MLCC vs SP-CAP y POS-CAP: todo sobre el problema de las RTX 3080 y 3090

El reciente lanzamiento de las nuevas RTX 3080 y RTX 3090 se ha visto manchado por reportes de problemas de inestabilidad de los usuarios de modelos personalizados. Estos son bastante preocupantes y consisten básicamente en crasheos frecuentes en juegos, algo que es muy preocupante para una gráfica de 800€. Las investigaciones de los expertos apuntan a la posible responsabilidad de los condensadores de filtrado situados bajo el chip, dedicados al control de voltajes. Estos pueden ser de varios tipos: MLCC, SP-CAP, POS-CAP…

En este artículo, te explicaremos qué son estos 3 tipos de condensadores, por qué se usan bajo el chip, qué gráficas recientes los han usado y si realmente tiene que ver con los problemas de crasheos. Así que no dudes quedarte a leer, porque tratamos uno de los temas más polémicos del panorama del hardware actual. ¡Vamos allá!

Definiendo los 3 tipos de condensadores

Lo primero que haremos antes de entrar en materia será explicar en qué consisten los tres tipos de condensadores y cuáles son sus peculiaridades básicas.

SP-CAP y POS-CAP

Estos son dos tipos de condensadores de polímero. Es decir, son condensadores en los que el electrolito conductivo no es un líquido, sino algún tipo de polímero. La diferencia fundamental entre ambos está en el material que usan como ánodo, en un caso aluminio (SP-CAP) y en el otro tántalo (POS-CAP).

MLCC

MLCC son las siglas de Multilayer Ceramic Chip Capacitor, estos condensadores se conocen también como cerámicos, y su diferencia más evidente con los anteriores está en su reducido tamaño (y evidentemente capacidad). Por ello, para obtener la capacidad de un SP-CAP o POS-CAP hace falta usar varios de estos en paralelo.

No se puede afirmar a la ligera que unos condensadores sean mejores que otros. Por ejemplo, los SP-CAP y POS-CAP son mejores en características técnicas como la resistencia a temperaturas, o incluso la producción de ruido eléctrico. Pero ahora veremos por qué se habla de una idoneidad superior de los MLCC en el caso concreto de estas nuevas gráficas.

El problema de las RTX 3080

La clave del artículo está en que, tras el lanzamiento al mercado de las nuevas gráficas NVIDIA GeForce RTX 3080, algunos de los usuarios que tuvieron la suerte de comprar uno de los pocos modelos personalizados disponibles empezaron a quejarse de problemas de Crash to desktop, es decir, fallas de estabilidad en los juegos que hacían que se cerrasen.

Después de días de investigaciones, se descubrió que el problema ocurría específicamente cuando el reloj de la gráfica superaba los 2000MHz. Esta es una frecuencia que está por encima de los boost anunciados por la mayoría de fabricantes, pero que en la práctica se puede alcanzar sin realizar modificaciones, debido a cómo funcionan las tecnologías de boost de NVIDIA.

Ante esto, el blog Igor’s Lab, creado por un personaje muy importante de la industria, lanzó su hipótesis sobre el que podría ser el problema de las RTX 3080 y 3090. Él fue uno de los primeros en apuntar a que la responsabilidad del problema podría estar en un filtrado pobre por parte de los condensadores situados justo detrás del chip de la GPU.

¿Por qué se usan MLCC y SP-CAP/POS-CAP detrás del chip?

Básicamente, estos condensadores se dedican a filtrar el ruido de altas frecuencias que viene de los convertidores de voltaje, concretamente en los dos raíles de alimentación principales de la gráfica (NVVDD y MSVDD). Las capacidades de filtrado son fundamentales en una parte tan próxima al chip de la GPU, pues si no llega corriente lo suficientemente «limpia» a la gráfica se podría llegar a tener problemas… ¡Y así ha sido!

Como os indicamos antes, no se puede afirmar a la ligera que los MLCC sean mejores en todas las situaciones. Sin embargo, se sabe que estos tienen mejores características para el filtrado de inconsistencias eléctricas de altas frecuencias, pero su precio es más elevado teniendo en cuenta además que para alcanzar la capacidad de un SP-CAP o POS-CAP tendríamos que usar varios MLCC pequeñitos agrupados.

¿Qué modelos están afectados? ¿Y qué soluciones han tomado los ensambladores?

Vamos a aprovechar la información publicada por Videocardz para contaros qué fabricantes tienen modelos afectados y cuáles han sido las reacciones oficiales ante los problemas en cada caso.

La solución más lógica por parte de los ensambladores afectados es solucionar el problema mediante el rediseño de sus GPU, haciendo la selección de condensadores adecuada, algo que algunos están anunciando pero que muchos otros han hecho de manera silenciosa, de tal manera que el márketing aún muestra los condensadores antiguos pero con los nuevos modelos corregidos.

