Ampere

NVIDIA spricht über den 12-Pin-Anschluss und Herausforderungen der Kühlung

NVIDIA hat soeben ein Video veröffentlicht, welches sich mit den Herausforderungen der Kühlung, dem mechanischen Design einer Grafikkarte, der Stromversorgung und dem Produktdesign beschäftigt. Die neuen GeForce-RTX-Karten auf Basis der Ampere-Architektur gibt es noch nicht zu sehen – zumindest nicht in aller Ausführlichkeit. In den Animationen zeigt NVIDIA jedoch, wohin die Richtung geht.

Zunächst einmal wird eines klargestellt: Zumindest die Founders-Edition-Karten werden den neuen NVIDIA 12-Pin PCIe Molex Micro-Fit 3.0 verwenden. Wir haben einen entsprechenden Adapter für Seasonic-Netzteile schon erhalten. Nicht dass an der Umsetzung eines neuen Steckers noch Zweifel angebracht wären, nun haben wir jedoch auch von NVIDIA die Bestätigung dazu. 

Der kompakte 12-Pin-Anschluss wird sich am hinteren Ende des PCBs befinden, das aber nicht der klassischen rechteckigen Form folgt, sondern eine dreieckige Aussparung am hinteren Ende haben wird. Außerdem wird der Anschluss nicht mit der flachen Seite auf dem PCB platziert, sondern hochkant aufgestellt und um 45 ° nach hinten angewinkelt platziert sein. Den Winkel werden sicherlich viele aufgrund der Kabelführung, die in den meisten Fällen eh in diese Richtung führen muss, positiv bewerten. Dass NVIDIA den Anschluss nicht am Ende der Karte unterbringen kann, liegt am Design der Kühlung. Aber dazu kommen wir noch.

NVIDIA begründet den Wechsel zum 12-Pin PCIe Molex Micro-Fit 3.0 mit dem geringeren Platzbedarf auf dem PCB. Zudem sei der Anschluss in der Lage, eine höhere Leistung aufzunehmen. Viele potenzielle Käufer einer GeForce-RTX-3000-Series-Karte werden erleichtert sein, dass NVIDIA bei den Karten einen Adapter beilegen wird ("using an included adapter"), der dann von 2x 8-Pin-PCI-Express auf den 12-Pin-Stecker führen wird.

Details zur Kühlung der Ampere-Karten

Die Kühlung einer Grafikkarte wäre relativ simpel, wenn man nicht auf bestimmte Faktoren wie Lautstärke und den Verbleib der Abwärme achten müsste. Im Datacenter-Umfeld spielt die Lautstärke nahezu keine Rolle und dementsprechend können die GPUs auch gerne 450 W verbrauchen, ohne dass die Kühlung dabei eine allzu große Herausforderung wird.

Bei den Endkunden-Produkten sieht die Sache allerdings anders aus: AMD und NVIDIA selbst, aber natürlich auch die Boardpartner versuchen immer wieder die Kühlung weiter zu verbessern. Es gibt die unterschiedlichsten Konzepte und Mechanismen, die schon zum Einsatz gekommen sind. Mit den GeForce-RTX-Karten auf Basis der Ampere-Architektur versucht sich NVIDIA einmal mehr an einem neuen Ansatz, nachdem man für die Turing-Generation und die eigenen Founders Editionen bereits auf ein Dual-Axial-Design wechselte.

Die ersten Bilder des neuen Designs gab es bereits. Im Video zeigt NVIDIA nun das neue Konzept, welches das Ansaugen von kühler Luft unter der Grafikkarte vorsieht, wobei ein Teil dann direkt über die Slotblende wieder herausgeblasen wird. Die zweite Hälfte des Luftstroms wird durch einen Axiallüfter am hinteren Ende der Karte angesaugt, durch den Kühler gedrückt und tritt oberhalb der Karte wieder aus – daher auch die Öffnung, bzw. das kurze PCB mit einem darüber positionierten zweiten Axiallüfter. Die warme Luft tritt dann vor dem Prozessor-Kühler aus und wird von diesem in den hinteren Bereich des Gehäuses geblasen, wo üblicherweise ein Gehäuselüfter die warme Luft aus dem Gehäuse drückt.

Welcher Anteil der Abwärme direkt über die Slotblende austritt und wie viel warme Luft sozusagen als Abfallprodukt für den Prozessor-Kühler übrig bleibt, wird man abwarten müssen.

Crosstalk als weitere Herausforderung

Neben der Stromversorgung und Kühlung gibt es offenbar noch einen dritten Punkt in der Entwicklung der neuen Karten, auf den NVIDIA hinweisen möchte. Die Signalintegrität scheint ein wichtiger Faktor zu werden und einige Gerüchte deuteten bereits daraufhin, dass NVIDIA hinsichtlich des Board-Designs und der Techniken für die Verbindung der einzelnen Layer neue Wege gegen wird.

Bei den vorherigen Generationen spielte die Signalintegrität besonders im Zusammenhang mit dem Speicher eine immer wichtigere Rolle. GDDR5, GDDR5X, GDDR6 – für alle neuen Speicherstandards war dies eine Hürde, die im Design der Karten mit bedacht werden musste. GDDR6X dürfte keine Ausnahme sein.

Außerdem spielen noch weitere Aspekte, wie das Industrial Design und die mechanischen Stabilität der Karten (bleibt der Kühler auch bei mechanischer Belastung stabil und schützt die GPU) in dem Video eine Rolle. Am spannendsten ist sicherlich, dass wir nun endlich eine finale Bestätigung des 12-Pin-Anschlusses, der Kühlung und damit verbunden dem PCB-Design sowie (zumindest in einer Vorschau) dem Design als solches haben. Bei den bisher geleakten Bildern der Karte fehlten offenbar noch die dreieckigen Abdeckungen, die in der Mitte spitz zusammengeführt werden.

Am kommenden Dienstag, den 1. September, dürfte NVIDIA denn endgültig die Hüllen fallen lassen.