкциями надеясь на авось — заработает хорошо, не заработает —ну таки было.Итог для клиента весьма печальный, возможно плата восстановлению не подлежит,а попади она в грамотный сервис она была бы успешно отремонтирована.

Вот для примера, как пытались погреть северный мост ATI 216-0752001, не знаю чем грели, явно что то типа строительного фена, профили температуры? нет, не знаем.От такого издевательства чип согнуло и оторовалоот платы левый край:

Итак, что такое BGA:

Во всей современной технике используется технология пайки BGA — (взято с Википедии)

BGA (англ. Ball grid array — массив шариков) — тип корпуса поверхностно-монтируемых интегральных микросхем

Здесь микросхемы памяти, установленные на планку, имеют выводы типа BGA

Разрез печатной платы с корпусом типа BGA. Сверху видно кремниевый кристалл.

BGA произошёл от PGA. BGA выводы представляют собой шарики из оловянно-свинцового или безсвинцового припоя, нанесённые на контактные площадки с обратной стороны чипа (микросхемы). Микросхему располагают на печатной плате, согласно маркировке первого контакта на микросхеме и на плате. Далее, микросхему нагревают с помощью воздушной паяльной станции или инфракрасного источника, по определенному термопрофилю до температуры при которой шарики начинают плавиться. Поверхностное натяжение на расплавленном шарике заставляет расплавленный припой зафиксировать микросхему ровно над тем местом, где она должна находиться на печатной плате. Сочетание определённого припоя, температуры пайки, флюса и паяльной маски не позволяет шарикам полностью деформироваться.

Основным недостатком BGA является то, что выводы не являются гибкими. Например, при тепловом расширении или вибрации некоторые выводы могут сломаться. Поэтому BGA не является популярным в военной технике или авиастроении. Так же этому сильно поспособствовали экологические требования о запрете свинцового припоя. Безсвинцовый припой намного более хрупкий чем свинцовый.

Отчасти эту проблему решает залитие микросхемы специальным полимерным веществом — компаундом. Он скрепляет всю поверхность микросхемы с платой. Одновременно компаунд препятствует проникновению влаги под корпус BGA-микросхемы, что особенно актуально для некоторой бытовой электроники (например, сотовых телефонов). Также осуществляется и частичное залитие корпуса, по углам микросхемы, для усиления механической прочности. От себя добавлю что не малую долю в разрушении пайки BGA дает безсвинцовый припой который по сравнению с традиционным свинцовым не пластичен при застывании.

Вот эта особенность BGA + безсвинцовый припой и есть причина всех бед. Видеочип или севреный мост, а так же новое поколение процессоров которые используют BGA, в процессе работы может нагреваться до 90 градусов,а при нагревании вы все знаете что материал расширяется, тоже самое происходит с шариками BGA. Постоянно расширяясь (при работе) — сжимаясь (после выключения) шарики начинают трескаться, площадь контакта с площадкой уменьшается, контакт становится все хуже и в конце концов окончательно пропадает.

Строение типового чипа BGA:

схематичное:

А вот реальные фотографии взятые с сайта https://www.nanometer.ru/

Слева фотографии до полировки, справа – после. Верхний ряд фотографий – увеличение 50x, нижний – 100x

После полировки (фотографии справа) уже на увеличении 50x видны медные контакты, соединяющие отдельные структуры чипа. До полировки, они, конечно же, тоже проглядывают сквозь пыль и крошку, образовавшуюся после резки, но разглядеть отдельные контакты вряд ли удастся.

Электронная микроскопия

Оптическая микроскопия даёт 100–200 крат увеличения, однако это не идёт ни в какое сравнение с 100 000 или даже 1 000 000 крат увеличения, которое может выдать электронный микроскоп (теоретически для ПЭМ разрешение составляет десятые и даже сотые доли ангстрема, однако в силу некоторых реалий жизни такое разрешение не достигается).К тому же, чип изготовлен по техпроцессу 90 нм,и увидетьс помощью оптики отдельные элементы интегральной схемы довольно проблематично, опять-таки мешает дифракционный предел. А вот электроны вкупе с определёнными типами детектирования (например, SE2 – вторичные электроны) позволяют визуализировать разницу в химическом составе материала и, таким образом, заглянуть в самое кремниевое сердце нашего пациента, а именно узреть сток/исток, но об этомчуть ниже.

Печатная плата

Итак, приступим. Первое, что мы видим – печатная плата, на которой смонтирован сам кремниевый кристалл. К материнской плате ноутбука он припаянс помощью BGA пайки. BGA – Ball Grid Array – массив оловянных шариков диаметром около 500 мкм, размещённых определённым образом, которые выполняют ту же роль, что и ножкиу процессора,т. е. обеспечивают связь электронных компонентов материнской платы и чипа. Конечно, никто вручную не расставляет эти шарики на платеиз текстолита, (хотя иногда требуется перекатать чип, и для этого существуют трафареты) это делает специальная машина, которая перекатывает шарики по «маске» с дырочками, соответствующего размера.

