2019. június 18., kedd

Gyorskeresés

Mire figyeljünk hűtés tesztelésénél, avagy egy soha el nem készült tesztbejegyzés margójára

Írta: | Kulcsszavak: Hűtés . Ventilátor . Metodika . Benchmark . Thermalright . Q6600

[ ÚJ BEJEGYZÉS ]

1. Bevezetés

Anno 2011 elején berendeltem egy raklap ventit upgradelni a gépet. Ez volt a harmadik (és utolsó) iterációm a gép léghűtésén. Aki foglalkozott komolyabban a gépe hűtésével ismeri ezt a pontot: Van vagy három gépre elég ventije az embernek, maguk a gépben lévő ventik pedig drágábbak a háznál.

Szóval elköltötem egy középkategóriás gépház árát ventilátorokra ismételten és úgy voltam vele, hogy akkor meg kéne nézni, hogy mégis nyertem-e valamit, és ha igen, mennyit? Volt három napom, kellemes 22 fok a szobában, szóval úgy gondoltam csinálok egy tesztet, aztán ha már úgyis kipróbálok egy pár populáris ventit, írok belőle egy bejegyzést. A bejegyzés a ventilátorokra fókuszál, de pár tapasztalat kiterjeszthető számítógéphűtés területére.

A bejegyzésből végül nem lett semmi, bár az eredményeket topikokban (részben) közzétettem. Ez a bejegyzés arról szól, hogy miért nem jelent meg soha a cikk, és hogy mit tanultam egy félresikerült benchmarkból.

Jelen bejegyzés célcsoportja a hűtéssel fórumon foglalkozók és foglalkozni akarók. Az érthetőség kedvéért jelen bejegyzés nagyrészt konyhanyelven született, pár esetben angol szakkifejezéseket offba rakva ha valaki komolyabban utánna akar nézni a témának. A bejegyzés egyes szám első személyben lett írva részben: Ez szándékos, egyrészt a tapasztalatok miatt, másrészt pedig érzékeltetni, hogy mennyit számít a tesztelő személye otthoni körülmények között.

2. Háttér

Elég sokunkat zavar a zaj. Standardizált mérés viszont nincs: Fontos, hogy hol a mikrofon, milyen szögben áll az eszközhöz képest, hogy van felfogatva az eszköz, milyen az ambient plafon, hogy oszlik el a zaj. Optimális esetben süketszoba kellene (teljesen kontrollált környezet), viszont ez nem feltétlenül áll rendelkezésre otthoni körülmények között. Hivatalos tesztoldalaknál se feltétlenül. Az se mindegy, hogy a ventinek milyen a karakterisztikája, hogyan oszlik el a zaj.

Gyakorlatilag kontrollált környezet kell, fixen tartott körülményekkel, csak egyetlen dolgot változtatva (ventilátor jelen esetben), az összes fontos tényezőt mérve. Jó példának ott a Silentpcreview, bár az ő setupjuk se tökéletes (CM Cosmos 2 teszt volt egy remek példa a határaikra).

Viszont a standard mérések hiányát kihasználva sok gyártó ferdít az adatokkal. Kedvencem az a gyártó volt, ami egy időben 120x120x25mmes (standard 120as) méretben 2000rpmes ventiket csinált, amik papíron mindezt 18dBAval tudták. Reálisan a piacon akkoriban legjobb ventik ezt a zajt tudták 550 rpm körül, a 2000rpmes érték olyan 36-40dbA körül lett volna reális. A hivatalos tesztoldalak egy része inadekvát setupokat használt, innentől viszont a fórum communityk próbálták otthoni körülmények között megtalálni a választ arra, hogy mi az az elég jó (itt az angol "good enough" értelmében).

Itt rendelkezésemre állt egy köteg venti ekkorra már kb három éve foglalkoztam komolyabban a halk hűtés megoldásán egy húzott q6600 és egy zajt nem igazán elfogadó felhasználó okán.

