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, в которых 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.