BGA пайка

Сама плата выполнена из текстолитаи имеет8 слоёвиз меди, которые связаны определённым образом друг с другом.На такую подложку монтируется кристалл с помощью некоторого аналога BGA, давайте назовём его «mini»-BGA. Это те же шарики из олова, которые соединяют маленький кусочек кремния с печатной платой, только диаметр этих шариков гораздо меньше, меньше 100 мкм, что сопоставимо с толщиной человеческого волоса.

Сравнение BGA и mini-BGA пайки (на каждой микрофотографии снизу обычный BGA, сверху – “mini”BGA)

Для повышения прочности печатной платы, её армируют стекловолокном. Эти волокна хорошо видны на микрофотографиях, полученных с помощью сканирующего электронного микроскопа.

Текстолит – настоящий композитный материал, состоящий из матрицыи армирующего волокна

Пространство между кристаллом и печатной платой заполнено множеством «шариков», которые, по всей видимости, служат для теплоотвода и препятствуют смещению кристалла со своего «правильного» положения.

Множество шарообразных частиц заполняют пространство между чипом и печатной платой

А теперь выводы — Как уже говорилось выше, основная проблема BGA это разрушение шариков и уменьшение «пятна» контакта с подложкой.Но — в 99% случаев это происходит там где кристалл припаян к подложке! поскольку греется именно сам кристалл и шарики там во много раз мельче. «Отваливается» именно кристалл от подложки а не сам чип от платы! (справедливости ради — очень редко встречается отрыв чипа именно от платы,но это очень редкий случай)

Так почему же помогает прогрев и реболл? — а он не помогает.От нагрева шарики под кристаллом расширяются, пробивают пленку окисла и контакт восстанавливается на некторое время. На какоевремя — это лотерея. Может 1 день,а можети месяц — два. Но итог всегда будет один — чип умрет опять. Чтобы восстановить чип нужно реболлить кристалл, а учитывая размеры шаров это скажем так —не реально.

100% вариант ремонта —это замена чипа на новый.

Мы рассмотрели чип nVidia, но большинство выше сказанного относится ко многим чипам, в том числе и ATI.С чипами ATI еще интереснее —современные чипы ATI очень плохо относятся к прогреву фенами, было уже много случаев когда некоторые «сервисы» грели чипы ATI в надежде что плата оживет, но они убили живые чипы, а проблема изначальна была в другом.

В качестве заключения:

Реболлинг все таки применяется в ремонте ноутбуков, например ошибочно поставили не тот чип, не выбрасывать же его, или часто бывает с ударенными или уроненными ноутбуками где чип оторвало от платы.Так же часто нужен реболл когда под чип попала жидкость и разрушила шарики. Чип обычно выживает. Вот примерына фотографиях ниже, залитый ноутбук, шарики под чипом окислились и потеряли контакт. Реболл спас ситуацию:

И напоследок пара фотографий как пожарили видеочипы в одном сервисе, на первом фото грели так что на чипе появились волдыри, на втором зажарили и видео,и северный мост, залив плату каким то супер дешевым флюсом:

PS — Современные чипы nVidia и ATI уже не оживаютот прогрева.Но любителей прогреть это не останавливает, греют все чипы подряд, до пузырей, убивая плату окончательно, и при этом говоря клиентам умные слова — «пропайка», «ребоулинг», но Вы прочитали эту статью, и надеюсь сделали верный вывод!

PPS — Комментарии и указанияна неточности приветствуются.

А всего этого можно избежать если вовремя проводить чистку и профилактику ноутбка!

Ремонт и чистка вентилятора видеокарты от пыли

Мастерами сервисного центра КомпрайЭкспресс, специализирующихся на проведении такого вида работ, оказываются следующие услуги :

• Ремонт и чистка от пыли видеокарт nVidia GeForce
• Ремонт и чистка от пыли видеокарт AMD Radeon

Производится аппаратный ремонт любой сложности на профессиональной паяльной станции, реболлинг чипа видеокарты, замена BGA шаров. На все работы предоставляется обязательная гарантия на все работы от 3 месяцев . Ремонт видеокарты компьютера своими руками лучше не производить , к нам часто попадают комплектующие, которые имели не профессиональное вмешательство и стоимость ремонта в таких случаях уже бывает выше.

Эволюция оборудования для майнинга — от CPU, GPU, FPGA, ASIC

История биткоин-майнинга начиналась с использования CPU (процессоров) в 2009 году. Летом 2010 года курс первой криптовалюты вырос до $0,08, тогда майнинг стал приносить доход, который спровоцировал рост конкуренции среди майнеров.

Это привело к переходу майнинга на промышленные рельсы — использованию GPU (видеокарт). Видеокарты имели в десятки раз большую скорость хеширования при меньшей стоимости. Явным преимуществом добычи монет как на CPU, так и на GPU была возможность переключаться с одной на другую – в зависимости от ситуации на рынке.