3. A (nem működő) test setup

Alapvetően fontos volt az összevethetőség, hogy egyrészt azt mérjem amit kellene minden esetben, másrészt pedig a megismételt és eredeti mérések eredményei ne térjenek el egymástól. (Azaz angolban reliability és validity, plusz ami ide tartozik, témában a Wohlin et al. (2012) féle Experimentation in Software Engineering remek elmélyedni, főleg IT területen.)

A ventiket rangsorolni akartam, jellemzően elsősorban a saját setupomra, viszont az eredményeimet úgy próbáltam összeszedni, hogy másnak is relevánsak legyenek. Ami érdekes lett volna, az a légszállítás, légnyomás, hangerő, hangkarakterisztika, viszont ezeket reálisan nem tudtam volna mérni elég pontosan. Egyéb érdekes faktor volt még az indulófesz, az indulófesz / 5V teljesítmény, illetve indítás után mennyi fesz kell neki. Karakterisztika változása, pl zörgés adott fordulatszámon illetve motorzaj/légmozgás zaj /csapágyzaj változása szintén fontos lehetett volna, de ebből megint nem minden mérhető otthon.

Kompromisszumos megoldás volt innentől, hogy egy CPUt használtam fűtőeszközként, és a ventit egy bordára raktam. A CPU karakterisztikája ismert volt: akkora az a processzor már nálam dolgozott két és fél éve, pontosan ismertem a fogyasztását, illetve hogy pár fontosabb órajelhez minimálisan mennyi fesz kell neki. Egy intel whitepaper volt a Q6600 hőszenzorairól (az eredményeket független mérések is bizonyították). A magok nem voltak pontosak csak a 100fokos TJmaxhoz közeledve (ez volt a max amit mérni tudott elvileg), viszont a kupak mérője az egész skálán pontos volt. A CPU fogyasztása faktor volt, ezt az alaplapról tudtam leolvasni (szándékosan nem mérést írtam), viszont a Gigabyte P35-DS4 r2.1 (ami tudta az EP35-DS4 funkcióit) visszaadott fogyasztási értékei kb pontosak voltak, egyrészt fogyasztásmérővel nézve, másrészt más fórumtársak fogyasztásmérős eredményei alapján, harmadrészt pedig fix fordulatszámon használt ventikkel a CPU kupak hőfok adatai alapján is.

Hangerőt egy mobilos appról lehetett volna leolvasni, a telefon a célra egy HTC Desire HD volt, stock 2.3.4/Sense felülettel.

Mivel alapvetően másnak is használható eredményeket akartam, így maradt az open test bench, azaz kiraktam a gépet az asztalra. A lap egy P35-DS4 volt, paszívan. A videokártya egy MSI HD3870, a második PCIe x16 slotban, passzívan hűtve egy Thermalright HR03GTvel. A táp egy FSP 500GLN volt, ismertebb, nevén kékebb kivitelben Bluestorm II - 500. A táp ventije el volt pakolva úgy, hogy lehetőleg ne szóljon bele a tesztbe. A vinyó egy WD raptor volt (a táp ventijével hűtve), adott fordulatszámra beállítást egy Zalman MFC1 plussal végeztem (5V szintén), az ambient tempeket egy LianLi TR5 nézte.

A processzor egy Q6600 G0 (VID 1.285) volt, gyárilag 9x266 = 2.40Ghz @ 1.285V beállítással. Core 2 Quad, ráncfelvarrt széria, gyárilag 95Wos TDP. Maga idejében eléggé melegnek számított, bár egy socket2011es proci is simán hozza azt a szintet. A processzor fel volt polírozva.
Mivel több fogyasztási szint is érdekelt, ezért több órajel - feszültség páros is be volt tervezve, eltérő fogyasztásokkal (load alatti feszekkel):
9x266 @ 1.008V ~35-45W
9x333 @ 1.200V ~65-85W
8x400 @ 1.380V ~100-120W
9x400 @ 1.480V ~155-175W

A legalsó szint kb egy kisfogyasztású kétmagos szintje, míg a legmagasabb tuning kb a légen lehűthető maximum volt ezeknél a prociknál. Alapvetően a proci szivárgós példánynak minősült, avagy alulfeszelve a topikos tapasztalatok alapján kb virágokon és felhőkön ment és fák nőttek a nyomában, míg az előző tulajdonosa szerint légen nem futotta meg a 3.6ot egy Ninja2vel, mert annyira melegedett.

