Je oprava grafických kariet pečením v trúbe mýtus alebo realita?

Otázka čitateľa: Rád by som sa opýtal na vaše skúsenosti alebo váš názor na opravu grafickej karty formou upečenia. Na internete sa nachádza množstvo návodov, ktoré uvádzajú, že pokazenú kartu je po odmontovaní všetkých plastových častí treba nechať piecť v rúre napríklad na 9 minút pri 230 °C (hodnoty sa v rôznych návodoch líšia). Je takéto niečo možné, alebo sú to len internetové fámy?

Táto informácia je vskutku veľmi rozšírená a nájdete ju popísanú nielen v nespočetných článkoch, fórach, ale aj predvedenú „na živo“ na nekonečnom zástupe YouTube videí. Odpoveď na to, či ide o internetovú fámu, má podobu Áno aj Nie, čo môže pôsobiť trochu humorne a krypticky, ale len do chvíle, než sa vysvetlí, čo sa tým naozaj myslí.

Z pohľadu serióznej servisnej činnosti je oprava grafickej karty pečením v rúre masívny nezmysel bez štipky zdravého rozumu. Nejde o to, že by sa takto nikdy nikomu nefunkčnú grafickú kartu sprevádzkovať nepodarilo. Určite áno. Musíte si ale uvedomiť, že tento proces je ekvivalentom toho, ako keď sa kedysi na starý televízor v tvare drevenej debny začalo búchať päsťou v momente, keď sa zhoršil obraz.

Príprava karty na pekáč

Túto „paródiu“ určite poznáte. Niečo nefunguje? Pobúcham po tom a zrazu to funguje. Táto ľudová múdrosť a skúsenosť má nepochybne reálny základ, pretože v rámci elektroniky sa môže napríklad uvoľniť kabeláž, či dochádzať k zlému kontaktu konektora, takže v niektorých prípadoch „pobúchanie“ naozaj pomôže. Avšak treba si priznať, že tento úspech je len náhodou. Keď funguje, všetci sa zasmejeme, ale asi by ste neočakávali, že keď odnesiete TV či inú elektroniku do servisu, že technik po nej najprv vyskúša pobúchať päsťou, ako prvú možnosť opravy.

Rovnaké je to aj s pečením grafických kariet v rúre. Nejde o to, že by neexistovala možnosť znovusprevádzkovania karty touto cestou. Naozaj existuje. Miera úspechu je však úplná náhoda a rovná sa búchaniu päsťou do televízora. Niekedy to pomôže, niekedy nie, ale neoddiskutovateľným faktom je, že v momente keď to pomôže, môžete si byť takmer istí, že ste neopravili nič. Problém ste len oddialili a dočasne odsunuli, presne ako pri prípade s pobúchaním. Za nejaký čas budete musieť búchať/piecť znova, pričom to, že to zaberie, bude stále menej a menej pravdepodobné.

ČO SA PRI PEČENÍ VLASTNE DEJE, PREČO TO OBČAS FUNGUJE, KEDY TO NEFUNGUJE A PREČO BY STE TO NEMALI ROBIŤ

V štandardných popisoch pečenia kariet sa dozviete, že oprava je dosiahnutá tým, že teplo roztaví spojovací materiál, ktorým je GPU prichytená k doske karty a po schladení tak dôjde k novému vytvoreniu spojov.

GPU čip je s kartou spojený pomocou roztavených guľôčok spájky, pričom každá spája kontakt čipu a dosky. Označuje sa to ako BGA, čo je skratkou guľôčkového mriežkového usporiadania (Ball Grid Array). Ideou je, že pri tepelnom namáhaní v priebehu života karty sa môže stať, že niektoré z týchto guľôčok prasknú. Dôjde teda k prerušeniu spoja niektorého kontaktu, čím GPU, a teda aj celá karta prestane fungovať.

