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Gestion thermique des Processeurs Intel® Xeon®


Dernière révision : 27-Apr-2017
ID de l'article : 000006710

La solution de gestion thermique pour Intel® Xeon® Processeurs MP, destiné aux multitraitement 4 ou 8 files, est spécifique au fabricant de la carte mère et le châssis. Tous les produits Intel Xeon MP Processeurs en boîte sont vendus sous forme de kit constitué d’une solution thermique configurée, la carte mère, le bloc d’alimentation et châssis. Pour les spécifications de la gestion thermique, consultez le constructeur du système ou fiche technique du processeur Intel Xeon. Le tunnel de processeur (PWT) est uniquement destiné aux serveurs généralistes (2U et versions ultérieures) processeur Intel® Xeon® pas le processeur d’Intel de Xeon MP ou du processeur Intel Xeon pour serveurs en Rack 1 u.

Introduction
Systèmes à l’aide d’Intel® Xeon® Processeurs nécessitent une gestion thermique. Ce document suppose une expérience avec le fonctionnement du système, l’intégration et de gestion thermique et des connaissances générales de. Les intégrateurs qui suivent les recommandations présentées proposer à leurs clients des configurations plus fiables et suscitant moins problèmes de gestion thermique en SAV. (Le terme « en boîte Intel® Xeon® Processeurs » désigne les processeurs conditionnés est destinés aux intégrateurs de système).

Gestion thermique en boîte systèmes basés sur les processeurs Intel Xeon peut affecter les performances et le niveau de bruit du système. Le processeur Intel Xeon utilise la fonctionnalité de surveillance thermique pour éviter que le processeur pendant les heures où à fonctionner en deçà des spécifications calorifiques. Dans un système correctement conçu, la fonctionnalité de surveillance thermique ne doit jamais deviennent active. La fonctionnalité est conçue pour offrir une protection pour les circonstances exceptionnelles comme supérieure à la température ambiante normal ou l’échec d’un composant de gestion thermique de système (comme un ventilateur système). Lorsque la fonctionnalité de surveillance thermique est active, les performances du système peuvent tombent sous son niveau normal en pic. Il est essentiel que les systèmes être conçus pour mettre à jour de la température ambiante interne suffisante pour empêcher le processeur Intel Xeon de pénétrer dans un état actif de surveillance thermique faible. Informations sur la fonction de surveillance thermique se trouvent dans la Fiche technique du processeur Intel Xeon.

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

Laisser leur maximale définie, température de fonctionnement peut réduire la durée de vie du processeur peut rapidement instable. Spécifications de la température du processeur de la réunion est, au final, la responsabilité de l’intégrateur. Création de systèmes de qualité à l’aide du processeur en boîte Intel Xeon, il est essentiel du système de gestion thermique et de vérification de la conception de système avec les essais thermiques. Ce document expose les conditions thermiques requises par le processeur en boîte Intel Xeon. Intégrateurs de systèmes à l’aide du processeur en boîte Intel Xeon devraient vous familiariser avec ce document.

Gestion thermique
Correctement « gestion thermique » repose sur deux éléments principaux : un dissipateur thermique convenablement fixé sur le processeur et la circulation d’air en vigueur dans le châssis. L’objectif ultime de la gestion thermique est de maintenir le processeur ou inférieur à sa température de fonctionnement maximale.

Une gestion thermique est obtenue lorsque la chaleur du processeur est transférée à l’air, ce qui est ensuite ventilé hors du système. Processeur en boîte Intel Xeon Processeurs sont expédiées avec dissipateur de chaleur et le PWT, qui transfère efficacement la chaleur du processeur à l’air. Il vous incombe de l’intégrateur système afin d’air adéquate.

Installation du dissipateur de chaleur
Vous devez fermement le dissipateur de chaleur (inclus avec le processeur en boîte Intel Xeon) au processeur. Matériau d’interface thermique (appliqué lors de l’intégration du système) fournit un transfert efficace de chaleur du processeur au dissipateur.

Critique : En utilisant le processeur en boîte sans l’application du matériau d’interface thermique annulera la garantie et peut entraîner des dommages sur le processeur. Assurez-vous de suivre les procédures d’installation décrites dans le manuel du processeur en boîte et la présentation de l’intégration.

Le ventilateur sur le Tunnel de processeur est un ventilateur de roulement à billes qui fournit un flux d’air local bonne. Cette air évacue la chaleur du dissipateur de chaleur à l’intérieur du système. Cependant, le déplacement de chaleur à l’air est seulement la moitié de la tâche. Encore est également nécessaire pour expulser l’air. Sans un flux régulier d’air dans le système, le dissipateur thermique sera recycler l’air chaud et par conséquent ne peut-être pas refroidir le processeur adéquate.

