Как устроена пассивная система охлаждения в компьютерах MIC-7900



    После нашей статьи про безвентиляторные компьютеры MIC-7000 было много вопросов про систему охлаждения^ действительно ли она полностью пассивная или внутри есть какие-то активные механизмы охлаждения? Некоторые комментаторы сомневались, что система может работать на пассивном охлаждении без троттлинга, то есть снижения частоты процессора по достижению пороговых температур.

    Чтобы развеять мифы, мы решили протестировать систему пассивного охлаждения и провести стресс-тесты для наглядности.

    Тесты мы будем проводить на компьютере MIC-7900-S5A1E. Это не самая производительная модель в линейке, но ее мощности достаточно для многих задач т.н. edge computing — размещения вычислительного узла максимально близко к конечному оборудованию, что широко используется для систем машинного зрения, автоматизации, станков.


    Компьютер MIC-7900 с установленным модулем расширения MIC-75S20 на 2 PCIe платы и 2 жестких диска

    Тестируемый компьютер оснащен процессором Xeon D-1559 с частотой 1.50 ГГц (2.10 ГГц в режиме Turbo Boost), 12 ядер, 24 потока. Тепловыделение составляет 45 Ватт, это немного, по сравнению с топовыми процессорами, у которых TDP может быть более 100 Ватт, но все же существенно.



    Половину компьютера занимает цельный массивный радиатор. Системы с активным охлаждением могут быть намного легче и компактнее, но главное достоинство пассивного охлаждения — надежность. Системы с вентиляторами требуют частого обслуживания, забиваются пылью и выходят из строя. Системы с пассивным охлаждением не засасывают пыль и требуют намного меньше внимания.


    Радиатор занимает половину корпуса компьютера.

    Изучим устройство термоинтерфейса. Разберем компьютер и посмотрим на место крепления термораспределителя процессора к радиатору. Для этого просунем камеру в зазор между материнской платой и радиатором, который составляем примерно 8мм.

    Крепление радиатора к теплораспределительной крышке процессора. Процессор припаян к материнской плате.

    В тестируемой модели процессор припаян к материнской плате, что позволяет добиться меньшего зазора между радиатором и платой. Минусом такого решения является невозможность замены процессора. Существуют также модели MIC-7000 с привычным сокетом, позволяющим заменять процессор.

    Тестирование



    До загрузки системы посмотрим, какие датчики температуры доступны в BIOS:

    Датчики температуры в BIOS

    Измерим температуру радиатора в простое без нагрузки с помощью инфракрасного пирометра. Для этого оставим систему на несколько часов с загруженной операционной системой, но без запущенных программ.

    Температура радиатора без нагрузки, в режиме простоя

    Тестировать систему будем с помощью программы AIDA64, с помощью теста стабильности системы. Этот тест одновременно нагружает процессор и память, а также может задействовать графический процессор. Для объективности будем выполнять тест в течение длительного времени. Мы оставили систему на всю ночь.


    Нагрузочное тестирование с помощью AIDA64. Видно, что за все время теста троттлинг не проявляется.

    По графикам видно, что температура ядер процессора не поднималась выше 70°C, что укладывается в допустимые значения для данной модели процессора. На протяжении всего теста в помещении была температура около 24°C. Радиатор компьютера не обдувался, в помещении работала центральная вытяжка.
    На графиках видно, что эффект троттлинга, то есть механизм пропуска процессорных тактов для снижения нагрузки, не проявляется. Система работает в штатном режиме.

    Решетка радиатора при этом нагрелась до 58°C, на ней можно было держать руку без дискомфорта в течение пары секунд.


    Заключение


    Полностью пассивное охлаждение возможно и работает хорошо. Понижение частоты процессора не происходит, процессор работает в штатном режиме при максимальной нагрузке без ограничения по времени. Системы MIC-7000 можно использовать на объектах, требующих повышенной надежности и продолжительности безотказной работы, на удаленных объектах, где обслуживание затруднено, а также в условиях повышенной загрязненности воздуха, где активные системы охлаждения быстро выходят из строя.

    Приглашаем на партнерский форум Advantech



    Форум Advantech станет уникальной площадкой для обсуждения локальных и глобальных тенденций в области Интернета вещей. Здесь вы сможете обменяться опытом использования новых технологических решений и продуктов, найти новых клиентов и партнеров. У вас будет шанс увидеть продукцию, которую мы описывали в статьях и не только. У нас выступят лидеры отрасли и представители ключевых партнеров – NVidia, Intel и другие компании, которые принимают активное участие в развитии промышленного Интернета вещей на ближайшие годы. Мы будем рады увидеть на мероприятии всех специалистов в сфере промышленной автоматизации и Интернета вещей. Участие в мероприятии бесплатное! Количество мест ограничено. Успейте зарегистрироваться.
    Advantech IIoT
    Наша миссия — создание умной планеты.

