Разбираем проблемы разъёмов 12VHPWR и 12V-2×6: худшее, что случилось с видеокартами

По запросу «12VHPWR сгорел» Google выдаёт сотни результатов. В этом материале попробуем выяснить причину этой распространённой проблемы. Зачем вообще придумали разъёмы 12VHPWR и 12V-2×6. Почему они выгорают. Разберём популярные заблуждения и дадим советы, как обезопасить свою видеокарту.

У материала есть короткая версия в нашем Telegram-канале для тех, кто не любит длинные тексты. Но всё же рекомендуем ознакомиться с полной версией. Потому что местами эта история и правда запутанная.

Начать стоит с того, что 12VHPWR, как и 12V-2×6 — это не продукт NVIDIA. Оба разъёма разработала организация PCI-SIG совместно с NVIDIA, AMD, Intel, IBM, HP, Microsoft и рядом других «больших» участников рынка как часть стандарта питания ATX 3.0. Поэтому в видеокартах AMD такой разъём тоже можно встретить.

Разъём разработали с подачи NVIDIA (о причинах — далее), при поддержке NVIDIA, но лишь отчасти инженерами NVIDIA. И поэтому обвинять «зелёную» компанию во всех грехах и каких-то тайных замыслах неправильно. Хотя, и здесь не всё так однозначно, о чём расскажем далее.

PCI-SIG — некоммерческая организация, ответственная за продвижение и развитие интерфейса PCI-Express и всей сопутствующей «обвязки». Именно PCI-SIG отвечает за методы обеспечения основного и дополнительного питания устройств, задействующих шину PCI-Express. Классические разъёмы PCI-E Power — разработка PCI-SIG. Питание M.2 NVMe-накопителей — также разработка PCI-SIG.

Стандарт ATX — это не только блок питания и размер материнской платы. Ключевые аспекты стандарта — унификация габаритов, компоновки и разъёмов.

В 1995 году, когда Intel только представила ATX версии 1.0, самым греющимся и «жрущим» компонентом был процессор. Вся компоновка ориентировалась именно на процессор и его охлаждение. К примеру, в 2000-м году, когда стандарт ATX уже не просто формально представили, а уже начали использовать, процессоры Pentium 4 (Willamette) уже потребляли 100 ватт. И это не было чем-то космическим. В то же время видеокарта NVIDIA Riva TNT2 Ultra (что-то вроде тогдашней RTX 5090) кушала всего 30 ватт. Ей было достаточно скромного 30-мм пропеллера и радиатора чуть ли не гомеопатических габаритов.

Шло время. Аппетиты процессоров выросли незначительно, а вот видеокарт — на порядок. 300 ватт для видеокарты — уже не что-то нереальное, а вполне средний показатель. Теперь именно видеокарта стала самым теплонагруженным компонентом системы. Наступает 2022 год, и NVIDIA представляет GeForce RTX 3090 Ti — настоящего монстра с 450-ваттным потреблением. Ну а где высокое потребление — там высокие температуры. В общем, нужно что-то решать.

Кремний — уникальный материал с практически нулевым КПД. Сколько через него проходит электрической мощности — почти столько выделяется тепловой мощности. 450 ватт потребления — значит 450 ватт тепла (ну, 449 Вт). По мере нагрева КПД только растёт.

NVIDIA не может своими силами «перетряхнуть» компоновку ПК. Да и индустрия просто не примет слишком серьёзные перемены. Поэтому для улучшения охлаждения 450-ваттных видеокарт-гигантов предприняли следующие меры:

Вопреки популярному мнению, компактность плат RTX 3000 связана не только с памятью GDDR6X. Безусловно, GDDR6X очень чувствительна к качеству сигнала, поэтому желательно, чтобы дорожки от графического чипа до микросхем памяти были максимально короткими. Но это только половина причин. Немаловажно глобальное изменение воздушных потоков внутри корпуса.

Обратим внимание, что в пресс-релизе NVIDIA о релизе 3000-й серии про изменение воздушных потоков внутри корпуса компания рассказала сразу же после презентации модельного ряда.

12VHPWR должен был решить сразу несколько проблем:

Стоит понимать, что на тот момент NVIDIA «сегодня смотрела в завтрашний день». У флагмана следующего поколения потребление не выросло, но у карт среднего класса оно стало больше. У нынешнего же флагмана, RTX 5090, уже не 450, а все 575 ватт.

