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Gestion thermique pour les processeurs d’Intel® Xeon®


Dernière révision : 04-Oct-2016
ID de l'article : 000006710

Mise à jour octobre 2003
La solution de gestion thermique pour les processeurs Intel® Xeon® MP, destiné aux multitraitement 4way ou 8way, est spécifique au fabricant de la carte mère et le châssis. Tous les processeurs en boîte Intel Xeon les produits MP sont vendus sous forme de kit constitué d’une solution thermique configurée, la carte mère, le bloc d’alimentation et de châssis. Pour la gestion thermique spécifications consultez le fabricant de système ou de processeurs Intel Xeon : fiche technique. Le tunnel de processeur (PWT) vise uniquement à utiliser avec les serveurs généralistes (2U et supérieures) processeur Intel Xeon pas le processeur Intel Xeon MP ou les processeurs Intel Xeon pour serveurs en Rack 1 u.

Introduction
Les systèmes utilisant des processeurs d’Intel® Xeon® nécessitent gestion thermique. Ce document suppose une connaissance générale et une expérience avec le fonctionnement du système, l’intégration et la gestion thermique. Les intégrateurs qui suivent les conseils cna proposer à leurs clients avec les systèmes plus fiables et verront moins clients revenant avec des incidents de gestion thermique. (Le terme « Processeurs Boxed Intel® Xeon® » fait référence aux processeurs conditionnés est destiné aux intégrateurs de système.)

Gestion thermique dans des systèmes équipés de processeurs en boîte Intel Xeon cna avoir une incidence sur les performances et le niveau de bruit du système. Le processeur Intel Xeon utilise la surveillance thermique pour éviter que le processeur trouve serait sinon à fonctionner en deçà de ses spécifications. Dans un système conçu correctement, la fonction de surveillance thermique ne doit jamais deviennent active. La fonctionnalité est conçue pour offrir une protection pour les circonstances inhabituelles comme supérieures à la température ambiante normal ou de défaillance d’un composant de gestion thermique système (comme un ventilateur du système). Lorsque la fonction de surveillance thermique est active, les performances du système peuvent tombent sous son niveau de performances de pointe normal. Il est essentiel que les systèmes être conçus pour mettre à jour de la température ambiante interne suffisamment afin d’éviter le processeur Intel Xeon à partir d’un moniteur thermique en état actif basse. Informations sur la fonction de surveillance thermique cna se trouve dans la Fiche technique du processeur Intel Xeon.

En outre, le dissipateur de chaleur du processeur Intel Xeon en boîte utilise une solution de déflecteur de ventilation active appelée le processeur Tunnel aérodynamique (PWT), qui comprend un ventilateur de haute qualité. Ce ventilateur de processeur fonctionne à une vitesse constante. Ce déflecteur de ventilation fournit adéquate circulation d’air sur le dissipateur de chaleur tant que la température ambiante est maintenue ci-dessous la spécification maximum.

Ce qui permet des processeurs de fonctionner à des températures au-delà de leur maximum spécifié température peut réduire la durée de vie du processeur et cna instable. Spécification de température du processeur de réunion est au final, la responsabilité de l’intégrateur de système. Lors de la construction de systèmes de qualité à l’aide du processeur en boîte Intel Xeon, il est impératif de soigneusement du système de gestion thermique et de vérification de la conception de système avec des essais thermiques. Ce document détaille les conditions spécifiques au thermique du processeur en boîte Intel Xeon. Intégrateurs de systèmes utilisant le processeur Intel Xeon doivent se familiariser avec ce document.

Gestion thermique
Correctement « gestion thermique » dépend de deux éléments principaux : un dissipateur thermique installée correctement le processeur et la circulation d’air en vigueur dans le châssis du système. Le but ultime de la gestion thermique est de conserver le processeur inférieure ou égale à sa valeur maximale température de fonctionnement.