    Комментарии 14

      +1
      Заявленные условия эксплуатации на этот блок достаточно щадящие. Стоит ли переплачивать за пром. оболочку?
        0
        В нашей организации подобных компов работает несколько десятков. СО вполне справляется с охлаждением процессора, а для HDD режим немного по теплу напряженный… Тут уже лучше SSD применять…
          0
          Как температура окружающей среды у Вас в организации?
            0
            В среднем 20-25 градусов, компы теплые снаружи, обычно под столами закреплены… Но часть компов работает в уличных терминалах — там летом и +35-40 бывает… Железо софт крутит круглосуточно, в основном харды летят при наработке 15000-20000 часов… Нормально в принципе…
        +3
        Как всегда мало деталей… Радиатор — просто алюминиевая болванка и никаких тепловых трубок для распределения?
          +3
          Полностью пассивное охлаждение возможно и работает хорошо.
          Это для кого-то секрет? У меня системник с камнем i5-2500 3.3 GHz лет 7 или 8 работает полностью на пассивном охлаждении. Мощнее проц не брал лишь по причине что это чисто рабочий системник. Б/П без вентилятора, видяха без вентилятора, диски SSD — так что он не просто на пассивном охлаждении, но и бесшумный, без механически подвижных рабочих частей. При чем все «из коробки». Руками пришлось «допилить» лишь верх системника — сделав там вставку с отверстиями. И да, радиатор на процессоре от кулера «Scythe Ninja 3 Rev. B», без каких-либо доработок.
            0

            А нагрузочный тест пробовали, не троттлит? Видеокарта без активного охлаждения должна быть совсем слабой.

              +1
              Не пробовал. У меня чисто рабочий системник. Там видяшка как раз «совсем слабая». Так что тестить ее смысла нет.

              В любом нормальном агрегаторе прайсов можно отсортировать видеокуарты по типу СО hotline.ua/computer/videokarty/2282 — вот вижу GeForce GTX 1050 Ti есть, к примеру. Понятно, что топовых игровых видеокарт с пассивной СО «из коробки» не будет. Но для работы (мой вариант) / не требовательной игры — найти можно.
                0
                Не пробовал

                Тогда почему вы думаете что ваш процессор работает на полную мощность без пропуска тактов? Так можно сказать, что пассивное охлаждение можно и на ноутбуках сделать, если не говорить, что полную мощность процессора использовать не получится. Такая проблема была, например, на новых макбуках с процессором Core i9.

                  +1
                  Для меня главный показатель — работа, а не синтетика.

                  Если вам интересно, могу прогнать тест на троттлинг. Бегло просмотрел, вроде в AIDA64 он есть. Никогда не проверял. Если интересно. Не люблю лишнее ПО на рабочий ПК ставить.

                  Помню когда только собрал его, тестировал синтетикой просто чтоб разогреть посмотреть что будет. Температура минут за 10 поднялась до 86 градусов. В штатной работе была на уровне 65-70. После этого я сделал вышеупомянутую вставку с отверстиями на верхней крышке системника:



                  И да, еще заменил обычную термопасту на «жидкий металл». После чего нагрузка синтетикой разогревала уже до 78. А в штатной работе температура едва доходила до 50 градусов. Не думаю, что это повод для пропуска тактов. Это было еще когда собрал его. Больше ничего не тестировал. Сейчас нечем даже температуру посмотреть, перезагрузился чтоб глянуть в BIOS:



                  Перед этим проц минут 10 работал на 15-20% загрузки. Это мелочь, но температура реальная (за 30 сек перезагрузки и захода в BIOS пассивный радиатор ощутимо не остынет).

                  В реальной работе у меня редко когда идет стабильная нагрузка выше 40-60%. Бывают пики до 100%, но это секунды (максимум несколько минут — архив сделать, например). Вот скрин имитации типичной работы (запущено 4 разных браузера, Excel, Word, Photoshop — все самое тяжелое, что есть у меня; выполняю типичную работу в PhpStorm в течение минуты):



                  Если вы монтируете видео, рендерите 3D, играете на ПК или еще как стабильно грузите систему на уровне близком к 100% в течение долгого времени — пассивное охлаждение явно вам не подойдет.

                  А для более погруженной работы программиста абсолютная тишина не самого, но достаточно мощного системника — самый смак. Даже если допустить что троттлинг имеет место. Мне важно как работает мой ПК, а не пропускает он такты или нет.
              0
              Подтверждаю, сам сижу на (полу)пассивном охлаждении, уже не первый комп.
              Начинал с i3-750, он правда грелся летом, но не троттлил, текущий i5-8400. В стресс тесте температура на 8400 была порядка 70+ градусов, при обычной нагрузке не превышает 55-60 градусов.
              Полупассивный БП, на практике вентилятор запускается вроде бы от 250Вт, у меня система в пике столько не потребляет.
              Видеокарта 1050Ти, с хорошим радиаотором, брал с вентилятором на всякий случай, но я рекдо запускаю что-то для чего нужна видеоакрта, вентилятор обычно(Всегда?) выключен. В теории есть полностью пассивные 1050Ти
              +ссд вместо винтов
                0
                да, к любителям бесшумных прибывает все больше и больше)

                у себя машина на i7-7700t(пришлось заказывать изза бугра) + 1050ti + ssd + пассивный БП seasonic.
                работает идеально для моих домашних нужд.
                ГТА5 — запускается и бегается хорошо, не на максималках — но на фуллхд и без проблем. SC2 на максималках немного подлагивает на очень больших сражениях.

                метрики не снимали с товарищами просто для видеокарты, определить что она не сгорит при перегреве.
                0
                Везёт блин.
                У меня I7 в буке тротлит вообще всегда и с температурой это не связано.
                  0
                  Слева внизу, надеюсь не вентиляционная решётка, и отверстия без заглушек — бррр…

                  Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                  Самое читаемое