Especial placas de vídeo: minha placa não está funcionando! [parte 1]

Você que acompanha o TecMundo já sabe que nosso setor de hardware teve algumas modificações nos últimos meses. Com a inauguração do canal The Hardware Show, eu passei a realizar testes e publicar conteúdos sobre os mais diversos subtemas de hardware no YouTube.

Contudo, a existência do The Hardware Show não eliminou a possibilidade de publicações em texto aqui no TecMundo, tanto que eu já trouxe alguns reviews mais detalhados nas últimas semanas aqui para o site. Assim, a partir de hoje, nós também vamos começar a publicar outros artigos, alguns dos quais provenientes de parcerias.

No artigo de hoje, elaborado em parceria com nosso amigo Ronaldo Buassali, do TecLab, vamos falar de uma peça muito importante no PC: a placa de vídeo. Alvo de muita polêmica em inúmeros tópicos, esta peça é bastante complexa e pode apresentar inúmeros problemas. Assim, neste artigo tentaremos esclarecer pontos importantes para avaliar o desempenho e funcionamento da GPU.

Minha placa de vídeo está com baixo desempenho

Nesta situação, é necessário efetuar algumas verificações para saber a procedência do problema. Muitas vezes, um “terceiro” componente, como um processador inadequado ou insuficiência de memória, podem estar interferindo negativamente no desempenho.

Por exemplo: se o usuário tem uma placa de vídeo entusiasta acompanhada de uma CPU de entrada, a performance da GPU pode não ser compatível com aquela que é esperada de uma peça de alto desempenho.

Também há outros fatores relacionados ao comportamento da placa, como: o “throttling” (diminuição da tensão e alteração da frequência de trabalho, em função da temperatura e do consumo) que pode influir, piorando então a experiência do usuário.

É válido notar que existem softwares apropriados para o monitoramento desses valores, como o GPU-Z e o Riva Tuner, bem como softwares de propriedade de fabricantes (MSI Afterburner, Galax Xtreme Tuner Plus, EVGA Precision, entre outros). Nós já até abordamos o tema em um vídeo especial no canal The Hardware Show, confira abaixo.

Tais aplicativos informam dados como temperatura, uso da GPU e memória, frequência de trabalho, barramento (como o PCI-Express x16 de versão 3.0), tensão e outros aspectos, que podem dar uma noção do que está acontecendo.

Assim, é possível saber se está havendo queda na frequência de trabalho por temperatura muito alta, excesso de requisição da memória de vídeo ou alguma anormalidade de operação. É importante também monitorar se a CPU está trabalhando além de suas capacidades, algo que pode ser verificado com apps similares, como o Aida64 e o próprio Riva Tuner.

Isso pode causar quedas significativas na produção de quadros e, consequentemente, falta de desempenho, levando o usuário a pensar que o problema está na sua placa de vídeo.

Por último, mas não menos importante, há a questão do fornecimento de energia elétrica, imprescindível para o funcionamento adequado, proveniente da fonte de alimentação. Uma fonte que não fornece energia de maneira “limpa” e regular, pode interferir e causar falhas e até danos à sua placa de vídeo.

Não basta estar ligada e funcionando, mas ter estabilidade nas linhas de tensão (trabalhar com valores próximos aos especificados, principalmente na(s) linha(s) de 12 Volts), regulação de tensão, eficiência energética, ripple, proteções e outros termos do “tecnicalês” que não aparecem ao consumidor, mas são muito importantes.

Verificados que os quesitos supracitados estão dentro da normalidade e os problemas persistindo, aí sim, você deve buscar uma solução para a sua placa.

Minha placa está muito quente

Tópicos e comentários relacionados à temperatura das placas são muito comuns por toda a internet. Muitas vezes, os comentários têm veracidade e sentido, mas, por outras, algumas comparações e análises sobre o tema podem fugir um pouco da realidade. Vamos procurar dar sentido a essa observação com alguns exemplos.

Quem acompanha grupos de hardware nas redes sociais pode já ter visto casos em que os membros determinam temperaturas e condições para um modelo de placa ou mesmo compartilham gráficos de testes realizados em websites. Todavia, é essencial saber algumas coisas para que essas informações sejam orientadas de forma verdadeira.

Portanto, é fundamental que sejam avaliados não somente os resultados, mas as condições para a qual eles foram obtidos. Em todo e qualquer caso desse tipo, é preciso fazer algumas perguntas a quem realizou os testes para saber se os resultados são confiáveis. Veja pontos que devem ser averiguados nestas situações:

• Qual a temperatura ambiente? E dentro do gabinete?
• Existe circulação de ar adequada no local?
• A rotação do(s) ventilador(es) está em manual? Ou está em automático? Qual a informação de RPM (rotações por minuto) das ventoinhas no momento do teste?
• A carga de trabalho foi medida como? Foram usados softwares como Furmark? Ou jogos?
• Em qual resolução (1080P, 2K ou 4K)?

