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Smoldering Headers on NVIDIA’s GeForce RTX 4090 – New Insights, Measurements and (Un)known Causes of the 12VHPWR and 12V-2×6 Issue | Update

Summary

I view today’s article as a logical addition to the already known sources of error, not as a sensational report, especially since it addresses the header that has so far received little attention. But it is definitely not the only reason why failures sometimes occur (but not always). The PCI SIG has already made a significant step in the right direction with the specifications of CEM 5.1, but still left many points open. While the proper seat can now be monitored and ensured through the modified pins, and the cable plugs and the cables along with bending radii and cross-sections have been more precisely specified, the headers are still a possible cause for total failures, as the pins and the wires used for them need to be better standardized and also inspected later by the manufacturer.

This concerns both the material, i.e., the appropriate alloy instead of pure copper, as well as the definition of the galvanization layer thicknesses, the processing of the wire pieces (cutting, bending), and their positioning (pressing) in the housing. In addition, I miss a strict specification for the minimum contact area and spring pressure on the spring contacts. All these are important factors that are primarily essential for the right connection and should not be left to chance or to the individual manufacturers (which amounts to the same thing).

Cause of error Consequence or solution Cause
Insufficient insertion of the cable plugs Solved via pin lengths (sense pins, power pins), 12V-2×6 instead of 12VHPWR User
Insufficient locking of the cable plugs Solved via the specification User
Incorrect insertion of the cable plugs Can bend the header pins (especially the outer ones) User
Pulling off the cable plugs (lateral movement when loosening) Can bend the header pins (especially the outer ones) User
Excessive bending of the cables Can bend the header pins (all) User
Pins in the header too narrow Insufficient clamping surface Manufacturer
Twisted pins in the header Insufficient clamping surface Manufacturer
Position tolerance of the pins Less clamping surface, contact problems Manufacturer
Square wire of the pins rounded Less clamping surface, contact problems Manufacturer
Copper pins Non-compliance with PCI SIG specifications Manufacturer
Excessively high preheating of the pins on the PCB Lower temperature window up to 105 °C AIC
Inverse header 12V pins too close to the hotspots of the PCB AIC

Not much more can be investigated or written about connectors, as I took the liberty to tackle the last remaining puzzle piece. The number of tested headers and the consistent damage patterns are surely a statistically secured evidence that the connectors can and must be improved.

Conclusion

This connector, whether it’s 12VHPWR or the more recent 12V-2×6, remains a rather fragile entity, even though it has been possible to reduce potential defects with precaution and reworking the standards. Because one factor will always have to be included: quality defects from the manufacturers of the connectors. Additionally, negative influences from the circuit board layout of the graphics cards are present, where the pins are often unnecessarily heated by the board. Here, the graphics card manufacturers have a duty to increase the distance of the pins from the hotspots on the board or to cool them.

My thanks go explicitly to KrisFix, who has supplied me with many defective connectors, as well as to the users who sent me their cards for examination. Moreover, CableMod has contributed significantly to the gain of knowledge, as the countless test samples that I was able to examine here have also led me to the result. Taking into account all these findings here in the lab, it is interesting to see that the new adapters now have no higher failure rate after over 8,000 units sold than the normal, native cables from the power supply manufacturers. I patiently waited for this point before writing this article. And yes, I am indeed pathologically curious when something triggers me.

I am done with this connector for the time being, as there will hardly be anything else to investigate or optimize. And I honestly admit: I still don’t quite like this part because it operates far too close to physical limits, making it extremely susceptible to possible influences, no matter how minor they may seem. It is and remains a tightrope walk, right at the edge of what is physically justifiable and without any real reserves. If the quality control also fails in parts, then that’s it for the connector. You just don’t build something like that. At least not like this.

 

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big-maec

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858 Kommentare 508 Likes

Danke erstmal für die kostenlose Analyse des 12VHPWR, habe auch noch 5 Header hier herumliegen, müsste mal schauen, ob die dann überhaupt was taugen.