La bonne gestion thermique est obtenue lors du transfert thermique du processeur à l’air, ce qui est ensuite prélèvement évacué hors du système. Processeurs Intel Xeon sont expédiées avec dissipateur de chaleur et le PWT, ce qui cna efficacement transfert de chaleur du processeur à l’air. Il est responsable de l’intégrateur de système pour assurer la circulation d’air système adéquat.

Installation du dissipateur de chaleur
Le dissipateur thermique inclus avec le processeur Intel Xeon doit être correctement branché sur le processeur. Matériau d’interface thermique (appliqué au cours de l’intégration du système) fournit un transfert de chaleur en vigueur à partir du processeur et le dissipateur.

Critique : À l’aide du processeur en boîte sans application du matériau d’interface thermique entraînera l’annulation de la garantie des processeurs en boîte et risque d’endommager le processeur. N’oubliez pas de suivre les procédures d’installation décrites dans le manuel de processeur en boîte et la présentation de l’intégration.

Le ventilateur sur le Tunnel de processeur est un ventilateur de roulement à billes haute qualité qui fournit un flux d’air local bonne. Ce flux d’air transferts de chaleur à partir du dissipateur de chaleur à l’air à l’intérieur du système. Cependant, le déplacement de chaleur à l’air n'est que la moitié de la tâche. Circulation d’air système suffisamment est également nécessaire pour expulser l’air. Sans un flux constant de l’air dans le système, les radiateurs ventilés nouveau seront mis en circulation d’air chaud et donc ne peut-être pas refroidir le processeur correctement.

Recommandations de châssis
Intégrateurs de système doivent utiliser un châssis ATX qui a été spécialement conçu pour prendre en charge le processeur Intel Xeon. Pour plus d’informations sur les châssis qui prennent en charge le processeur Intel Xeon, consultez la Présentation de l’intégration. Châssis spécialement conçu pour prendre en charge le processeur Intel Xeon seront proposés avec correcte mécanique et électrique prise en charge du processeur en plus d’avoir amélioré des performances thermiques. Intel a testé des châssis pour une utilisation avec les processeurs en boîte Intel Xeon à l’aide de cartes mères compatibles tierce partie. Le châssis de réussir ce test thermique fournissent des intégrateurs de systèmes avec un point de départ pour déterminer quel châssis d’évaluer.

Gestion d’aération
Les facteurs qui détermine la circulation d’air système sont les suivantes :

  • Conception de châssis
  • Dimensions du châssis
  • Emplacement du châssis, Air d’admission et d’échappement orifices d’aération
  • Capacité de ventilateur de bloc d’alimentation et de ventilation
  • Emplacement de tous les emplacements de processeur
  • Placement de câbles et les cartes d’extension

Intégrateurs de systèmes doivent s’assurer que la circulation d’air adéquate par le système pour permettre le dissipateur de chaleur de travailler plus efficacement. Adéquates en matière de ventilation lors de la sélection de sous-assemblages et construire des systèmes sont important pour une bonne gestion thermique et un fonctionnement fiable système.

Intégrateurs utilisent des deux formats de base carte mère-châssis-alimentation pour les serveurs et stations de travail : les variations ATX et le plus ancien serveur au forment. En raison des considérations de tension et de refroidissement, Intel recommande l’utilisation des cartes mères de facteur de forme ATX et de châssis pour le processeur Intel Xeon.

Serveur à des cartes mères de facteur formulaire ne sont pas recommandées car ces modèles ne sont pas standardisés de gestion thermique en vigueur. Cependant, certains châssis conçu exclusivement pour les serveurs à des cartes mères de format écran peut entraîner un refroidissement efficace.