Châssis recommandés
Intégrateurs doivent utiliser un châssis ATX spécifiquement conçu pour prendre en charge du processeur en boîte Intel Xeon. Pour plus d’informations sur les châssis qui prennent en charge du processeur en boîte Intel Xeon, consultez la Présentation de l’intégration. Châssis spécialement conçu pour prendre en charge le processeur Intel Xeon sera expédié avec prise en charge mécanique et électrique appropriée pour le processeur accrues performances thermiques. Intel a testé des châssis pour une utilisation avec les Processeurs de Xeon Intel en boîte avec les cartes d’un tiers. Le châssis qui passer ce test thermique fournissent des intégrateurs système avec un point de départ pour déterminer quel châssis à évaluer.

Ventilation du système de gestion
Voici les facteurs qui déterminent la ventilation du système :

  • Conception de châssis
  • Taille du châssis
  • Emplacement de l’admission d’Air du châssis et des orifices d’échappement
  • Capacité de ventilateur bloc d’alimentation et ventilation
  • Emplacement de tous les emplacements de processeur
  • Positionnement des Cartes d'extension et câbles

Intégrateurs système doivent assurer une circulation d’air adéquate dans le système pour permettre le dissipateur de chaleur travailler efficacement. Soin de ventilation lors de la sélection des sous-assemblages et de construire des systèmes sont important pour une bonne gestion thermique et de fonctionnement fiable du système.

Les intégrateurs utilisent deux formats de base carte mère-châssis-source d’alimentation pour les serveurs et stations de travail : variations ATX et les anciens serveurs au forment. En raison des considérations de refroidissement et de tension, Intel recommande l’utilisation de châssis et cartes mères au format ATX pour processeurs en boîte Intel Xeon.

Serveur à cartes mères au format ne sont pas recommandées car ces modèles ne sont pas standardisés de gestion thermique efficace. Cependant, certains châssis conçu exclusivement pour les serveurs à cartes mères au format peut entraîner de refroidissement efficace.

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

  • Orifices d’aération du châssis doivent être fonctionnels et non excessives en quantité : Intégrateurs doivent prendre soin de ne pas sélectionner des châssis qui contiennent des orifices d’aération cosmétiques uniquement. Orifices d’aération cosmétiques sont conçus pour avoir comme s’ils permettent de circulation d’air mais peu ou pas circulation d’air existe vraiment. Châssis avec un nombre excessif d’aération doivent également être évités. Dans ce cas, très peu d’air passe au-dessus du processeur et d’autres composants. Dans les châssis ATX, panneaux des e/s doit être présents. Sinon, l’ouverture des e/s proposent d’aération excessive.
     
  • Orifices d’aération doivent être correctement placés : Systèmes doivent être correctement situé d’admission et d’échappement orifices d’aération. Les meilleurs emplacements des prises d’air permettent à l’air d’entrer le châssis et de flux directement par rapport au processeur. Orifices d’échappement doivent se situer, afin qu’air passe sur un chemin d’accès via le système, sur les divers composants associés, avant de quitter. L’emplacement spécifique des orifices dépend du châssis. Pour les systèmes ATX, d’échappement orifices d’aération doivent être placés à l’avant et arrière en bas du châssis. En outre, pour les systèmes ATX, panneaux des e/s doit être présent pour permettre le châssis afin de ventilé comme prévu. Manque d’un panneau d’e/s peut perturber la ventilation ou la circulation dans le châssis.
     
  • Direction de ventilation de bloc d’alimentation : Il est important de choisir un bloc d’alimentation qui a un ventilateur qui épuise air dans le bon sens. Certains blocs d’alimentation ont des marquages notant la direction de ventilation.
     
  • Intensité de ventilateur de bloc d’alimentation : Blocs d’alimentation de PC contiennent un ventilateur. Pour certains châssis dans lequel le processeur est en cours d’exécution trop chaud, changer un bloc d’alimentation avec un ventilateur plus puissant peut améliorer considérablement circulation d’air.
     
  • Ventilation du bloc d’alimentation : Beaucoup d’air passe par le bloc d’alimentation, ce qui peut être une restriction importante si ce n’est pas bien ventilé. Choisissez un bloc d’alimentation avec grands orifices d’aération. Assure une protection simple pression du doigt de fils pour le ventilateur du bloc d’alimentation offre beaucoup moins résistance à l’air que les orifices estampés dans le boîtier métallique du bloc d’alimentation.
     
  • De ventilateur système – doit-il être utilisé ? Certains châssis peut contenir un ventilateur système (en plus du ventilateur d’alimentation) pour faciliter la circulation d’air. Un ventilateur système est généralement utilisé avec les radiateurs passifs. Dans certaines situations, un ventilateur système améliore le refroidissement du système. Les essais thermiques avec un ventilateur système et sans ventilateur permet d’afficher la configuration qui convient le mieux à un châssis spécifique.
     
