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高性能显卡的发展与测试方案

2023-12-08 17:36:21

一、发展历程

       显卡的发展历程可以追溯到20世纪70年代,当时计算机的显示处理器只能处理简单的二维图形。随着计算机图形技术的不断发展,需要更强大的图形处理器来支持更高质量的图形渲染。在20世纪80年代,IBM公司首次推出了具有高质量图形功能的显卡,为计算机图形技术的发展奠定了基础。在20世纪90年代,显卡的性能得到了进一步提高。随着3D图形技术的发展,显卡需要支持更高的分辨率和更多的颜色。在这个时期,NVIDIA和ATI等公司推出了一系列先进的独立显卡产品,为3D游戏的兴起打下了基础。


       进入21世纪,随着GPU技术的出现,显卡不再只是简单的图形处理器,而是一个强大的通用计算设备。GPU能够加速各种计算任务,包括科学计算、机器学习和密码学等。在AI领域,显卡成为深度学习、机器学习等应用的重要工具。在云计算领域,显卡将为虚拟现实、增强现实、混合现实等应用提供强大的计算能力。而在5G时代,显卡将与5G技术结合,为移动设备提供更流畅的图形体验。


       从2008年到2021年,独立显卡的平均价格整体呈平稳增长趋势,2018-2019年的时候超过了200美元。然而,受到全球缺芯、挖矿浪潮等因素的影响,显卡价格一路飙升,到2021年已经逼近800美元,是十多年前的4倍多。显卡市场在经历了一段时间的高涨之后,目前正处于调整期。未来几年,随着技术的不断创新和市场需求的变化,显卡市场仍将保持一定的增长态势。

显卡.jpg

二、测试项目

(1)温度测试:测试显卡在满载情况下的温度表现,以评估其散热性能。

(2)稳定性测试:通过长时间运行大型游戏或者高负载的图形软件,测试显卡的稳定性和耐久性。

(3)内存测试:测试显卡的内存性能,包括读取速度、写入速度等。

(4)功耗测试:测试显卡的功耗表现,以评估其节能性能。

(5)接口测试:测试显卡的各种传输协议,包括接口的电压、电流、信号等是否符合标准。

(6)可靠性测试:测试显卡的可靠性,包括在长时间使用、高温、低温等环境下的稳定性、耐久性等。

(7)风扇测试:测试风扇的旋转速度、噪音、风量、振动、使用寿命等。


三、测试设备

1、示波器

(1)测试显卡的供电和时钟信号:示波器可以用来观察显卡的供电和时钟信号、数据信号、片选信号是否稳定,以及信号的幅度和频率是否符合要求。

(2)检查显卡的C、A、D线二极体值:示波器可以用来检测C、A、D线的二极体值是否正常,以确定显卡的电气性能。

(3)判断显卡BIOS是否正常:用示波器测量显卡的CS脚,正常情况下应该有两次波形,说明GPU选中ROM,ROM返回数据。如果没有波形,在以上供电和时钟,以及C、A、D线二极体值都正常的情况下,说明GPU可能已经损坏。如果有一次波形,说明GPU已经选中BIOS,BIOS未能正常返回数据,此时要么是BIOS有问题,要么就是GPU已经损坏。

(4)观察信号的波形,并根据显卡接口协议的标准来分析测试结果。例如,对于HDMI接口,需要观察视频信号、音频信号、控制信号等是否符合标准。

示波器.png

2、热像仪

       运行显卡测试软件,让显卡在高负荷状态下运行一段时间,以便测试显卡的温度。在热像仪中观察显卡的温度情况,并记录下显卡的温度数据(热像仪支持同步数据到电脑、云台)。分析温度数据,判断显卡的温度是否正常,是否存在过热的情况。

热像仪.jpg

3、功耗分析仪

(1)实时监测功耗:通过功耗分析仪,可以实时监测显卡的功耗情况,包括功耗数值和功耗变化趋势。这样可以更好地了解显卡在不同负载下的功耗表现,以及是否存在异常的功耗波动。