Voici une liste des lignes directrices pour être utilisé lors de l’intégration d’un système :

  • Orifices d’aération du châssis doivent être fonctionnel et non excessives en quantité : Intégrateurs doivent être soin de ne pas sélectionner des châssis qui contiennent les orifices d’aération cosmétiques uniquement. Orifices d’aération cosmétiques sont conçues pour être comme s’ils permettent de circulation d’air, mais peu ou pas circulation d’air existe réellement. Châssis avec un nombre excessif d’aération doivent également être évitées. Dans ce cas, très peu d’air au-dessus du processeur et d’autres composants. Dans le châssis ATX, panneaux de I/O doit être présent. Sinon, l’ouverture de I/O proposent d’aération excessives.
     
  • Orifices d’aération doivent être correctement placés : Systèmes doivent être correctement situé d’admission et d’échappement orifices d’aération. Les meilleurs emplacements pour les orifices d’arrivée d’air autoriser air transmettre le châssis et de flux directement par rapport au processeur. Orifices d’aération d’échappement doivent se situer, afin qu’air passe sur un chemin d’accès via le système, par rapport à divers composants, avant de quitter. L’emplacement spécifique de vents dépend du châssis. Pour les systèmes ATX, orifices d’aération d’échappement doivent être situés en bas avant et arrière en bas du châssis. En outre, pour les systèmes ATX, I/O shields doivent être présents pour permettre le châssis afin d’événement air conçue. Manque d’un panneau I/O peut perturber adéquate ou pratique dans le châssis.
     
  • D’alimentation de la Direction d’air d’alimentation : Il est important de choisir un bloc d’alimentation qui a un ventilateur qui épuise air dans le bon sens. Des alimentations ont marquages notant la direction de la circulation d’air.
     
  • Alimentation intensité de ventilateur d’alimentation : Blocs d’alimentation PC contiennent un ventilateur. Pour certains châssis dans lequel le processeur est en cours d’exécution trop chaud, la modification d’un bloc d’alimentation avec un ventilateur plus fort cna améliorent considérablement circulation d’air.
     
  • Alimentation bloc d’aération : Beaucoup d’air transite par le bloc d’alimentation, qui cna être une restriction importante si ce n’est pas bien prélèvement évacués. Choisissez un bloc d’alimentation avec des vents volumineux. Il protège les doigts Wire pour le ventilateur d’alimentation offre beaucoup moins résistance de circulation d’air qu’ouvertures estampillé dans le boîtier métalliques du bloc d’alimentation.
     
  • Rotation des ventilateurs système - doit être utilisée ? Certains châssis peut contenir un ventilateur système (en plus du ventilateur d’alimentation) pour faciliter la circulation d’air. Un ventilateur du système est généralement utilisé avec passives dissipateurs de chaleur. Dans certaines situations, un ventilateur système améliore le refroidissement du système. Essais thermiques avec un ventilateur et sans ventilateur permet d’afficher la configuration qui répond le mieux à un châssis spécifique.
     
  • Direction de ventilation du ventilateur : Lorsque vous utilisez un ventilateur du système, vérifiez qu’il dessine air dans le sens de même que la circulation d’air globale. Par exemple, un ventilateur du système dans un système ATX doit servir d’un ventilateur échappement, tirant air à partir au sein du système à via les orifices d’aération du châssis ou à l’arrière.
     
  • Protéger des zones réactives : Un système ont un air fort, mais toujours contenir « réactives. » Zones réactives sont les domaines dans le châssis qui sont nettement plus chaud que le reste de l’air de châssis. Positionnement incorrecte du ventilateur d’échappement, cartes, câbles, ou tranche de châssis et sous-assemblages bloquant la circulation d’air dans le système, cna créer ces domaines. Pour éviter les zones réactives, placez les ventilateurs selon les besoins, repositionner cartes intégralité ou utiliser des cartes demi-longueur, réacheminer lier des câbles et garantir l’espace autour et par rapport au processeur.

