A+ A A-

Возвращение Франкенштейна: ремонт видеокарты Manli GTS 250 подручными средствами

  • Обновлено 01.01.2013 20:15
  • Автор: Nihilanht

Содержание материала

Наверняка некоторым людям, имеющим дело с компьютерными комплектующими, приходилось держать в руках умершие видеокарты, на которых гарантии уже нет, а отнести в ремонт по каким-то причинам невозможно. Обычно в таком случае карточки отправляются либо пылиться на полку, либо просто дарятся за символическую плату. Здесь я покажу свой личный опыт по реанимированию такого трупика на примере GTS 250 производства Manli с максимально упрощенным дизайном и заниженными частотами (по сути, это та же Green версия, встречающаяся у других производителей).

 Статья прислана на Конкурс статей


Встречаем пациента: видеокарта Manli GTS 250

Видеокарта Manli GTS 250


Длина карточки порядка 20 см, один шестиштырьковый разъём, трехфазное питание ядра, однофазное – памяти, куда уж проще. Но вся эта экономия вышла боком:
Видеокарта Manli GTS 250. Сгоревшие мосфеты

 


Что делать?

Два мосфета, отвечающие за питание ядра, выгорели в прямом смысле этого слова, и оно понятно почему – никаких радиаторов нет, поток воздуха от кулера перекрывается высокими конденсаторами (они, по крайней мере, твердотельные…) и дросселями. Первая мысль, которая пришла мне в голову – просто заменить их, а значит нужен был донор. Но перед этим лучше разобраться, что собственно нам нужно :) Сгоревшие мосфеты - производства Infineon, IPD060N03L G (даташит) и IPD090N03L G (даташит). На руках у меня была дохлая HD 4850 производства HIS, где этого добра полно:
Видеокарта HIS Radeon HD 4850


Целых 10 мосфетов, все одинаковые, ME70N03 (даташит). Основные характеристики (максимальный ток, сопротивление…) практически идентичны, а значит берем паяльник и вперед :).

 

Результаты

К сожалению, фотографий перепайки не делал, так как в то время не думал, что придется писать об этом статью… Так что придется верить мне на слово :).

При попытке отпаять горелые мосфеты, они просто начали рассыпаться на части… К тому же они, похоже, приварились к текстолиту, так как отодрать их оттуда я смог только вместе с ним… В итоге на том месте, где раньше располагались стоки (drain) обоих мосфетов красовались дыры коричневого текстолита вместо посадочных площадок :). Страшно даже подумать, какова была температура, чтобы произошло такое.

Что же, теперь подпаивать было некуда, и у карты осталось только 2 фазы питания ядра из трёх :). Не смотря на всю абсурдность и опасность идеи, я вставил карточку и попробовал запустить и… о, чудо! Старый китайский мультиметр, которому, конечно, вряд ли можно верить, показывал напряжение порядка 1.205В. POST пройден, винда загружена, драйвера успешно поставлены. GPU-Z показывает зашитые в БИОС частоты – 700/1600/2000 против рекомендуемых для GTS 250 738/1836/2200.

На ощупь (термопары, к сожалению, нет) в простое мосфеты оставались горячеватыми, субъективно – порядка 50 градусов. Однако, после запуска FurMarkа до них невозможно было дотронуться уже после 10 секунд теста. Впрочем, в нетребовательные игры (типа CS 1.6 :)) вполне можно было играть, но вот только смысла в них от такой мощной карты было мало. В поисках решения прошло около двух недель, после чего я решил сделать новый стабилизатор питания, так как этот уже никуда не годился. Предварительно в BIOS карты на всякий случай были прошиты более низкие частоты 500/1100/800МГц.

 

Немного теории

Что же собственно представляют из себя стабилизаторы напряжения, которые повсеместно используются для питания чипов и процессоров различного рода?

В большинстве своем это так называемые PWM (ШИМ – широтно-импульсная модуляция) контроллеры, управляющие работой полевых транзисторов, они же MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) с целью получения на выходе другого напряжения. Об устройстве мосфетов можно много информации найти в Интернете, я лишь ограничусь тем, что скажу, что одним из важнейших из свойств является то, что они могут пропускать через себя большой ток, имея низкое собственное сопротивление.

Для примера рассмотрим устройство простого однофазного uP6101, который используется для питания памяти на вышеупомянутой HD 4850. Принципиальная схема его применения:
Схема однофазного мосфета uP6101


Здесь: GND – земля (или масса),
VCC – напряжение питания контроллера,
BOOT – пин, отвечающий за старт ШИМа,
UGATE, LGATE – соответственно затворы верхнего и нижнего мосфетов,
FB – обратная связь, используется для регулировки напряжения,
Vin, Vout – соответственно входные и выходные напряжения.

Схема взята из даташита (скачать тех. документацию), там же можно рассмотреть всё поподробнее, я же остановлюсь на ключевых моментах.

Как это работает? Если объяснять на пальцах… Внутри контроллера имеется осциллятор, работающий с частотой порядка 300КГц, выдающий сигналы для мосфетов. Те, в свою очередь, открываются или закрываются на определенное время в зависимости от того, какое напряжение нужно получить. Затем колебания фильтруются дросселем и конденсаторами и получается примерно то, что надо. Вроде бы, ничего сложного.

