الملخص:
لفترة طويلة، كانت مشكلة ارتفاع درجة الحرارة وحتى انهيار واجهة مصدر الطاقة ذات 16 سنًا لبطاقة الرسومات Nvidia GeForce RTX 5090 مصدر قلق. على الرغم من أن الشركات المصنعة لبطاقات الرسومات وهيئات إعداد معايير الموصلات قامت بتحسين التصميمات ذات الصلة، إلا أن مشكلة موثوقية مصدر الطاقة لبطاقات الرسومات عالية الطاقة لم تختف تمامًا. في الآونة الأخيرة، اقترح أحد المتحمسين لتعديل الأجهزة حلاً آخر:
التخلي عن الاعتماد على الواجهة ذات 16 سنًا المثيرة للجدل واستخدام أربع واجهات إمداد طاقة PCIe تقليدية ذات 8 سنون لنشر التيار إلى المزيد من الأسلاك لتقليل الحمل الكهربائي والحراري على الأسلاك الفردية ونقاط الاتصال.
تم عرض هذا التعديل بواسطة مستخدم Reddit DallasGrave. يختلف هذا الحل عن كابلات المحولات الشائعة، ويستخدم لوحة دوائر مطبوعة مخصصة (PCB)، متصلة مباشرة بجهات اتصال مصدر الطاقة الأصلية لبطاقة الرسومات، ويتم تثبيت أربع واجهات مصدر طاقة PCIe ذات 8 سنون على لوحة الدائرة. وبهذه الطريقة، يمكن لمزود الطاقة إمداد بطاقة الرسومات بالطاقة مباشرة من خلال أربع مجموعات من الواجهات التقليدية، دون الحاجة إلى السماح لكل التيار بالمرور عبر الواجهة الأصلية 12V-2x6.
الهدف الأساسي من هذا التعديل هو تقليل كثافة التيار عند نقاط الاتصال المحلية في نظام إمداد الطاقة لبطاقات الرسومات عالية الطاقة وتقليل خطر ارتفاع درجة الحرارة الناتج عن ضعف الاتصال أو توزيع الحمل غير المتساوي أو مقاومة الاتصال المفرطة.
يبلغ إجمالي استهلاك الطاقة القياسي للوحة RTX 5090 حوالي 575 واط، ويتم تشغيلها بواسطة واجهة 12V-2x6. تستخدم الواجهة جهات اتصال طاقة متعددة لنقل التيارات العالية وجهات اتصال الإشارة الإضافية لتحديد قدرة مصدر الطاقة وحالة الاتصال. بالمقارنة مع الواجهات التقليدية المتعددة ذات 8 سنون، فإن الواجهة ذات 16 سنًا أكثر إحكاما في الهيكل، ولكنها تضع أيضًا متطلبات أعلى على جودة الاتصال، وحالة إدخال القابس، وجودة تصنيع الكابلات، والتوزيع الحالي.
في ظل ظروف الحمل العالي، إذا لم تقم بعض جهات الاتصال بإجراء اتصال كافٍ، أو إذا كان التوزيع الحالي بين جهات الاتصال المختلفة غير متساوٍ، فقد تزيد الحرارة الناتجة عن المقاومة المحلية بسرعة. حتى إذا كان إجمالي تدفق التيار عبر الموصل بأكمله لا يتجاوز توقعات التصميم، فقد تظل بعض نقاط الاتصال تسخن بشكل غير طبيعي لأنها تحمل قدرًا كبيرًا من التيار.
لا يتم تحديد هذه المشكلة من خلال تصنيف قوة الواجهة فقط. تعتمد درجة الحرارة الفعلية للموصل أيضًا على مقاومة التلامس، ومقياس السلك، وجودة التجعيد الطرفي، وما إذا كان القابس مُدخلًا بالكامل، وتوزيع الحمل بين نقاط الاتصال. ولذلك، فإن مجرد زيادة عدد الواجهات لا يضمن السلامة تلقائيًا، ولكن توزيع التيار بشكل صحيح يساعد في تقليل العبء على بعض الأسلاك ونقاط الاتصال.
يحل الحل ذو الواجهات الأربعة الذي صممته شركة DallasGrave هذه المشكلة عن طريق تغيير مسار مصدر الطاقة.
وفقًا للبيانات التي نشرها المودلر، تحت حمل 600 واط، يحمل كل سلك حوالي 4.1 إلى 4.4 أمبير، وهو ما يقرب من نصف تيار سلك واحد في نظام إمداد طاقة قياسي مكون من 16 سنًا. وقال المعدلون أيضًا إنه مقارنة بطريقة إمداد الطاقة الأصلية، انخفضت درجة الحرارة بنحو 20 درجة مئوية بعد التعديل.
