Чем отличаются райзеры разных версий

Обзор особенностей райзеров для видеокарт

При сборке майнинг ригов на видеокартах практически обязательным является использование райзеров.

Risers – это удлинители для разъемов PCI-Express материнской платы (обычно со стойками), предназначенные для выноса видеокарты для обеспечения благоприятных условий охлаждения и оптимизации компоновки рига.

Райзера должны обеспечивать надежное прохождение сигнала (обмен информацией) между видеокартой и материнской платой по каналу связи PCI-Express. В старых модификациях райзеров для этого применялись переделанные шлейфы, схожие с шлейфами для передачи данных IDE-устройств и флоппи-дисководов.

Понимание того, для чего нужны райзера, знание их устройства и принципа работы поможет майнерам более грамотно собирать риги и значительно уменьшить количество сбоев при майнинге, а также снизить процент неисправностей, устранение которых требует немалых вложений.

В данной статье рассматриваются особенности существующих в настоящее время райзеров, описываются их различия, характерные достоинства и недостатки. Также исследуются типичные неисправности райзеров и предлагаются способы их устранения.

Устаревшие шлейфовые райзера для видеокарт

Самые простые райзера представляют собой шлейфы со штекерами PCI-Express (Male) стандартов 1x-16x с гнездами PCIe (Female) 1x-16x, идентичными слоту PCI-Express видеокарт на материнской плате.

Гнезда PCI-E (Female) разных модификаций:

Штекера PCI-Express (Male) разных стандартов:

Штекеры PCI Express разных стандартов имеют отличающееся количество контактов и длину.

Таблица с информацией о количестве контактов и длине штекеров PCI-Express:

В самых простых райзерах для передачи данных, а также питающего тока по линиям 3,3 и 12 вольт используются плоские шлейфы, схожие с кабелями IDE. Обычно они имеют длину до 30 см, так как при большей длине качество связи при обмене данными по линии PCI-Express оставляет желать лучшего.

Для майнинга нет необходимости использовать высокие скорости передачи данных, которые применяются в шине PCI Express разных поколений. В BIOS достаточно включить стандарт PCI Express 1.0 (PCI-E Gen 1.0), что обеспечит более высокую стабильность передачи данных на скорости 250 MB/s.

Таблица скорости передачи данных по шине PCI Express разных поколений:

Шлейфовые райзера с парами штекер/гнездо стандартов PCI-E 1х-16х, PCI-E 8х-16х, PCI-E 16х-16х для выноса GPU можно использовать без доработок.

Шлейфовые райзера с концевыми гнездами для видеокарт стандартов PCI-E 1х-4х и PCI-E 1х-8х также можно использовать для выноса видеокарт от материнской платы рига, только у них нужно сделать пропил в нижней части гнезда для платы видеокарты.

Доработка райзера PCI-E 1х-1х для майнинга с помощью пропила в гнезде видеокарты:

Райзер-шлейф PCI-E 1х-1х без дополнительного питания (для подключения к видеокарте требуется сделать пропил в гнезде):

Райзер-переходник со шлейфом 15 см без доппитания со штекером PCI-E 1x и гнездом 16х:

Шлейфовый райзер PCI-E 16х-16х без дополнительного питания с повернутым на 90 градусов гнездом PCI-E 16х для GPU:

Слабым местом шлейфовых райзеров является отставание проводов шлейфов от контактных дорожек, которое может привести к замыканию или потере контакта.

Фотография некачественно пропаянного шлейфового райзера (отошел контакт на штекере, плохая очистка от флюса):

У качественных шлейфовых райзеров проводники и места их припаивания защищены:

Стремление производителей улучшить качество шлейфовых райзеров привело к использованию плат-стоек, улучшенных кабелей передачи данных и добавлению дополнительных линий и цепей стабилизации/развязки питания видеокарт по линии PCI-E.

Для понимания того, как работает райзер с доппитанием нужно знать распиновку контактов штекеров/разъемов PCI-E, отвечающих за питание.

Распиновка контактов разъемов PCI-E

Разъемы PCI-E 1x имеют 18 пар контактов (всего 36 контактов) со следующей распиновкой:

Размещение контактов на разъеме PCI-E 1x:

Каждый контакт штекера PCI-E 1x используется для следующих целей (лицевая/обратная сторона):

После механического ключа безопасности штекера PCI-E 1x идут следующие пины:

Для майнинга контакты, расположенные в областях, ответственных за стандарты PCI-E x4 и выше, не нужны. Это связано с тем, что в разъемах PCI Express x4, x8 и x16 добавляются контакты, в основном ответственные за скоростную передачу данных (сигнальные пары), которые при майнинге не используются.