  • Sens de circulation d’air du ventilateur système : Lorsque vous utilisez un ventilateur système, assurez-vous qu’il pousse l’air dans le même sens que la circulation d’air globale. Par exemple, un ventilateur système dans un système ATX doit jouer un ventilateur de refoulement, tirant de l’air à partir de dans le système sur via les orifices avant du châssis ou à l’arrière.
     
  • Protéger contre les zones chaudes : Un système peut avoir une bonne circulation d’air mais toujours contenir des « zones chaudes ». Zones clés sont les zones à l’intérieur du châssis qui sont nettement plus chaud que le reste de l’air du châssis. Un mauvais positionnement du ventilateur de refoulement cartes, câbles, ou supports de châssis et sous-assemblages bloquant la circulation d’air dans le système, peut-elle créer ces zones. Pour éviter les zones clés, les ventilateurs de refoulement place si nécessaire, repositionnement les cartes pleine longueur ou utilisent des cartes demi-longueur, réacheminer et liez les câbles et garantir l’espace est suffisant autour et au-dessus du processeur.

Effectuer des essais thermiques
Différences entre les cartes mères, blocs d’alimentation, tous les périphériques d’extension et châssis affectent la température de fonctionnement des systèmes et les processeurs qui les exécuter. Les essais thermiques sont fortement recommandé lors du choix d’un nouveau fournisseur de cartes mères et châssis, ou lors du démarrage de l’utilisation de nouveaux produits. Les essais thermiques peuvent de déterminer si une configuration de d’alimentation-carte mère électrique de châssis spécifique fournit la circulation d’air adéquate pour processeur en boîte Intel Xeon Processeurs. Pour commencer à déterminer la meilleure solution thermique pour les systèmes dotés d’un processeur Intel Xeon, contactez votre fournisseur de cartes mères pour les recommandations de configuration de châssis et du ventilateur.

Capteur thermique et l’octet de référence thermique
Le processeur Intel Xeon possède des capacités de gestion système unique. Un de ces est la possibilité de surveiller la température du cœur du processeur par rapport à un paramètre maximum connu. Capteur thermique du processeur affiche la température du processeur en cours et peut être résolu par le système de gestion de Bus (SMBus). Un « octet thermique » (8 bits) des informations sont accessibles depuis le capteur thermique à tout moment. La granularité octet thermique est de 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 de processeur sur le trafic SMBus. Ce numéro de 8 bits est enregistré lorsque le processeur est fabriqué. L’octet de référence thermique contient une valeur préprogrammée qui correspond à la lecture lorsque le processeur est souligné à ses caractéristiques thermique maximale de capteur thermique. Par conséquent, si la lecture d’octet thermique du capteur thermique dépasse jamais l’octet de référence thermique, le processeur est en cours d’exécution soldent que permet la spécification.

Mettant l’accent sur chacun des processeurs dans un système entièrement configuré, la lecture du capteur thermique de chacun des processeurs et comparaison avec l’octet de référence thermique de chaque processeur pour déterminer si elle est exécutée dans les spécifications thermiques peuvent faire des essais thermiques. Logiciels capables de lire les informations sur le trafic SMBus est nécessaire pour lire le capteur thermique et l’octet de référence thermique.

Procédure de test thermique
Voici la procédure d’essais thermiques :

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

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

À l’aide de la plus élevée des quatre mesures prises par le 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 peut fonctionner à la température maximale de fonctionnement tout en conservant le processeur au sein de sa valeur maximale plage de fonctionnement. Le résultat de ce processus montre que la circulation d’air du système doit être amélioré ou maximum d’exploitation température doit du système être révisées afin de produire des systèmes plus fiables.

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. Cette température dépasse la température maximale d’externe recommandée pour les plates-formes dotés d’un processeur Intel Xeon, mais il peut être utilisée si le châssis utilisé ne dépasse pas la spécification de température 45° C ventilateur d’admission. 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 d’enregistrement après les tests sur la ligne B ci-dessous. Retirer la ligne B de la ligne A et écrire le résultat de la ligne C. Cette différence compense le fait que le test a été réalisée dans une salle de mieux que la température de fonctionnement maximale du système.

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

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

C. _________

Écrire la température la plus élevée d’enregistrement du compteur thermique à la ligne D ci-dessous. Copiez le numéro de ligne C sur ligne E ci-dessous. Ajoutez la ligne D et E et d’écriture de la somme de ligne F. Cette valeur représente le capteur thermique plu lecture pour le cœur du processeur lorsque le système est utilisé à sa température spécifié 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 de cas pire ambiante

Lecture d’octet de référence thermique ___ g.

