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Für Box und Tray besuchen Sie bitte: Was ist der Unterschied zwischen Intel® Boxed Prozessoren und Tray Prozessoren?
Die Wärmeverwaltungslösung für skalierbare Intel® Xeon® Prozessoren, die für 4- oder 8-Wege-Multiprocessing vorgesehen ist, ist für den Hersteller des Mainboards und des Gehäuses spezifisch. Alle Boxed Intel® Xeon® Scalable Processors-Produkte werden als Kit verkauft, das aus einer konfigurierten Lösung besteht:
Spezifikationen zum Wärmemanagement finden Sie beim Systemhersteller oder im Datenblatt Intel® Xeon® Prozessors. Der Prozessor-Windkanal (PWT) ist nur für den Einsatz mit Allzweckservern (2U und höher) Intel® Xeon® skalierbaren Prozessoren vorgesehen, nicht mit dem Intel Xeon Prozessor MP oder dem Intel Xeon Prozessor für 1U-Rackserver.
Systeme, die skalierbare Prozessoren von Intel® Xeon® verwenden, benötigen ein Energiemanagement. Dieses Dokument setzt allgemeine Kenntnisse und Erfahrungen mit dem Systembetrieb, der Systemintegration und dem Wärmemanagement voraus. Integratoren, die die vorgestellten Empfehlungen befolgen, können ihren Kunden zuverlässigere Systeme anbieten, und es werden weniger Kunden mit Problemen beim Wärmemanagement zurückkehren. (Der Begriff "Boxed Intel® Xeon® Scalable Processors " bezieht sich auf Prozessoren, die für die Verwendung durch Systemintegratoren konzipiert sind.)
Das Wärmemanagement in Systemen mit Intel® Xeon® skalierbaren Prozessoren kann sich sowohl auf die Leistung als auch auf den Geräuschpegel des Systems auswirken. Die skalierbaren Intel® Xeon® Prozessoren verwenden die Funktion "Thermal Monitor", um den Prozessor in Zeiten zu schützen, in denen der Chip sonst über den Spezifikationen arbeiten würde. In einem ordnungsgemäß konzipierten System sollte die Wärmeüberwachungsfunktion niemals aktiv werden. Die Funktion bietet Schutz für ungewöhnliche Umstände wie höhere als normale Umgebungslufttemperaturen oder den Ausfall einer Komponente für das Wärmemanagement des Systems (z. B. eines Systemlüfters). Während die Temperaturüberwachungsfunktion aktiv ist, kann die Leistung des Systems unter das normale Spitzenleistungsniveau fallen. Es ist wichtig, dass die Systeme so ausgelegt sind, dass die internen Umgebungstemperaturen niedrig genug sind, um zu verhindern, dass die skalierbaren Intel® Xeon® Prozessoren in einen aktiven Zustand des Wärmemonitors übergehen. Informationen zur Funktion "Thermal Monitor" finden Sie im Datenblatt für skalierbare Intel® Xeon® Prozessoren.
Darüber hinaus verwendet der Kühlkörper des skalierbaren Intel® Xeon® Prozessors eine aktive Kanallösung namens Prozessorwindkanal (PWT), die einen hochwertigen Lüfter enthält. Dieser Prozessorlüfter arbeitet mit konstanter Geschwindigkeit. Dieser Kanal sorgt für einen ausreichenden Luftstrom über den Prozessorkühlkörper, solange die Umgebungstemperatur unter der maximalen Spezifikation gehalten wird.
Wenn Prozessoren bei Temperaturen betrieben werden, die über der angegebenen maximalen Betriebstemperatur liegen, kann dies die Lebensdauer des Prozessors verkürzen und zu einem unzuverlässigen Betrieb führen. Die Einhaltung der Temperaturspezifikation des Prozessors liegt letztlich in der Verantwortung des Systemintegrators. Beim Aufbau von Qualitätssystemen mit dem Intel Xeon Prozessor ist es unerlässlich, das Wärmemanagement des Systems sorgfältig zu prüfen und das Systemdesign mit thermischen Tests zu überprüfen. In diesem Dokument werden die spezifischen thermischen Anforderungen des Intel Xeon-Prozessors detailliert beschrieben. Systemintegratoren, die den Intel Xeon Prozessor verwenden, sollten sich mit diesem Dokument vertraut machen.
