Optimización refrigeración Dell Precision M4600 – ProfessionalSAT

Tanto en los sistemas sobremesa como en los portátiles es posible optimizar el flujo de aire en el interior de los chasis para conseguir dos ventajas: Reducción del ruido debido a la menor velocidad de los ventiladores y menores temperatura del sistema y los componentes.

A modo de ejemplo me centraré en las modificaciones realizadas en un Dell Precision M4600 de un cliente que demandaba mejoras en la refrigeración y el nivel de ruido.

El chasis Dell Precision M4600

Construido en aluminio y magnesio es literalmente un “tanque”, extremadamente robusto y rígido, también voluminoso y pesado pese a los ligeros materiales de construcción. Pensemos que no es propiamente un portátil sino una estación de trabajo, aunque por si acaso incluye una batería de 97 Wh.

Cuenta con doble refrigeración y múltiples headpipes que convergen en dos turbinas de diferente tamaño, una centrada en el procesador y la otra para la GPU, en este caso una nVidia Quadro.

Temperaturas iniciales RTHDRIBL:

Vista general de la refrigeración:

La primera turbina, de mayor tamaño:

La segunda turbina:

Las sutiles mejoras:

En este sistema uno de los problemas consiste en que recircula aire caliente de salida de los radiadores de nuevo a la admisión de las turbinas. Lógicamente, si el aire con el que enfriamos los radiadores a los que llegan los heatpipes de CPU y GPU está más caliente necesitaremos más RPM y tendremos temperaturas finales superiores.

Si tapamos las fugas de aire caliente y le obligamos a salir por las salidas de las dos turbinas conseguiremos reducir la temperatura y también las RPM necesarias de los motores.

Para ello recomiendo cinta Scotch, pues no deja residuos al retirarla y dura perfectamente un par de años aún a temperaturas elevadas sin degradarse ni perder adhesivo.

Turbina 1 sellada:

Turbina 2 sellada:

Con la tapa de aleación ligera montada:

Temperaturas finales en RTHDRIBL:

Como observaréis, una diferencia muy elevada de temperatura, hay que decir que al “bricolaje” de la refrigeración se le suma una optimización estricta de Windows y de los estados P de la CPU Sandy Bridge de 32 nm en Windows. Cosas de las que hablaré en otro artículo…

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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.

Carlos Yus Valero – informaticapremium     

Core i7 4 GHz Liquid Cooling 12 GB AMD HD6850 Corsair Force F60 SSD – ProfessionalSAT

Para empezar, debo decir que no soy muy aficionado a la refrigeración líquida, pues le veo pocas ventajas para una inversión similar a un buen refrigerador de tipo torre con múltiples heatpipes si se cuidan adecuadamente los flujos de calor dentro de la torre.

Corsair H50 en configuración push-pull.

La ventaja única a mi modo de ver reside en la gran inercia térmica del agua a aumentar su temperatura, debido a su alto calor específico de 4.18 kJ/(kg*K). En palabras sencillas, hacen falta muchos watts (J/s) para aumentar la temperatura de una pequeña masa de agua apreciablemente.

En este caso el sistema de refrigeración líquida es un compacto Corsair Hydro Series H50:

El sencillo, premontado de fábrica y sellado, Corsair H50.

Lo más llamativo del diseño de este kit de refrigeración líquida es el water block (la parte que hace contacto con el procesador), tiene un excelente diseño y realmente un gran rendimiento térmico. Su base es cobre puro sin pasivación (sin baños de zinc o níquel). Es la clave de su rendimiento.

Corsair H50 water block. Cobre a secas.

Dado el diseño de la torre, una Aerocool VS-9 llena de orificios de ventilación, he tenido varias opciones para el montaje del radiador. He escogido posicionarlo en la rejilla superior y con el aire de entrada desde el exterior, pues así obtenía las menores temperaturas (con diferencia) tanto en carga como en reposo.

Torre Aerocool VS-9.

La entrada de aire fresco se produce por el panel superior, pasa a través del radiador y es expulsado por el segundo ventilador al interior de la torre. El aire de salida, en reposo y con temperatura ambiente de 18 ºC sale a 22 ºC y a un pico de 39º C con carga 100% en Prime95 InPlace Round off Checking a 4 GHz.

Configuración push-pull. Aire entrando por arriba.

De hecho, gracias a esta entrada de aire y al ventilador colocado en el frontal también de entrada, logramos un gradiente de presión positivo que ayuda a evacuar el calor de la nueva GPU de AMD:

La HD 6850 con 1 GB GDDR5 fabricada por ASUS.

AMD HD 6850 1 GB GDDR5.

Como sabéis la nueva AMD HD 6850 tiene una de las mejores relaciones precio – rendimiento del mercado.