Como se não bastasse, ainda existem características intrínsecas a cada unidade. Cada processador gráfico tem uma especificação de operação [como o VID (Voltage Identification), um ASIC (Leakage, uma espécie de “vazamento” ou “desperdício” elétrico)].

É importante ter conhecimento desses parâmetros, uma vez que eles podem influenciar na temperatura e nas capacidades (overclocking, frequências de operação, consumo, etc), bem como nos atributos providos pelo fabricante (BIOS, refrigeração, sistema de alimentação), esses que são comuns — e praticamente iguais — para todas as unidades.

Por essa razão não devemos nunca determinar que um modelo de placa tem uma temperatura determinada, mas sim que “uma determinada unidade testada, sob condições específicas, tem uma respectiva temperatura”. Mas, afinal, a partir de qual temperatura devemos nos preocupar?

A informação de que “quanto menor a temperatura, melhor o desempenho” nem sempre é correta, mas é válido dizer que uma temperatura menor pode ser benéfica na operação da placa. Todavia, nem sempre conseguimos uma temperatura de operação.

Quando se fala em placas de última geração, quando NVIDIA, teremos, ao se aproximar do TDP, a variação dinâmica da frequência e tensão de forma a garantir a proteção e até a funcionalidade de operação e, quando de uma AMD, a elevação da rotação do(s) ventilador(es) antes de diminuir as condições de trabalho. Contudo, as únicas informações públicadas pelos respectivas fabricantes sobre esses limites, remetem a 94 graus Celsius (NVIDIA para Pascal, AMD para memórias HBM2).

É um tanto óbvio dizer, mas ninguém quer utilizar sua placa no limite, ou mesmo próximo dele. Assim, com base nas informações reportadas pelo BOOST das gerações anteriores da NVIDIA (aprox. 83 ºC) e os limites das gerações anteriores da AMD (102 ºC), vamos considerar a temperatura de 85 ºC como padrão para o usuário ter alguma preocupação com a temperatura da placa.

No entanto, ainda é relevante ressaltar que, dada a quantidade de variáveis citadas (carga de trabalho, temperatura no gabinete, rotação), este é um valor “hipotético”, apenas de referência e sem precisão, para as placas de vídeo, afinal se não determinássemos algum valor o leitor poderia nos questionar.

Minha placa está com um barulho estranho

Uma das queixas mais comuns dos usuários, é originário de um problema que vem se tornando cada vez mais “famoso”: o Coil Whine. Ele  é um fenômeno proveniente da vibração das bobinas, assim como descreve o seu próprio nome, “Choro da Bobina”, quando essas vibram em uma frequência audível para o ser humano.

Diferente do que muitos pensam, não se trata de um defeito, sendo que tal efeito está sempre presente, porém, na grande maioria das vezes, ele é praticamente inaudível ou não se torna incômodo, diferindo apenas pelo “grau” de intensidade e pela tolerância de cada consumidor a ele.

Todavia, em alguns casos, ele é tão alto que somente um procedimento agressivo à placa, como a troca de um dos seus elementos, o fará cessar, ou melhor, sair do nível audível e incômodo. Podemos, como experiência, rodar um teste antigo DirectX 9, onde milhares de Frames por Segundo estarão sendo processados nas melhores condições para ele surgir e nos assustar.

Experimente rodar o teste 3DMark03. Será grande a chance de você se surpreender com um “barulhinho” que você ainda não tinha ouvido (se a sua placa nunca apresentou Coil Whine, é claro). É interessante que ele pode aparecer do nada, sem nunca ter ocorrido, ou mesmo desaparecer pela simples mudança da sua configuração de funcionamento.

Alterações na temperatura ambiente e de trabalho, cargas aplicadas, gravidade, mudança de tensão (de 11 volts para 230 volts), utilização constante (liga/desliga, dilata/contrai), podem colaborar para o aparecimento (ou desaparecimento) do problema.

O Coil Whine não tem uma relação absoluta com a qualidade dos componentes, portanto ter indutores de altíssima qualidade e amortecimento como os utilizados em algumas placas, podem minimizar muito a incidência, assim como providências como a utilização de resinas e materiais de amortecimento, mas não há  como ter a certeza de que ele não irá ocorrer. Como ele aparece?

A placa de vídeo possui um conjunto chamado de "Módulo Regulador de Tensão": o VRM.
Ele utiliza fases em paralelo, sendo constituído de diversos elementos (transistores, indutores, capacitores, etc) para mudar a entrada de + 12V da sua fonte para 1,xx V (um virgula “alguns décimos”) de Volts na placa de vídeo. Esses transistores comutam e se alteram em diferentes frequências.

Se o processador exigir mais corrente, ele causará uma queda de tensão através do indutor, o que fará com que os transistores trabalhem mais rápido para manter a tensão, tudo isso muito rápido (os transistores comutam milhares de vezes por segundo).

