Wada fabryczna układów graficznych Nvidia

Nvidia to zasłużony producent układów graficznych, obecny na rynku od 1993 roku. Chipy produkowane przez firmę Nvidia montowane są zarówno w komputerach stacjonarnych – jako elementy samodzielnych, dedykowanych karty graficznych, jak również w laptopach – wlutowane bezpośrednio na płycie głównej, lub jako karty ze złączem MXM.

Chip BGA kontrolera grafiki stanowi serce karty graficznej. Dzięki specjalizowanej architekturze i zgodności ze środowiskami tworzenia grafiki (DirectX, OpenGL), pozwala na przetwarzanie ogromnych ilości danych graficznych, generowanie obrazu, wykonywanie przekształceń geometrycznych, pokrywanie wielokątów teksturami i wykonywanie setek innych funkcji. Odciąża procesor główny komputera z obliczeń, do których ten nie jest dedykowany. Procesor główny (CPU) dysponuje znikomą w porównaniu do GPU wydajnością przetwarzania grafiki. Odciążenie procesora z przetwarzania grafiki w znacznym stopniu poprawia wydajność pracy zestawu komputerowego w zadaniach wymagających licznych przekształceń na danych graficznych, takich jak projektowanie i obróbka grafiki 3D, gry komputerowe. Te ostatnie przede wszystkim są motorem napędowym postepu w dziedzinie produkcji kart graficznych.

Współczesna karta graficzna pracuje z częstotliwością kilku GHz, składa się z wielu miliardów tranzystorów, wykonana jest w technologii kilkunastu nm i dysponuje pamięcią VRAM o pojemności kilku GB. Parametry te przywodzą na myśl opis kompletnego zestawu komputerowego, jednak dotyczą tylko jednej karty rozszerzeń. Z tego powodu karty graficzne stawiają ogromne wymagania obwodom zasilania laptopów, a w komputerach stacjonarnych zasilaczom ATX. Ogromna wydajność to ogromne zużycie energii, co przekłada się na ponadprzeciętne obciążenie elementów kluczujących przetwornic impulsowych. Podczas pracy układu graficznego generowana jest także znaczna ilość ciepła, stawiająca wysokie wymagania układom chłodzenia. Równie ważna jak sam projekt coolera jest dbałość o jego stan. Regularne czyszczenie i konserwacja układu chłodzenia pozwala dłużej cieszyć się bezawaryjną pracą komputera.

Są jednak przypadki, w których nie pomogą nasze starania, a układ graficzny ulegnie uszkodzeniu niezależnie od naszych dobrych chęci i dbałości o regularną konserwację. Jednym z nich jest wada fabryczna układów Nvidia, znana w środowisku pod niewiele mówiącą laikowi nazwą „Bump cracks”. Wadliwe układy były produkowane przez wiele lat, dopiero w 2009 roku ogłoszone zostało oficjalne stanowisko firmy i wprowadzona akcja naprawcza.

Aby wyjaśnić przyczyny wady i jej wpływ na finalne uszkodzenie kontrolera graficznego, wpierw należy przybliżyć budowę tego rodzaju układu scalonego. Na poniższej ilustracji przedstawiony jest układ BGA w przekroju. Nie każdy zdaje sobie sprawę, że poza kulkami spoiwa łączącymi układ z płytą główną urządzenia, istnieją jeszcze jedne, mikroskopijnej wielkości kulki, które łączą krzemowy rdzeń z płytką PCB układu.

przekroj bga bumps plyta uklad

To właśnie te miniaturowe kulki ulegają uszkodzeniu na skutek omawianej wady. Prąd płynący przez przewodnik o tak małym przekroju powoduje jego degradację na skutek przegrzania oraz elektromigracji – stopniowemu przemieszczaniu atomów na skutek przepływu prądu. Dodajmy do tego zastosowanie stopu wysokoołowiowego, mniej odpornego mechanicznie niż stop eutektyczny oraz niewłaściwy rodzaj kleju, tracący zbyt szybko swoje właściwości mechaniczne wraz ze wzrostem temperatury i mamy obraz nieuchronnej awarii. Układ graficzny podczas pracy rozgrzewa się powyżej temperatury krytycznej kleju, połączenie mechaniczne jest osłabione, duży prąd powoduje elektromigrację, a zmiany temperatury naprężenia mechaniczne w kulkach. Złożenie tych zmiennych powoduje stopniową degradację połączeń elektrycznych prowadzącą do całkowitej dysfunkcji układu.