Для питания потребляющих большие токи процессоров и видеокарт используются более сложные контроллеры, имеющие множество фаз. Делается это для увеличения мощности (так как пропорционально увеличивается и число используемых мосфетов) и стабильности преобразователя, а также для разгрузки каждой из фаз и уменьшения их нагрева. В то же время, повышение числа фаз влечет за собой увеличение количества требуемых компонентов и, как следствие, конечной стоимости продукта. Некоторые производители экономят, а что из этого получается, мы уже знаем…

 

Попытка реализации

Как я уже писал выше, было решено делать новый стабилизатор питания, а для этих целей, в свою очередь, опять же нужен был донор. В принципе, неплохо подходил уже неоднократно упомянутый HD 4850. Вот только чип был на месте, на него подавалось напряжение, и он по прежнему нехило грелся, а значит, пришлось бы его отпаивать в духовке. К тому же, чтобы контроллер работал, карточку нужно было вставлять в слот, да и напряжение он выдавал около 1.160В вместо нужных 1.2В. Короче говоря, этот вариант мне совсем не нравился, так что я отправился на поиски ещё одного донора. В итоге на местной барахолке было куплено за символическую плату вот такое чудо:
Материнская плата Gigabyte GA-7N400S


Материнская плата Gigabyte GA-7N400S, на чипсете NForce 2, под 462 сокет… впрочем, всё это для нас неважно. По словам продавца, она «не работала». Как именно, он объяснить не смог. Важно было одно – при включении блока питания только с воткнутым 4-pin коннектором (без 20-pin) на процессор подавалось 1.908В, и этого мне пока что было достаточно. Двухфазный преобразователь, и главное, большие по размерам мосфеты внушали доверие :). После ближайшего рассмотрения обнаружилась и сама микросхема:
Микросхема FAN5090MTC


Все правильно, двухфазный, производства Fairchild Semiconductor, 5090MTC (даташит)

Контроллер оказался довольно-таки интересным. Напряжение задается комбинацией логических нулей и единиц на ножках (очевидно, для возможности регулировки из BIOS), диапазон от 1.1В до 1.85В, возможность подстройки в зависимости от нагрузки, интегрированные драйвера мосфетов, защита от короткого замыкания, питание от 12В и т.д. Все это хорошо, конечно, но нам нужно лишь получить от него 1.2В и бросить на ядро видеокарты.

Листая даташит, находим табличку напряжений и соответствующих им комбинаций 0 и 1 на VIDах:
Таблица 1


Логическим нулем считается напряжение до 0.8В, логической единицей – выше 2.0В. Если хорошенько присмотреться, можно увидеть закономерность в расположении 0 и 1: чтобы изменить выходное напряжения на 0.025В, нужно изменить VID0 на противоположный. Каждый последующий пин получается более значимым в смысле напряжения. Любопытно то, что выдаваемого на самом деле напряжения в 1.9В в таблице нет.

В это время мне в голову пришла интересная мысль: нельзя ли управлять напряжением, замыкая нужные пины в сокете на землю? Казалось бы, куда проще? Найдя даташит на какой-то древний AMD Duron под сокет А, находим там распиновку:
Таблица 2


Таблица для напряжений на ядре  абсолютно такая же, как и у FAN5090MTC, те же 5 VID пинов. Так что просто замыкаем VID0 и VID2 на землю (VSS) проволочками толщиной 0.5мм и радуемся жизни :).

Но не тут-то было… После включения системы опять же имеем 1.9В. Немного подумав, я решил всё-таки подключить 20-pin коннектор. Но проблемы это, к сожалению, не решило. Меня даже посетила мысль о том, что это и была та самая поломка, о которой говорил продавец. Впрочем, ещё рано отчаиваться… Для начала я решил прозвонить VID-ножки 5090MTC и VID-пины в сокете… и тут меня ждал сюрприз, между ними сопротивление стремилось к бесконечности :).

Скорее всего, они все соединены с чипсетом, который, в свою очередь, основываясь на выставленных в BOIS значениях, «говорит» контроллеру выходное напряжение.

Процессора под 462 сокет у меня не было, да и покупать как-то не было желания, так что единственным выходом было непосредственное вмешательство в работу этого 5090MTC… то есть паяльником :).

Для этого нам нужно знать, что и куда паять. В даташите ищем его распиновку:
Схема 3


Все VIDы расположены подряд сбоку контроллера, что очень удобно. Для начала решил получить 1.1В, судя по таблице для этого нужно замкнуть первую ногу на землю. До модификаций, кстати, судя по показаниям мультиметра, напряжение на всех ногах было на уровне 4.5В, что соответствует логической единице. По идее, при этом контроллер должен быть выключен… Ну да ладно, проводок к VID0 был подпаян и соединен с землей:
VID0


При одном только 4-pin коннекторе напряжение оставалось на уровне 1.9В, но после подключения ещё и 20-pin оно наконец изменилось и стало на уровне 1.155В. Что ж, несмотря на то, что должно быть 1.1В, это можно считать небольшой победой! Не останавливаясь на достигнутом, я сразу кинул землю и на VID2, чтобы получить в итоге 1.2В (на самом деле около 1.260В).

Комментарии