Outro detalhe importante é que o indutor armazena eletricidade em um campo magnético e, conforme a corrente e a tensão mudam, o ele é frequentemente alterado. Então, isso forma uma vibração e se esta estiver situada entre 20 Hz e 20 Khz elas cairão em uma faixa audível e poderão incomodar.

Normalmente a vibração local  fica entre 10 Hz e 100 Khz, o que "acomoda" a faixa audível e incômoda (o que ocorre se você estiver escutando). Todo elemento tem uma (ou várias) frequência natural de vibração — e se esta entrar em "consonância", vai potencializar ainda mais o problema.

Para solucionar esse problema, devemos tentar modificar as condições gerais de funcionamento da placa, para retirar o ruído da faixa audível e se isso não for possível, somente com a troca de elementos ela vai acabar. E quais as tentativas antes de fazer uma “cirurgia” na placa?

Bom, no caso da fonte, vale mencionar que o TecLab foi recomendado pelo Jonnyguru a participar de um estudo, no website PC Games Hardware / Computec Media da Alemanha a explicar sobre os muitos casos onde a troca da fonte de alimentação fazia cessar o Coil Whine de uma placa de vídeo.

O que ficou comprovado é que quando uma determinada fonte de alimentação trabalha, seus harmônicos da frequência de comutação provenientes da filtragem secundária, podem fazer com que o conjunto entre em uma faixa audível incômoda.

Ela fornece energia com determinado fator de potência — e também de eficiência — com características próprias (regulação de tensão, enrolamento dos indutores, temperatura, frequência natural de vibração, corrente e um “perfil” de fornecimento). Se alterarmos a fonte, vamos alterar essas condições e possivelmente teremos, nesta nova situação, a solução de nosso problema. Contudo, por se tratar de um fenômeno, não podemos determinar que a mudança de fonte resolve em todos os casos.

Há também outras tentativas para acabar ou diminuir o Coil Whine:

• Modificação de tensão e frequência com softwares (por exemplo, os utilizados para overclocking);
• Ttentar implantar alguma forma de amortecimento com resinas e materiais apropriados;
• Sincronização (VSync, Gsync ou FreeSync);
• Reza brava.

Novamente, por se tratar de um fenômeno, não é possível determinar que qualquer uma das soluções acima vá resolver o problema, sendo preciso estudar caso a caso, separadamente. Existem casos em que o Coil Whine é intenso e o cliente pode solicitar a substituição da placa (se estiver na garantia) ou solicitar a troca de componentes para profissionais, mas é bom saber que a utilização da placa com Coil Whine não deve trazer sequelas graves e que também pode desaparecer (ou até aumentar).

O “Coil Whine!” perigoso

Muitas vezes confundido com o “Coil Whine”, temos a rara ocorrência de um “barulhinho” incômodo — este sim, um defeito — proveniente dos MOSFETs, que são os transistores de efeito de campo de metal óxido semicondutor. Se um MOSFET trabalhar inadequadamente, pode haver retorno ou fuga de corrente. Essa condição vai causar um ruído incômodo, porém diferente do tradicional Coil Whine, trata-se de um som que remete mesmo um “ruído elétrico”.

Simplificando, dentro do “sistema”, temos os MOSFET de baixa e de alta. Se eles trabalharem de forma anormal, e houver um retorno de corrente maior do que a suportada, isto poderá trazer sérias consequências e até a queima da placa. Nesse caso é importante realizar a troca do componente, antes que alguma coisa mais grave aconteça.

O “Coil Whine” do capacitor

Normalmente confundido com o Coil Whine, porém com raras incidências (e ainda menos nas placas mais modernas pela utilização de melhores capacitores), o Capacitor Squeal é o barulho que escutamos quando um capacitor começa a “chiar”. Nesse caso, ele está prestes a danificar permanentemente. Ocorre quando temos vazamento através de pequenos orifícios. Muitas vezes, é possível verificar esse problema visualmente, com vazamentos nele ou modificações em sua conformação.

As “cirurgias” nas placas de vídeo

Temos casos em que são necessárias verdadeiras cirurgias na placa de vídeo. Quem acompanha esse “mundo”, já deve ter visto relatos de “artefatos na tela”, ou casos onde o driver não instala ou simplesmente “cai”. Grande parte dessas ocorrências é resultante de falhas no sistema de fixação por meio de esferas, dos chips de memória e/ou processador gráfico.

Essa fixação, denominada BGA, acrônimo de Ball Grid Array, é a união por encapsulamento de esferas, que vêm se popularizado à necessidade crescente desses reparos, bem como a formação de profissionais habilitados para sua execução. Por se tratar de um assunto muito interessante e extenso, será o tema de nosso próximo capítulo. Esperamos que tenham gostado e fiquem ligados para mais!

Conteúdo proveniente da parceria The Hardware Show + TecLab.