一款顯卡從芯片產出到最終成為你整機的零配件,需要經歷很多道工序,這一道道的工序保證顯卡穩定運行,在退役前好好的服務于你。在你買到顯卡之前,顯卡必須過三關斬六將,經過層層檢驗最后銷售到終端用戶手中。下面,我們通過對一款索泰顯卡的研發、生產、質檢等介紹,讓大家清楚了解廠商怎么保證顯卡的出廠品質。
顯卡的誕生可分為以下部分:研發、調試、產品驗證、量產、質檢。其中設計、研發、產品驗證屬于前期工作,是保證顯卡擁有高品質的最根源因素。
研發:索泰擁有嚴謹的研發制度,在產品研發過程中,索泰會提交PCB設計圖給NVIDIA、電源芯片廠商作線路、功能的確認(只有AIC廠商才能直接享有此等權利、一般廠商NVIDIA是不會有FAE對口),在研發初期就杜絕了設計缺陷。待芯片和電源芯片廠商確認PCB的layout符合要求,研發部分就會釋放PCB出去,讓工廠做出50~100片樣品做產品的調試。
調試:調試過程會使用50~100片工程樣卡,分別由硬件工程師進行Debug、電源工程師量度供電模塊的運行波形、信號完整性驗證、散熱組進行散熱能力及安全性認證。硬件工程師會使用NVIDIA提供的MOD DOS軟件對顯卡穩定性驗證,顯卡的BIOS在工程師調整后需提交NVIDIA審核后用于最終生產。SI部門會嚴查顯卡上的各種信號(如輸出信號、顯存信號、PWM控制信號)是否完整、有沒有被干擾。電源工程師測量顯卡在不同狀態下,供電模組的輸出品質(動態響應、紋波、極限供電能力等),以保證顯卡得到良好供電支持。散熱組擁有成套的驗證設備,對壓力、高溫、散熱、噪音等全方位測試,模擬比實際使用更惡劣的散熱環境,得出配套散熱器的散熱能力,并組建報告予NVIDIA評估是否符合要求。
這兩部的工作都邀請NVIDIA參與,并會提供樣卡予NVIDIA做芯片級的測試,這是AIC廠商區別于一般通路的最大地方,芯片級廠商可以直接為AIC驗證,同時AIC開案的時候NVIDIA也會提供相應的支持。
經過硬件工程師的調試后,產品的規格和用料已經確定下來。在大批量生產前,索泰會進行TR(試機)、MP(小批量生產)工序,采用研發部分完整調試后方案,生產100~200片作QE產品驗證工程(高溫測試、四角測試、持續可靠性測試、MTBF壽命加速測試),找出顯卡上的缺陷加以改料修正。
在這里著重要介紹QE產品驗證工程。因為這是模擬顯卡的實際工作環境的重要一步。
MTBF壽命加速測試
模擬顯卡在顯卡在實際使用環境中出現中產生的老化現象。通過特定的計算公式在較短時間的測試環境下模擬顯卡5年后的使用情況。包括:濕熱老化、熱風老化等。
55 ℃ / 90% 濕度(高溫測試)
顯卡在高溫環境下高負荷的測試,特別針對索泰在國內上市的預設超頻版產品,尤其是大幅超頻的至尊版顯卡,通過高溫測試可以挑選出超頻體質較好的產品。
高低溫沖擊測試
在-55℃~125℃之間快速切換,以考驗顯卡的焊接物理特性、元件的高低溫適應情況。
四角極限測試
顯卡在高溫高壓、高溫低壓、低溫高壓、低溫低壓四個極限狀態下測試。尋找出顯卡在哪一種使用情況下出現缺陷,以改善顯卡在偏離常規使用環境下的適應能力。
低溫測試
利用儀器將顯卡的運行環境設定為-5℃~5 ℃,以驗證顯卡長時間在低溫情況下是否運行正常(尤其針對顯卡供電模塊,某些三極管或者電容在低溫情況會出現第一次開機功能失常,需要重開兩三次才正常,其次是顯存)。
經過以上測試可以找出調試后的顯卡的短板,才去改料等措施加以修正,杜絕了顯卡的隱患,然后就可以開始批量生產。
持續可靠性測試
對于國內銷售的至尊版顯卡,因為預設大幅度超頻,為保證這些針對DIY發燒玩家的高頻產品處于一個高水準質量,必須每片都經過高溫箱(45℃)測試,采用3DMark等高負載軟件連續運行煲機測試,保證顯卡在高頻下的穩定性。
上述QE驗證盡管也包含了風扇的測試,但是從返修部分統計得出的數據:顯卡故障主要集中在花屏、運行不穩定等表現上,其中還有少部分投訴集中在風扇噪音太大的問題上。而這些故障70%的原因和散熱系統有著直接或間接的關系,因為散熱不暢,導致芯片過熱而不穩定或損壞。
縱使擁有完美的測試流程把關,但實際操作中不可能針對每一片顯卡都做測試,尤其是出貨數量巨大的中低端產品。標準化生產流程可以保證顯卡本體的品質處于較高的同一水平上,但是散熱風扇需要使用各家供應商的產品,存在個體差異的幾率相對更高,所以散熱系統的好壞是顯卡主要的故障原因。風扇故障主要有兩大部分成因,第一是因為使用環境較差,灰塵堆積導致風扇停轉,聚集的大量熱量損壞顯卡;第二是灰塵進入風扇軸承,令顯卡轉速降低,啟動噪音巨大,較低的轉速不足于滿足顯卡的散熱需求,長年累月使用后顯卡損壞。
針對第一種情況,索泰在顯卡BIOS植入監控模塊,當顯卡溫度過高時,會降低顯卡的運行頻率,如果用戶能直觀的感受到游戲幀速降低,可以馬上檢查顯卡的散熱風扇,清理堆積的灰塵后恢復顯卡應有的性能,避免了顯卡因為高溫而造成硬件損壞。
第二種情況需要硬成本的投入,索泰采取的方案是使用滾珠軸承風扇,滾珠軸承采用全封閉結構,具有極高的防塵能力,同時壽命長達70000小時,遠遠超過三年質保期限,風扇質量一直是顯卡質保的短板,只要解決好這個短板,那么三年質保期間內的返修幾率就會大大的降低。
如此一來,在生產端加強品控,做好充分的檢驗和測試,就能大幅度降低產品產生故障的幾率,避免用戶返修產品造成使用不便,同時為廠商承諾三年質保而降低不必要的保修成本。
(新聞稿 2011-03-17)