Tests thermiques
Blocs d’alimentation de différences dans les cartes mères, tous les périphériques d’extension et châssis affectent la température de fonctionnement des systèmes et les processeurs qui les exécuter. Essai thermique est vivement recommandé lors du choix d’un nouveau fournisseur de cartes mères ou châssis, ou lors de l’utilisation des nouveaux produits. Essais thermiques cna déterminer si une configuration de carte mère de l’approvisionnement châssis consommation spécifique fournit les flux d’air adéquat pour les processeurs Intel Xeon en boîte. Pour commencer à déterminer la meilleure solution thermique pour vos systèmes d’équipés de processeurs Intel Xeon, contactez votre fournisseur de cartes mères pour les recommandations de configuration de châssis et du ventilateur.

Capteur thermique et octet de référence thermique
Le processeur Intel Xeon possède des capacités d’administration système uniques. Une d'entre elles est la possibilité de surveiller la température du processeur core par rapport à un paramètre maximum connu. Capteur thermique du processeur sorties la température du processeur en cours et cna être traité via le Bus de gestion système (SMBus). Un « octet thermique » (8 bits) des informations cna être lus sur le capteur thermique à tout moment. La granularité de l’octet thermique est 1° C. La lecture du capteur thermique est ensuite comparée à l’octet de référence thermique.

L’octet de référence thermique est également disponible via la ROM d’informations processeur du pilote SMBus. Ce numéro de 8 bits est enregistré lorsque le processeur est fabriqué. L’octet de référence thermique contient une valeur de pré programmée qui correspond à du capteur thermique lecture lorsque le processeur est tendu à ses caractéristiques thermique maximale. Par conséquent, si la mesure de l’octet thermique du capteur thermique dépasse jamais l’octet de référence thermique, le processeur est en cours d’exécution montent que ne permet de la spécification.

Mettant l’accent sur chacun des processeurs dans un système configuré, la lecture du capteur thermique de chacun des processeurs et comparaison avec l’octet de référence thermique de chaque processeur pour déterminer s’il s’exécute dans les spécifications thermiques cna faire essais thermiques. Logiciel qui cna lire les informations sur le SMBus est nécessaire pour lire le capteur thermique et l’octet de référence thermique.

Procédure de test thermique
La procédure de test thermique est la suivante :

Remarque : Si vous testez un système avec un ventilateur du système de vitesse variable, vous devez exécuter le test à la température maximale salle d’opération que vous avez spécifié pour le système.

  1. Pour garantir une consommation maximale lors du test, vous devez désactiver extinction automatique du système des modes ou « fonctionnalités écologiques. » Ces fonctionnalités sont contrôlées dans le BIOS du système ou par les pilotes de système d’exploitation.
     
  2. Configurer une méthode d’enregistrer la température ambiante, soit avec une thermocouple ou une combinaison de lecteur thermique et un thermomètre précis.
     
  3. La station de travail ou le serveur sous tension. Si le système a été correctement assemblé et le processeur est correctement installé et en place, le système démarre dans le système d’exploitation (OS) concerné.
     
  4. Appeler l’application par la chaleur stressante.
     
  5. Autoriser le programme à s’exécuter pendant 40 minutes. Cela permet à l’ensemble du système la chaleur et stabiliser. Enregistrer le capteur thermique lecture de toutes les 5 minutes pour les 20 minutes pour chaque processeur. Enregistrer la température ambiante à la fin de la période de 1 heure.
Après avoir enregistré la température ambiante, hors tension du système. Retirez le capot du châssis. Autoriser le système pour le refroidissement d’au moins 15 minutes.
 

Utilisez le plus élevé des quatre mesures prises à partir du capteur thermique, suivez la procédure décrite dans la section suivante pour vérifier la gestion thermique des systèmes.

Calcul pour vérifier la solution de gestion thermique d’un système
Cette section explique comment déterminer si un système cna opérer à la température maximale de fonctionnement tout en conservant le processeur dans le nombre maximal de plage de fonctionnement. Le résultat de ce processus montre que la circulation d’air système doit être amélioré ou maximum d’exploitation température doit du système être révisées afin de produire un système plus fiable.