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Roland83

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685 Kommentare 528 Likes

Traurig das ganze, weil das eigentlich jedem mit etwas Hausverstand und zumindest 2-3 versch Steckern und einfachsten Messwerkzeugen in 30 Minuten klar sein muss das man sich hier absolut beim Design und den Anforderungen verrannt hat.
Nichts anderes habe ich ja schon bei meinen Kontaktflächen Messungen bei den ersten 2 verschiedenen Kabeln, Adaptern.. die ich persönlich zu Hause hatte festgestellt. Das ganze ist am oberen Ende so heikel, dass es nur regelmäßig schief gehen kann wenn auch nur an 1-2 Punkten der Kette geschludert wird.
Trotzdem danke das du hier nicht locker lässt und das so offen und umfangreich darlegst.
Ich werde trotzdem dabei bleiben und meinen "Kunden" keine Karten über 350W TDP mit dieser Stecker/Buchsen Kombi verbauen.
Das darf dann jeder selber und auf eigenen Gefahr erledigen :p

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echolot

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967 Kommentare 742 Likes

Danke für die nochmalige Bestätigung, dass die Welt so eine Sch..Steckverbindung nicht braucht.

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Wenn dann so etwas dabei rauskommt, dann fragt man sich was die all die Jahre vorher richtig gemacht haben. Es waren auch Steckklemmverbindungen. Aber nicht an der physikalischen Grenze und mit reichlich Reserve. Back to the roots!

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Igor Wallossek

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10,268 Kommentare 19,007 Likes

Vielleicht sollte man ja mal die tolle AI nutzen, um DEN perfekten Stecker zu entwerfen :D

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Gregor Kacknoob

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529 Kommentare 443 Likes

Trifft für mich den Nagel auf den Kopf. Man müsste wohl nach jedem Einstecken ein Benchmark laufen lassen und dabei die Temperatur der Steckverbindung einmal prüfen, um wirklich auf der sicheren Seite zu sein. Klingt sarkastisch, aber nützt ja nichts ^^

Edit:
Und lässt AI die Qualitätskontrolle übernehmen. Was kann da schon schiefgehen :whistle:

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R
RazielNoir

Veteran

365 Kommentare 128 Likes

Warum wird am MB und Grafikkarten keine Steckverbindung über flache Metallbahnkontakte und Federleisten verwendet? Sowas wie der SATA-Stromstecker in GROSS? Mechanisch ist die Steckverbindung ja ähnlich wie die alten 4-Pin Molex Stecker und die haben mich immer schon geärgert! Und am MB die Aufteilung in 24Pin und 4 Pin an 2 verschieden Positionen....

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Roland83

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685 Kommentare 528 Likes

Ich fürchte der reine Entwurf an sich ist nicht das Thema. Aber wir sind ja heute alle sehr Serviceorientiert und die Anforderungen der verwöhnten Kundschaft sind halt dementsprechend hochtrabend...
"He Sirilexa - konstruiere mir eine Steckverbindung für 1000W, die soll aber Luios Viutton Weiß sein, maximal 3 Quadratmillimeter groß und mit ARGB Beleuchtung"
Dann müsste man eigentlich höflich formuliert die Antwort erhalten sich doch bitte auf die nächste Toliette zu begeben...
Aber weil die Manager, Marketing und Kunden halt immer König sind und ein einfaches "Heast Deppada des geht ned" heute nicht mehr Gesellschaftsfähig ist nimmt der Wahnsinn seinen Lauf xD

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Xandros

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10 Kommentare 7 Likes

Vielen Dank für diese aufschlussreiche Untersuchungsreihe !
Die Tatsache dass mittlerweile, angesichts der fließenden Ströme, grenzwertig kleine Kontaktflächen und Querschnitte genutzt werden war bereits bedenklich genug. Nun aber auch noch an den, wie du so schön schreibst, Grenzen des physikalisch vertretbaren zu schlampen oder die Spezifizierungen ausdrücklich unscharf zu lassen, erscheint mir als beinahe vorsätzlich eingepflegte Sollbruchstelle.

Es wird schon seine Gründe gehabt haben, warum man die drei 12V-Leitungen auf den PCIe-8Pin-Kabeln samt Kontakten auf maximal je nominal 3x 50W bzw. 5,5A an 12V, also 66W limitiert hat. Soweit hat es damit wohl nie ernsthafte Probleme gegeben. Letztlich wurde die Stromdichte pro Kabel/Kontakt beim 12VHPWR schlicht verdoppelt (Dauerleistung 6x100W), wodurch Übergangswiderstände eine zunehmende Rolle spielen.