Ein angemessenes Wärmemanagement hängt von zwei Hauptelementen ab: einem ordnungsgemäß am Prozessor montierten Kühlkörper und einem effektiven Luftstrom durch das Systemgehäuse. Das ultimative Ziel des Wärmemanagements besteht darin, den Prozessor auf oder unter seiner maximalen Betriebstemperatur zu halten.
Ein ordnungsgemäßes Wärmemanagement wird erreicht, wenn Wärme vom Prozessor auf die Systemluft übertragen wird, die dann aus dem System entlüftet wird. Skalierbare Boxed Intel® Xeon® Prozessoren werden mit einem Kühlkörper und PWT geliefert, die die Prozessorwärme effektiv an die Systemluft übertragen können. Es liegt in der Verantwortung des Systemintegrators, einen ausreichenden Luftstrom im System sicherzustellen. Tray Intel® Xeon® skalierbare Prozessoren werden nicht mit Kühlkörper und PWT geliefert. Es liegt in der Verantwortung des Systemintegrators, einen ausreichenden Systemluftstrom sicherzustellen.
Kritisch: Bei Verwendung des Boxed-Prozessors ohne ordnungsgemäßes Auftragen des mitgelieferten thermischen Schnittstellenmaterials erlischt die Garantie für den Boxed-Prozessor und der Prozessor kann beschädigt werden. Befolgen Sie unbedingt die Installationsverfahren, die im Boxed-Prozessor-Handbuch und in der Integrationsübersicht dokumentiert sind.
Der Lüfter im Prozessor-Windkanal ist ein hochwertiger kugelgelagerter Lüfter, der für einen guten lokalen Luftstrom sorgt. Dieser Luftstrom überträgt Wärme vom Kühlkörper auf die Luft im System. Die Wärmeübertragung auf die Systemluft ist jedoch nur die halbe Miete. Außerdem ist ein ausreichender Systemluftstrom erforderlich, um die Luft abzuleiten. Ohne einen gleichmäßigen Luftstrom durch das System lässt der Kühlkörper des Lüfters warme Luft umwälzen und kühlt daher den Prozessor möglicherweise nicht ausreichend.
Die folgenden Faktoren bestimmen den Luftstrom im System:
Systemintegratoren müssen für einen ausreichenden Luftstrom durch das System sorgen, damit der Kühlkörper effektiv arbeiten kann. Die richtige Berücksichtigung des Luftstroms bei der Auswahl von Baugruppen und Gebäudesystemen ist wichtig für ein gutes Wärmemanagement und einen zuverlässigen Systembetrieb.
Integratoren verwenden für Server und Workstations zwei grundlegende Mainboard-Gehäuse-Netzteil-Formfaktoren: ATX-Varianten und den älteren Server-AT-Formfaktor. Aus Gründen der Kühlung und der Spannung empfiehlt Intel die Verwendung von Mainboards und Gehäusen im ATX-Formfaktor für die skalierbaren Boxed Intel® Xeon® Prozessoren.
Mainboards mit Server-AT-Format werden nicht empfohlen, da solche Designs nicht für ein effektives Wärmemanagement standardisiert sind. Einige Gehäuse, die ausschließlich für Mainboards mit Server-AT-Format ausgelegt sind, können jedoch eine effiziente Kühlung ermöglichen.
