Рейтинг@Mail.ru

Особенности построения современных рабочих станций и серверов: работа в повышенных температурных режимах

08 ноября 2001 в 00:00 | Всего прочтений: 16463
... ...

Введение

После публикации первой статьи посвященной особенностям построения современных рабочих станций и серверов, в которой мы попытались выяснить какую конфигурацию процессоров необходимо использовать в современных условиях, мы получили множество писем с просьбой продолжить рассказ о различных «подводных камнях» при создании не только серверов, но и высокопроизводительных домашних и офисных компьютеров.

Не секрет, что основными критериями выбора при создании современного сервера или рабочей станции являются возможность бесперебойной, стабильной работы и производительность.

Для увеличения стабильности компьютерных системы разработчиками были придуманы различные методы защиты информации с помощью систем резервного копирования и зеркалирования, а так же горячей замены аппаратных модулей, т.к. блоки питания и жесткие диски. Несмотря на это, существует множество внештатных ситуаций, которые приводят не только к потере данных и остановке системы, но и к более серьезным последствиям. К одной из таких ситуации можно отнести проблему перегрева процессора. Дело в том, что во время работы современные процессоры выделяют большое количество теплоты (около 80W), что требует применения активного охлаждения.

Так, когда пару лет назад, появились первые «разогнанные» процессоры, работающие на частотах близких к  1000МГц, для их охлаждения использовался активный жидкостной радиатор. Только он мог спасти процессор от перегрева.

Современные технологии производства чипов, позволили не только вдвое увеличить тактовую частоту, но и уменьшить потребление энергии, что повлияло на уменьшение выделяемого тепла. Так, для охлаждения современных процессоров вполне достаточно использовать обычные активные кулеры, которых сегодня выпущено не мало: разного размера и мощности (скорость отвода тепла от радиатора).

Несмотря на это, рабочая температура процессоров в некоторых случаях достигает очень высоких значений, и небольшие проблемы в системе охлаждения могут привести не только к снижению устойчивости и производительности, но и к выходу их строя самого процессора. Производители не могли не замечать этой проблемы и стали применять в процессорах различные схемы её решения.

Причин для нарушения охлаждения множество. Наиболее часто ломается вентилятор. Во время охлаждения в нем накапливается пыль, которая со временем снижает скорость вращения или вообще стопорит вентилятор. В этом случае, температура процессора поднимается достаточно медленно, что позволяет системе мониторинга во время среагировать и снизить рабочую частоту и напряжение процессора, а в некоторых случаях просто отключает его.

Более серьезной проблемой является физическая поломка крепления кулера и ослабление контакта между чипом и поверхностью радиатора. В этом случае происходит резкое поднятие температуры на поверхности процессора. В этом случае система мониторинга не успеет отреагировать на изменение температуры, что приведет к перегреву и выходу из строя процессора.

Учитывая основную цель этого материала, нам не хотелось бы останавливаться на перегреве, связанным с некорректным разгоном процессора, однако необходимо предостеречь тех, кто не глубоко знаком с особенностями разгона современных процессоров. Во время разгона происходит поднятие частоты системной шины и (или) множителя процессора, что приводит к увеличению тактовой частоты процессора. Однако при значительном изменении частоты процессор начинает работать не стабильно. Для решения этой проблемы необходимо немного поднять напряжение ядра. Однако, очень часто напряжение поднимают до критического уровня. В этом случае даже малейшее ухудшение охлаждения может привести к не приятным последствиям. Так как процессор начинает выделять значительно большее количество теплоты, чем то на которое он был расчитан.

Итак, как же ведут себя процессоры при нарушении нормального охлаждения. Для получения ответа мы воспользуемся данными, полученными сайтом Tom’s Hardware  во время их всемирно известного теста.

Условия и участники испытания

В ходе испытания исследователи хотели выяснить, как ведут себя процессоры от AMD и Intel в условиях резкого снятия кулера с поверхности процессора при работе под мощной нагрузкой – Quake III Arena, NV15-demo.

Во время испытания использовались процессоры Intel Pentium 4 2 GHz, Pentium III 1 GHz, AMD Athlon 1.4 GHz с ядром ’Thunderbird’ и AthlonMP 1.2 GHz, который позиционируется компанией AMD, как серверный процессор для работы в многопроцессорных конфигурациях. Кроме этого, необходимо отметить, что этот процессор основан на новом ядре ’Palomino’, используемом в новых процессорах AthlonXP.

На этой фотографии показаны процессоры до начала испытания.

В качестве тестовых систем использовались компьютеры следующей конфигурации: Pentium 4 в форм-факторе Socket423 был установлен на i850 плату Asus P4T. Pentium III был установлен на Socket370 плату с чипсетом i815EP - Asus CUSL2. Для обоих процессоров Athlon использовалась Socket468 плата с чипсетом VIA KT266 – Siemens D1289, которая умеет считывать температуру с термодиода, интегрированного в ядро ’Palomino’.