ASUS

Este fabricante no ha hecho ningún tipo de declaración, pero aquí conocemos con total claridad lo que han hecho.

Básicamente, este es uno de los fabricantes que se dio cuenta a tiempo de los problemas, y de cómo una configuración que usase íntegramente SP-CAPS o POSCAPS en esta parte del PCB causaba los problemas de rendimiento descritos. Por ello, cambiaron silenciosamente su disposición sin avisar a nadie y sin modificar las fotos de marketing del producto.

Debido a esto, cuando buscamos una foto de la RTX 3080 TUF (el único modelo disponible ahora mismo) no actualizada, vemos un grupo de SP-CAPS, mientras que se ha demostrado cómo los modelos fabricados usan una disposición distinta.

La solución llevada a cabo por ellos es curiosa, pues optaron directamente por sustituirlos completamente por MLCC, llevando a un diseño que, según los reportes que hay en internet, no debería presentar ningún tipo de problemas. Esto en el modelo TUF, que ni siquiera es el más caro, mientras que la RTX 3080 Strix vio retrasado su lanzamiento, precisamente se podría deber a esto.

Por la banda de la RTX 3090 Strix, también se ven íntegramente MLCC.

EVGA

Este fabricante es el que ha dado algunas de las explicaciones más claras y extensas, y que efectivamente apuntan a la responsabilidad de los condensadores en este grave asunto.

Es decir, EVGA detectó de antemano el problema, justo antes de enviar sus tarjetas gráficas producidas en masa. Vieron cómo 6 POSCAPs no funcionaban correctamente en tests del mundo real, y por ello cambiaron a tiempo la configuración, pasando a 4 POSCAPs y 20 MLCC. Esto en su modelo tope de gama FTW3, mientras que el modelo inferior XC3 usará 5 POSCAPs y 10 MLCC.

GALAX / KFA2

Galax, conocido también como KFA2 en Europa, que es uno de los fabricantes más importantes del mercado, ha enviado una comunicación (en chino) a sus clientes. Veamos lo que han dicho:

Esta nota no es muy esclarecedora sobre la existencia o no de problemas, pero apunta a que los modelos que están disponibles en el mercado actualmente usan la disposición adecuada de condensadores.

GAINWARD

Es decir, el fabricante indica que en el caso de sus productos no ha habido ningún reporte o queja.

*Se sale del tema del artículo, pero menudo guiño a la futura existencia de una RTX 3080 20GB, ¿no? 😉

GIGABYTE

Este es uno de los ensambladores de tarjetas gráficas más importantes del mercado, y cuya opinión es muy relevante teniendo en cuenta que, junto a Zotac, son de los pocos que han decidido usar un diseño compuesto íntegramente por SP-CAPS en la parte trasera del chip.

Al principio, mantuvieron un importante secretismo, pero luego lanzaron un comunicado que contrasta con lo que han hecho y declarado casi todos los demás fabricantes:

La cuestión es que, según sabemos, usar una mayor capacidad como afirmación para demostrar su superioridad es algo engañoso. Hay muchos más factores en juego, y quizás todo se reduzca a una respuesta defensiva. En todo caso, la cuestión seguramente se resuelva en cuanto confirmemos si necesitan rediseñar sus diseños como las demás o no. Si no lo hacen y demuestran que sus gráficas son estables, es probable que efectivamente tengan un mejor diseño de SP-CAPS que los demás.

MSI

Seguimos con otro de los grandes fabricantes. Por su parte, hubo un evento en directo en el que reconocieron los problemas, pero sugirieron que se trataría de un problema de drivers.

No obstante, poco después cambiaron la disposición de condensadores de todas sus GPUs y lanzaron un comunicado, pero este contradice los cambios.

La información de MSI indica básicamente que mantendrían su configuración original, con 5 SP-CAPS en la RTX 3080 Gaming X Trio, y una combinación de unos cuantos MLCC.

Sin embargo, después hemos conocido que en realidad sí han cambiado el diseño, de manera silenciosa, reemplazando un SP-CAP por un grupo de MLCC. Resulta bastante confuso, y más aún teniendo en cuenta que parece contradecir las palabras de MSI, que habla como si no ocurriese nada.

La realidad es que, según la información que encontramos, el pequeño grupo de MLCC que ya estaba presente en las Gaming X Trio parece ser suficiente para contener los problemas, pero el hecho de que lo hayan cambiado apunta a que seguramente haya, al menos, algunos fallos con los modelos de MSI.

Actualización: MSI ha aclarado que no se ha cambiado la configuración de condensadores, y que su configuración mixta funciona perfectamente con la actualización de drivers de NVIDIA.