Во всех видах штекеров PCI-E питание подается только через контакты, расположенные на маленькой части разъема PCI-E x1, которая присутствует и на других, более скоростных разновидностях шины PCI Express.

С лицевой стороны штекера PCI-E x1 имеется 3 контакта по цепи 12 В и один контакт 3,3 В. С обратной стороны на цепи питания 3,3 и 12 вольт отводится по 2 контакта. Земля передается по 9 контактам.

Контакты разъема PCI-Express, отвечающие за прохождение питания по линиям 3,3 и 12 вольт (вид с лицевой стороны):

Контакты разъема PCI-Express, отвечающие за прохождение питания по линиям 3,3 и 12 вольт (вид с другой стороны):

Таким образом, для линии 12 вольт используется 5 контактных площадок, а для цепи 3,3 вольта – три. Это ограничивает ток по цепи PCI-Express по линии 12 вольт до 5,5 ампер (до 66 ватт) и до 3А по линии 3,3 вольта (до 10 ватт).

Вот почему для питания мощных видеокарт используются дополнительные 6 и 8-пиновые разъемы питания, обеспечивающие повышенный ток по линии 12 вольт.

Стабильность напряжения на райзере необходима для улучшения стабильности и безопасности работы видеокарты. Кроме того, для развязки цепей питания в ригах с несколькими блоками питания важно обеспечить развязку между ними и отсутствие перетекания тока через райзера.

Для улучшения качества передачи данных между материнской платой и райзером нужно использовать экранированные кабеля с малым сопротивлением на высоких частотах.

Все эти проблемы производители попытались решить в улучшенных шлейфовых райзерах и практически решили в модификациях с USB-кабелями стандарта 3.0.

Улучшенные шлейфовые райзера для видеокарт

В качественных шлейфовых райзерах используют улучшенные экранированные высокопрочные риббонизированные линии передачи данных, которые теоретически обеспечивают скорость обмена на уровне стандарта PCI-E стандарта 3.0.

Защита от электромагнитных помех в них обеспечивается экранировкой осевых проводников для обмена данными специальным проводящим полимером.

Конструктивные особенности одной из разновидностей улучшенного шлейфа для райзеров:

Это позволяет уменьшить затухание сигнала и обеспечить выпуск шлейфовых райзеров длиной от 5 до 60 см (обычно длина шлейфового кабеля составляет 25, 35, 45 и 55 см).

Ширина шлейфа улучшенных райзеров производства китайской компании Bestar составляет 54 мм, толщина – 1,4 мм. Выпускаются следующие модели этих райзеров:

Улучшенный шлейфовый райзер BESTAR PCI-E 1x-4x с маркировкой R11SF-WP:

Улучшенный шлейфовый райзер PCI-E 16x-16x производства компании ASUS (с повернутым на 90 градусов разъемом для видеокарты):

Стремление улучшить работу видеокарт в майнинг ригах и снизить токовую нагрузку на материнку по цепи питания PCI-E привело к тому, что в райзерах стали добавлять дополнительное питание 12В. Как правило, это два провода, соединенные с контактами линии питания 12 вольт на гнезде PCI-E 16х райзера.

Шлейфовый райзер PCI-E 1x-16x с дополнительным питанием:

Для улучшения качества питания по линии 12 вольт в шлейфовые райзера с доппитанием часто добавляли сглаживающий электролитический конденсатор.

Шлейфовый райзер PCI-E 1x-16x с дополнительным питанием 12 от разъема Molex и сглаживающим конденсатором:

Для защиты от замыкания ножек электролитического конденсатора используется термоклей, который не всегда хорошо держится и часто отлетает. При неаккуратной установке такого райзера можно замкнуть ножки конденсатора, что практически гарантированно сожжет часть материнской платы и видеокарту.

Улучшенный шлейфовый райзер R11SF-WK с дополнительным кабелем питания с разъемом SATA:

Фирма ASRock также выпускала улучшенные райзера BTC Pro kit с шлейфами-кабелями передачи данных стандарта SATA.