Pierwszymi symptomami syndromu „Bump Cracks Issue” są bluescreeny, zacinanie się komputera, z czasem zawieszanie i artefakty na ekranie. W dalszym toku postępowania usterki komputer aby się uruchomić musi wpierw się nagrzać – obraz pojawia się po kilku minutach i próbach uruchomienia. Ostatecznie komputer nie uruchamia się wcale (brak obrazu). Jeżeli układ graficzny jest zintegrowany z mostem, tak jak np. w chipie MCP67M, czy MCP79M, objawami mogą być również problemy z USB, dźwiękiem, siecią – kontrolery magistral znajdują się na tym samym chipie, co układ graficzny, zatem ich połączenia elektryczne także ulegają uszkodzeniu.

Problem dotyczy układów produkowanych do 2009 roku. Po 2009 roku Nvidia wprowadziła zmiany w procesie produkcyjnym, jak również w oznaczeniach układów, co pozwala zidentyfikować te, które wady są pozbawione. Najłatwiejszym sposobem rozpoznania układu jest znalezienie numeru partii produkcyjnej na rdzeniu podanego w postaci XXXXXX.XXX, gdzie interesuje nas ostatni znak. Jeśli jest to „R”, mamy do czynienia z poprawioną rewizją układu.

nvidia g86 630 a2 rewizja poprawiona

Jeśli nie, należy szukać innych oznaczeń. Kolejne to data produkcji po prawej stronie pod logo NVIDIA – (format YYWWRR, YY-rok, WW-tydzień, RR-rewizja) jeśli cyfry oznaczone YY są większe bądź równe 10, układ jest wyprodukowany po 2009 roku, daje informację o poprawionym procesie produkcyjnym.

grafika g86 771 a2 lot number poprawiony bez wady

Można posiłkować się także znajomością oznaczeń układów, zwracając uwagę na zmienione nazwy niektórych z poprawionych układów. Najpopularniejsze przykłady przedstawiamy poniżej.

oznaczenia ukladow wadliwe poprawione nvidia

Jak widać, problem jest złożony i dotyczy wielu układów. Choć Nvidia usunęła wadę produkcyjną, układy graficzne psują się w dalszym ciągu z innych przyczyn. Może to być przegrzanie na skutek niedostatecznej troski o stan układu chłodzenia. Źródłem uszkodzenia może być przebicie przeciążonych elementów kluczujących układu przetwornicy impulsowej wytwarzającego napięcie zasilania. Wadliwe mogą być kości pamięci VRAM, także sam laminat płyty może ulegać wewnętrznym mikropęknięciom.

W przypadku zdiagnozowania usterki powstałej na skutek opisywanej wady, konieczna jest wymiana układu na nowy, poprawiony przez producenta. Przywróci to sprawność sprzętu i wyeliminuje jedną z wrodzonych bolączek komputera. Reballing w przypadku wadliwych układów odnosi krótkotrwały skutek, gdyż w procesie tym wymieniane są kulki łączące PCB układu z płytą urządzenia, a to nie one powodują problem – jak wspomniano wcześniej, uszkodzeniu ulegają mikrokulki (bumps) pomiędzy rdzeniem krzemowym a płytką PCB układu.

Przyczyn problemów z wyświetlaniem obrazu może być wiele. Jeśli w Państwa laptopie obraz wyświetlany jest nieprawidłowo, bądź wcale, jeśli komputer zawiesza się, generuje bluescreeny, artefakty, pulpit wyświetlany jest w niskiej rozdzielczości – zapraszamy na darmową diagnozę do naszego serwisu przy ul. Grójeckiej 132/1A w Warszawie. Wieloletnie doświadczenie sprawia, że tego typu usterki jesteśmy w stanie zdiagnozować rzetelnie i sprawnie. Dysponujemy urządzeniami do lutowania BGA, wymiany układów nie zlecamy podwykonawcom, sami odpowiadamy za cały proces naprawy.