Nvidia RTX30系显卡翻车，罪魁祸首竟是区区电容？

 
电子发烧友报道（文/周凯扬）随着RTX3080和RTX3090两大系列显卡的相继开卖，消费者发现了库存短缺，为数不多的显卡被黄牛和机器哄抢一空，Nvidia甚至不得不为糟糕的首发情况道歉。除此之外，抢先评测的媒体和首批购买的用户都开始陆续发现一些崩溃、黑屏等不稳定的问题。这些稳定性问题往往在频率超过2GHz时复现，但并非所有显卡厂商都遇上了这种情况。那么这背后究竟有何原因呢？德国硬件测频网站Igor'sLAB等媒体、工程师以及爱好者均对这次“翻车”进行了分析。
 

生产前期没有真正的功能测试？

 
为了防止显卡基准性能测试结果的泄露，Nvidia这一次完全封闭了评估驱动。甚至可能没有运行Furmark或Time Spy等经典测试工具，仅用到了NVPunish（一款压力测试工具）来进行热测试。而从AIC显卡合作厂商的角度来看，这就有些怪异了，因为他们生产出来的显卡难以确定具体性能。因此每个厂商的功能测试仅限于正常启动与热稳定性，从而判断是否能够运行，但芯片质量以及最大安全频率却无从得知。这也就造成了不少厂商的质量测试时间较短，未能及时发现相关问题。
 
错误的元器件选择？

参考板PG132上的电容 / Igor'sLAB

 
目前来看，比较令人信服的理由就是电容的选择。在Nvidia的参考板PG132设计中，可以看到6个必要的电容，它们用于滤除NVVDD/MSVDD电压轨中的高频。除了电压转换器的高频干扰外，GPU频率的提升也会带来更多的干扰。而这一参考设计开放了使用大面积POSCAP/SP-CAP（导电性聚合物电解电容）还是稍微昂贵一点的MLCC（片式多层陶瓷电容）的选择，后者更小但必须以电容组来实现更高的容值。
 
从Nvidia自己的表单和规范来看，两者都是可行的。然而从质量上来说，优质的MLCC在过滤高频上更胜一筹。因此在显卡厂商来看，这就成了成本控制的问题。不同的厂商因此也都对自己的显卡选用了不同的电容方案。从许多反馈上来看，索泰的Trinity系列在频率超过2010MHz时往往会出现不稳定的情况，因为索泰使用了6个成本较低的POSCAP电容。

6个SP-CAP电容 / Igor'sLAB

 
而Nvidia自己的创始人版显卡则选择了更加优秀的方案，它采用了4个POSCAP和2个MLCC电容组（每组10个MLCC）的方案，因此哪怕在超过2GHz的情况下出现问题，也多半是驱动的原因。Igor'sLAB认为这是最优的方案，因为中间区域更加要配以合适的滤波（避免高频混合引起的短路）。

 

4个SP-CAP电容与两个MLCC电容组 / Igor'sLAB

 
而华硕的Asus TUF RTX 3080 Gaming显卡上则采用了更进一步的方案，全部采用MLCC电容组。这也证明了为何华硕旗舰显卡ROG STRIX RTX3080 OC的频率能高达1935MHz，比Nvidia的创始人版本高出13.2%。

6个MLCC电容组 / Igor'sLAB

 
那么电容的选择与显卡的超频有何关联呢？若将电容比作水桶的话，POSCAP就是大桶，MLCC就是小桶，大桶接水和放水速度都要慢，而小桶速度快但要达到相同的容量则有数量要求。随着GPU时钟频率的提高，所需电压也会提高，GPU Boost技术也会更快进行抵消和调节。所以越接近存储极限，修正和负载变化搞得频率也会提高。随着这一间隔变短，对电容的缓冲速度就有更高的要求，这也就是为什么MLCC在高频下更好的原因。对于NVVDD供电来说，一组MLCC就足以解决问题，而MSVDD的变化较少且独立于NVVDD，并不一定需要用到MLCC。
 

各个厂商显卡电容方案与回应

各个厂商RTX3080显卡的电容方案 / 电子发烧友网搜集整理

 
上图即部分已知的RTX3080显卡电容方案，其中部分暂未正式发售的显卡数据来源于媒体评测样卡，具体数据以正式零售版为准。从上图可知，大部分厂商都使用了1个MLCC电容组和5个POSCAP/SP-CAP的方案，RTX3090的情况与RTX3080大抵相同，但多数厂商采用了2个MLCC电容组和4个SP-CAP电容的方案。但随着“电容翻车”事件的发酵，相关的厂商也纷纷做出了自己的回应。
 
早在给媒体送去样卡以及显卡正式发售前，七彩虹已经发布邮件提醒，他们已经发现了崩溃问题，尤其是当按下超频键时，相关显卡随后已被召回。七彩虹官方也已透露未来将会采用更优的2个MLCC组+4个POSCAP电容方案。

华硕电脑中国区经理俞元麟在微博上强调，华硕的媒体送测样卡以及零售版本都采用了全MLCC的设计，原因是在研发过程中发现MLCC超频性能更好。而华硕在尚未正式开售的RTX3070系列显卡上使用了4 SP-CAP的设计，但考虑到RTX3070和RTX3080/3090设计并不相同，而且该显卡10月份才开售，出现不稳定问题的可能性相当之小。
 

EVGA声明 / EVGA

 
EVGA的全球产品管理主管Jacob Freeman也发表了自己的回应，称在量产的QC测试环节中，EVGA发现6个POSCAP的方案并没有通过实际应用测试。研发团队花了一周的时间找到问题成因，然后将POSCAP的数量缩减至4个，并在出货前加入20个MLCC电容，这也是为何EVGA GeForce RTX 3080 FTW3系列推迟的原因，但并没有任何6 POSCAP电容方案的该系列显卡出货至消费者手中。但部分媒体评测版本收到了量产前的6 POSCAP电容版本，EVGA正在收回这些显卡并换以零售版本。而XC3系列采用了5 POSCAP和10MLCC的方案，可以实现正常参数配置，并没有发现任何问题。

影驰于9月27日在微博发表声明，称目前只有6片用于评测的RTX 3090 GAMER试产样品采用了6颗SP-CAP的电容方案，该系列暂未开售，而未来正式生产和售卖的GAMER产品将对电容用料进行优化改进。

耕升也在微博发表声明，耕升并没有产品采用6 SP-CAP电容的方案，因此并不会出现盛传的电容问题与新品故障。

索泰马来西亚回应 / 索泰

索泰的母公司柏能集团似乎已经意识到了该问题，并将对设计做出更改。索泰马来西亚也在Facebook上发布了帖子，指出相关调查已在进行，不久后将更新情况，同时建议任何购买了RTX3080和3080 Trinity系列的客户填写调查表单。
 

小结

 
由此看来，电容设计失误很有可能是本次“翻车”事件的主要原因，但还是有不少采用了MLCC电容的RTX3080/3090显卡遇上了黑屏等不稳定性问题，而采用全POSCAP方案的显卡也有正常运转无误的。MSI也在一次Insider直播中提到了该问题，表示该问题很有可能是因为驱动引起的。但Igor'sLAB随后也发文称具体稳定性还是取决于芯片质量，高质量的芯片保持稳定所需的电压也更少。因为缺乏合适驱动所以显卡合作厂商无法正常测试第一批显卡，所以造成了部分原本不适用于超频版的显卡出货。从各个厂商的回应来看，电容的选择确实造成了一定影响，但未来稳定性的进一步加强还是得靠Nvidia的新驱动推送。

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