Reine Interesse: Warum entstehen beim OC Artefakte / Bildfehler

Hallo zusammen,

da ich mich zur Zeit mit dem Thema OC befasse, hätte ich da einige Verständnisfragen.
Wenn eine Grafikkarte übertaktet wird und einen kritischen Punkt erreicht, kommt es in der Regel zu Bildfehlern / Treiber abstürtzen / PC Freezes. Bei einer Grafikkarte unterscheidet man zwischen dem Übertakten des VRAMs und der GPU Clock selbst.
Nun stellt sich mir die Frage, ob man anhand des Fehlerbilds erkennen kann, welcher Wert um viewiel zu hoch ist?
Als Beispiel:
GPU ist mit 78 Grad recht gemütlich, VRAM ist etwas höher und GPU Taktet auch mit etwas mehr.
Nun zeigen sich aber einzelne Artefakte, kurze weiße Blitze, oder Treiberabstürze.

Mich würde jetzt interessieren, wann ein Treiberabsturz passieren kann, was typusch für weiße Blitze ist und was wiederrum für Artefakte (zu wenig Strom, zu hoher VRAM und oder zu hoher GPU Takt).
Was auch interessant ist, warum eine Grafikkarte, obwohl diese Kühl genug ist, Bildfehler produziert.

Würde mich freuen, wenn mich da jemand vielleicht abholen könnte, oder sich aus dem Thema eine spannende Diskussion entwickelt

Die Temperaturen sind nur bedingt aussagefähig. Du kannst VRAM oder die GPU selbst auch grillen, ohne das sie zu heiss geworden sind. Das erst mal grundsätzlich. Und beim VRAM kommt extrem erschwerend hinzu. Seine Temperatur kennst Du nicht. Man sollte bei aktuellen GPUs VRAM Takt und Spannung, allen voran aber die Spannung, in Ruhe lassen. VRAM ist extrem empfindlich.

Die Bildstörungen, die Du da siehst, die kommen idR vom VRAM der über sein Limit läuft und seine Daten nur noch korrupt liefern kann. Das über dem Limit des VRAMs machst Du einmal etwas zu hoch und die Karte ist Elektromüll.

Der Treiber stürzt für gewöhnlich ab, wenn die hardwareeigene Fehlerkorrektur durch den hohen Takt nicht mehr zuverlässig arbeitet und der Chip grob gesagt nur noch Unsinn berechnet.

In der Regel kann man anhand der Bildfehler sehen ob sie durch VRam oder GPU verursacht werden.
Schwaches Pixelflimmern oder wie man es auch immer beschreiben soll stammt meist von der GPU, großflächige farbige Artwfakte (meist vierecke in rosa) stammen meist vom VRam.

Aber das ganze braucht man nicht da man ja eines nach dem anderen übertakten soll um raus zu finden wo der max Takt liegt.

Wow das ging ja schnell! Vielen Dank für die Antworten

@BlubbsDE
Was sind denn die Hintergründe, warum VRAM und GPU ohne erhöhte Spannung und ohne Hitze einen defekt bekommen können wegen dem Takt? Können durch falsche Berechnungen die anderen Komponenten einen Hardware defekt erleiden?

@Toms
Was mich wundert ist, dass unter Stickstoff ein viel höherer Takt erreicht werden kann, ohne dass es zu diesen Fehlberechnungen kommt, obwohl eine Luft- / Wassergekühlte Grafikkarte noch keinen schmerzhaften bereicht der Hitze erreicht hat. Gibt es Möglichkeiten, es im diesem Szenario stabil zum laufen zu bekommen?

@Key
Genau das ist die Frage die ich mir stelle
Wie gesagt, geht es hier nur rein um die Theorie und weil mich das Thema interessiert und ich das verlangen nach Hintergrundinformationen habe.

Der Temperatursensor kann die Werte nur in seinem direkten Umfeld ermitteln und ist eher als ein Durchschnittswert zu sehen. Lokal an einzelnen Transistoren können also deutlich höhere Temperaturen entstehen und damit auch die Komponente zerstören ohne das man am Temperatursensor was "gefährliches" gesehen hätte.