Processeurs ne doivent pas être exécutés à des températures plus élevés que leur maximum spécifié d’exploitation de la température du ou des défaillances peut se produire. Processeurs en boîte restera dans les spécifications thermiques si la lecture du capteur thermique est inférieure à l’octet de référence thermique à tout moment.

Si la ligne F révèle que cœur a dépassé sa température maximale, action est requise. La ventilation du système doit être considérablement améliorée, soit la température maximale salle d’opération du système doit être BAISSÉE.

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 du système pour créer la température à l’entrée du ventilateur du processeur vers le bas (suivez les recommandations apportées précédemment). Puis testez à nouveau le système.
     
  2. Choisissez une température plus basse maximale salle d’opération pour le système. L’esprit le client et l’environnement du système standard.
Après l’implémentation de des options, vous devez recalculer le calcul pour vérifier la solution thermique.

 

Conseils de tests
Utilisez les astuces suivantes pour réduire la nécessité d’essais thermiques inutiles :

  1. Lorsque vous testez 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. Processeurs qui dissipant le plus de puissance génère le plus de chaleur. Pour éviter des tests supplémentaires avec les processeurs qui génèrent moins de chaleur sur la même carte mère et de la configuration de châssis test du processeur sincères pris en charge par la carte mère.

    Dissipation de puissance varie en fonction de la vitesse du processeur et du silicium pas. Pour garantir la sélection du processeur approprié pour votre système les essais thermiques, reportez-vous au tableau 1 pour les nombres de dissipation de puissance pour le processeur en boîte Intel Xeon Processeurs. Processeur en boîte Intel Xeon Processeurs sont marqués d’un nombre de spécification de test à 5 chiffres, généralement à partir de la lettre S.
     
  2. Extraction thermique avec une nouvelle carte mère n’est pas nécessaire si toutes les conditions suivantes sont remplies :
    • La nouvelle carte mère peut être utilisée avec un châssis testé précédemment qui a travaillé avec une carte mère similaire
    • Le test précédent a montré la configuration pour fournir une circulation d’air adéquate
    • Le processeur se trouve dans environ au même endroit sur les 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 (RAM supplémentaire, cartes, disques, etc.) prévoyez pendant leur vie. Les intégrateurs doivent vérifier avec certaines cartes d’extension installés pour pouvoir la 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 Intel® Xeon®

Spécifications thermiques
La fiche produit du processeur Intel Xeon (également listée dans le tableau 1) expose la dissipation de puissance des Processeurs de Xeon d’Intel à plusieurs fréquences opératoires. Pour Intel Xeon Processeurs, la plus haute fréquence dissipent plus de puissance que les fréquences inférieures. Lors de l’assemblage de systèmes offrira à plusieurs fréquences, tests doivent être effectués avec le processeur fréquence plus élevé prise en charge, car cette configuration dissipe le plus de puissance. Intégrateurs peuvent effectuer des essais thermiques avec thermocouples pour déterminer la température du répartiteur de chaleur intégré du processeur (voir la Fiche technique du processeur Intel Xeon, pour plus d’informations).

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

Un simple relevé de la température de l’air entrant dans le dissipateur thermique peut renseigner de manière fiable dans de gestion thermique le système. Pour les Processeurs de Xeon Intel en boîte, le point d’essai est au centre de l’axe du ventilateur, environ 0,3 pouces devant le ventilateur. Résultats des essais rend possible déterminer si un système de gestion thermique du processeur en boîte. Systèmes doivent avoir une température maximale de 45° C dans les conditions ambiantes maximum externes d’attendu (qui est généralement à 35° C).

Le tableau 1 : spécifications thermiques du processeur Intel Xeon en boîte 1,3

Fréquence du cœur du processeur (GHz)Température maximale du châssis (° C)Maximum thermique recommandé dans prise du ventilateur (° C)Puissance de dissipation thermique (W)
1.40694556.0
1.50704559.2
1.70734565.8
1,802694555.8
2784577.2
22704558
2,202 (étape B0)724561
2,202 (étape C1)754561
2,402 (étape B0)714565
2,402 (étape C1)744565
2,402, 4(étape M0)724577
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 spécifications sont tirées de la fiche technique du processeur Intel Xeon.
  2. Ce processeur est une matrice de taille réduite à la technologie de processus 0,13 micron.
  3. 400 MHz Front Side Bus et les 533 processeurs MHz Front Side Bus ont des caractéristiques thermiques identiques.
  4. Ces processeurs intègrent-un avec 1 Mo et 2 Mo de cache L3 intégré (3,2 GHz processeur uniquement).

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