INNO3D

El fabricante INNO3D lanzó un mensaje por correo electrónico a todos los clientes que han podido, resaltando de manera clara: «Tengan la seguridad, y por la presente declaramos que los productos de GeForce RTX 30 de INNO3D/ICHILL no tienen ningún problema de inestabilidad«. Este fabricante usa 1 grupo de MLCC y 5 SP-CAPs, así que está en la «configuración mínima» para funcionar bien.

ZOTAC

ZOTAC es un fabricante cuyas RTX 3080 ya estaban en entredicho, pues el modelo Trinity llegó con limitaciones de rendimiento de fábrica. De hecho, con estos modelos llegaron los primeros reportes de problemas de estabilidad.

Respecto a las reacciones oficiales, la división malasia de la compañía ha dicho que está investigando y que darán noticias pronto. También han provisto de un formulario para todos los compradores de sus RTX 3080 Trinity, para ponerse en contacto con ellos personalmente.

Tabla resumen

Os dejamos además una tabla realizada por el youtuber Hardware 360 en el que se resume la disposición de condensadores MLCC y SP-CAPS/POS-CAPS de las RTX 3080 y 3090 disponibles en el mercado.

Os dejamos el vídeo de donde extraemos las tablas, que también informa sobre el problema que ha ocurrido. Como dijimos antes, ASUS ha recurrido a un diseño basado únicamente en MLCCs que no parece dar problemas, mientras que los demás fabricantes han optado por diseños mixtos que deberían funcionar adecuadamente, o diseños como los de Zotac o Gigabyte, compuestos únicamente por SP-CAPS, y que parecen los más susceptibles a problemas.

¿De verdad está el problema en los condensadores?

La propia NVIDIA ha hecho declaraciones al respecto del problema y de su supuesta relación con los condensadores empleados:

Respecto a los diseños de PCB de nuestros socios, estos customizan regularmente sus diseños y trabajamos de cerca con ellos en el proceso. El número correcto de agrupaciones de POSCAP vs MLCC puede variar dependiendo del diseño y no es un indicativo directo de calidad.

Básicamente, lo que nos están contando es que no podemos definir automáticamente la calidad del producto en función de los condensadores que usan. Precisamente, se usan configuraciones de filtrado similares en otras gráficas también muy potentes que no causan ningún tipo de problemas.

No obstante, estas son unas declaraciones que no tienen en cuenta la situación excepcional en la que se enmarcan estos problemas. Es decir, estamos ante un caso concreto en el que hay evidencias claras de la responsabilidad de los condensadores en el problema. Siendo esto algo confirmado directamente incluso por algunos fabricantes.

Si tenemos en cuenta las declaraciones de EVGA y otros y la efectiva solución tomada por ASUS, parece que podemos afirmar que efectivamente los condensadores situados tras el chip tienen relación directa con los problemas, por mucho que luego todo dependa del diseño de alimentación completo.

Ahora mismo lo que más dudas nos trae es lo que ha declarado Gigabyte, que precisamente apostó fuertemente por los SP-CAPS, y afirma en conjunto con NVIDIA que no son los causantes de ningún problema. Es probable que en su caso concreto funcionen bien, al usar capacidades mayores que (por ejemplo) las vistas en la Founders Edition, pero serían una excepción en lo que apunta a una gran responsabilidad de los SP-CAP y POS-CAP en los problemas que han ocurrido.

La solución de NVIDIA, a nivel de drivers

Evidentemente, no daría precisamente una buena imagen que los primeros compradores de las RTX 3080 se tuvieran que conformar con problemas de estabilidad mientras que los fabricantes afectados rehacían sus diseños. Por ello, NVIDIA ha optado por una solución mediante actualización de drivers.

Supuestamente, y aunque no se detalla mucho, estos controladores mejoran la estabilidad de las últimas gráficas RTX. Y según los reportes que están dando muchos usuarios afectados parece que es una solución efectiva, al menos con algunos modelos. En todo caso, los drivers acaban de ser lanzados así que todavía habrá que esperar para saber más sobre los resultados que da.

Es esperable que los drivers provoquen básicamente que el algoritmo de boost de frecuencias sea menos agresivo, para no alcanzar los dañinos 2000MHz, y así permitir que los modelos afectados funcionen.

¿Quién tiene la culpa de estos problemas? Una prisa en hacer lanzamientos que mancha la nueva generación de gráficas

Se podría decir que el daño ya está hecho, y buscar quiénes son los culpables podría no ser la máxima prioridad. Pero es importante analizar la responsabilidad de las distintas partes involucradas en este problema.

Por una banda, según Igor’s Lab los ensambladores deberían saber que usar una mayor agrupación de MLCCs funcionaría mejor, así que se les podría echar buena parte de la culpa de lo ocurrido, al no asumir el coste adicional de los MLCC.

