Sep
12
2008

– Media Center de 0,2dBA

Un equipo Media Center es aquel que se monta como ocio audio-visual multimedia (cine, música, tele, etc..), pero tambien para disfrutar de juegos 3D y otras aplicaciones de mas alta demanda en rendimiento. Son equipos que suelen montarse en el salon conectados al televisor y se les suele implementar funciones de reproducción y grabación de vídeo principalmente y muchas veces funcionan con un simple mando a distancia para las funciones basicas de grabación y reproducción de películas HD y de navegación web.

Los media Centers suelen montarse en caja de sobremesa horizontal, como si de un vídeo se tratara. Dispone de un espacio muy reducido y se procura que sea absolutamente inaudible.

???????????? LA PROBLEMÁTICA ?????????????

En un equipo de tan reducidas dimensiones, estamos limitados por el calor de los componentes ensamblados. Cuanto mas potente es un equipo resulta en un equipo de mas consumo y mas calor emanado que tendremos que evacuar. Si ademas queremos hacer un equipo silencioso, tendremos un problema, o nos cargamos en poco tiempo la tarjeta grafica la placa y la CPU o hacemos un equipo ruidoso pero bien refrigerado o hacemos un equipo silencioso pero de gama baja y poco potente.

Nuestra intención es ensamblar un equipo silenciosisimo y muy potente, habrá que pensar en algo…

? SOLUCIÓN, REDUCCIÓN DE CONSUMOS Y GRANDES DISIPADORES ?

En la review que os presentamos a continuación montamos un media center con grandes capacidades Gaming y un gran candidato a calentarse. Para evacuar ese calentamiento proporcionando a la vez un gran confort auditivo hemos tenido que idear un sistema de refrigeración formado por 7 ventiladores ultrasilenciosos que a la vez se les ha rebajado la velocidad para reducir aún mas el ruido. Para poder tener a tan baja velocidad los ventiladores (y por consiguiente un ruido inapreciable) y para que la temperatura sea la adecuada sin que se dispare, hemos realizado una reducción de consumos al procesador (sin reducir rendimiento ni Mhz de velocidad), consiguiendo asi que funcione sin problemas con disipador casi pasivo en reducidisimo espacio (de hecho podria funcionar pasivo perfectamente, el ventilador existe solo para una mayor seguridad), con un ventilador que gira a poco mas de 700RPM, y por tanto nuestro objetivo es que se mantenga lo mas frio posible con un ruido inapreciable.

Para conseguirlo obviaremos el sistema EPU de ASUS para realizar la reducción de consumos real, puesto que el sistema EPU de ASUS reduce la velocidad del procesador para conseguir ahorros energeticos muy inferiores a los que manualmente conseguiremos nosotros sin tener que reducir velocidad (mhz) ni rendimiento y en trabajo intensivo no realiza practicamente ninguna mejora y por lo tanto se nos calienta el procesador en exceso.

Para medir la temperatura usaremos el Everest y para poner el procesador y la gráfica al 100% de uso ejecutaremos un burn test con OCCT.

Para medir el consumo eléctrico usaremos nuestro medidor de consumos casero, que lejos de ser perfecto nos dirá en Watios el consumo actual del equipo en cuestión, en las diferentes pruebas.

Para medir el ruido generado por el equipo usaremos un sonometro, que nos medirá el ruido ambiente para luego encender el equipo y ver el incremento de ruido generado a 1cm del equipo. Esto nos servirá para calibrar la velocidad de los ventiladores para que el incremento de ruido sea inapreciable hasta para el sensor.

Aqui vemos el ruido ambiental en silencio en nuestro banco de pruebas, con todos los aparatos apagados y todas las puertas cerradas sin encender el equipo obtenemos 42,8dBA, el ruido ambiental que se puede conseguir en una habitación especial insonorizada es muy dificil bajar de 30dBA si no es al vacio. De todas formas el silencio conseguido en nuestra sala es sepulcral, mucho menor que el que pueda haber en un hogar por la noche mientras dormimos. Mas abajo veran un vídeo donde mostramos el incremento en dBA con el sensor justo encima de la caja tocando el equipo, y el incremento de ruido que provoca el equipo es de aproximadamente 0,1 – 0,2dBA solamente! A la oreja humana es imposible diferenciar si esta o no encendido si no es por los leds azules o por el pitido inicial de arranque del equipo.

?? LA TEORIA DE LA REDUCCIÓN DE CONSUMOS, LEY DE OHM ???