في اختبارات الطاقة الأعلى، قيل أن درجة حرارة ثنائي الفينيل متعدد الكلور المخصص كانت حوالي 45 درجة مئوية عندما كانت وحدة إمداد الطاقة تعمل بحمل 800 واط. ومع ذلك، استخدم هذا الاختبار بطاقة RTX 5090 معدلة بمقاوم تحويل، مما يسمح لبطاقة الرسومات بتجاوز حدود استهلاك الطاقة العادية، لذا لا يمكن اعتبار النتائج مباشرة على أنها أداء بطاقة RTX 5090 عادية في الاستخدام اليومي.
ذكر المعدِّل أيضًا أن هذه المجموعة من الوحدات يمكن أن توفر الطاقة بشكل مستقل لبطاقة الرسومات، أو يمكن استخدامها مع الواجهة الأصلية ذات 16 سنًا. في وضع الاستخدام الكامل لأربع واجهات ذات 8 سنون لإمدادات الطاقة، لم تعد الواجهة الأصلية 12V-2x6 هي القناة التي يجب أن تمر بها بطاقة الرسومات لإمدادات الطاقة، وبالتالي تجاوز الواجهة المثيرة للجدل نفسها.
من الواضح أن هذا يختلف عن بعض خطط التعديل التي ظهرت من قبل. أضافت بعض الحلول المبكرة فقط واجهتين إضافيتين مكونتين من 8 سنون لمشاركة جزء من التيار مع الواجهة الأصلية ذات 16 سنًا. لا تزال هناك حاجة إلى بطاقة الرسومات لإكمال مصدر الطاقة الرئيسي من خلال واجهة ذات 16 سنًا. يحاول هذا التصميم ذو الأربع واجهات إنشاء مسار كامل لإمدادات الطاقة لا يعتمد على الواجهة الأصلية المكونة من 16 سنًا.
من وجهة نظر المبدأ الكهربائي، فإن إضافة مسارات متوازية لإمدادات الطاقة يمكن أن يقلل من التيار الذي يحمله كل مسار. ومع ذلك، يعتمد التوزيع المتساوي للتيار على مقاومة كل مسار، وطول السلك، وجودة الاتصال، وتصميم تتبع لوحة الدائرة. فقط عندما يتم التحكم في هذه الظروف بشكل معقول، فإن زيادة عدد الواجهات يمكن أن يؤدي بشكل فعال إلى تقليل الحمل على نقطة اتصال واحدة.
عادةً ما يتم تصميم واجهة مصدر الطاقة PCIe التقليدية ذات 8 سنون بقدرة مقدرة تبلغ 150 واط لكل واجهة. يمكن أن توفر الواجهات الأربعة ذات 8 سنون إجمالي 600 واط من مصدر الطاقة بموجب هذا المعيار المقدر، والذي يقع في نطاق مشابه لاستهلاك الطاقة القياسي للوحة RTX 5090 والذي يبلغ حوالي 575 واط.
لكن هذا لا يعني أن الواجهات الأربعة ذات 8 سنون يمكنها توفير 600 واط من الطاقة دون قيد أو شرط وبأمان تحت أي ظرف من الظروف. إن قدرة مصدر الطاقة الفعلية محدودة أيضًا بكابل الطاقة وجودة الموصل وتصميم PCB لبطاقة الرسومات ومصدر الطاقة نفسه. خاصة بعد رفع تردد التشغيل أو رفع قيود استهلاك الطاقة، قد يكون لبطاقة الرسومات متطلبات استهلاك طاقة أعلى بكثير من المواصفات القياسية، ويجب أن يكون لنظام إمداد الطاقة أيضًا هوامش تصميم مقابلة.
تم اختبار هذا التعديل إلى 800 واط، لكن المعلومات العامة حاليًا ليست كافية لإثبات قدرته على تحمل هذه القوة بثبات لفترة طويلة، كما لا يمكنها إثبات أن جميع نماذج RTX 5090 يمكنها اعتماد نفس التصميم بأمان. يتطلب التشغيل المستمر مع الاستهلاك العالي للطاقة، والتدوير الحراري في درجات حرارة محيطة مختلفة، وتآكل الموصل على المدى الطويل، وآليات الحماية في ظل ظروف غير طبيعية، مزيدًا من التحقق.
ذكر المعدل أن هذا التصميم لا يقتصر على بطاقة RTX 5090 معينة، ويعمل أيضًا على تطوير إصدارات معدلة لمجموعة متنوعة من بطاقات الرسومات، بما في ذلك إصدار Founders Edition العام. تتضمن الخطة أيضًا إنتاج لوحات معززة مخصصة لجعل مظهر وحدات إمداد الطاقة الجديدة أقرب إلى تصميم المصنع الأصلي. بالإضافة إلى ذلك، يقوم المودلر بإعداد مقاطع فيديو توضح عملية التثبيت ودرجة الحرارة في الوقت الفعلي والبيانات الحالية، ويخطط لإجراء اختبار الحمل على مدار 24 ساعة.