A hűtőborda egy Thermalright IFX14 volt, IFX10 backplatehűtővel. Nagy, kéttornyos restriktív borda, kb a Noctua D14 / Thermalright Silver Arrow szintjén. Szintén felpolírozva. Maga idejében talán a legjobb, jelenleg kb egy EK L120 "legózós" víz szintjén van. Mivel nagy és nehéz, ezért a vízszintes open bench jobb volt.

Pasztának MX2őt használtam, illetve a végén MX4el is csináltam pár futamot.

Ventik tekintetében eléggé változatos volt a felhozatal (zárójelben hány darab volt próbálva):
- Scythe S-Flex 1900rpm (x4), 650/800/1200/1600 fordulaton is nézve
- Papst 4412FGL
- Thermalright TY140 (x2)
- Antec TwoCool 140 (x2)
- Cooler Master "Cosmos Stock" 1000rpm (x4)
- Coolink Swif2 1200
- Scythe Kaze PWM 1300rpm
- Scythe Ultra Kaze 2000rpm aka "UK2000" (120x38)
- Arctic Cooling F12 Pro Pwm
- Papst 4312 (120x32)
- EPZI 140mm
- Ace 1000rpm
(- full passziv)

Alapvetően úgy volt megtervezve, hogy 120Wot a borda még kb minden ventivel bír (passzív üzem kivételével), tehát 3.2@1.38 lett a referencia feszültség. Amiből volt két ventim, ott értelemszerűleg próbált push/pushban is. Egyébként a két borda közé került a venti, a lap hátulja felé fújva, tehát a bordára fújva közvetlenül (ez az UK2000nél és AC F12nél értelmezhetetlen mivel mindkettő 38mm széles). Ez amiatt volt fontos, mert gyengébb ventiknél akár 5-10 fok különbség is volt a két beállítás (bordáról push és bordáról pull) között.

A műterhelést a prime95 adta, smallFFT módban (egyenletesebben terhelt ahogy néztem, mint az intel burn-in). 15 perc általában elég volt arra, hogy a hőfok stabilizálódjon (kb 7-8 percnél lett egyenes a hőfok vonala), kivétel ezalól csak a passzív üzem volt de ott hagytam tovább.

4. Eredmények (helyett), avagy mi és miért nem működött?

Alapvetően a TY/SFlex/Papst4412 trió ledarálta a többit, míg a teszt pozitív meglepetése az Antec TC140 volt, aminél háromszor mértem le az eredményeket mert nem hittem el, hogy a TY140eket hajszál híján befogják, bár kicsit morgósabb tónussal. Utóbbit mondjuk egy későbbi SPCR teszt is megerősítette. A negatív meglepetés a SWIF2 volt, amennyivel jobb volt a motor/kenési zaja a CM házventiknél, pont annyival gyengébben is hűtött. Ami a kettő karakterisztikáját keresztezte, az az SFlex és a Papst. A teszt abszolút negatív meglepetése az F12 pro pwm volt, de azt nem bordára találták ki és messze a teszt legolcsóbb darabja is volt. Az AC4 és az AC2 között nincs különbség, bár a 4et könnyebb kenni (passzívan és 3.6on is néztem, tehát 40 és 175W fogyasztásnál se láttam különbséget). Passzívan az IFX14 67fokig ment az alulfeszelt alapórajeles q6600al, ez zseniálisan jó eredmény egy totál nem erre tervezett hűtőtől. 3.6@1.46on a TY140 kombó 62-63fokig, az SFlex@1900 kombó 61-62fokig engedte a procit, ez zseniálisan jó eredmény. Megnéztem a TY140 kombót alulfeszelve is, 14-15 fok körül volt a deltaT. Az víztől se lett volna rossz.