GPU čip zvrchu a zospodu, kde je vidieť jeho guľôčky BGA

Správne roztavené guľôčky BGA spojenia, prepájajúce GPU a dosku grafickej karty

Rôzne poškodenia BGA spojenia

Väčšina v súčasnosti používaných bezolovnatých spájok má bod tavenia okolo 217 °C, takže ak rúru na pečenie nastavíte na 230 °C a kartu do nej na pár minút dáte, spájka pod GPU sa roztaví a zlomené guľôčky sa znova prepoja. Karta teda začne znovu fungovať, čo sa v mnohých prípadoch aj stane.

Prakticky teda urobíte pretavenie (v angličtine Reflow), ktoré môžu robiť aj niektoré servisy. Tie pravdaže nepoužívajú rúru, ale obvykle aplikujú teplo priamo na GPU zahrievacím vzduchovým tunelom. V špecializovaných servisoch majú obvykle k dispozícii aj stroje, ktoré umožnia čip oddeliť, očistiť, osadiť nové spojovacie guľôčky zo spájky a znovu ich roztaviť. To sa označuje ako preguličkovanie (Reball). Cena týchto úkonov sa na Slovensku pohybuje v rozmedzí 30 až 50 eur v prípade pretavenia a 50 až 80 eur v prípade preguličkovania.

Kde je teda ten povestný háčik? Nuž hlavne v tom, že grafická karta môže mať veľké množstvo porúch. Môžu byť poškodené pamäťové čipy, môže byť nefunkčný jeden alebo viac kondenzátorov, či iné prvky napájacej sústavy a môže byť poškodený aj samotný GPU čip. Problém so zlomeným, zoxidovaným či inak poškodeným spojom BGA medzi GPU a kartou je len jednou z možných príčin nefunkčnosti. Pečenie teda dáva zmysel iba pri tom jednom.

Reball čipu v profesionálnom servise

Aj keď to mnohých prekvapí a mnoho ľudí, ktorí robia reflow alebo reball hoc aj profesionálne sa bude dušovať, že je to nezmysel, pravda je taká, že poškodenie BGA spoja nie je príliš častý problém. Mnoho ľudí si myslí, že áno, pretože po pečení, pretavení alebo preguličkovaní GPU sa grafická karta veľmi často opraví. Funguje to však preto, že dochádza k inému druhu opravy.

To, že je to tak sa potvrdzuje tým, že väčšina pretavených či dokonca preguličkovaných GPU opätovne zlyhá behom niekoľkých nasledujúcich týždňov či mesiacov a proces je nutné opakovať (čo sa už väčšine ľudí vzhľadom na cenu robiť nechce).

To je absurdné najmä v súvislosti s profesionálnym preguličkovaním, pretože spájka bola nahradená kvalitnejšou olovnatou, ktorá sa už kvôli zákazom vo veľkovýrobe nepoužíva, takže nový BGA spoj by mal byť omnoho kvalitnejší a vydržať omnoho dlhšie ako ten pôvodný. Očakávať sa dá mnoho rokov. Ak teda karta po pár mesiacoch znovu zlyhá, môžete si byť istí, že pôvodný problém a jeho „oprava“ nemala s BGA nič spoločné.

O čo teda išlo a prečo sa karta nakrátko opravila? V skutočnosti vo väčšine prípadov neopraví kartu proces pretavenia alebo nahradenia guľôčok, ale prekročenie kritickej teploty spoja skutočného čipu s jeho konektorovým nosičom.

Ak sa pozriete na odkrytované GPU alebo aj CPU, zbadáte, že skutočný mikročip je omnoho menší ako jeho celá konštrukcia. Ide len o malý lesklý obdĺžnik v centre, ktorý sa označuje ako Die, čo sa dá preložiť ako platnička. To je kúsok, ktorý sa reže z waferov na výrobnej linke. Keďže ide o veľmi delikátny kus materiálu s miniatúrnymi kontaktmi, pripája sa k nosnej konštrukcii, teda k väčšiemu PCB s kontaktmi, ktorý vnímame následne ako samotný čip v podobe GPU alebo CPU (často má aj kryt, takže Die nie je vôbec vidieť).