La première étape consiste à sélectionner une température maximale salle d’opération pour le système. Une valeur commune pour les systèmes où la climatisation n’est pas disponible est 40° C. Cela dépasse la température maximale d’external recommandée pour les plates-formes avec processeur Intel Xeon, mais cna être utilisée si le châssis utilisé ne dépasse pas la spécification de température d’entrée de 45° C du ventilateur. Une valeur commune pour les systèmes de climatisation étant disponible est 35° C. Choisissez une valeur qui convient à vos clients. Écrivez cette valeur sur ligne A ci-dessous.

Écrire la température ambiante enregistrée après les tests en ligne B ci-dessous. Retirer ligne B de la ligne sous et écrire le résultat de ligne C. Cette différence compense le fait que le test a été probablement menées dans une pièce est moins qu’un maximum de l’ordinateur température de fonctionnement.

A. ___ (maximale de fonctionnement de température, généralement 35° C ou 40° C)

B. - ___ température ambiante ° C à la fin du test

C. _________

Écrire la température la plus élevée enregistrée du compteur thermique sur la ligne D ci-dessous. Copier le numéro de ligne de C sur ligne E ci-dessous. Ajoutez la ligne D et E et d’écriture de la somme de ligne F. Ce nombre représente le capteur thermique plus élevé lecture pour le cœur du processeur lorsque le système est utilisé à sa température spécifiée salle d’opération maximum exécutant une application de la même façon fortes stressante. Cette valeur doit rester inférieure à la valeur de l’octet de référence thermique. Écrire l’octet de référence thermique sur la ligne G.

Lecture Maximum d. ___ capteur thermique

E. ___ Max. réglage de la température d’exploitation à partir de la ligne C ci-dessus

F. ___ Max. capteur thermique lire dans une salle cas de catastrophe ambiante

Lecture d’octet de référence thermique ___ g.

Les processeurs ne doivent pas être exécutés à une température supérieure à leur maximum spécifié température ou échecs de fonctionnement se produisent. Processeurs en boîte restera dans les spécifications thermiques si la mesure de capteur thermique est inférieure à l’octet de référence thermique en permanence.

Si la ligne F révèle que cœur dépassé sa température maximale, action n’est requise. La circulation d’air système doit être considérablement améliorée, soit température maximale salle d’opération de l’ordinateur doit être réduit.

Si le numéro de ligne que f est inférieure ou égale à octet de référence thermique, le système conservera le processeur en boîte au sein de la spécification dans des conditions de fortes stressantes similaires, même si le système fonctionne dans son environnement sincères.

Pour résumer :
Si la valeur de ligne F est supérieure à l’octet de référence thermique, il existe deux options :

  1. Améliorer la circulation d’air système vilain de température d’entrée de ventilateur du processeur vers le bas (suivez les recommandations apportées précédemment). Puis testez à nouveau le système.
     
  2. Choisissez une température maximale salle d’opération inférieure pour le système. Esprit le client et l’environnement du système standard.
Après l’implémentation de des options, vous devez recalculer le calcul afin de vérifier la solution thermique.

 

Conseils de tests
Utilisez les astuces suivantes pour réduire le besoin d’un essai thermique inutiles :

  1. Lors du test d’un système prenant en charge plus d’une vitesse du processeur, tester à l’aide des ou les processeurs qui génère le plus de puissance. Les processeurs qui dissipant le maximum de puissance générera la chaleur de la plupart des. Test du processeur sincères pris en charge par la carte mère vous cna éviter des tests supplémentaires avec des processeurs qui génèrent moins de chaleur sur la même carte mère et de la configuration de châssis.

    Dissipation de puissance varie en fonction de la vitesse du processeur et du silicium stepping. Pour garantir la sélection du processeur approprié pour votre test thermique du système, reportez-vous au tableau 1 pour les numéros de dissipation de puissance pour les processeurs Intel Xeon en boîte. Processeurs Intel Xeon sont marquées avec un numéro de spécification de test de 5 chiffres, commençant généralement par la lettre S.
     