No obstante, tened en cuenta que este tipo de partes del PCB se diseñan en base a recomendaciones realizadas por NVIDIA, que según parece fueron demasiado ambiguas en cuanto a los tipos de condensadores necesarios en este área.

La responsabilidad de NVIDIA

Todo apunta a que la gran responsabilidad de estos fallos en el lanzamiento se han producido debido a una combinación de prisa y secretismo por parte de NVIDIA. Es decir, por una parte se realizó un lanzamiento quizás muy apresurado, mientras que al mismo tiempo mantuvieron un secretismo alrededor de las nuevas GPUs que afectó a sus socios.

De hecho, apenas 10 días antes del anuncio oficial de las gráficas se hablaba de que los ensambladores apenas disponían de información para producir los modelos personalizados, como podía ser la configuración de memoria o el propio hecho de tener los PCB de referencia oficiales en sus manos. Y es que no solo fue eso, además los ensambladores no contaron con drivers para probar los productos hasta el último momento.

¡Los ensambladores apenas tuvieron la oportunidad de testear las gráficas!

Todo se ha debido a la irracional obsesión que tuvo NVIDIA con evitar filtraciones de las nuevas GPUs, tengamos en cuenta que los ensambladores suelen filtrar de una manera u otra muchísima información sobre lanzamientos de GPU, véase Gigabyte filtrando buena parte de su línea de productos futura.

Lo cierto es que esto no solo no consiguió su propósito, pues estuvimos bien servidos de filtraciones verídicas antes de su lanzamiento, sino que además convirtió al lanzamiento de las nuevas RTX 30 en un auténtico desastre. Entre los elevados e inciertos picos de consumo, los problema de estabilidad y la falta de stock, lo que al principio parecía revolucionario acabó minando con fuerza la imagen de NVIDIA.

¿Seguiremos viendo lanzamientos tan fallidos?

Esto es algo que no resulta demasiado extraño de ver en nuevas tarjetas gráficas, y lo cierto es que resulta bastante escandaloso, y lleva a una incertidumbre muy grande a quien compre una tras su lanzamiento. ¿Volverán a hacer lo mismo en las RTX 3070 y 3060 Ti que están por lanzarse? Esperemos que no.

Y hay algo también muy importante: AMD está a punto de lanzar las nuevas tarjetas gráficas Big Navi, ¿habrá también problemas con ellas? No lo sabemos, y resulta preocupante el historial con el que cuentan (las primeras Navi tuvieron problemas de drivers en sus primeros meses, por ejemplo), pero también es cierto que están dando señales de que esta vez se lanzará un producto refinado.

Palabras finales y conclusión

El lanzamiento de las gráficas RTX 3080 y RTX 3090 de NVIDIA se ha visto manchado por problemas de stock y consumos elevados, pero lo que sin duda más les está afectando son los reportes de estabilidad que están dando los usuarios que las han comprado.

Concretamente, se ha descubierto que las nuevas tarjetas gráficas pueden hacer «crashear» los juegos cuando funcionan a frecuencias por encima de los 2000MHz, que se pueden alcanzar sin hacer ningún tipo de overclocking manual, así que es un problema de la vida real que le está ocurriendo a usuarios normales.

Las investigaciones de expertos y fabricantes apuntan a que los tipos de condensador usados detrás del chip son la causa del problema, al menos en parte. Estos componentes electrónicos filtran la energía que llega a la GPU y son críticos debido a su posicionamiento, y si no realizan su tarea correctamente pueden afectar a la estabilidad.

Los tipos de condensador que parecen ser problemáticos son los de polímero SP-CAP y POS-CAP. Cuando se introducen más condensadores cerámicos de tipo MLCC, parece que desaparecen las inestabilidades. Al menos eso es lo que han reconocido fabricantes como EVGA, o que han solucionado «en la sombra» como MSI o ASUS. Otros como Gigabyte afirman que no hay ningún problema con los SP-CAP.

No está claro que los condensadores sean responsables directos del problema. Tengamos en cuenta que todo depende del diseño electrónico en conjunto. Pero las reacciones de los fabricantes nos dan motivos suficientes para pensarlo. Aún así, NVIDIA está determinada a que se solucionen los fallos con actualizaciones de drivers que parecen ser efectivas.

¿Aprenderán los fabricantes de lo ocurrido?

Ahora, una de las mayores preocupaciones que nos queda es si habrá o no algún tipo de aprendizaje de lo ocurrido. Y es que los ensambladores y sobre todo NVIDIA tienen una gran responsabilidad en lo que ha pasado. ¡NVIDIA mantuvo un secretismo tan fuerte hacia sus socios que impidió que probasen las gráficas bien! No solo por las RTX, sino también de cara a las nuevas tarjetas gráficas AMD RX 6000 «Big Navi». Y es que una de las claves de un mercado saludable es tener una competencia considerable entre varias compañías que intenten sacar lo mejor de sus productos.