Az SFlextől viszont ott már 15perc után fájt a fejem, de 2x1900rpmes 120as ventinek hiába remek a motorja, hiába remek a kenése, attól még sikítani fog a mozgatott levegő mennyisége miatt.
Viszont, ez itt a konklúzió, hol vannak az eredmények, hol a raw data, merülhet fel a kérdés. Ez pedig az a pont, amikor az alapvetően kvantitatív adatokat szolgáltató benchmark átmegy egy élménybeszámolóba.
A teszt három napig tartott, még úgy is, hogy próbáltam limitálni a bemeneti tényezőket. A 2.4 / 3.0 / 3.6os eredményeket már csak a jobb ventikkel -reálisan kb látszott, hogy a 85fokos rövid idejű max határt mi az ami tudja-, illetve 2.4en passzívan néztem. Az első két napon ragyogott az ég, tavasz, 22-23 fok, stabilan. A harmadik nap viszont elkezdett esni és lett 17 fok. A szobában is. Namost, gyanúsak voltak az eredmények, ezért újramértem pár esetet, amikor még 22-23 fok volt. Aztán megint újramértem. Aztán megint. Nem tetszettek az eredmények.

Van egy szép tulajdonság a prociknál (is), a szivárgás. Minél melegebb a proci, annál jobban szivárog, ami miatt nő a fogyasztása, ami miatt meg melegebb lesz. Ami jelen esetben ebből érdekes az az, hogy felfelé tolódik az egyensúlyi állapot, ahol beáll a hőfok. Namost, ez nemlineáris, tehát ha 6 fokkal hűvösebb van a szobában, akkor a proci legalább 6 fokkal hidegebb kupakot fog visszajelezni, de az is lehet, hogy 10el. Hogy pontosan mennyivel, azt viszont nem tudni. Mivel jellemzően pár fokok voltak az eredmények között, ezért ez a tény magában megkérdőjelezte a sorrendet pár helyen (amit leírtam feljebb, azok az esetek nem érintettek)

Aztán ahogy mászkáltam ki-be kávéért, az újravett passzív teszteknél megint nem stimmelt valami: Mint kiderült a nyitott szobaajtó / zárt szobaajtó változóvá vált (confounding variable), és 2-3 fokot (!!) jelentett. Mindezt egy szélcsendes napon úgy, hogy erkély/ablak nem volt a közelben.
És a harmadik faktor: egy 15 perces prime95 menet kb 2-3 fokot tolt a szoba hőfokain 3.6@1.46on. Mondjuk ezt aktív szellőztetéssel ki lehetett kerülni és erre végig figyeltem, de akkoris meglepő volt.
Plusz a negyedik faktor: Alapvetően statisztikailag valami szignifikáns, ha van 5% különbség. 30 foknál egy fok még nem az.

Továbbmenve a zajra konstatáltam, hogy bár nyugodt környéken lakok, éjjel 1kor egy autó fél kilométerre vagy a szoba másik végében doromboló macska/ház másik végében lévő halknak számító mosógép már hangosabb, mint egy 3-400rpmes venti. Tehát nagyon nehéz zajt mérni, hovatovább szerintem közel lehetetlen otthoni körülmények között, ha a <800rpmes sáv is érdekes (márpedig csendet keresők körében az).

5. Konklúzió és tapasztalatok

Ha az eredeti benchmarkot nézzük, akkor most jönne az a pont, hogy az SFlex, a Papst 4412FGL és a TY140 remek; CM házventi, Swif2 és Antec TC140 pedig felhasználási igényektől függően jó választás. A csúcskategóriás léghűtők pedig még mindig remekül tartják magukat, olyan 60ezer alatt (bolti új ár) pedig nem igazán érdemes vízre váltani (kb EK L240 körül lehet a váltási határ). Ezt figyelembe véve a nem kontrollált faktorokat is fenntartom.

Viszont az igazán fontos eredmények azok voltak, amik miatt nem működött, nem működhetett a teszt. A szobahő fontos és nem elég kivonni az ambient tempet, nem elég deltaTt nézni. Csak végeredményt nézni meg főleg nem elég, ha 1-2 fokokon múlik a rangsor, akkor egy hűvösebb nap simán borít mindent. Hát még ha az ablak is nyitva van! Ez egyébként azt is megmagyarázza, hogy 35 fokos szobában miért válik olyan kritikussá a hűtés még 30fokhoz képest is, holott 5 fok azért általában annyira nem szokott sok lenni, hogy 5 fokkal több már semmiképp ne menjen.