Рассмотрение результатов тестов начнем в следующем порядке. Во-первых, мы рассмотрим процессор Pentium III, который получил в нашей первой статье лучшие рекомендации при использовании в двухпроцессорной конфигурации. Далее мы рассмотрим поведение процессоров Athlon и Athlon MP, которые в однопроцессорной конфигурации так же показали самые высокие результаты производительности. И последним, будет рассмотрен процессор Pentium 4, который показал не самую высокую производительность, и не рекомендовался для использования в серверах.

Intel Pentium III 1 GHz

При снятии радиатора с процессора Intel Pentium III, через несколько секунд произошло зависание системы. При этом процессор остался работоспособным. После установки кулера на место, и перезагрузки системы все работало по-прежнему. Встроенная система температурного контроля температуры позволяет быстро определить критический уровень и отключить процессор. В этом случае происходит естественное зависание системы, с возможной потерей данных, однако на аппаратном уровне все должно остаться работоспособным.

AMD Athlon 1.4 GHz (Thunderbird)

Процессор AMD Athlon 1400, основанный на ядре Thunderbird был выпущен в июне 2000 года.  После нашей длительной работы с этим процессоров в нормальных условиях, мы могли предположить фатальный результат этого теста. Дело в том, что даже при установленном огромном радиаторе, дотронуться до него невозможно.

На практике удаление радиатора, привело к мгновенному перегреву и выходу из строя процессора. За несколько секунд поверхность процессора достигает чрезвычайно высокой температуры – 370оС. Если вовремя не выключить питание компьютера, высокая температура может повредить системную плату и имеется высокая вероятность возникновения пожара.

Как Вы видите, отсутствие, каких-либо средств контроля температуры процессора AMD Athlon, основанного на ядре Thunderbird приводит к самым не приятным последствием. В случае использования такого процессора в составе сервера или рабочей станции рекомендуем очень внимательно отнестись не только к выбору средств охлаждения, но и к качеству их крепления.

AthlonMP 1.2 GHz (Palomino)

Процессор AthlonMP основан на новом ядре Palomino, которое применяется так же и в процессорах AthlonXP. Одной из особенностей нового ядра является интегрированный термодиод. К сожалению, система контроля температуры предназначена в первую очередь для управления питанием в портативных компьютерах, использующих мобильный процессор Athlon 4, который так же основан на ядре Palomino. В настольных системах все несколько иначе. Сегодня известно о двух плата умеющих считывать значение температуры с интегрированного термодиода: Siemens D1289 с чипсетом VIA KT266 и Asus A7V266.

Через секунду после снятия радиатора система «рухнула», а над процессором поднялись клубы дыма. Процессор нагрелся до температуры выше 300оС, что привело к мгновенному перегреву кристалла. По словам исследователей, они не ожидали такого результата. Интегрированный термодиод и система температурного контроля Siemens позволили надеется, что все пройдет достаточно спокойно.

Сразу после получения результатов, тестеры связались с инженерами Siemens, которых полученный результат не удивил. Дело в том, что интегрированный термодиод способен реагировать на изменение температуры со скоростью 1 градус в секунду. Это гарантирует сохранения работоспособности системы во время временного перегрева, однако в случае отсутствия физического контакта между радиатором и процессором, происходит мгновенный перегрев. Если вовремя не выключить питание, возможен выход из строя системной платы, и возникновение пожара.

Intel Pentium 4 2 GHz

Несмотря на слабую производительность этого процессора в наших предыдущих тестах, здесь Pentium 4 показал лучшие результаты. Сразу после удаления радиатора, было отмечено снижение скорости работы Quake 3 Arena, при этом система продолжила работу. Температура поверхности достигла всего лишь 29оС. После установки радиатора на место производительность вернулась к первоначальному уровню. Это позволяет заключить, что Pentium 4 оснащен самой лучшей системой контроля температуры, благодаря которому Ваш сервер или рабочая станция остается в рабочем состоянии.

Модуль контроля температуры ядра Pentium 4 постоянно контролирует рабочую температуру. Как только уровень достигает критического значения, модуль снижает частоту и напряжение до безопасного уровня, пока температура не опустится до нормального уровня.

Для того, что бы Вы могли в полной мере оценить результаты перегрева процессоров Athlon, а так же посмотреть, как процессор Pentium 4 реагирует на увеличение температуры, мы публикуем видеоролик, который был снят во время испытания процессоров.

