Компьютерная Помощь в Москве по вызову +7 925 729 90 55 Круглосуточно +7 985 162 03 61, +7 906 745 72 79

Рейтинг:  5 / 5

Звезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активна
 

Исследование температур жостких дисков персональных компьютеров

Вступление

Современные персональные компьютеры (ПК) являются сложными компьютерными системами (КС), составляющими которых являются такие компоненты, как: системная плата, монитор, жесткий диск, CD-ROM, микропроцессор, видеокарта и др. Большинство компонентов ПК имеет в своем составе микропроцессорные устройства (МПУ), нагрузка на которые вызывает повышение их рабочих температурных характеристик и температур компонентов ПК, построенных на их основе.

Например, центральный процессор ПК, степень интеграции которого на сегодня достигает более 3х10(5) млн/мм2, потребляет в процессе функционирования 50-120 Вт электроэнергии, выделяя при этом большое количества тепла. Такое количество тепла на ограниченном участке приводит к быстрому перегреву и выходу из строя центрального процессора в случае, если его не охлаждать.

Производителями компонентов ПК предусмотрены температурные режимы, при которых гарантируется безотказное функционирование компонентов в течение определенного периода времени. Несоблюдение таких температурных режимов является одним из факторов, что может привести к преждевременному выходу из строя компонентов ПК.

СРЕДСТВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ТЕМПЕРАТУРНЫХ РЕЖИМОВ КОМПОНЕНТОВ ПК

Основная часть компонентов ПК размещена в системном блоке, который представляет собой закрытый корпус и ограничивает отток тепла. Для охлаждения компонентов ПК в системном блоке устанавливаются кулеры, радиаторы и дополнительные кулеры. Те компоненты, которые имеют тенденцию к повышению температурных режимов, комплектуются температурным давачами в уязвимых к перегреву местах. Для определения температур применяются встроенные термисторы, термопары и температурные диоды, которые позволяют отслеживать температуру компонентов в процессе эксплуатации.

Одним из средств контроля за температурой компонентов ПК является специализированная система расширенной конфигурации интерфейса и питания (Advanced Configuration and Power Interface - ACPI). Она обеспечивает правила контроля температур компонентов ПК, позволяет BIOS и операционной системе считывать температурные данные компонентов в случае наличия встроенных температурных датчиков и соответствующим образом реагировать при выходе температуры за допустимые пределы.

Системные блоки BTX имеют улучшенное охлаждение компонентов ПК, однако существующие спецификации температурных проектов системных блоков предоставляют лишь общие рекомендации по размещению компонентов ПК, которые являются недостаточными для обеспечения их оптимальных температурных режимов.

Современные операционные системы имеют встроенные подсистемы температурного контроля компонентов ПК, также существует ряд специализированных программных приложений: CPUCool, SpeedFan и др., которые позволяют определить температуру некоторых компонентов ПК.

Известные средства и системы обеспечения эксплуатационных режимов компонентов ПК имеют ряд недостатков: факторы, которые влияют на температуру, остаются вне поля зрения; не сохраняются или сохраняются на протяжении короткого периода времени данные о эксплуатационные температурные режимы, не все компоненты содержат температурные датчики, оповещение пользователя являются недостаточно информативными или несвоевременными, для контроля за температурой компонентов ПК необходимо применять специализированные программные приложения.

Таким образом, при наличии соответствующих средств температурного контроля, происходит лишь фиксация изменения температуры компонентов ПК, без локализации причин, которые ее вызвали и без предоставления рекомендаций пользователю по мерам для установления оптимальных температурных режимов компонентов ПК.

ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЙ ТЕМПЕРАТУР КОМПОНЕНТОВ ПК ПРИ РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЯХ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

Для определения и локализации причин изменения температур в системном блоке опишем основные факторы, которые влияют на температуру компонента ПК:

1) нагрузка компонента ПК, зависит от выполняемого приложения;
2) взаимное расположение компонентов ПК (которые являются источниками тепла);
3) охлаждение (пассивное - воздушные потоки, активное - кулеры).

Для определения влияния нагрузки на температуру компонентов ПК исследуем нагрузку, которую создают наиболее применяемые программные приложения: дефрагментация диска, постоянное копирование, чтение/запись, музыкальные приложения, видеоприложения, видео-игры, офисные приложения, сложные вычисления, одновременное выполнение нескольких приложений.

Простоем системы назовем состояние, при котором ПК не выполняет ни одной задачи пользователя.

Разделим программные приложения на группы относительно нагрузки на компьютерную систему и, соответственно, влияния на температуру компонентов ПК:

1) незначительное нагрузки (музыкальные приложения, офисные приложения, чтение/запись);
2) средняя нагрузка (временное копирование, видеодополнение, нетребовательные к ресурсам системы видеоигры);
3) значительное нагрузка (постоянное копирование, дефрагментация диска, сложные вычисления, параллельное выполнение нескольких приложений).

