显卡帝揭秘 高品质显卡诞生背后的故事

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显卡帝揭秘 高品质显卡诞生背后的故事

    显卡从芯片产出到最终到消费者手中成为整机的零配件，需要进过很多很多的工序，正因为这一道道精耕细作才保证了高品质显卡的诞生。下面，就跟随笔者一起来走进索泰显卡的研发、生产和质检等过程，让大家清楚的了解一下显卡厂商是如何保证显卡的出厂品质的。

高品质显卡代表作——索泰GTX460-1GD5 至尊版

    显卡的诞生可分为以下部分：研发、调试、产品验证、量产、质检。其中设计、研发、产品验证属于前期工作，是保证显卡拥有高品质的最根源因素。
    研发：索泰拥有严谨的研发制度，在产品研发过程中，索泰会提交PCB设计图给NVIDIA、电源芯片厂商作线路、功能的确认（只有AIC厂商才能直接享有此等权利、一般厂商NVIDIA是不会有FAE对口），在研发初期就杜绝了设计缺陷。待芯片和电源芯片厂商确认PCB的layout符合要求，研发部分就会释放PCB出去，让工厂做出50~100片样品做产品的调试。
    调试：调试过程会使用50~100片工程样卡，分别由硬件工程师进行Debug、电源工程师量度供电模块的运行波形、信号完整性验证、散热组进行散热能力及安全性认证。硬件工程师会使用NVIDIA提供的MOD DOS软件对显卡稳定性验证，显卡的BIOS在工程师调整后需提交NVIDIA审核后用于最终生产。SI部门会严查显卡上的各种信号（如输出信号、显存信号、PWM控制信号）是否完整、有没有被干扰。电源工程师测量显卡在不同状态下，供电模组的输出品质（动态响应、纹波、极限供电能力等），以保证显卡得到良好供电支持。散热组拥有成套的验证设备，对压力、高温、散热、噪音等全方位测试，模拟比实际使用更恶劣的散热环境，得出配套散热器的散热能力，并组建报告予NVIDIA评估是否符合要求。
    这2步的工作都会邀请英伟达工程师的参与，并提供样卡给英伟达做芯片级测试，这也是AIC厂商区别于一般通路厂商最大的地方，芯片级厂商可以直接为AIC提供验证，并且AIC在开案的时候英伟达也会提供相应的支持。
    经过硬件工程师的调试后，产品的规格和用料已经确定下来。在大批量生产前，索泰会进行TR（试机）、MP（小批量生产）工序，采用研发部分完整调试后方案，生产100~200片作QE产品验证工程（高温测试、四角测试、持续可靠性测试、MTBF寿命加速测试），找出显卡上的缺陷加以改料修正。
    在这里着重要介绍QE产品验证工程。因为这是模拟显卡的实际工作环境的重要一步。

MTBF寿命加速测试

    MTBF寿命加速测试：模拟显卡在显卡在实际使用环境中出现中产生的老化现象。通过特定的计算公式在较短时间的测试环境下模拟显卡5年后的使用情况。包括：湿热老化、热风老化等。

55 ℃ / 90% 湿度(高温测试)

    高温测试：显卡在高温环境下高负荷的测试，特别针对索泰在国内上市的预设超频版产品，尤其是大幅超频的至尊版显卡，通过高温测试可以挑选出超频体质较好的产品。

高低温冲击测试

    高低温冲击测试：在-55℃~125℃之间快速切换，以考验显卡的焊接物理特性、元件的高低温适应情况。

四角极限测试

    四角极限测试：显卡在高温高压、高温低压、低温高压、低温低压四个极限状态下测试。寻找出显卡在哪一种使用情况下出现缺陷，以改善显卡在偏离常规使用环境下的适应能力。

低温测试

    低温测试：利用仪器将显卡的运行环境设定为-5℃~5 ℃，以验证显卡长时间在低温情况下是否运行正常（尤其针对显卡供电模块，某些三极管或者电容在低温情况会出现第一次开机功能失常，需要重开两三次才正常，其次是显存）。
    经过以上测试可以找出调试后的显卡的短板，再去改料或采用其他措施加以修正，杜绝了显卡的隐患，然后就可以开始批量生产。

持续可靠性测试

    持续可靠性测试：对于国内销售的至尊版显卡，因为预设大幅度超频，为保证这些针对DIY发烧玩家的高频产品处于一个高水准质量，必须每片都经过高温箱（45℃）测试，采用3DMark等高负载软件连续运行煲机测试，保证显卡在高频下的稳定性。
    上述QE验证尽管也包含了风扇测试，但从返修情况来看：显卡的故障主要集中在花屏或运行不稳定等方面，还有少部分情况则是风扇噪音太大。而这70%的故障的原因和散热系统都存在着直接或间接的关系，因散热不畅，导致芯片过热而不稳定甚至是烧毁显卡。
    即使有完美的测试流程把关，但实际操作中也不是针对每一片显卡都做测试，尤其是出货量巨大的中低端产品。由于散热风扇需要使用各家供应商的产品，存在的差异性较大，所以散热系统的好坏是显卡的主要故障原因。风扇故障主要有2大成因：其一是使用环境较差；再就是灰尘进入风扇轴承，令显卡转速降低，启动噪音增大，长时间使用后就容易损坏。
    针对第一种情况，索泰所采取的措施是：在显卡BIOS植入监控模块，当显卡温度过高时，会降低显卡的运行频率，如果用户能直观的感受到游戏帧速降低，可以马上检查显卡的散热风扇，清理堆积的灰尘后恢复显卡应有的性能，避免了显卡因为高温而造成硬件损坏。
    第二种情况需要硬成本的投入，索泰采取的方案是：使用滚珠轴承风扇，滚珠轴承采用全封闭结构，具有极高的防尘能力，同时寿命长达70000小时，远远超过三年质保期限，风扇质量一直是显卡质保的短板，只要解决好这个短板，那么三年质保期间内的返修几率就会大大的降低。
    这样一来，在生产端加强好品控管理，做好充分的检验和测试，就能大幅度降低产品产生故障的几率，避免用户返修产品造成使用不便，同时也为厂商承诺三年质保而降低不必要的保修成本。