 

Загрузить Divx 4.01 кодек и плеер (700 KB)

Загрузить ролик

 

Выводы

Оценивая полученные результаты экстремального тестирования можно сделать следующие выводы. Во-первых, если Вы планируете приобретать сервер, предназначенный для поддержки Web и почтовых серверов, серверов приложений, а так же внутренних корпоративных интранет серверов, при условии круглосуточной работы, и его остановка недопустима ни при каких условиях, мы рекомендуем использовать процессор Pentium 4. Несмотря на то, что производительность этого процессора, немного отстает от двухпроцессорной Pentium III конфигурации и значительно отстает от Athlon, Вы будете уверены, что даже в самом худшем случае Ваш сервер останется работоспособным, при этом его производительность будет снижена, а грамотно построенная система мониторинга во время сигнализирует о возникших проблемах.

Если Вы планируете приобретать рабочие станции, где основным фактором является высокая производительность и стабильность, а вопрос возможной остановки не является жизненно важным, мы рекомендуем установить двухпроцессорный Pentium III. Как показали результаты тестов в первой части, такая конфигурация, по сравнению с однопроцессорной Pentium 4, позволяет более чем в два раза поднять производительность некоторых приложений.

В случае возникновения экстремальной ситуации, Ваша система зависнет, но процессор и системная плата останутся работоспособными. Однако, мы рекомендуем максимально быстро выключить компьютер для проведения диагностики и устранения возникших проблем.

Что касается процессоров Athlon (однопроцессорные или двухпроцессорные конфигурации) то здесь мы видим один большой плюс: Очень высокая производительность!!! Однако этот процессор не имеет серьезной термо- защиты, и в случае возникновения физического нарушения возможны серьезные последствия, не  исключая возникновение пожара.

Несмотря на это процессор Athlon MP или Athlon XP можно рекомендовать для использования в высокопроизводительных рабочих станциях. В случае поломки вентилятора или общего ухудшения охлаждения, эти процессоры должны уменьшить свою рабочую частоту и напряжение, что приведет к понижению потребления энергии и выделению тепла.

Кроме того, напомним, что, не смотря на прекрасную работоспособность купленных Вами серверов и рабочих станций, чрезвычайные ситуации происходят именно тогда, когда мы их не ждем, поэтому мы очень рекомендуем Вам лично или при помощи специалистов, обслуживающих Вашу технику, периодически производить профилактический осмотр и диагностику.

Эти слова мы обращаем в первую очередь к представителям малого и среднего бизнеса. Не секрет, что в большинстве случаев, такие компании не имеют профессионального отдела автоматизации, и лишних финансовых средств на приобретение резервных серверов и дорогостоящих высокопроизводительных систем резервного питания, промышленного кондиционирования, удаленного мобильного мониторинга и администрирования.

Очень часто вся автоматизация заканчивается на неграмотных советах знакомого, начитавшегося разных «бредней» в форумах и не имеющего опыта в создании и поддержании серверов и рабочих станций в рабочем состоянии.

Очень часто мы наблюдали в некоторых   компаниях «сервера приложений» оснащенные мощнейшим  3D ускорителем и звуковой системой, что очень напоминает игровой компьютер, конфигурированных сисадмином для своих нужд.

Кроме этого, мы хотим познакомить Вас с современным, наиболее грамотным, уровнем продажи компьютерных систем. Дело в том, что сегодня существует множество компьютерных компаний (от маленьких до монстров), которые с радостью примут Ваш заказ на несколько компьютеров и рабочих станций, при этом Вам будет обещано самое лучшее обслуживание. На самом деле не так все просто. Очень часто эти обещанию заканчиваются различными оправданиями, объяснениями невозможности и т.д. Крупные компании, обычно хвастаются своими возможностями, однако в случае возникновения проблем у клиента, который не давно заплатил компании несколько тысяч у.е. за приобретенное оборудование, все растягивается на очень длительный срок, что объясняется бюрократическим механизмом, да и просто не желанием работать. С мелкими фирмами работать иногда значительно проще. Они всегда готовы прийти на помощь, при этом делается все достаточно быстро. Но и в этом случае имеются серьезные проблемы. Иногда такие компании не могут обслужить Ваше оборудования по причинам не хватки денежных средств, сотрудников и других факторов.

С кем же тогда работать? Компаниям среднего эшелона, специализирующих на работе с корпоративными клиентами. С одной из таких компаний мы хотим Вас познакомить.

Компания X-FORM

С этой компанией мы знакомы уже не один год. Для работы с корпоративным клиентом, были разработаны и внедрены различные схемы обслуживания клиентов. Причем не только московских, но и региональных, которым, по словам сотрудников X-FORM, значительно сложнее получить квалифицированную помощь, чем столичным компаниям. Учитывая некоторые условия работы, специалисты компании выезжают на место не позднее двух дней (для Москвы) после поступления сигнала. В случае, возникновения т.н. гарантийных поломок, все устраняется на месте и бесплатно. При необходимости проведения дополнительных работ по настройке, установке и профилактике, клиент оплачивает работы по установленным тарифам.

Для получения профессиональных консультаций обращайтесь по телефонам в Москве: (095) 261-00-88, 231-20-81  e-mail sale@xform.ru