A tieto miniatúrne kontakty, ktorými je Die, teda platnička spojená so zvyškom konštrukcie, sa často v priebehu životnosti čipu poškodzujú. Čip prechádza obrovským počtom zohriatí a ochladnutí a spoje skrátka degradujú, čím GPU odchádza do večných lovísk a nie je vhodný na nič iné, než na hodenie do koša. Ak by sme chceli kartu s poškodeným GPU naozaj opraviť, museli by sme čip vymeniť za nový, alebo iný funkčný.

Pri amatérskej oprave v rúre na pečenie, alebo aj pri profesionálnej oprave v rámci reflow alebo reballu, sa v skutočnosti neopravuje BGA spojenie, ako si mnoho ľudí myslí. Čip (jeho Die) skrátka len prekročí svoje bežné teploty (ktoré sú do 100 °C) a tieto poškodené spoje sa pohnú do iných smerov, čím sa krátkodobo spojazdnia.

Je to podobné, ako keď zlomený kábel v rukách prehnete a začne znova fungovať. Samozrejme ste ho neopravili. Len ste krátkodobo našli polohu, v ktorej bude dočasne fungovať (preto sa čip môže aj pokaziť pri prehriatí, keď zlyhá chladenie).

Zdvihnutie karty na podložkách z alobalu

Preto upečená či preguličkovaná karta prechádza znova do nefunkčného stavu už o pár týždňov či mesiacov. Stačí totiž, aby sa znova dostala do bežného kolobehu zohrievaní a schladnutí a spojenia s Die sa znovu prerušia, rovnako ako keď ďalej používate zlomený kábel.

Ak by bol problém naozaj spôsobený poškodeným BGA spojom, po pretavení či výmene guľôčok by karta fungovala dlhodobo (roky), čo sa deje v menšine prípadov. Z tohto dôvodu často grafickú kartu opraví zohriatie napríklad aj na 150 °C, aj keď ide o teplotu pod bodom tavenia spájky v BGA, pretože spoj BGA vôbec nie je poškodený.

Na záver teda zostáva adresovať už len očividnú otázku. Je teda pečenie v rúre vhodné? Veď je predsa zadarmo. Ak je karta pokazená a už by putovala len do koša, prečo ho ešte nevyskúšať? Nie je predsa čo stratiť. Ak to nezaberie, sme tam kde sme boli a kartu vyhodíme. Ak to zaberie a karta bude fungovať znova hoc i len pár mesiacov, je to predsa len dobre.

Pečenie teda znie ako logická voľba. Bohužiaľ, ľudia zabúdajú na jeden dôležitý fakt, ktorým je to, že takmer nikto z nich nemá k dispozícii rúru, ktorá nie je určená na prípravu jedla. Skoro každý, kto o pečení grafickej karty uvažuje, plánuje na daný proces použiť rúru, ktorú má v kuchyni.

A toto skrátka nie je dobrý nápad. Z karty totiž neodoberiete všetky plasty. Minimálne konektory interného napájania a monitora na karte zostanú. Neviete pri tom, z čoho sú vyrobené a koľko škodlivín pri viac ako 200 °C uvoľňujú. To iste platí aj o spojovacích materiáloch, zvyšku teplovodivých pást a nedajbože aj o kondenzátoroch či iných súčiastkach, ktoré môžu v rúre prasknúť.

Tieto materiály boli navrhnuté s tým, že ide o elektroniku, ktorá bude pracovať do teploty 100 °C v počítači. Žiadny výrobca nikdy nepredpokladal, že by dané komponenty boli dlhodobejšie vystavované dvojnásobným či ešte vyšším teplotám a dostávali sa do možného kontaktu s jedlom.

Pri pečení kariet teda nejde o to, že by šlo len o neškodný pokus, pretože karta už horšia ako nefunkčná predsa nebude. Ide o to, že nemáte ani potuchy, aké škodlivé materiály obsahuje a pri akej teplote sa uvoľňujú a pritom ju pečiete v rúre, v ktorej si na druhý deň budete dve hodiny piecť kura, kačku či zajaca. Zdá sa vám to stále dobrý nápad?