Im Folgenden finden Sie eine Liste von Richtlinien, die bei der Integration eines Systems zu verwenden sind:
Unterschiede bei Mainboards, Netzteilen, zusätzlichen Peripheriegeräten und Gehäusen wirken sich auf die Betriebstemperatur von Systemen und den Prozessoren aus, auf denen sie ausgeführt werden. Bei der Auswahl eines neuen Lieferanten für Motherboards oder Gehäuse oder bei der Verwendung neuer Produkte wird dringend empfohlen, thermische Tests durchzuführen. Thermische Tests können bestimmen, ob eine bestimmte Gehäuse-/Netzteil-/Mainboard-Konfiguration einen ausreichenden Luftstrom für Boxed Intel® Xeon® skalierbare Prozessoren bietet. Um mit der Ermittlung der besten thermischen Lösung für Ihre Systeme auf Basis der skalierbaren Intel® Xeon® Prozessoren zu beginnen, wenden Sie sich bitte an Ihren Mainboard-Anbieter, um Empfehlungen zur Gehäuse- und Lüfterkonfiguration zu erhalten.
Temperatursensor und thermisches Referenzbyte
Die skalierbaren Intel® Xeon® Prozessoren verfügen über einzigartige Systemverwaltungsfunktionen. Eine davon ist die Möglichkeit, die Kerntemperatur des Prozessors in Bezug auf eine bekannte maximale Einstellung zu überwachen. Der Temperatursensor des Prozessors gibt die aktuelle Prozessortemperatur aus und kann über den System Management Bus (SMBus) angesprochen werden. Ein thermisches Byte (8 Bit) an Informationen kann jederzeit vom Temperatursensor gelesen werden. Die thermische Byte-Granularität beträgt 1 °C. Der Messwert des Temperatursensors wird dann mit dem thermischen Referenzbyte verglichen.
Das Thermal Reference Byte ist auch über das Prozessorinformations-ROM auf dem SMBus verfügbar. Diese 8-Bit-Zahl wird bei der Herstellung des Prozessors aufgezeichnet. Das Thermal Reference Byte enthält einen vorprogrammierten Wert, der dem Messwert des Temperatursensors entspricht, wenn der Prozessor bis zu seiner maximalen thermischen Spezifikation belastet wird. Wenn also das vom Temperatursensor abgelesene Thermobyte jemals das thermische Referenzbyte überschreitet, läuft der Prozessor heißer als von der Spezifikation erlaubt.
Wenn Sie jeden der Prozessoren in einem vollständig konfigurierten System belasten, den Temperatursensor jedes Prozessors ablesen und ihn mit dem thermischen Referenzbyte jedes Prozessors vergleichen, um festzustellen, ob er innerhalb der thermischen Spezifikationen läuft, können thermische Tests durchgeführt werden. Software, die Informationen vom SMBus lesen kann, wird benötigt, um sowohl den Temperatursensor als auch das thermische Referenzbyte zu lesen.
Thermisches Testverfahren
Das Verfahren für die thermische Prüfung ist wie folgt:
Anmerkung | Wenn Sie ein System mit einem Systemlüfter mit variabler Drehzahl testen, müssen Sie den Test bei der maximalen OP-Temperatur durchführen, die Sie für das System angegeben haben. |
![]() | Schalten Sie das System nach der Aufzeichnung der Raumtemperatur aus. Entfernen Sie die Gehäuseabdeckung. Lassen Sie das System mindestens 15 Minuten abkühlen. |
Befolgen Sie anhand der höchsten der vier Messungen des Temperatursensors das Verfahren im folgenden Abschnitt, um das Wärmemanagement des Systems zu überprüfen.
Berechnung zur Verifizierung der Wärmemanagementlösung eines Systems
In diesem Abschnitt wird erläutert, wie Sie feststellen können, ob ein System mit der maximalen Betriebstemperatur betrieben werden kann, während der Prozessor innerhalb seines maximalen Betriebsbereichs bleibt. Das Ergebnis dieses Prozesses zeigt, ob der Luftstrom des Systems verbessert oder die maximale Betriebstemperatur des Systems geändert werden muss, um ein zuverlässigeres System zu erzeugen.