Einen schönen Tag allen Foristen

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echolot

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967 Kommentare 742 Likes

Wir reden hier über 1 kW. Das ist nicht der Rede wert. Dafür gibt es zig Lösungen. Warum wählt man dann so eine grauenvolle Worst-Case-Ausführung? Es ist ja nicht so, dass die Verbindung jeden Tag unterbrochen wird. In einem GPU-Leben vielleicht 20 mal.

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ssj3rd

Veteran

219 Kommentare 155 Likes

Denke damit ist das Thema auch hier (endlich!) mal durch. 🙏

Ansonsten berichtet auch keiner wirklich mehr darüber, dass Thema scheint tot zu sein, selbst bei Reddit ist da inzwischen kaum noch was los. 🥱

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Igor Wallossek

1

10,268 Kommentare 19,007 Likes

ChatGPT Konzept für einen wirklich sicheren 12V-Steckverbinder, Das hat was :D

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Igor Wallossek

1

10,268 Kommentare 19,007 Likes

Ging nicht schneller... :D

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J
JahJah192

Mitglied

31 Kommentare 16 Likes

Toller und wichtiger Artikel, danke dafür!

Finde es absurd das Nvidia gerade bei den gigantischen 4090 Klopper so einen kleinen Stecker nutzt. Die Dinger werden immer größer und die Stecker immer kleiner…da wäre auch noch platz für einen zweiten Anschluss und weniger Grenzbereich gewesen.
Hab bei meiner Suprim penibel genau darauf geachtet das Teil gerade reinzustecken bis es einrastet, schlechte Gefühl bleibt, insbesondere wenn man dann sowas liest.
mMn eine der dümmsten, weil gefährlichsten, Designentscheidungen überhaupt. Muss nicht sein.

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echolot

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967 Kommentare 742 Likes
RaptorTP

Veteran

325 Kommentare 157 Likes

Mega !
Ich bin da auch völlig bei dir Igor.
Hab zwar schon eine RTX 4070 hier im Hause. Aber natürlich die aus deiner Empfehlung (KFA2) und dem guten alten 8pin !

Ich würde sagen Thema ist durch.
Wenn, dann sollte es ein Artikel für eine Alternative samt Umlöt-Anleitung geben xD

Das würde ich sogar präventiv eher machen als das mir die Karte abschmort und der Hersteller sowieso dann sagt ich seie zu blöd den fragilen Stecker, dessen Design fragwürdig ist, einzustecken.

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Nulight

Veteran

231 Kommentare 155 Likes

Der Stecker hätte doch einfach nur 50% in allen Abmessungen größer sein müssen, ca die Gesamtgröße von zwei alten 6Pin Steckern nebeneinander.
Mehr Platz, mehr Fläche, mehr Querschnitt, läuft.

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Arnonymious

Veteran

192 Kommentare 74 Likes

Toller Hintergrundartikel zu einem immer noch leidigen Thema.

@RaptorTP : Wenn einem die Garantie Wumpe ist, kann man das sicher machen, das sollte keine Hexerei sein. Derzeit habe ich das Problem trotz RTX nicht und hoffe, dass sich das bis zum nächsten Upgrade erledigt hat, egal welcher Couleur mein nächstes Pixelschübserchen sein wird.

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c
cunhell

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556 Kommentare 522 Likes

Warten wir mal ab, was passiert, wenn die 4090 und die anderen Karten, die den Stecker verwenden in den Second-Hand-Pool kommen.
So mancher wird dann wohl noch so seine Überraschung erleben. Gerade die leicht beschädigten Teile könnten beim erneuten Zusammenbauen dann ggf. Probleme machen, selbst wenn sie im Betrieb des Erstkäufers unauffällig waren.
Und da ja viele die Ursache einzig beim User sahen und auch so manche Hardwareseite diese Ursache als gegeben ansah, kommt dann die Aussage, der Zweitkäufer wäre zu doof gewesen und hätte den Stecker falsch bedient.

Cunhell

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echolot

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967 Kommentare 742 Likes

Ich gehe davon aus, dass man den Platz für den Header in Relation zur Platinengröße verkleinert hat. Bei AMD hat sich da nichts geändert.

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Danke für die Spende



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About the author

Igor Wallossek

Editor-in-chief and name-giver of igor'sLAB as the content successor of Tom's Hardware Germany, whose license was returned in June 2019 in order to better meet the qualitative demands of web content and challenges of new media such as YouTube with its own channel.

Computer nerd since 1983, audio freak since 1979 and pretty much open to anything with a plug or battery for over 50 years.

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