Zajt mérni otthoni körülmények között lehetetlen. Városban főleg, de falun/tanyán éjjel is kb esélytelen. Viszont ventiknél jellemzően a zaj / hőfok adat lenne az igazán érdekes, amire sajnos otthon nem igazán van lehetőség.

Másik dolog, hogy ha változnak a ventik, változnak a komponensek, az mind-mind hat az egészre. Egy VRMhűtésre bedobott extra venti hatni fog az eredményre, ugyanúgy ha a házba a 100Wos max 51fokig melegedő VGA helyett bekerül egy másfélszer hosszabb, 200Won pörgő 85fokos maximummal, az meg fogja lökni az ambient tempet. Konkrét példa, hd3870el a p35 chipset volt max 35 fokon, hd6950el utánna 45ig ment. Hűtésnél rendszerben kell gondolkodni és adott komponensek köré kell építeni. Példának ott van az SPCR Cosmos2 tesztje, ahol konstatálták, hogy igazából ez egy közepes ház akusztikailag az ő két komponenscsoport változójukkal, de 350-400Wot fogyasztó komponensekből nem igazán látszik, hogy a ház mire képes 1000+Wos fogyasztás mellett.

6. Végszó

Egy konkrét példán keresztül demonstráltam, hogy mik azok a veszélyek és csapdák, amikbe be lehet esni ha az ember hűtést próbál benchmarkolni otthoni körülmények között. Sajnos ezen csapdák egy része akkor sem kerülhető el, ha az embernek egyébként van tapasztalata a területen és próbálja ésszel felépíteni a setupot.

Ugyanakkor ezt az írást figyelemfelkeltésnek is szánom: Fontos a metodika, és ha a tesztelő nem elég körültekintő, a végeredmény nem feltétlenül fogja reflektálni a valós tudást. Pl az én esetemben ha videokártya az első slotban lógott volna, egy olyan hűtővel ami mellékesen a processzor bordáján is mozgatta volna a levegőt, az is bejátszott volna. Ugyanúgy ha a tesztelő nem elég kritikus, nem elég rigid a metódusa használatával, az eredmények nem lesznek összevethetőek. Ez lehet a külső tényezők miatt (pl zaj) de lehet amiatt is mert a setupban változik egyszerre több komponens.

Ugyanúgy teszteket olvasva ezeket mind fontos figyelembe venni: Lehet a tesztelő azt írja, hogy lemért X terméket és így van, attól még nem biztos, hogy szisztematikusan, kellő körültekintéssel dolgozott. Másképp, nem mért semmit, van egy kötegnyi adata, de hogy azokból tényleg kiolvasható-e az a minta ahogy a tesztelő interpretálja, az egy más kérdés. Ez fórumokon, ahol nem lehet biztosra menni a tudásban főleg fontos. Bárki írhat hozzászólást, blogbejegyzést. Ez alól természetesen én sem vagyok kivétel:).

Viszont volt egy soha el nem készült blogbejegyzésem és egy pihenős délutánom, ezért úgy gondoltam megosztom a tapasztalataimat, mire figyeljetek, hogy ne járjatok úgy, mint én. Persze azért az eredmények valamire jók voltak, az tökéletesen látszott, hogy légen elértem a maximumot:).

Köszönöm, hogy végigolvastad!

Hozzászólások

(#1) proci985


proci985
(MODERÁTOR)

Tárulj :K

--

Természetesen kommentárokat, meglátásokat, észrevételeket szívesen fogadok. Tisztában vagyok a limitációimmal:)

[ Szerkesztve ]

The first rule of tautology club is the first rule of tautology club. // Social justice in lagom amount.

(#2) philoxenia válasza proci985 (#1) üzenetére


philoxenia
(MODERÁTOR)

Hűtésenként azonos gépek és ugyanakkor mérve... :D

Házi labor kialakítása szabályozott hőmérséklet, páratartalom, hangszigetelés.