(2)对比不同显卡的功耗:使用功耗分析仪可以对比不同型号显卡在不同负载下的功耗表现,从而为消费者提供参考,选择更加节能、高效的显卡。

(3)辅助故障排查:当显卡出现故障时,使用功耗分析仪可以帮助工程师辅助排查故障原因。例如,在测试中发现显卡的功耗异常升高,可能意味着显卡存在过热、短路等问题,需要进一步检查和维修。

(4)优化性能和降低功耗:通过观察和分析显卡的功耗数据,可以针对性地优化显卡的性能和降低功耗。例如,可以通过调整显卡的频率、电压等参数,使显卡在保持高性能的同时,尽可能地降低功耗。

(5)评估电源性能:使用功耗分析仪可以评估显卡搭配电源的性能表现。通过观察和分析电源的输出电流、电压等参数,可以了解电源是否能够满足显卡的供电需求,是否存在过载或供电不足的情况。

吹田功率分析仪.png

4、耐候性测试仪/高低温箱

(1)模拟恶劣环境:耐候性测试仪可以模拟出各种恶劣的环境条件,例如高温、低温、高湿、低湿、盐雾、紫外等,以检测显卡在这些环境条件下的性能表现和稳定性。

(2)评估性能衰减:通过耐候性测试仪模拟出恶劣环境条件,可以检测出显卡在这些条件下的性能衰减情况。例如,在高温或低温环境下,显卡的性能可能会受到影响,耐候性测试仪可以检测出这些影响并评估出性能衰减的程度。

(3)预测使用寿命:耐候性测试仪可以通过模拟恶劣环境条件来预测显卡的使用寿命。通过测试显卡在不同环境条件下的性能表现和稳定性,可以得出显卡在使用过程中的性能衰减趋势,从而预测其使用寿命。

(4)评估耐候性能:耐候性测试仪还可以评估显卡的耐候性能,即显卡在各种环境条件下的适应性和稳定性。例如,在盐雾环境下,显卡的电路和接口可能会受到腐蚀,耐候性测试仪可以检测出这些影响并评估出显卡的耐候性能。

(5)指导设计和优化:耐候性测试仪的测试结果可以为显卡的设计和优化提供指导。例如,通过测试结果可以发现显卡的某些部件或材料在某些环境条件下可能会出现问题,从而需要在设计或生产过程中进行改进或替换。

耐候性测试仪.jpg

5、振动台

(1)模拟振动环境:振动台可以模拟出各种振动环境,例如随机振动、正弦振动、冲击振动等,以检测显卡在这些环境条件下的性能表现和稳定性。

(2)评估抗振性能:振动台还可以评估显卡的抗振性能,即显卡在各种振动环境下的适应性和稳定性。例如,在随机振动环境下,显卡的电路和接口可能会受到不同频率和幅度的振动影响,振动台可以检测出这些影响并评估出显卡的抗振性能。

振动台.jpg

6、高精度源载一体机/双向电源

(1)提供稳定的供电:能够提供稳定的电压和电流,以确保显卡在测试过程中得到可靠的供电。这对于测试显卡的性能和稳定性非常重要,因为供电不稳定可能会导致显卡出现故障或性能下降。

(2)模拟不同负载条件:可以模拟各种负载条件,例如轻载、满载、过载等,以检测显卡在不同负载下的性能表现和稳定性。通过模拟不同的负载条件,可以评估显卡的电源设计和功耗管理性能。

(3)测试电源效率:可以测量显卡的电源效率,即显卡的功耗与电源输出功率的比值。通过测试电源效率,可以评估显卡的能源利用效率,以确定其是否符合节能和环保的要求。

(4)测试电源故障:可以模拟电源故障,例如过电压、欠电压、断电等,以检测显卡在电源故障情况下的性能表现和稳定性。通过测试电源故障,可以评估显卡的电源设计和保护电路的可靠性。

(5)支持多路测试:可以定制型号,同时对多块显卡进行测试。这样可以提高测试效率,减少测试时间,以便更好地评估显卡的性能和稳定性。

源载一体机.png

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