PTSC - wprowadzenie do testów

Wstęp

NE555: PTSC to od przeszło dwóch lat, nasz flagowy projekt. Premiera systemu miała miejsce na przedostatnich Targach Tuningu Komputerów w Krakowie (październik 2006). Od tamtych dni minęło już sporo czasu. Niektórzy nie wierzyli, że kiedykolwiek ukończymy prace. Jednak wracamy i to na dobre!
Cały etap projektowy trwał bardzo długo. Miejcie jednak na uwadze, że każdy z nas ma także swoje prywatne problemy, z którymi musi walczyć każdego dnia - powodowało to nierzadko spore przestoje w pracy. Projekt pochłonął sporo czasu i jeszcze więcej funduszy - od początku jednak nie chcieliśmy iść na kompromisy. Gdy pojawiały się głosy za wprowadzeniem nowego i lepszego rozwiązania (czy to w kwestii mechaniki, czy też elektroniki), realizowaliśmy je. Lepsze wrogiem dobrego? Tak, ale wymaga to czasu i podnosi koszty.

Pepe2k: Platforma z października ubiegłego roku to wersja pierwsza urządzenia. Miała braki, które postanowiliśmy uzupełnić. A jak to w życiu bywa, podczas poprawiania jednych błędów, odkryliśmy kolejne. Na ciężkiej pracy zleciały nam kolejne miesiące. Ale dzięki temu dzisiaj możemy z pełną odpowiedzialnością powiedzieć, że mamy nie tylko jedyną i pierwszą w Polsce taką maszynę, ale śmiało mówimy, że jest to bardzo zaawansowane i dopracowane urządzenie!
PTSC to jednak nie tylko same testy i wyniki ale także dodatki. Postanowiliśmy, że wyniki będziemy umieszczać w internetowej bazie. Prace nad nią trwają i jesteśmy prawie pewni, że ruszy w ciągu najbliższych kilku dni. A już jutro (sobota, 16.06.2007) opublikujemy testy pierwszych kilku zestawów. Zanim jednak to uczynimy publikujemy ten krótki artykuł, z którego dowiecie się kilku informacji o platformie i naszych planach. Liczymy także na pytania dotyczące PTSC i naszych testów. Z chęcią na wszystkie odpowiemy. Najlepiej będzie zadawać je w specjalnie stworzonym dziale naszego Forum: PTSC.

Elementy systemu

Podstawowe elementy systemu przedstawia poniższy, uproszczony schemat:

Wszystkie parametry (pomiar/zadawanie) są realizowane na drodze cyfrowej. Pozwoliło to w pełni zautomatyzować procedurę testową.

Specyfikacja techniczna:

PTSC na chwilę obecną oferuje:

• moc cieplną na rdzeniu (powierzchnia rdzenia, moc rzeczywista): w zakresie 0~120W (płynna regulacja, zadawana w sposób cyfrowy)
• 3 czujniki rejestrujące temperaturę z dokładnością 0,01*C (jeden wewnątrz rdzenia, przy samej powierzchni)
• symulator rdzenia z dużą powierzchnią
• możliwość testowania systemów chłodzenia:
  - procesorów (bez ograniczeń – możemy testować zestawy dla wszystkich platform, począwszy od AMD Socket A)
  - kart graficznych (wszystkie zestawy z wyłączeniem tzw. „kanapek” ze względu na konstrukcję mechaniczną platformy)
  - chipsetów płyt głównych (bez ograniczeń!)
  - bloki wodne (bez ograniczeń)
  - zestawy chłodzenia wodnego (bez ograniczeń)
• komunikacja z komputerem przez port szeregowy, sterowanie przy pomocy autorskiego oprogramowania
• praca automatyczna i autonomiczna (nie wymagająca nadzoru)
• regulacja napięcia dla wentylatora/rów – 5/12V
• inne:
  - pomiar obrotów wentylatorów
  - automatyczny start i koniec testu
  - zapis odczytywanych danych do pliku

Nasz rdzeń to okrąg o średnicy 30 mm.

Aplikacja umożliwia pełną konfigurację kolejnych kroków procedury testowej (moc, czas trwania, napięcie wentylatora). Program na bieżąco zapisuje wszelkie dane do pliku (temperatura, moc, itd.). Finalna obróbka danych odbywa się w arkuszu kalkulacyjnym.

Procedura testowa

Na chwilę obecną, po wielu dniach prób i kalibracji wybraliśmy ostateczną procedurę dla systemów chłodzenia powietrzem (dla innych typów będą to inne procedury - lada moment zamierzamy ruszyć z testami bloków wodnych i zestawów na karty graficzne).