Rechenfehler/Datenspeicherfehler durch Grenzwertüberschreitungen (Temperatur, Strom, Takt), Sekundär Treiberprobleme mit der neuen Geschwindigkeit der Daten nicht hinterherzukommen. Letzteres war früher an der Tagesordnung, heute ist es der Speicher der Karte.

Defekte durch zu hohen Takt, schon mal was von einem Pentium 4 und der Elektronenmigration gehört?

Silizium ist ein Heißleiter, je wärmer desto besser (mehr Strom -> noch mehr Temperatur -> noch mehr Strom usw.). Im Gegenzug je kälter desto sparsamer und damit auch weniger Strombelastung. Ein Grund warum tiefstgekühlte Hardware zu besseren Leistungen fähig ist, und auch warum bessere Kühler die Lebensdauer verlängern. Im Gegenzug aber auch warum OC die Lebensdauer verkürzt.

Frei übersetzt: "wo gehobelt wird fallen Späne"

@Topflappen: Da der Widerstand des Silizium aber sinkt, verringert sich auch die Leistung. Ich kenne den Temperaturkoeffizienten von Silizium nicht, meine aber, dass er nicht-linear ist. Daher ist der Zusammenhang zwischen höherer Temperatur und höherem Strom zwar richtig, aber nicht unendlich.
Grundsätzlich ist eine maximal niedrige Temperatur beim OC gar nicht gewünscht. Eigentlich würde man am liebsten so ca. 25°C haben, da macht der Transistor nämlich am effizientesten was er soll.

@TE: Stell dir das Ganze einfach mechanisch vor: Die Schaltung ist eine Schleuse, der Strom ist Wasser und die elektrischen Leiterbahnen sind Rohre. Das Hauptrohr (sozusagen die Spannungsversorgung des PC) hat eine bestimmten Druck der auf das System wirkt. Mit diesem Druck bleibt immer genug Zeit pro Takt den Behälter (den Transistor von dem Milliarden existieren) ausreichend zu füllen. Wird die Schleuse jetzt über das Steuersignal geöffnet fließt das Wasser (und damit die Information eine 1) ab und kann weiterverarbeitet werden. So weit so gut.
Beim OC wird nun der Takt erhöht und damit die Zeit zum Befüllen des Behälters verkürzt. Erhöht man den Takt zu weit ist so wenig Wasser im Behälter, dass das nächste Bauteil "denkt" eine 0 wäre angekommen.
Um diesem Problem entgegenzuwirken wird der Druck im System (die Spannung im PC) erhöht. Dies führt aber dazu, dass
- das System mechanisch stärker belastet wird (höhere Temperaturen im PC)
- das System undicht wird (höhere Leckströme im PC)
- das irgendwann die Schleuse nicht mehr schnell genug öffnen und schließen kann (weshalb auch unter flüssigem Stickstoff recht schnell Schluss mit OC ist, obwohl die maximale Temperatur lange nicht erreicht wurde).

Warum kann man bei ded. Grafikkarten nicht ein Undervoltage fahren?

iSilano schrieb:

Warum kann man bei ded. Grafikkarten nicht ein Undervoltage fahren?

Zum Vergrößern anklicken....

kann man doch kannst die spannung bei gleichen takt senken

CHaos.Gentle schrieb:

@Topflappen: Da der Widerstand des Silizium aber sinkt, verringert sich auch die Leistung..

Zum Vergrößern anklicken....

Genau das ist falsch. Zuerst sinkt der Widerstand, da aber die Spannung gleich bleibt erhöht sich jedoch der Strom. Die Leistung ist Strom mal Spannung, also mehr Leistung. Klar reduziert sich der Widerstand, aber der Strom steigt dagegen Exponentiell an und das ist das entscheidende.

Ist aber letzten Endes ist das nicht die ganze Verlustleistung. Erheblich mehr wird heut zutage in Leckströmen als Abwärme produziert. Diese Verluste steigen dummerweise wenn die Frequenz erhöht wird, in diesem Fall nahezu linear.

Beide Prozesse verursachen Verluste, die dann zusammen wieder mindestens mit einer Formel mit quadratischer Abhängigkeit ansteigen.

