domingo, 28 de junio de 2009

Thermal Pad en ebullición – ProfessionalSAT

Todos los que nos dedicamos al montaje o mantenimiento de sistemas somos conscientes de que muchas veces los sistemas de refrigeración de los portátiles son justos y otras incluso insuficientes, sometiendo al hardware a excesos de temperatura claros.

PIC02880La interfaz térmica ha sido desplazada del núcleo por exceso de temperatura.

PIC02880b Die de un Intel Dothan 90 nm 2 MB L2 con claros signos de Pump Out y Dry Out.

Los diseñadores de portátiles siempre se escudan en los mecanismos de protección térmica que los grandes fabricantes de procesadores (Intel y AMD) implementan en sus diseños (thermal throtling, thremal trip, …) Pero demasiadas veces llevan estos sistemas al extremo.

PIC02879Como vemos, el thermal pad ha llegado a hervir y se ha desplazado…

Como es lógico, y viendo el estado de la interfaz térmica con el die del procesador practicante seco, las temperaturas de funcionamiento eran muy elevadas, llegando a los 84 ºC en reposo en el escritorio de Windows tras una media hora.

No ejecuté ningún test de estabilidad pues habría disparado los mecanismos de thermal throtling (Thermal Monitor 1 y Thermal Monitor 2) y a los pocos segundos un apagado de emergencia (Thermal Trip).

PIC02879b Detalle.

Tras limpiar correctamente tanto el disipador como el procesador y proceder el cambio de la pasta térmica, todo volvió a la normalidad.

Otros artículos sobre temas de disipación térmica:

Pump-out Pentium D900 4.25 Ghz

Equipos de altas prestaciones

cores-y-pasta-térmica

Pasta térmica y transferencia de calor I – ProfessionalSAT

Pasta térmica y transferencia de calor II. Actualizado – ProfessionalSAT

Intel Core i7 – Aplicación de la interfaz térmica – ProfessionalSAT

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El que tenga dudas o aportaciones tiene para ello la sección de comentarios, intentaré responder a todos y con la máxima claridad. Los Blogs deben de ser lugares de intercambio y agradezco vuestro feedback.

Exceso de temperatura – ProfessionalSAT

Esta semana pasada me llamó un compañero porque uno de los equipos de su empresa daba problemas en el sistema operativo. Me lo trajo, y tras hablar sobre las posibles causas del fallo y tras encender la máquina entramos directamente en BIOS.

La temperatura tras unos 20 segundos de encendido rondaba los 50 ºC, pero lo más alarmante es que subía un grado cada dos segundos. Fui a por la cámara y rápidamente saqué esta fotografía:

PIC0287797.5 º C en BIOS en menos de un minuto…

Apagué el sistema (antes de llegar a los 100 ºC) y desmonté el ventilador del procesador.

Pese a los casi 100 ºC en CPU el radiador estaba frío al tacto, lo que inevitablemente indicaba una incorrecta aplicación de la interfaz térmica. Esto es lo que encontré:

PIC02875 Prácticamente sin pasta térmica.

PIC02876Restos en el núcleo del radiador.

Tras limpiar concienzudamente ambas superficies y aplicar la interfaz térmica las temperaturas volvieron a la normalidad con unos 55 ºC en carga 100% en Prime95 Blend en Windows tras 1h.

Para información adicional sobre la correcta aplicación de la interfaz térmica en diferentes procesadores, recomiendo:

Me gustaría ver a quien en su día montó este refrigerador…

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miércoles, 17 de junio de 2009

Core i7 920 D0. Entrega del sistema – ProfessionalSAT

Tras alrededor de un mes de pruebas y tests he terminado la validación de este sistema que está destinado a cálculos críticos con software programado y compilado especialmente para él.

Se trata de cálculos matemáticos de simulaciones numéricas de dinámica de fluidos en microgravedad, se lanzan ocho threads por cada sistema Core i7 que se “afinitizan” cada uno a una CPU lógica para conseguir la mayor velocidad de cálculo.

Perfmon01 Captura de PerfMonitor para la CPU lógica 0.

Como podemos ver, unos 3800M instrucciones por segundo ejecutadas y retiradas con picos cercanos a los 5000M. Las tasas de acceso al LLC (la caché L3 de 8 MB) son muy bajas, sobre 17M de accesos por segundo o un acceso cada 228 ciclos (debido a la casi perfecta tasa de aciertos de las caches L1d y L2).