  2. Checkout thermique avec une nouvelle carte mère n’est pas nécessaire si toutes les conditions suivantes sont remplies :
    • La nouvelle carte mère est utilisée avec un châssis testé précédemment qui fonctionnaient avec une carte mère similaire
    • Le test précédente a montré que la configuration pour fournir la circulation d’air adéquate
    • Le processeur se trouve environ au même endroit sur les deux cartes mères
    • Un processeur avec la dissipation de puissance inférieur sera utilisé sur la nouvelle carte mère
  3. La plupart des systèmes sont mis à niveau (davantage de RAM, cartes, disques durs, etc.) prévoyez lors de leur vie. Intégrateurs doivent test des systèmes avec certaines cartes d’expansion installées pour simuler un système qui a été mis à niveau. Une solution de gestion thermique qui fonctionne dans un système qui est très chargé n’a pas besoin de nouveaux tests pour les configurations légèrement chargées.

Spécifications thermiques du processeur de Intel® Xeon®

Spécifications thermiques
La fiche technique du processeur Intel Xeon (également indiquée dans le tableau 1) indique la dissipation de puissance des processeurs Intel Xeon à diverses fréquences de fonctionnement. Pour les processeurs Intel Xeon, le processeur de fréquence plus élevé disponible est capable de dissiper plus de puissance des fréquences inférieures. Lors de la création de systèmes qui inclura des fréquences de fonctionnement de nombreux, test doit être effectué utilisant le processeur de fréquence plus élevé prise en charge, car il se dissipe très vite le maximum de puissance. Intégrateurs de systèmes cna mené des essais thermiques avec thermocouples pour déterminer la température du dissipateur de chaleur intégré du processeur (voir la Fiche technique du processeur Intel Xeon, pour plus d’informations).

Remarque : Car le PWT cna être configuré dans un mode vide ou un mode de pression, la température d’entrée de déflecteur de ventilation doit prendre provenant de la prise en PWT, ce qui a peut-être pas sur le même côté que le ventilateur.

Une simple évaluation de la température de l’air entrant les radiateurs ventilés cna fournissent la confiance dans de gestion thermique le système. Pour les processeurs Intel Xeon en boîte, le point d’essai est sur le centre de ventilateur, environ 0,3 pouces devant le ventilateur. Évaluation des données de test rend possible de déterminer si un système de gestion thermique du processeur en boîte. Systèmes doivent pas une température maximale de 45° C dans les conditions ambiantes maximum external d’attendu (qui est généralement 35° C).

Tableau 1 : spécifications thermiques du processeur Intel Xeon de processeur en boîte 1,3

Fréquence du cœur de processeur (GHz)Température maximale (° C)Maximum recommandé de température prise du ventilateur (° C)Puissance de dissipation thermique (W)
1.40694556.0
1.50704559.2
1.70734565.8
fréquence de 1,802694555.8
2784577.2
22704558
2.202 (étape B0)724561
2.202 (étape C1)754561
Fréquence de 2,402 (étape B0)714565
Fréquence de 2,402 (étape C1)744565
Fréquence de 2,402, 4(étape M0)724577
fréquence de 2,602744571
Fréquence de 2,662 (étape C1)744571
2,66 GHz 2 (Étape M0)724577
Fréquence de 2,802 (étape C1)754574
2,80 2,4 (Étape M0)724577
32734585
Fréquence de 3,062 (étape C1)734585
Fréquence de 3,062 (étape MO)704587
3.2 2,4 (Étape M0)714592
 

Remarques :

  1. Ces caractéristiques sont extraites de la fiche technique du processeur Intel Xeon
  2. Ce processeur est une réduction de la matrice à la technologie de processus 0,13 micron
  3. 400 MHz Bus principal et les processeurs MHz Bus frontal 533 ont des caractéristiques thermiques identiques
  4. Inclut les processeurs avec 1 Mo et 2 Mo de cache iL3 (uniquement pour les processeurs de 3,2 GHz)

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