Райзера ASRock BTC Pro kit с кабелем передачи данных SATA:

Райзера со шлейфами из-за своих больших геометрических размеров ухудшают циркуляцию воздуха в ригах и качество охлаждения видекарт. Кроме того, плоские неэкранированные шлейфы не обеспечивают качественного прохождения сигнала даже на небольшие расстояния, что приводит к увеличению количества ошибок при обмене между видеокартой и материнской платой. Отсутствие цепей стабилизации дополнительного питания видеокарты через райзер, а также его развязки с материнской платой приводят к частым поломкам видеокарт.

В итоге это привело к практически полному отказу майнеров от использования шлейфовых райзеров.

Единственным достоинством шлейфовых райзеров является их относительная дешевизна. Но это преимущество нивелируется уменьшением надежности работы майнинг ригов, увеличением риска сжечь дорогостоящие карты/материнскую плату из-за несовершенства системы обеспечения дополнительного питания, а также плохими условиями для охлаждения видеокарт, вынесенных от материнской платы большим шлейфом длиной на расстояние всего 30 см.

Современные райзера для передачи данных используют высококачественные кабеля стандарта USB3, а также обеспечивают стабилизированное питание видеокарт по линии 3,3 вольта.

Они состоят из трех компонентов:

Устройство качественного кабеля USB 3.0:

В тонкий кабель USB невозможно вместить все экранирующие прослойки, либо сигнальные кабеля будут очень тонкими. Поэтому нужно выбирать толстые кабеля стандарта USB 3.0, изготовленные в соответствии со стандартами качества.

Адаптеры питания, которые идут в комплекте с райзерами лучше не использовать, так как лишние разъемы на пути между блоком питания и riser-ом ухудшают прохождение тока и со временем могут стать причиной нестабильной работы рига и даже возгорания в месте плохого контакта;

Разновидности современных PCI-E райзеров для видеокарт

В современных райзерах производители стали использовать отдельную плату с установленным на ней разъемом видеокарты и улучшенной схемотехникой обеспечения питания райзера.

В первых райзерах этого типа использовались только сглаживающие конденсаторы по линии 12 вольт, без стабилизации напряжения 3,3 вольта и развязки цепей питания материнской платы и райзера/видеокарты. Такое решение при использовании нескольких блоков питания гарантирует паразитную утечку токов, что снижает энергоэффективность и безопасность даже при соединении земли использующихся БП.

Переходная модель-гибрид шлейфа для передачи данных с более современной платой райзера вместо гнезда PCI-E 16x (с доппитанием 12 вольт через 6/8-пиновые разъемы и сглаживающим конденсатором):

Затем производители стали применять схемы с разгрузкой цепи питания PCI-E материнской платы и обеспечением дополнительной стабилизации питания 3,3 вольта райзера.

Начиная с версии 1.0 практически во всех современных райзерах для передачи данных используются кабеля USB 3.0, которые подключаются к гнездам на материнской плате через маленькую плату-штекер PCI-E стандарта 1Х переходником гнездо Female — кабель USB 3.0.

Переходник райзера PCI-E 1Х ver 007S на гнездо Female — кабель USB 3.0:

При подключении платы переходника PCI-E 1Х на гнездо Female для кабеля USB 3.0 нужно не перепутать сторону ключа PCI-E при включении штекера в гнездо. В противном случае, из-за подачи напряжений 12 и 3,3 вольт в цепи передачи данных видеокарты гарантировано ее перегорание, а также выход из строя шины PCI-E материнской платы.

Правильное подключение переходника PCI-E 1Х — USB 3.0 к материнской плате:

О проблемах, возникающих при неправильной вставке райзера (сгоревшая видеокарта PNY GTX 1060) можно посмотреть на Youtube канале «Майнеры в носках» здесь.

Разновидность переходника на USB-кабель с переходником-штекером М2:

Практически все виды переходников с материнской платы на USB-кабель взаимозаменяемы. Поэтому можно с успехом использовать одинаковые платы-переходники на разных версиях райзеров (и наоборот, разные переходники на одинаковых райзерах).

Заводская комплектация райзера с платой 008S и переходником 007S:

Перед установкой райзеров и переходников нужно проверять качество их пайки, не допускать наличия плохих контактов, коротких замыканий, наплывов припоя, окислов.

Некачественная пайка райзера (короткое замыкание контактов):

Рассмотрим подробнее особенности современных райзеров.

Райзера ver 1.0 (синие)

Это пробная партия некачественных райзеров с питанием 6-пин GPU, но отвратительным исполнением. В них нет предохранителя и стабилизации напряжения 3,3 вольта (место для регулятора напряжения пустует).