Не все компоненты ПК имеют встроенные температурные датчики. Существуют также ситуации, при которых встроенные температурные датчики показывают оптимальную температуру элементов компонента ПК, на которых они установлены, в то время, как температура других, чувствительных к температуре элементов, является неоптимальной или критической. Поэтому, существует необходимость в измерении температуры не только при помощи встроенных датчиков, но и с помощью внешних датчиков температуры. Смена режимов нагрузки компонентов ПК или конфигурации системы являются причинами изменения температур. Для выявления изменений температур при изменении условий функционирования (режимов нагрузки и изменении расположения) проведем эксперименты с жестким диском Seagate.

ИССЛЕДОВАНИЯ И АНАЛИЗ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕМПЕРАТУР ЖЕСТКОГО ДИСКА SEAGATE ПРИ РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЯХ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

Большинство современных жестких дисков имеют встроенный температурный датчик, данные с которого можно получить с помощью технологии S.M.A.R.T. Воспользуемся его данным при экспериментах, а также установим на поверхность жесткого диска внешние температурные датчики.

Проведем эксперименты над жестким диском:

1) жесткий диск размещается снаружи системного блока. Единственным источником охлаждения является температура окружающей среды. При переходе из режима простоя к режиму нагрузки наибольший рост температуры наблюдался на: центральном процессоре (4 - 5 °С), двигателе (2 - 3°C), диске данных (2 - 3°С), центральном процессоре-сверху (3 - 4°С). Рост температуры на других местах установки датчиков составило около 1°С;

2) эксперименты, при которых жесткий диск находится внутри системного блока. Источником охлаждения воздушные потоки. Влияние источников тепла незначителен в связи с их удаленным расположением. Температуры при переходе из режима простоя к режиму нагрузки по всей поверхности возрастают на 3 - 4°С. Однако, рост температур в самых горячих местах (центральный процессор, двигатель, диск данных) ниже, по сравнению с предыдущими экспериментами, что объясняется влиянием воздушных потоков, которые усредняют общую температуру и снижают ее. На верхней поверхности при переходе из режима простоя к режиму нагрузки наблюдается повышение температуры по сравнению с предыдущим экспериментами, поскольку верхняя поверхность охлаждается воздушными потоками хуже, чем нижняя. В режиме простоя наблюдается более низкая температура по всей поверхности по сравнению с предыдущими экспериментами, не смотря на то, что температура системного блока выше температуры окружающей среды. Это объясняется тем, что в системном блоке есть воздушные потоки, а следовательно, лучше охлаждение;

3) эксперименты, при которых жесткий диск находится внутри системного блока. Источником охлаждения воздушные потоки. Влияние источников теплоты является значительным, поскольку их расположение близкое к жесткому диску. В эксперименте в качестве источников тепла применялись CD-ROM сверху и дисковод 3,5” снизу. Температура по всей поверхности в режиме простоя в данных экспериментах превышает температуру в режиме нагрузки в предыдущих экспериментах. В режиме перехода от простой к нагрузке температура достигает значений 40 - 44 °С, не смотря на то, что дисковод 3,5” не является источником тепла, поскольку не нагружен.

Проведены экспериментальные исследования с использованием кулера жесткого диска показали, что температура жесткого диска удерживается в пределах 24 - 27 °С, что на порядок ниже, чем во всех предыдущих экспериментах, которые проводились без кулера жесткого диска. Нагрузка приводит к повышению температуры на 2 - 3°С, т.е. температура остается оптимальной. Однако, при наличии источников тепла (CD-ROM сверху, жесткий диск снизу) в режиме нагрузки температура жесткого диска может достигать 39 - 40 °С и выше.

Производители программного обеспечения контроля состояния жестких дисков отмечают, что рабочая температура жесткого диска должна быть не более 35 -40°C. Повышение температуры всего на 5 - 10°C ведет к снижению его надежности более, чем в 2 раза, что может повлечь потерю данных. Как отмечается в работе, повышение температуры жесткого диска прямо пропорционально количеству ошибок жесткого диска. Рост температуры жесткого диска на 5°C от оптимальной приводит к росту количества ошибок жесткого диска на 10 - 15%. Функционирование жесткого диска при высоких температурах на протяжении 30 - 60 дней приводит к механической деформации движущихся частей жесткого диска, что является причиной выхода его из строя.

 

ВЫВОДЫ

В процессе экспериментальных исследований температурных режимов жестких дисков разных производителей выявлено их причинно-следственные связи с условиями функционирования и исполняемыми программными приложениями. Встроенные температурные датчики, которые используются технологии S.M.A.R.T. не всегда отражают реальную температуру элементов, на которых они установлены. При повышении температуры центрального процессора и жесткого диска Seagate до 44°C температурный датчик S.M.A.R.T. показывает 40°C.

Итак, в связи с выявленной тенденцией взаимовлияний условий функционирования и температурных режимов компонентов ПК, необходимо провести дальнейшие исследования для разработки рекомендаций по обеспечению оптимальных режимов функционирования ПК.

 

Сохранение ИнформацииСохранение Информации

Наверх