(#3) daa-raa válasza philoxenia (#2) üzenetére


daa-raa
(Jómunkásember)

Szóval kell hozzá egy melléképület, amit semmi másra nem használ az ember.

Vannak olyan fallal körülvett városok, melyeket nem szabad megostromolnod. - Szun-ce XL

(#4) philoxenia válasza daa-raa (#3) üzenetére


philoxenia
(MODERÁTOR)

Nem feltétlenül, pincében alagsorban lenne a legkönnyebb kialakítani. Természetesen sok másra is használni lehet egy ilyen helyiséget, zenehallgatástól zöldségtárolásig... :D

(#5) CoolMan válasza proci985 (#1) üzenetére


CoolMan
(MODERÁTOR)

Jó és tanulságos.

(#6) daa-raa válasza philoxenia (#4) üzenetére


daa-raa
(Jómunkásember)

Az a baj, hogy ott meg a páratartalommal kellene folyamatosan küzdeni. Főleg ha az a pince nem lett leszigetelve építéskor kívűlről*. Mert kicsit megemelkedik a talajvíz szintje, és máris más lesz a páratartalom. Arról nem is beszélve, hogy a szellőztetés kb lehetetlenség kategória lenne.

* - A belső szigetelés csak pótcselekvés. Leginkább a penésznek tesz jót a salétrom ellenében.

[ Szerkesztve ]

Vannak olyan fallal körülvett városok, melyeket nem szabad megostromolnod. - Szun-ce XL

(#7) philoxenia válasza daa-raa (#6) üzenetére


philoxenia
(MODERÁTOR)

Nem arra gondoltam, hogy maga a pince, hanem a pincén belül egy fülke. Egyébként a pincében a legkisebb a hőingás, gyakorlatilag könnyű és kevés energiával elérhető egy állandó hőmérséklet egy teszt idejére, (pár nap, egy hét) és ez a páratartalomra is igaz. A teszt szempontjából itt nem kellene drasztikusan beavatkozni, csak viszonylag állandó értékek kellenek. Lehet 18 fok, de 23 is és lehet 60%-os pára, de 70 is... :) :)

(#8) proci985 válasza philoxenia (#2) üzenetére


proci985
(MODERÁTOR)

Igen, a páratartalmat nem mértem, de visszagondolva az is probléma lehetett volna.

A kérdés szerintem itt az, mi az ami kivitelezhető, és az úgy begyűjtött eredmények mire elegek, mennyire relevánsak. azért így is kaptam pár választ én is, még ha nem is mindenre és nem is feltétlenül úgy, ahogy akartam.

The first rule of tautology club is the first rule of tautology club. // Social justice in lagom amount.

(#9) philoxenia válasza proci985 (#8) üzenetére


philoxenia
(MODERÁTOR)

Szigorúan véve egy nagyobb dobozban is megoldható lenne a dolog. A páratartalom a levegő hőtehetetlensége miatt is fontos gondolom, bár pontos számításokat nem néztem.

(#10) daa-raa válasza philoxenia (#7) üzenetére


daa-raa
(Jómunkásember)

Ezzel ugyan úgy nem küszöbölöd ki a rommáfeszelt szétprájmolt proci általi 2-3°C-os hőmérsékletemelkedést. Szerintem talán ezzel a legnehezebb megküzdeni, mert olyan kondicionáló rendszer kellene ellene, aminek roppant alacsony a reakcióideje. Ilyen viszont otthoni körülmények között bajosan építhető. Talán az elektronikai üzemekben alkalmazott lamináris áramlású tisztatér lenne az egyetlen megfelelő megoldás, ugyanis a nagymennyiségű, folyamatosan cserélődő légtömegnek nem lenne ideje felmelegedni. De az meg a zajmérést tenné lehetetlenné.

Vannak olyan fallal körülvett városok, melyeket nem szabad megostromolnod. - Szun-ce XL

További hozzászólások megtekintése...
Copyright © 2000-2019 PROHARDVER Informatikai Kft.