De estos accesos solo de un 50 a 65% son aciertos de L3 y el resto accesos a memoria a través del triple channel DDR3 a 1450 MHz y latencias 7-7-7-21 1T. Podemos concluir de ello que cada 460 ciclos de promedio es necesario acceder a RAM (con una latencia de unos 30 ns).

Análisis del subsistema de Branch Prediction:

Perfmon02 Branch prediction en PerfMonitor.

Como vemos, en este tipo de cálculos cada cinco instrucciones hay prácticamente un Branch. debido a la cuidada programación y al profiling realizado hemos conseguido tasas de acierto de casi el 100%, dando únicamente un 0.3% de fallos de predicción que obliguen a vaciar el pipeline y reiniciar el stream de instrucciones.

Al ejecutar cada instancia en una CPU lógica diferente se evitan poluciones de caché, aumentando la tasa de aciertos y evitando que el sistema operativo cambie de procesador el cálculo, con la pérdida de prestaciones asociada.

[Image83.png]CPUs lógicas en Intel Core i7.

Core i7: distribución de CPUs lógicas versus núcleos de ejecución.

Mejora de refrigeración

Dadas las cargas de trabajo continuas a las que se ve sometida la máquina hay que prestar especial atención a la ventilación del sistema.

En primer lugar procedí ala instalación de un ventilador sobre el chipset X58:

PIC02651Intel X58: ventilador sobre el radiador.

Lo siguiente es crear un canal de ventilación directo desde el frontal a la parte posterior con un flujo de aire lo más laminar posible para conseguir una refrigeración eficiente.

Sustituyendo las tapas plásticas originales de las bahías de 5 y cuarto por unas metálicas perforadas y añadiendo un ventilador trasero de salida de alto caudal he conseguido prescindir del ventilador frontal necesario en otros de mis montajes.

PIC02800 Core i7 920 D0: canal de refrigeración.

PIC02802 Detalle del frontal.

Así he conseguido temperaturas muy satisfactorias de unos 69 ºC en Prime95 a 3.8 GHz en núcleos y 3620 MHz en Uncore en el núcleo más caliente y tras unas 60 h continuas.

miércoles, 10 de junio de 2009

Thermaltake Element S y dos sistemas Core i7 – ProfessionalSAT

En este artículo voy a detallar el montaje de dos sistemas core i7 920, ambos montados en una placa base Asus P6T y con 6 GB de DDR3 1333.

Son dos máquinas que están ajustadas en valores nominales, sin modificaciones fuera de especificación.

PIC02807 Ambos sistemas pasando Memtest86+.

PIC02808Disipador Noctua y nVidia 9500GT en uno de ellos.

PIC02809 Disipador Scythe Katana y nVidia GTX 285 para el segundo sistema.

Como vemos son dos sistemas muy diferentes, diseñados con diferentes requisitos en mente pero con varios componentes en común.

El que monta la nVidia 9500 GT va destinado a correr máquinas virtuales con varios sistemas operativos simultáneos, en cambio, el segundo sistema va a ser un sistema doméstico para juegos.

Los ventiladores han sido elegidos por los clientes, aunque se me antoja escaso el Scythe Katana 1366 para un Core i7 920. Las temperaturas en carga 100% con frecuencias y voltajes nominales son de 71 ºC en el núcleo más caliente en Prime95 In Place Round off Checking.

PIC02811 Detalle del anclaje del disipador Noctua 1366.

PIC02812Se aprecia la construcción del disipador de la NV GTX285 de 1 GB.

Si os fijáis, en esta fotografía podéis observar mi ya venerable cámara reflejada. El polvo que se observa es el acumulado en solamente una hora…

PIC02813GTX 285, otra vista.

PIC02814 El conjunto de radiador – ventilador Scythe Katana.

PIC02815 Scythe Katana, detalle de la base.

PIC02816 Asus P6T: radiador sobre los reguladores de voltaje.

PIC02819 Scythe Katana al 100% de giro. No va muy sobrado…

P95_InPlace71 ºC en Prime95.

PIC02838 El sistema ya montado en la torre Thermaltake.

PIC02843Detalle del interior donde se aprecia el ventilador de salida superior.

PIC02840Pese a la apariencia, la ventilación no es excepcional, aunque tampoco mala.

La ventilación de la torre Thermaltake Element S la califico como buena, pero nada más. teniendo en cuenta que cuenta con cuatro ventiladores montados de serie, podría decir que incluso mediocre. Su precio es de unos 110 € con IVA.

El ventilador trasero es el más ruidoso de los cuatro, con una huella acústica algo molesta.

PIC02830Ventilador lateral de entrada.