ومع ذلك، لم يتم بعد تحديد سعر البيع النهائي وترتيبات التسويق للمنتجات ذات الصلة بشكل كامل. وذكرت الشركة أيضًا أنها تخطط لتقديم خدمات التثبيت عن طريق إرسال بطاقات الرسومات بالبريد، وتتوقع فتح نشاط تجاري ذي صلة في لاس فيغاس في ديسمبر. لا تزال الترتيبات المذكورة أعلاه جزءًا من خطة المشروع، وما إذا كان من الممكن تنفيذها في نهاية المطاف كما هو مقرر أم لا.
بالنسبة للمستخدمين العاديين، لا يعد هذا النوع من التعديل أحد ملحقات الترقية التقليدية التي يمكن توصيلها وفصلها بسهولة. يحتاج PCB المخصص إلى إنشاء اتصال موثوق به مع دائرة إمداد الطاقة الأصلية لبطاقة الرسومات، وتتضمن عملية التثبيت تعديل أجهزة بطاقة الرسومات واللحام الاحترافي. قد يؤدي التشغيل غير السليم إلى إتلاف بطاقة الرسومات وحتى التسبب في حدوث دائرة كهربائية قصيرة أو ارتفاع درجة الحرارة أو أي أعطال كهربائية أخرى.
بالإضافة إلى ذلك، لا تقوم الشركات المصنعة لبطاقات الرسومات عمومًا بتضمين تعديلات مصدر الطاقة غير الأصلية هذه ضمن تغطية الضمان القياسية. وحتى إذا كانت بيانات درجة الحرارة بعد التعديل تؤدي أداءً جيدًا، فلا يمكن استنتاج أنه تم التحقق بشكل كامل من موثوقيتها على المدى الطويل.
لقد اجتذب هذا الحل الاهتمام لأنه يمس مشكلة مهمة في تصميم مصدر الطاقة لبطاقات الرسومات عالية الطاقة: عندما يستمر استهلاك الطاقة لبطاقات الرسومات في الزيادة، وكيفية موازنة كثافة مصدر الطاقة وحجم الموصل والموثوقية طويلة المدى في مساحة محدودة.
تتمثل ميزة واجهة إمداد الطاقة ذات 16 سنًا في أنها صغيرة الحجم ومتكاملة للغاية ويمكنها نقل طاقة كبيرة في مساحة صغيرة نسبيًا؛ تتمتع الواجهة التقليدية ذات 8 سنون بتاريخ تطبيق طويل، وقد تم استخدام هيكل الاتصال وطريقة إمداد الطاقة على نطاق واسع. يحاول حل تعديل الواجهات الأربعة زيادة عدد نقاط الاتصال والأسلاك مقابل حمل تيار أقل لقناة واحدة، ولكنه يزيد أيضًا من عدد الواجهات وتعقيد الأسلاك ومتطلبات التثبيت.
لذلك، فإن هذا التعديل لا يثبت ببساطة أن الواجهة التقليدية ذات 8 سنون هي بالتأكيد أفضل من الواجهة 12V-2x6. إن ما يحدد سلامة مصدر الطاقة حقًا هو الأداء الشامل لعوامل متعددة مثل تصميم الموصل، وجودة الاتصال، والتوزيع الحالي، ومواصفات الأسلاك، والتحكم في درجة الحرارة، وآليات الحماية.
إذا أثبتت الاختبارات اللاحقة أن هذا الحل يتمتع بأداء مستقر في ظل استهلاك الطاقة القياسي والحمل العالي على المدى الطويل، فقد يكون قادرًا على توفير فكرة تصميم مصدر الطاقة لبعض بطاقات الرسومات عالية الطاقة والتي تختلف عن الواجهة الأصلية ذات 16 سنًا. ومع ذلك، حتى يتم الحصول على بيانات اختبار أكثر اكتمالا، فإن النتائج مثل انخفاض درجة الحرارة بحوالي 20 درجة مئوية، ودرجة حرارة ثنائي الفينيل متعدد الكلور بحوالي 45 درجة مئوية تحت حمل 800 واط، وانخفاض ما يقرب من النصف في تيار سلك واحد، يجب أن تظل تعتبر بيانات اختبار منشورة بواسطة المعدل، بدلا من استنتاج عالمي تم التحقق منه بشكل مستقل.
مع استمرار زيادة استهلاك طاقة بطاقة الرسومات، ستصبح موثوقية موصلات مصدر الطاقة مشكلة متزايدة الأهمية في تصميم بطاقة الرسومات المتطورة. يُظهر تعديل RTX 5090 المزود بأربع واجهات ذات 8 سنون اتجاهًا تقنيًا يستحق الاهتمام، ولكن ما إذا كان يمكن أن يصبح حلاً موثوقًا وقابلاً للتطوير حقًا لا يزال يعتمد على الاختبارات المستقلة اللاحقة وأداء التشغيل على المدى الطويل وظروف التثبيت الفعلية.
التعليقات