Впервые разъём 12VHPWR появился в видеокартах GeForce RTX 3090 Ti. 450 ватт — цифра немаленькая. Производители новые кабели ещё толково делать не научились — на тот момент «детские болезни» ещё не всплыли. Пользователи не знали о потенциальных проблемах и необходимости тщательного подхода. Ещё и майнинг в самом расцвете, где нагрузка максимальная всегда.

Казалось бы, вот она — идеальная почва, чтобы разъёмы выгорали пачками. Для этого был целый комплекс причин. Но, внезапно, нет никаких проблем. Конечно, в Сети можно отыскать единичные случаи, но они именно единичные. Знаете ли, даже самые надёжные и ресурсные двигатели автомобилей иногда ломаются.

В RTX 3090 Ti схему питания реализовали так, что питание с 12 входящих контактов сразу делилось на 3 группы. Потом они распределялись на гигантскую 20-фазную схему питания, но это всё потом. Именно ввод — 3 фазы. В итоге на каждый пин даже в самых экстремальных режимах приходилось не более 8 амперов нагрузки, а по стандарту 12VHPWR допускается 9,2 А на пин. Поэтому разъём вполне себе здравствовал.

Раз вводных фазы 3, у видеокарты есть возможность неплохо балансировать нагрузку. Если где-то почему-то выросло сопротивление (чуть недожал, немножко окислилось, пылинка попала, контакт подтёрся) — видеокарта это нивелирует. И нужно понимать, что разница между 2 и 3 лишь условно на единицу. Фактически это разница на 50%.

Именно 3-фазный ввод в видеокартах использовали аж с 2003 года — со времён появления PCI-E Power и моделей с потреблением более 100 ватт. Это одна из причин, почему PCI-E Power считают надёжными.

С выпуском видеокарт RTX 4000-й серии NVIDIA пошла на максимально странный шаг — убрала классическую 3-фазную схему, которую использовали десятилетиями. Ввод стал 2-фазный. И с этого момента началось...

Зачем это сделали — толком непонятно. Можно подискутировать на тему упрощения разводки по плате. Во-вторых, можно использовать более примитивные контроллеры питания с 2-фазным вводом и упрощённым балансиром. Но всё это экономия на спичках. Сэкономить 2 доллара на видеокарте стоимостью 2000 долларов явно не стоит таких репутационных потерь.

Кстати, в GeForce RTX 5000-й серии NVIDIA не провела работу над ошибками. Ввод остался 2-фазный.

Некоторые пользователи оправдывают внедрение 12VHPWR тем, что видеокарты стали очень «умные», могут тонко регулировать потребление и балансировать нагрузку. Иронично, что всё обстоит с точностью, до наоборот.

После выпуска серии RTX 4000, когда жалоб стало слишком много, NVIDIA начала исследовать проблему. Итоги расследования для пользователей оказались неутешительным. Если кратко, NVIDIA полностью переложила вину на пользователей. Компания утверждала, что корень проблемы в том, что пользователи не дожимают разъём до конца и всё. Из-за этого контакт неплотный, и при высоких нагрузках разъём плавится. Новость про итоги расследования мы публиковали в нашем Telegram-канале.

Зерно истины в этом и правда есть. Такие случаи — не редкость. Но есть и другая сторона медали. Кабели некоторых производителей, в числе которых официальные фирменные провода с маркировкой NVIDIA (!), на некоторых видеокартах в принципе нельзя было дожать до конца. Тело разъёма упиралось в тело штекера, глубже попросту не засунуть, а для плотного контакта не хватало ~0,7 мм.
Наглядно это видно на фото:

Но «недожал» — всё же слабая позиция для настолько большой проблемы. С выгоревшим разъёмом сталкивались и технически подкованные пользователи. В их числе авторы обзоров, техно-блогеры и просто энтузиасты. Поначалу такие происшествия можно было списать на неосторожность и неосведомлённость о капризности разъёма. Но год спустя, когда о проблеме знали все, кто интересуется «железом», это уже что-то подозрительное.