Ventilador frontal de 12 cm en configuración push (introduciendo aire).

De este modo, el sistema de refrigeración de esta máquina queda del siguiente modo:

• 1 ventilador frontal de 12 cm de entrada.
• 1 ventilador posterior de 12 cm de salida.
• Kit Corsair H50 con dos ventiladores de 12 cm en configuración push-pull en panel superior metiendo aire en la torre.
• Fuente de alimentación montada con la entrada en panel inferior aspirando aire fresco y expulsándolo por el panel posterior.
• GPU AMD HD 6850 1 GB GDDR5 expulsando aire por panel posterior.

Presión de aire total del interior: positiva (mayor presión que la atmosférica exterior). Siempre que en el sistema haya una GPU potente con alta emisión térmica es crítico obtener presiones positivas para que el calor de la zona de la SVGA salga naturalmente.

Vista general del sistema. Sobre la grabadora se aprecia el SSD Corsair Force F60.

En el disco SSD, por su brutal rendimiento en acceso aleatorio (hasta 50000 IOPS en 4 KB), se instaló el sistema operativo y el software más imprescindible dejando un segundo disco convencional de 2 TB para datos (adaptado a cargas de trabajo mayoritariamente secuenciales).

Temperaturas controladas y mínimo nivel de ruido.

De este modo las temperaturas en reposo son unos 6 - 8 ºC inferiores al mismo sistema con un Scythe Yasya con dos ventiladores push-pull y en carga máxima muestran el siguiente comportamiento:

De entrada y nada más empezar el test de stress nos sorprende con temperaturas unos 12 - 15 ºC inferiores a un refrigerador por aire de alta gama. Esto es debido a la temperatura del agua que debe rondar en estos momentos los 28 – 32 ºC. Dada la gran inercia térmica del H2O tenemos unos minutos de temperaturas sorprendentemente bajas…

Water Block y GPU AMD 6850.

Conforme pasan los minutos va subiendo la temperatura del refrigerante y obtenemos cada vez temperaturas mayores hasta llegar a una meseta (sobre los 60 – 80 minutos de test) en la que se estabiliza sobre los 70 ºC con picos de 72 ºC. El aire de salida ronda los 39 ºC (T exterior 18 ºC).

Con un Scythe Yasya con dos ventiladores de 12 cm en push-pull obtengo 76 ºC (pico absoluto tras 6h) en las mismas condiciones. Son temperaturas también enteramente satisfactorias a estas frecuencias y con tales cargas de proceso.

Buenos resultados para el Corsair H50.

Destacar además el imperceptible nivel de ruido de la bomba de agua alojada en el water block. Gira a unas 1200 – 1500 rpm y su comportamiento es enteramente satisfactorio.

Se trata en resumen de un gran diseño, compacto y con un excepcional rendimiento para su precio siempre y cuando lo posicionemos del modo adecuado.

Todas las fotografías han sido tomadas (con bastantes prisas…) con una FujiFilm FinePix HS10.

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Carlos Yus Valero – informaticapremium

Scythe Yasya cooler – ProfessionalSAT

Estos días estoy evaluando varios coolers para socket 1366 para montarlos en algunos de mis Sistemas de Altas Prestaciones. Comparando sus características, sobretodo su rendimiento térmico y comportamiento acústico con varios tipos de ventiladores de 12 y 14 cm, en condiciones idénticas para todos ellos.

En este conciso y casi fotográfico artículo detallaré alguna de las características del llamativo Scythe Yasya. Todas las fotografías han sido tomadas con una Fujifilm Finepix HS10.

Agresivo perfil de láminas en el Scythe Yasya.

El radiador se caracteriza por unos acusados ángulos de ataque en las láminas de aluminio. Los ingenieros de Scythe intentan conseguir con ello un mejor rendimiento del disipador con presiones estáticas de aire bajas y con un solo ventilador en configuración push (metiendo aire).

Detalle de la depresión central de las láminas.

Scythe Yasya sin ventilador.

El aire, al encontrar tal distancia desde su salida del ventilador hacia el radiador, disminuye su turbulencia y adopta un flujo más laminar, entrando con más facilidad en el cuerpo del disipador.

Base del Scythe Yasya.

Comparándolo con el excelente Scythe Mugen 2 B se pone de manifiesto su menor superficie total de disipación y su perfil más adaptado para ventiladores ultra silenciosos de poco flujo. El Mugen 2 B ofrece un perfil de entrada más convencional y por ello más adecuado para una mayor presión y doble ventilador.

El Yasya con un ventilador a 1200 rpm consigue un excelente rendimiento.

Scythe adjunta con el Yasya un ventilador Slip Stream 120 PWM Adjustable regulable desde un nivel de ruido prácticamente inaudible hasta ser un verdadero tornado (de 470 hasta 1900 rpm) con un consumo máximo considerable: 7,19 W.