В 2011 году некоторые энтузиасты начали поиск менее энергозатратных девайсов для майнинга, и нашли FPGA. Фермы с FPGA-картами были в разы производительнее и энергоэффективнее, но дорогими и сложными в программировании. В 2013 году появились первые ASIC – заточенные под добычу одной монеты, мощные и простые в использовании.

Экономика майнинга менялась. К основным факторам изменений можно отнести медвежий рынок криптовалют и постоянно растущую сложность майнинга. Потому мощность хеширования и простота использования появившихся ASIC определили их популярность.

Рост числа ASIC привел к другой проблеме – централизации или, так называемому, риску «атаки 51%» многих крупных монет, который заставляет разработчиков менять алгоритмы хеширования.

Большой недостаток ASIC для майнеров в том, что в случае изменения алгоритма хеширования майнинг на них станет невозможен, так как расчетный алгори и поменять его нельзя. Остается только купить ASIC и надеяться, что вложенные средства окупятся до того, как изменится алгоритм добычи монеты или сложность майнинга этой монеты не вырастет до небес.

GPU-майнинг по-прежнему является рабочим вариантом, но высокое энергопотребление видеокарт делает майнинг бессмысленным занятием во многих регионах, где стоимость 1 кВт/ч электроэнергии выше 7-12 центов при нынешней рыночной ситуации. Разумеется, производители оборудования для майнинга задумались о том, есть ли альтернатива ASIC и GPU? Решение нашли – вернулись к FPGA-чипам.

Замена видеокарты на более мощную

Со временем игры начинают выдвигать все большие требования к видеокартам, поэтому становится актуальной замена видеокарты на более мощную игровую. Апгрейд (модернизация) видеокарты компьютера производится на дому у заказчика или в центре.

► Сложность с подбором видеокарты? Мы сможем выбрать для Вас наиболее подходящую модель исходя из Ваших задач и бюджета. Сможем подобрать как бюджетную, но максимально производительную в своей ценовой категории, так и новейшую игровую видеокарту с максимальной производительностью.

Сколько стоит ремонт видеокарты на ПК

Поскольку стоимость современных видеоадаптеров достаточно высока (в некоторых случаях она вполне сопоставима с общей стоимостью остальных комплектующих ПК, в которых они установлены), то их приведение в исправное состояние после поломок, вполне оправдано экономически.

► Сколько стоит ремонт видеокарты на ПК или игровом ноутбуке? Цена ремонта будет зависеть от характера неисправности и сложности работ по восстановлению работоспособности графического адаптера. Но можно привести средние цены:

При заказе услуг с сайта действует скидка 10%

ВИДЕОЧИП — это… Что такое ВИДЕОЧИП?

• Видеочип — Современные интегральные микросхемы, предназначенные для поверхностного монтажа. Советские и зарубежные цифровые микросхемы. Интегральная (engl. Integrated circuit, IC, microcircuit, microchip, silicon chip, or chip), (микро)схема (ИС, ИМС, м/сх) … Википедия
• NVIDIA ION — У этого термина существуют и другие значения, см. Ion. NVIDIA ION чипсет компании NVIDIA, платформа для нетбуков и неттопов. Состоит из процессоров Intel Atom (в том числе и двухъядерных) и системной логики GeForce 9400M с одночиповой… … Википедия
• ION — У этого термина существуют и другие значения, см. Ion. NVIDIA ION семейство чипсетов компании NVIDIA, платформа для нетбуков и неттопов. Состоит из процессоров Intel Atom (в том числе и двухъядерных) и системной логики GeForce 9400M с… … Википедия
• КРЕМНИЕВЫЙ ЧИП — КРЕМНИЕВЫЙ ЧИП, небольшая пластинка из КРЕМНИЯ, на которой размещают множество миниатюрных ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ (микросхем). Кремниевые чипы являются основой большей части электронного оборудования. Персональный КОМПЬЮТЕР содержит множество чипов… … Научно-технический энциклопедический словарь
• СПЕКТРОГРАФ — СПЕКТРОГРАФ, спектроскоп, оснащенный камерой или электронным обнаружителем, таким как ВИДЕОЧИП. Используется для получения фиксированной записи СПЕКТРА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ. Астрономические спектрографы, обычно применяемые вместе со… … Научно-технический энциклопедический словарь
• PlayStation 3 — … Википедия
• Centrino — (Centrino Mobile Technology) название для платформы ноутбука от Intel, которая включает комбинацию центрального процессора, связки материнская плата чипсет и беспроводного сетевого адаптера для ноутбука. Intel утверждает, что системы, в… … Википедия
• Coleco Telstar — Telstar Производитель Coleco … Википедия
• LPX — Типы компьютерных корпусов XT AT ATX eATX FlexATX miniATX microATX BTX MicroBTX PicoBTX DTX Mini DTX ETX LPX Mini LPX NLX ITX Mini ITX Nano ITX Pico ITX PC/104 / Plus … Википедия
• Видеокарта — семейства GeForce 4, с радиатором и вентилятором Видеокарта (также видеоадаптер, графический адаптер, графическая плата, графическая карта, графический ускоритель) … Википедия