Позже выяснилось, что переходники и разъёмы поставляли две компании — Astron и NTK. Внутри разъёма у Astron и NTK немного разная конструкция контактов. У NTK меньше площадь соприкосновения, но он гораздо сильнее обхватывает пин, что прощает небольшие оплошности при подключении. Кроме того, у самих контактов меньше сопротивление — видимо, чуть разные сплавы. Разница сопротивления становится особо заметной спустя несколько циклов подключения-отключения и по мере нагрева.

В итоге «концы» так и не нашли. Скорее всего, как и в любом другом серьёзном деле, корень проблемы не в чём-то одном, а в комплексе причин. Свою лепту внесло всё: и контакты, и пресловутое «недожал», и несовершенство разъёма, и 2-фазное питание, и чрезмерная нагрузка, и ещё куча мелких факторов, которые неочевидны и просто не освещались.

Но самое ключевое — отсутствие внятного запаса прочности, о чём немного позже.

От проблем 12VHPWR «открестились», но всё-таки NVIDIA и PCI-SIG начали работу над второй версией. Хотя логично было бы её назвать 12VHPWRv2, вторую версию переименовали в 12V-2×6.

Проще говоря, NVIDIA начала бороться с «недожал». Если разъём не вставили до конца, сигнальные контакты не замыкаются (напоминаем, они короче на 1,5 мм), и питание просто не подаётся. Второе улучшение — утолщение и жёсткая стандартизация силовых жил. Но всё это борьба с последствиями, а не с причиной.

В целом, 12V-2×6 более надёжен. Но это лишь отчасти заслуга NVIDIA и PCI-SIG. К моменту выхода второй версии производители уже выявили все «детские болезни» и научились делать более качественные и надёжные разъёмы. Ну а пользователи начали внимательнее подходить к подключению.

Там, где раньше было нужно 3–4 разъёма и 24–32 жилы, теперь достаточно 1 разъёма и 12 жил. Выглядит как настоящий прогресс! Но настолько разительные изменения вызывают подозрения даже на интуитивном уровне. Ведь не просто так в классические PCI-E Power 8-pin ещё 20+ лет назад заложили именно 150 ватт. И за два десятилетия эта цифра не менялась. Наглядно ситуацию демонстрирует таблица:

Сравнительно с классическими и гарантированно беспроблемными PCI-E Power, у 12VHPWR и 12V-2×6 контакты стали тоньше в 1,5 раза, при этом нагрузка выросла в 2,7 раза. Действительно, что же может пойти не так?

PCI-E Power — очень выносливый силовой разъём. Это старая школа, когда «рулили» инженеры, а не маркетологи. Он может работать без половины жил. Может работать с перегрузкой вдвое. Может работать при 90 градусах окружающей среды. Процессорный EPS12V CPU только по спецификациям рассчитан на 336 Вт, а конструктивно он идентичен PCI-E Power.

В итоге получается, что новые разъёмы выдерживают большую нагрузку только при идеальных… ну или близких к идеальным условиях. В них заложен слишком маленький запас прочности. Если что-то хоть чуть-чуть идёт не так, а нагрузка большая, он просто «не вывозит».

Реальная допустимая нагрузка 12VHPWR и 12V-2×6 в потребительской электронике при текущей схематике устройства платы видеокарт NVIDIA — 400 ватт.

Подтверждением того, что 400 ватт — адекватный предел, служит частота выгорания разъёмов на разных видеокартах. Больше всех страдают топовые модели с высоким энергопотреблением 450+ Вт. Модели классом ниже, вроде RTX 4080 Super (320 Вт), и RTX 5080 (360 Вт), в плохих новостях фигурируют гораздо реже.

Также нужно помнить железное правило: чем ниже карта в модельном ряду, тем большей популярностью пользуется. Другими словами, владельцев RTX 5090/RTX 4090 намного меньше, чем RTX 5070/RTX 4070 и RTX 5080/RTX 4080. Но именно у RTX 5090 «подгорает» чаще всего.

Ключевая причина проблемы — чрезмерная нагрузка. Вторичная причина — отказ от 3-фазного ввода питания. Но помимо этого есть ещё несколько нюансов.

Позолота силовых и сигнальных контактов считается хорошим тоном. К слову, это один из маркеров, как определить действительно качественный блок питания. Подробнее мы рассказывали в этой статье.

Позолота снижает сопротивление, практически исключает образование окислов, и в целом уплотняет контакт. Ещё одно преимущество — кратное увеличение количества циклов подключения-отключения. Почему-то производители массово использовали позолоту в PCI-E Power, но не применяют в 12VHPWR и 12V-2×6.