Procedura dla AC (Air Cooling) przedstawia się następująco:

1. Wygrzewanie przez 1 godzinę przy mocy 68 W, wentylator pracuje na 12 V.
2. Chłodzenie przez 30 minut.
3. Wygrzewanie przez 1 godzinę przy mocy 102 W, wentylator pracuje na 12 V.
4. Chłodzenie przez 30 minut.
5. Wygrzewanie przez 1 godzinę przy mocy 68 W, wentylator pracuje na 5 V.
6. Chłodzenie przez 30 minut.
7. Wygrzewanie przez 1 godzinę przy mocy 102 W, wentylator pracuje na 5 V.
8. Chłodzenie przez 30 minut.

NE555: Procedura ta została opracowana w wyniku wielu dyskusji i eksperymentów praktycznych (naprawdę wielu...). W racjonalnym czasie pozwala ona w pełni ocenić wydajność danego systemu chłodzenia. Każdy zestaw jest poddawany takim testom minimum dwa razy (całemu cyklowi wygrzewanie - chłodzenie), przy czym za każdym razem zmieniana jest pasta termoprzewodząca (ma to na celu zminimalizować wpływ nałożenia pasty na wyniki testu). Jeżeli rozbieżność wyników jest bardzo duża, to wykonujemy test dla danego zestawu po raz kolejny. Wyniki końcowe to średnia z dwóch cykli. Po każdym teście kontrolujemy uzyskane wartości temperatur za pomocą metod statystycznych (na tej podstawie decydujemy czy ew. odrzucić wyniki).

Pepe2k: Pewnie wielu z Was zastanawia się teraz dlaczego czasy wygrzewania są tak krótkie. Odpowiedź wbrew pozorom jest prosta. W przypadku zestawów chłodzenia powietrzem możemy mówić o ich stosunkowo niewielkiej pojemności cieplnej. Cały nasz układ testowy (nazwijmy to "bebechami" PTSC) również posiada niewielką pojemność. Dzięki temu stabilna temperatura (stabilizacja całego układu) osiągana jest bardzo szybko. W przypadku naprawdę potężnych zestawów jest to około 10-15 minut. Z tego względu, a także ze względów czysto logistycznych (czas trwania pojedynczego testu!), procedura została zatwierdzona w takiej postaci.
Oczywiście, w przypadku innych typów zestawów procedury będą musiały wyglądać inaczej. Idealnym przykładem będą bloki wodne, które będziemy testować prawdopodobnie po kilka godzin (głównie ze względu na dużą pojemność cieplną całego układu).
W testach korzystamy z pasty Arctic Silver 5 (posiadamy jej spore zapasy). Tutaj ostateczny wybór też nie był prosty, zastanawialiśmy się również nad wykorzystaniem tak chwalonej pasty Coollaboratory. Niestety, ze względów na ograniczenia w jej stosowaniu wybraliśmy AS5. Na nasze potrzeby jest idealna.

Przykładowe wyniki końcowe przedstawia poniższa tabelka:

Thermalright Ultra 120 eXtreme.

Objaśnienia:

• Rdzeń - temperatura z czujnika umieszczonego tuż przy powierzchni rdzenia (około 1 mm od niej)
• Powietrze - temperatura otoczenia. Średnie z temperatur (rdzeń i otoczenie) są wyliczane z ostatnich 30 minut wygrzewania
• Delta - różnica temperatur (im mniejsza, tym badany zestaw jest wydajniejszy):

delta=rdzeń-otoczenie

• Moc - wartość mocy jaką musi rozproszyć testowany zestaw (jest to realna moc cieplna na powierzchni rdzenia - wyznaczona podczas wielokrotnych testów i kalibracji)
• C/W - podstawowy parametr pozwalający ocenić wydajność systemu chłodzenia

C/W=delta/moc

• RPM i Napięcie - obroty wentylatora przy danym napięciu zasilania
• Th to czas po jakim rdzeń (od momentu rozpoczęcia wygrzewania) osiągnął stabilną temperaturę

• Tc to czas po jakim rdzeń (od momentu zakończenia wygrzewania) schłodził się do temperatury otoczenia

Baza i prezentacja wyników

Pepe2k: Poza wynikami testów planujemy prezentować Wam wiele innych danych dotyczących każdego zestawu. W bazie każdy cooler będzie miał swoją kartę, a w niej zdjęcia (przykład prezentacji poniżej ;)), spis akcesoriów i dokładne dane techniczne. Postawiliśmy sobie poprzeczkę bardzo wysoko... chcemy żeby baza PTSC była ogólnopolskim narzędziem do porównywania wydajności konkretnych zestawów. Mamy nadzieję, że się uda!

PS. Jutro zaprezentujemy wyniki testów m.in. Scythe Katana 2, Thermalright Ultra-120 eXtreme i Zalman 7500-AlCu. W kolejnych dniach będą pojawiać się następne artykuły. Możecie być pewni, że od teraz ich nie zabraknie - jesteśmy w stałym kontakcie z dostawcami sprzętu, a platforma pracuje 24 godziny na dobę! Forma artykułów będzie prosta i krótka - będziemy zamieszczać wyniki i komentarz do nich, a po uruchomieniu bazy to w niej znajdą się szersze informacje.

NE555
Pepe2k