Der erste Schritt besteht darin, eine maximale OP-Raumtemperatur für das System zu wählen. Ein gängiger Wert für Systeme, in denen keine Klimaanlage zur Verfügung steht, ist 40 °C. Diese Temperatur übersteigt die empfohlene maximale Außentemperatur für Plattformen mit skalierbaren Prozessoren auf Basis Intel® Xeon®, kann aber verwendet werden, wenn das verwendete Gehäuse die Spezifikation für die Lüftereinlasstemperatur von 45 °C nicht überschreitet. Ein üblicher Wert für Systeme, in denen eine Klimaanlage verfügbar ist, ist 35 °C. Wählen Sie einen Wert, der für Ihren Kunden richtig ist. Schreiben Sie diesen Wert in Zeile A darunter.
Schreiben Sie die nach dem Test aufgezeichnete Raumtemperatur in Zeile B unten. Subtrahieren Sie Zeile B von Zeile A und schreiben Sie das Ergebnis auf Zeile C. Dieser Unterschied kompensiert die Tatsache, dass der Test wahrscheinlich in einem Raum durchgeführt wurde, der kühler als die maximale Betriebstemperatur des Systems ist.
A. _________ (Maximale Betriebstemperatur, typischerweise 35 °C oder 40 °C)
B. - _______ Raumtemperatur ° C am Ende des Tests
C. _________
Schreiben Sie die höchste Temperatur, die vom Wärmezähler aufgezeichnet wurde, in Zeile D unten. Kopieren Sie die Nummer von Zeile C in Zeile E darunter. Addieren Sie Zeile D und Zeile E und schreiben Sie die Summe in Zeile F. Dieser Wert stellt den höchsten Temperatursensorwert für den Prozessorkern dar, wenn das System bei der angegebenen maximalen Operationssaaltemperatur verwendet wird und eine ähnlich thermisch belastende Anwendung ausgeführt wird. Dieser Wert muss unter dem Wert des thermischen Referenzbytes bleiben. Schreiben Sie den Messwert des thermischen Referenzbytes in Zeile G.
D. _________ Maximaler Messwert vom Temperatursensor
E. + _______ Max. Betriebstemperatureinstellung ab Zeile C oben
F. _________ Max. Ablesung des Temperatursensors in einer Worst-Case-Raumumgebung
G. _________ Thermal Reference Byte Reading
Prozessoren sollten nicht bei Temperaturen betrieben werden, die über der angegebenen maximalen Betriebstemperatur liegen, da es sonst zu Ausfällen kommen kann. Boxed Prozessoren bleiben innerhalb der thermischen Spezifikation, wenn der Messwert des Temperatursensors zu jeder Zeit kleiner als das thermische Referenzbyte ist.
Wenn Zeile F anzeigt, dass der Prozessorkern seine maximale Temperatur überschritten hat, ist Handlungsbedarf erforderlich. Entweder muss der Luftstrom des Systems deutlich verbessert werden, oder die maximale Betriebsraumtemperatur des Systems muss gesenkt werden.
Wenn die Zahl auf Zeile F kleiner oder gleich dem Thermal Reference Byte ist, hält das System den Boxed Prozessor unter ähnlich thermisch belastenden Bedingungen innerhalb der Spezifikation, selbst wenn das System in seiner wärmsten Umgebung betrieben wird.
Zusammenfassend:
Wenn der Wert in Zeile F größer als das Thermal Reference Byte ist, gibt es zwei Möglichkeiten:
Testhinweise
Verwenden Sie die folgenden Hinweise, um unnötige thermische Tests zu vermeiden:
Das Datenblatt für skalierbare Intel® Xeon®Prozessoren (ebenfalls in Tabelle 1 aufgeführt) listet die Verlustleistung Intel® Xeon® skalierbaren Prozessoren bei verschiedenen Betriebsfrequenzen auf. Bei skalierbaren Intel® Xeon®-Prozessoren verbraucht der Prozessor mit der höchsten verfügbaren Frequenz mehr Energie als niedrigere Frequenzen. Beim Aufbau von Systemen mit vielen Betriebsfrequenzen sollten die Tests mit dem Prozessor mit der höchsten unterstützten Frequenz durchgeführt werden, da dieser den größten Teil der Energie ableitet. Systemintegratoren können thermische Tests mit Thermoelementen durchführen, um die Temperatur des integrierten Wärmeverteilers des Prozessors zu bestimmen (weitere Informationen finden Sie im Datenblatt Intel® Xeon® skalierbare Prozessoren).