PIC02831 Ventilador superior de salida.

PIC02822 Ingenioso: conexión del ventilador de la tapa lateral.

furmark GTX285 en Furmark: 86 ºC.

PIC02820 Enrutado del cableado posterior.

PIC02849 Frontal de la torre.

Las temperaturas en Prime95 In Place con el refrigerador Noctua son de 64 ºC, 7 º menos que con el Scythe Katana… les separan en precio 30 €.

PIC02857

Mañana los entrego a sus dueños tras pasar los tests de rigor.

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lunes, 8 de junio de 2009

Increíble pero cierto – ProfessionalSAT

A veces la intuición nos indica que algo va mal y con el paso del tiempo se demuestra que no íbamos mal encaminados. Esto es lo que ha ocurrido en un sistema que estoy validando estos días basado en un Core2Quad Q9450 basado en dies Penryn de 45 nm y 6 + 6 MB de caché L2.

PIC02791Vista interior del sistema.

Esta máquina, que pronto va a cumplir un año, ha empezado a dar muestras de falta de precisión en algunos cálculos ejecutados en el primer núcleo del segundo procesador Penryn, es decir, en la CPU lógica 2.

Por lo demás su funcionamiento es intachable y el cliente me lo trajo inicialmente para mejorar la refrigeración y reducir el nivel de ruido.

PIC02785 El equipo pasando el test de memoria por excelencia: Memtest86+.

El primer paso fue un test de memoria utilizando Memtest86+ para descartar fallos de memoria o del subsistema de memoria (chipset…) de unas 80h de duración. Tras pasarlo satisfactoriamente, proseguí con las pruebas ya en el sistema operativo.

Empecé con Prime95 en sus varias modalidades de test. Pasó perfectamente los test Small FFT e InPlace durante unas 72h cada uno y llegó el turno de Prime95 Blend.

P95_Blend_.18h Tras 18h todo parecía normal, pero a la vuelta del fín de semana…

P95_Blend_ERROR_64h Error de cálculo en Prime95 tras más de 60h de test.

Esta mañana he encontrado el sistema como podéis ver en la captura, con un error de cálculo ocurrido sobre las 3:30h de la madrugada, tras más de 60h de test.

Siempre insisto, y sé que a veces hasta la saciedad, pero Prime95 es un excelente tests de estabilidad. Al fin demostré que fallaba el tercer núcleo del procesador Core2Quad. Como se suele decir, la dedicación y la paciencia suelen dar sus frutos…

Problema zanjado.

PIC02790Ventilador de 12 cm sobre el Artic Cooling Freezer7.

Sobre el sistema de refrigeración, las mejoras han consistido en lo siguiente:

He sustituido el ventilador original del excelente disipador Artic Cooling Freezer7 por uno de 12 cm de 2000 rpm con una huella acústica más tolerable (con un posicionamiento ciertamente poco ortodoxo) y el trasero de la torre por un Tacens de 12 cm.

PIC02793 Con esta colocación se consigue una buena refrigeración del chipset y de la memoria.

Al estar el FSB a 1600 MHz y la memoria ajustada con timings 4-4-4-12 (con performance Level optimizado), los requerimientos de refrigeración en estas áreas se incrementan considerablemente (pese a que todos los voltajes, excepto el Vcore y VDIMM están en sus valores mínimos).

PIC02794 Ventilador descentrado para dirigir flujo hacia el chipset Intel P35.

Es muy importante dirigir el aire no solo hacia el radiador del procesador, sino hacia el chipset y memoria y también hacia los reguladores de voltaje del procesador que están situados tras él en la placa base.

PIC02795Detalle del montaje.

Así se consigue un excelente compromiso entre sonoridad y rendimiento térmico, siendo las temperaturas de núcleos inferiores que con el ventilador original.

PIC02796 El ventilador bien sujeto, a prueba de bombas.

Hay que ser cuidadoso con este tipo de montajes pues pueden producir conducción de vibraciones desde el bastidor del ventilador a la placa base y acabar con un sistema más ruidoso que al inicio, por ello siempre se deben aislar convenientemente.

PIC02790B Disipador de aluminio negro pasivo sobre el chip de la SVGA.

Para terminar con el acondicionamiento acústico, el conjunto radiador - ventilador de la tarjeta gráfica ha sido sustituido por un radiador adecuadamente dimensionado para las necesidades del procesador gráfico. Así ha sido posible hacerlo trabajar pasivamente sin necesidad de ventilador.

PIC02858 Vista general.

PIC02859 Ventilador de 14 cm añadido para el disco duro.