Райзера версии 002 (черные)

В райзерах версии 002 используется доппитание 12V от разъема Молекс, задействовано 3 сглаживающих конденсатора по 100 мкф и обеспечивается стабилизация напряжения 3,3 вольта с помощью регулировки напряжения микросхемой HS1084S2-3,3.

Райзер версии 002 с питанием от разъема Molex (больше не выпускаются):

Эти райзера не имеют ряда деталей, обеспечивающих развязку с материнской платой и стабилизацию напряжений. В них также не предусмотрено наличие предохранителей, что было бы очень полезным для майнинга. Понижающий преобразователь напряжения HS1084S2-3,3 на плате используется без должной обвязки. В связи с этим райзера 002s не рекомендуются для майнинга

Райзера ver 003 (зеленые)

У третьего поколения райзеров (зеленые) для питания райзеров также используется четырехпиновый разъем Молекс, но в цепи питания используется улучшенный линейный регулятор напряжения G1084 или SP1084CM-3,3.

Райзер ver 003 с питанием от разъема Molex со стабилизатором G1084:

Для нормальной работы G1084 нужно использовать два конденсатора на 220 мкф:

К сожалению, экономные производители зеленых райзеров VER 3.0 обычно ставят конденсаторы с недостаточной емкостью. Из-за этого стабилизация напряжения на этих райзерах оставляет желать лучшего.

На райзерах версии 003 установлены конденсаторы емкостью 100 вместо 220 мкф:

Исходя из этого, райзера версии 003S лучше использовать с осторожностью.

Райзера версии 004 (синие)

Это уже устаревшие райзера с питанием молекс:

Райзера версии 005 (синие и красные)

Райзера ver 005 (серия PCE164P-N03) синего цвета запитываются от молекса, не имеют предохранителей, имеют среднее качество.

Красные райзера 005-й серии (PCE164P-N03) запитываются от SATA, имеют плохое качество:

Райзера версии 006 (синие и черные)

Это хорошие райзера с питанием от 6-пинового разъема GPU или от молекса (в зависимости от разновидности). В них используется стабилизатор LM1084 (лучше) или FR9888 (хуже).

Райзера ver 006 производства компании Victony с питанием молекс:

Райзера версии 006C (синие) с питанием от шестипинового коннектора являются одними из лучших для майнинга. При их выборе нужно обращать на конденсаторы, так как некоторые партии синих райзеров собраны с использованием дешевых деталей и нарушением схемотехники. В них могут стоять конденсаторы малой емкости, а также не устанавливаются некоторые детали.

Качественный райзер 006C с конденсаторами на 270 мкф:

Разновидность райзера 006C (черный) с питанием Молекс (производство Mailiya).

Черные и синие райзера версии 006 и 006c с питанием Molex сделаны довольно качественно, но на плате нет предохранителей. Поэтому предпочтительнее использовать версию 006C (синюю) с 6-пиновым коннектором, так как на ней есть предохранитель.

Райзера версии 007

Красные райзера 007S используют питание от разъема SATA, что нежелательно:

Черные райзера 007s:

Синие райзера 007 с питанием Molex:

Синие райзера версии 007 с разъемами Молекс и регулятором напряжения FS1084 можно применять для майнинга, но они хуже 6-пиновых.

Райзера с несколькими разъемами питания

Начиная с версии 008 начали выпускаться райзера с несколькими разъемами питания на одной плате.

Они удобны тем, что предоставляют возможность подключения дополнительного питания райзера через один из разъемов 15/6/4-pin (SATA, VGA и Molex):

Подключение питания по 15-пиновому разъему SATA делать нежелательно. Предпочтительнее запитывать райзер 4-пиновым разъемом Молекс, но лучше всего это делать через 6-пиновый разъем питания GPU.

Райзера версии 008S (белые)

Партия многоразъемных райзеров PCE164P-N06 (ver 008s) со стабилизатором US1030 имеет очень хорошее качество.

Райзера со стабилизатором AIC1084 нужно проверять. При отсутствии стабилизации напряжения 3,3 вольта их нельзя применять для майнинга и нужно произвести доработку по методике, описанной здесь:

Можно просто выпаять резистор R6 и замкнуть выводы резистора R5 (в качественных райзерах 008s это сделано на производстве).

Качественный riser версии 008S без резисторов R5, R6:

Разновидность райзера ver 8.0 (белый) с переходником на разъем М2 материнской платы:

В этом райзере нужно обязательно проверять стабильность линии 3,3 вольта.