В подавляющем большинстве корпусов видеокарта располагается перпендикулярно материнской плате, а расстояние от боковой стенки до видеокарты небольшое. 12VHPWR и 12V-2×6 очень не любят изгибы проводов неподалёку от штекера. При закрытии крышки кабель упирается, на разъёме появляется механическое напряжение, что не идёт на пользу. Второй момент — часто разъём на видеокарте утоплен в радиатор, а это лишний подогрев.

Если посмотреть на конструкцию профессиональных видеокарт NVIDIA, вроде RTX 6000 Pro, то почему-то разъём не в центре видеокарты, как у игровых моделей, а вынесен на правый торец. А это:

Этот нюанс настолько лежит на поверхности, что диву даёшься, почему никто не додумался до такого решения. Кабели и разъёмы чёрные, по ним визуально не определить перегрев.

В месте, где жилы заходят в штекер, просто сделать белую термоусадку. Она бы стала маркером чрезмерных температур. Если почернела — значит что-то не так. Всё же разъём выгорает не за один день. Зачастую это растянутый на несколько дней или даже недель процесс. Пользователю достаточно периодически поглядывать через боковое окно, чтобы заметить наличие проблем на ранних этапах.

1. Не изгибай кабель ближе 50 мм от штекера. В рекомендациях от производители блоков питания упоминают 35 мм, но лучше 50. Если ситуация безвыходная, и уж очень нужно — перед изгибом стоит прогреть кабель феном.

2. Дожимай до конца. Да, банально, но это работает. Особенно важно за этим следить, если разъём 12VHPWR утоплен в тело радиатора.

3. Не дёргай лишний раз. 12VHPWR/12V-2×6 очень нежные. Официально рассчитаны на 30 циклов подключения-отключения. Лучше поберечь ресурс.

4. Купи блок питания стандарта ATX 3.1. Переходники с PCI-E Power на 12VHPWR/12V-2×6 из комплекта поставки видеокарты откровенно плохого качества. Нативные сделаны намного лучше.

5. Купи 90-градусный переходник. В компьютерных магазинах продаются переходники, которые практически исключают проблему упора кабеля в боковую стенку корпуса.

Для создания 12VHPWR/12V-2×6 были действительно хорошие и адекватные предпосылки. Но благими намерениями выстлана дорога в ад. Разъёмы выгорают не по какой-то одной конкретной причине, а из-за целого комплекса странных, а иногда и откровенно глупых решений. И да, в том числе из-за ошибок самих пользователей. Но пользователи — последние в очереди тех, кого стоит винить.

Ключевая причина проблемы в чрезмерной нагрузке, которая приходится на слишком маленькие контакты, а также отказ от 3-фазного ввода. Контакты терпят только в идеальных условиях, а если что-то чуть-чуть идёт не так — сдают позиции. Адекватный предел 12VHPWR/12V-2×6 — 400 ватт, что доказывает частота подгорания видеокарт RTX 4080/RTX 5080 и RTX 4090/RTX 5090.

На данный момент ни один владелец наших игровых компьютеров или рабочих станций не столкнулся с выгоревшим разъёмом питания. Причина простая — понимание проблемы и тщательный подход к сборке и тестированию. Однако глупо отрицать, что проблема есть, и она массовая.

Персональные компьютеры и игровые видеокарты — электроника потребительского класса. Не промышленная, не узкоспециализированная, не медицинская. Поэтому нельзя вставить плашку оперативной памяти наоборот, нельзя вставить процессор вверх-ногами, если только фраза «зато сильный» не является девизом по жизни. Поэтому везде есть защиты: от перегрева, от короткого замыкания и других неприятностей. И это не какое-то ноу-хау, а обыденность ещё с 90-х.

При сборке компьютера нужна осторожность и хотя бы поверхностное понимание что к чему. Но электроника потребительского класса не должна требовать каких-то особых навыков и знаний, а значит — обязана иметь «защиту от дурака» и значительный запас прочности. Всё это есть в PCI-E Power, есть в процессорных силовых разъёмах и питании периферии. Но этого нет 12VHPWR и в 12V-2×6. А значит, эти разъёмы плохо подходят для игровых видеокарт ещё на берегу… во всяком случае для моделей мощностью более 400 ватт.