Slip Stream 120 PWM Adjustable.

Si comparamos el Yasya con su hermano mayor el Mugen 2 B aprecio unos 5 – 7 ºC de incremento en temperatura pico en cores (Prime 95 X64 v25.11 Blend Round Off Checking durante 24 h) en procesadores Core i7 930 a 4 GHz a un voltaje de 1.325V en BIOS cuando monto dos ventiladores de unas 1200 rpm en Push-Pull.

El sellado de los seis heatpipes dobles del Scythe Yasya.

Como apunte señalar que con el Mugen 2 B con dos ventiladores las temperaturas oscilan sobre los 75 ºC en torres con ventilación estudiada al detalle, siempre en las condiciones apuntadas en el párrafo anterior.

La base presenta un estricto pulido y un baño en Zinc.

La base presenta un aspecto perfecto, sin rayas ni restos del proceso de pulido. En su parte central es algo protuberante, lo que facilita el contacto con el centro de los heat spreaders de los procesadores multicore actuales ya que es ahí donde se genera la mayoría de los W de disipados.

La base es prácticamente un espejo.

Debajo del disipador de láminas principal hay un minúsculo radiador soldado al cuerpo que acoge los seis heatpipes de cobre, su material es aluminio.

El testimonial radiador inferior.

En resumen, el Yasya es un excelente radiador diseñado para configuraciones de serie y configuraciones fuera de especificación hasta unos 3.8 GHz a 1.30 V en procesadores Core i7. De este modo obtenemos picos absolutos de temperatura en cores sobre los 70 ºC.

Sin duda es posible ir más allá pero personalmente no considero aceptable que mis Sistemas de Altas Prestaciones no superen excesivamente la barrera de los 70 ºC.

Interfaz térmica sobre un Core i7 930.

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Core i7 @ 4.2 GHz. Algoritmos de inteligencia artificial. Parte III – ProfessionalSAT

En este artículo mostraré el montaje definitivo de este sistema que raya los límites en frecuencia con refrigeración por aire y detallaré algunas pruebas de rendimiento y benchmarks.

Ventilador sobre el SouthBridge Intel ICH10R.

Resultados en los tests:

4.2 GHz cores, 3.6 GHz uncore, 12 GB a 1.6 GHz DDR3 .

Latencia de 32.4 ns y más de 20 GB/s en memoria (!!)

Fritz Chess Benchmark 32.35X y 15525 Knodos/s (!!)

CPU-Z 4.2 GHz.

Uncore a 3.6 GHz (overclock del 70%) y 12 GB a 1600 MHz.

5460 KB/s en WinRAR (!!)

Prime95 Blend, Tmax  82ºC, excelente a 4.2 GHz por aire.

Temperaturas durante la ejecución de la carga de trabajo del cliente. Pico 75 ºC.

Fotografías del montaje ya definitivo:

Debo decir que el diseño y montaje de esta máquina ha sido todo un reto, tanto en el aspecto técnico como por los conocimientos a nivel software que me ha proporcionado el trabajo con este cliente. La optimización en este caso la he llevado a mi manera habitual pero el destino del equipo es bien distinto: el cálculo multitarea de algoritmos de auto aprendizaje y búsqueda de soluciones óptimas.

Pruebas iniciales de temperatura.

Durante las primeros tests a las frecuencias objetivo (4.2 GHz en cores y 3.6 GHz en Uncore) se hizo patente la necesidad de proporcionar flujo extra de aire tanto al procesador como al chipset Intel X58 y a la zona de los reguladores de tensión de CPU.

Esto lo solucioné de un plumazo con dos ventiladores Noctua de 12 cm mas un AMD de altas rpm para la regulación de voltaje:

Aspecto general.

Este ventilador es absolutamente necesario a 4.2 GHz.

Detalle del par de ventiladores Noctua.

Vista general.

Ventiladores de entrada de la Antec Twelve Hundred.

Ventilador del chipset.

Vista trasera de la Antec.

Como siempre intento hacer he enrutado del modo más eficiente posible todo el cableado y he conseguido un montaje limpio pese a la extrema complejidad del sistema de refrigeración con 12 + 1 ventiladores en total (!!).

Detalle del enrutado del cableado por la parte trasera.

Vista general.

Y para terminar una vista general de la mesa de trabajo con otro i7…

Como veis al lado de la Antec Twelve Hundred hay otra Antec, en este caso una excelente aunque más moderada P183 en la que estoy montando otro sistema Core i7 del que hablaré en breve.

Dedicaré el siguiente artículo al análisis mediante profiling de los algoritmos de inteligencia artificial utilizados por este cliente.

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