Райзера версии 9.0

Это последняя версия многоразъемных райзеров, в которой должны быть учтены недостатки предыдущих моделей. Тем не менее, некоторые райзера версии 009C заслужили плохую славу из-за многочисленных проблем в цепи стабилизации питания видеокарты. Из-за этого их называют убийцами видеокарт.

Информация о проблемах с райзерами девятой серии и способах их устранения есть в статье О ремонте райзеров-убийц видеокарт на преобразователях FR9889 и LM1084.

Райзера 009C, а также модификация SU-103C (черные) – убийцы видеокарт:

В райзерах 009C/SU-103C (черные) используется понижающие конверторы FR9888 или FR9889. При неверной установке преобразователей FR9889 райзер выдает повышенное напряжение по линии +3.3 вольта и убивает видеокарту.

Для стабилизации напряжения 3,3 вольта по спецификации FR9888 должна использоваться следующая схема:

Почему то китайские производители иногда пренебрегают спецификацией и неправильно делают обвязку, либо вообще в эту схему ставят стабилизатор FR9889, который в такой ситуации ведет себя совершенно иначе, выдавая значительно повышенное напряжение по линии 3,3 вольта, убивающее видеокарту. Чтобы FR9889 корректно работал, нужно обеспечить надежное соединение его девятого вывода с землей. Эта проблема есть не во всех райзерах 9-й серии и она решается по методике, описанной в статье О ремонте райзеров-убийц видеокарт на преобразователях FR9889 и LM1084.

У всех райзеров нужно обязательно проверять напряжение +3,3 вольта на выходе с нагрузкой и без нее. Пример измерения напряжения +3.3 вольта на выходе понижающего преобразователя райзера:

Если нет желания заморачиваться с ремонтом и проверять напряжение, которое выдает райзер версии 009, то лучше вообще не использовать эту модификацию.

Синие райзера версии 009s имеют дополнительную ступень преобразования напряжения 5 вольт в 3.3V:

Благодаря этому синие райзера 009s работают без проблем. Они мало чем отличаются от синей, проверенной версии 006c:

Качественные райзера версии 009s-x с улучшенной стабилизацией и сглаживанием питания:

Экзотические виды райзеров

Интересные райзера для ноутбуков с маркировкой PE4C выпускает тайваньская компания Bplus Tech. Они могут подключаться как к обычному компьютеру, так и к ноутбуку. Они имеют высокое качество и очень «кусучую» цену порядка 150 долларов.

Райзер для ноутбука PE4C V4.1 (может подключаться к ноутбуку в разъем PCI-E 4 или M2)

Это неплохой райзер с несколькими опциями обеспечения питания видеокарты по линии 12 вольт.

Разъемы доппитания на райзере PE4C V4.1:

Выпускается райзера EXP GDC, которые стоит примерно в 10 раз дороже обычных современных и предназначены для подключения вынесенной видеокарты к ноутбуку, в котором задействуется разъем mini PCI-E. Для передачи данных используются кабеля HDMI.

Райзер EXP GDC mini PCI-E – PCI-E 16x:

Шлейфовый райзер ADT-Link с дополнительным питанием производства фирмы BESTAR:

Заключение

Чтобы избежать проблем с райзерами нужно придерживаться следующих рекомендаций:

К чему приводит использование переходников питания, в особенности для питания через разъем SATA:

Некачественная пайка переходников PCI-E на кабель USB:

Короткое замыкание на плате райзера:

Некачественный кабель передачи данных (тонкий):

Для защиты видеокарт по линии питания 12 вольт через райзер желательно использовать версии, на которых установлены предохранители.

Подробнее о проверке райзеров можно прочитать в статье «О проверке работоспособности райзеров для видеокарт«.

Об обмене данными между видеокартой и материнской платой через райзер модно почитать в статье О USB-кабелях для райзеров для майнинга.

Есть старинная и мудрая пословица о том, что скупой платит дважды. Сомнительная экономия на качестве и покупка некачественных райзеров может привести не только к нестабильности майнинга, но и к большим финансовым потерям, связанным с возгоранием дорогостоящего оборудования майнинг ригов.

Знание особенностей работы райзеров поможет грамотно выбрать качественный райзер, проверить его состояние, избежать неприятностей при их использовании, а также устранять их мелкие неисправности, выявленные в ходе эксплуатации.

Источник