Als unsachliches Beispiel würde ich ehr eine Frau anführen: je schneller die Frau schalten soll, desto mürrischer ist sie. .. und wenn man dazu noch die Spannung erhöht tickt sie irgendwann aus. Kühlt man sie dagegen stark ab, kann sie deutlich mehr Stress ab

20°C sind sicher nicht die optimale Temperatur. Sicher ist nur ab 150°C werden Chips zerstört. Pauschal ist je kälter desto besser, wobei da aber irgendwann die physikalische Grenze erreicht wird ab der sich nichts mehr bewegt. Mit flüssigem Stickstoff macht man da aber sicher nichts verkehrt, das hilft massiv die Verlustleistung niedriger zu halten als ohne. Deswegen leben Chips mit guter Luftkühlung aber auch länger als welche die ein heißes Leben leben mussten.

Magst recht haben, dass die Leistung sich erhöht, weil der Strom schneller steigt, als der quadratische spezifische Widerstand sinkt. Allerdings ist auch P=R*I². Wie auch immer darin bin ich kein Profi ^^

Was ich aber definitiv aus eigenen Versuchen weiß ist, dass eben nicht die minimale Temperatur das Beste ist. Durch den hohen Widerstand muss nämlich dann auch die Spannung angehoben werden. Schon aus deinen Ausführungen wird das klar. Wenn nämlich beim absoluten Nullpunkt nichts mehr geht und ab einer bestimmten Temperatur darüber auch nichts mehr, muss der Punkt dazwischen liegen. Gut, dem hast du auch nicht Widersprochen
Aber genau diese Frage habe ich nämlich nach meinen ersten Stickstoffversuchen gehabt. Unter Luft die maximale Temperatur ausgelotet und unter Stickstoff nur noch Bluescreen bekommen. Da mein damaliger Ausbilder die Frage direkt beantworten konnte, habe ich ihm geglaubt. Und tue ich auch heute noch ^^ Ein leichte Erhöhung der Spannung lies damals nämlich alles wieder sauber laufen.

Im Übrigen auch irgendwie selbsterklärend...wieso sollten die klügsten Köpf der Welt das Material so wählen, dass es bei Minustemperaturen am effizientesten ist...

Die klügsten Köpfe der Welt haben das beste Material ausgewählt. Kannst gerne mal versuchen deinen Prozessor auf GaAs Basis laufen zu lassen - das scheitert noch mehr befürchte ich!

Ich gehe davon aus das du eine Elektrotechniker Ausbildung oä genossen hast - daher auch so Ausdrücke wie quadratischer Widerstand.

Defakto steckt aber in deiner Formel alles was man wissen will.

Generell: Leistung P = U * I (Spannung mal Strom, ist klar: Einheit W= VA)

Jetzt gibt es das Ohmsche gesetzt U = R* I

dadurch kommen wir auf deine Formel: P = R*I²

Jetzt ist da kein quadratischer Widerstand, wohl aber alles was wir wissen müssen:

Wenn du was an R drehst, sinkt es linear. Wenn du was an I drehst, steigt/fällt (Je nach Richtung) es quadratisch (d.h. viel Steiler) an.
Defakto wird also eher die Leistung steigen - kann man ja auch ganz locker beobachten. Einfach mal PC auf Vollast während man die Leistung misst, und dann alle 10 sec Stromverbrauch angucken. Da ja der Kühler langsam sich seiner Endtemperatur nähert, kann man das ganz wunderbar sehen wie die Leistung ansteigt mit steigender Temperatur.
Bei mir, Vollast direkt nach Start, 50° CPU: 220 Watt, Vollast nach 1h (65°): 250 Watt

Je kälter desto besser hat vor allem mit der angesprochenen Beweglichkeit zu tun. Fehler durch tunnelnde Elektronen sind thermisch aktiviert, insofern wird bei niedrigerer Temperatur weniger schief gehen. Gleichzeitig nimmt irgendwann die Beweglichkeit merkbar ab (siehe flüssiges Helium), so dass dann andere Probleme auftauchen. Wer da wirklich interessiert ist, dem kann ich 1 Monat Zeit und "Kittel: Festkörperphysik" ans Herzen legen. Gefolgt von "Atkins: Physical Chemistry". Danach versteht man die Zusammenhänge etwas besser.

Schlussendlich muss man aber sagen: Vollkommen egal ob die jetzt bei 20° oder -100° besser laufen. Ich hab bei mir eher 20° und keinen unbegrenzten LN2 Kanister hier stehen Muss halt bei 20° laufen. Punkt.