Anmerkung | Da der PWT in einem Vakuummodus oder einem Druckmodus konfiguriert werden kann, sollte die Kanaleinlasstemperatur vom Einlass in den PWT entnommen werden, der sich möglicherweise nicht auf derselben Seite wie der Lüfter befindet. |
Eine einfache Bewertung der Temperatur der Luft, die in den Kühlkörper des Lüfters eintritt, kann Vertrauen in das Wärmemanagement des Systems schaffen. Bei skalierbaren Intel® Xeon® Prozessoren befindet sich der Testpunkt in der Mitte der Lüfternabe, etwa 0,3 Zoll vor dem Lüfter. Durch die Auswertung der Testdaten kann festgestellt werden, ob ein System über ein ausreichendes Thermomanagement für den Boxed-Prozessor verfügt. Systeme sollten eine maximal erwartete Temperatur von 45 °C unter den maximal erwarteten externen Umgebungsbedingungen (in der Regel 35 °C) haben.
Tabelle 1: Intel® Xeon® skalierbaren Prozessoren Thermische Spezifikationen 1,3
Prozessorkern-Taktfrequenz (GHz) | Maximale Gehäusetemperatur (°C) | Empfohlene maximale Temperatur des Lüftereinlasses (°C) | Thermische Designleistung des Prozessors (W) |
1.40 | 69 | 45 | 56.0 |
1.50 | 70 | 45 | 59.2 |
1.70 | 73 | 45 | 65.8 |
1.802 | 69 | 45 | 55.8 |
2 | 78 | 45 | 77.2 |
22 | 70 | 45 | 58 |
2.202 (B0-Schritt) | 72 | 45 | 61 |
2.202 (C1-Schritt) | 75 | 45 | 61 |
2,402 (Stufe B0) | 71 | 45 | 65 |
2,402 (C1-Schritt) | 74 | 45 | 65 |
2.402,4(M0 Schritt) | 72 | 45 | 77 |
2.602 | 74 | 45 | 71 |
2,662 (C1-Schritt) | 74 | 45 | 71 |
2,662 (M0-Schritt) | 72 | 45 | 77 |
2,802 (C1-Schritt) | 75 | 45 | 74 |
2,802,4 (M0-Schritt) | 72 | 45 | 77 |
32 | 73 | 45 | 85 |
3.062 (C1-Schritt) | 73 | 45 | 85 |
3.062 (MO-Schritt) | 70 | 45 | 87 |
3.22,4 (M0-Schritt) | 71 | 45 | 92 |
Notizen |
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Systemintegratoren müssen ein ATX-Gehäuse verwenden, das speziell für die Unterstützung der skalierbaren Intel® Xeon® Prozessoren entwickelt wurde. Gehäuse, die speziell für die Unterstützung der skalierbaren Intel® Xeon® Prozessoren entwickelt wurden, werden zusätzlich zu einer verbesserten thermischen Leistung mit einer angemessenen mechanischen und elektrischen Unterstützung für den Prozessor geliefert. Intel hat Gehäuse für die Verwendung mit skalierbaren Intel® Xeon®-Prozessoren unter Verwendung von aktivierten Mainboards von Drittanbietern getestet. Die Gehäuse, die diese thermischen Tests bestehen, bieten Systemintegratoren einen Ausgangspunkt für die Entscheidung, welches Gehäuse bewertet werden soll.
Anmerkung | Demos zum LGA3647 Socket finden Sie unter: |