Mini-teoria básica de la ley de ohm. La ley de ohm establece que la intensidad es directamente proporcional al voltaje e inversamente proporcional a la resistencia.
I = Intensidad (en Amperios, A)
R = Resistencia (en ohms)
V = Voltaje (En voltios, V)
W = Watts

I = V/R

por tanto…
I x R = V

y finalmente…
R = V/I

Dado que la resistencia en un mismo proceso de la CPU es constante que pasa si reducimos el voltaje de la CPU? Pongamos valores:

R = Constante
R = V/I
10ohm = 20V / 2A

Si bajamos el voltaje de la CPU que intensidad pasara? Mas intensidad? No, al reves menos intensidad:

10ohm = 10V / X
10ohm * X = 10V
X = 10 V / 10 ohm
X = 1

Por tanto si reducimos el voltaje tambien reducimos la intensidad (Amperios) que llegan al procesador.

Que pasa con el consumo? En Watts
W = Voltaje * Intensidad

En el primer caso:
W = 20V * 2A = 40W

En el segundo caso:
W = 10V * 1A = 10W

Por tanto dada una misma resistencia, si reducimos el voltaje de la CPU (voltios) reduciremos la intensidad (amperios) que pasa por el procesador y por tanto reduciremos el consumo y la disipación de calor (en este caso casi absolutamente todos los watios consumidos se transforman en calor) por tanto tambien bajaremos la temperatura. En definitiva, alargaremos su vida útil.

Con numeros mas reales: Vamos a determinar que intensidad y resistencia presenta una CPU intel Core 2 E8400 aproximadamente.

Sabemos que el Core 2 E8400 tiene un TDP de 65W, aunque seguramente su consumo sea algo inferior en full puesto que los TDP de los Core 2 Duo suelen ser exageradamente altos cuando realmente consumen algo menos, de todas formas tomaremos los 65W como referencia. Sabemos que el E8400 la bios le aplica 1,2V.

W = Voltaje * Intensidad

65W = 1,2V * I
65W/1,2V = I = 54 A (54 amperios no esta mal)

R = V/I
R = 1,2 / 54 = 0,022 ohms

Cuando un procesador trabaja a plena carga sus semiconductores trabajan a toda velocidad, volviendose mas conductores que cuando no trabajan a plena carga cuanto a mas frecuencia trabajan. Pues bien, vamos a ver que pasa en la reducción de consumos, la resistencia que ofreceran los semiconductores a plena carga sera la misma, a menor voltaje que intensidad pasara?

0,022 ohms = 1,06 / I

I = 1,06 /0,022 = 48,1818 A

La intensidad ha bajado al bajar el voltaje del procesador a 1,06v. Que consumo tendremos ahora?

W = Voltaje * Intensidad

W = 1,06 * 48,1818 = 51W

Hemos pasado de 65W a 51W, una reducción de consumos de 14W. Es hora de contrastar la reducción de consumos teórica calculada con la reducción de consumos hecha manualmente, la cual no será solamente realizada en la CPU sinó tambien en varios voltajes de la placa y del equipo comprobando siempre que mantenga su estabilidad de uso (si se cuelga el equipo és que no estan los voltajes bien ajustados, nos habremos pasado de reducción). Nuestra intención és poder mantener el rendimiento pero tambien la intencion es que el equipo sea estable 24h/365.

? EQUIPO:
– CPU INTEL CORE 2 DUO E8400 2x3Ghz 6MB “WOLFDALE” 45nm BOX
– MEM KINGSTON HYPERX 2X1GB DDR2-800 CL4 KHX6400D2LLK2/2GN
– PLACA ASUS P5E (EPU)
– HD WD WD5000AAKS 16MB SATA2
– DVDRW LITEON LH-20A1L-12C LS BLACK
– VGA SAPPHIRE RADEON HD 3850 512MB Ultimate HDMI PCIe (Pasiva)
– Fuente Tacens 680W Smart Cable 100% Copper 0dBA Tech. Active PFC
– CAJA NOX Live Plata Negra HTPC
– Cooler CPU Scythe Ninja Mini
– T.SINT HAUPAUGE HVR-3000 Analogica TDT y Satelite
– T.SINT HAUPAUGE HVR-4000
– 1 COOLER NOCTUA 120X120 NF-S12-800 (8dBA 800rpm 35CFM)
– 3 COOLER NOCTUA 80X80 NF-R8 (17dBA – 1800rpm – 31,2CFM)
– 1 COOLER TACENS AURA PRO 80X80 9DBA
– PASTA TÉRMICA ARCTIC SILVER 5
– 3 TACENS PACK 4 ANTIVIBRATION PADS
– 1 TACENS PACK 4 ARANDELAS ANTIVIBRADORAS (Para la Fuente)
– Monitor TFT Phillips 37″ + TV 94CM FullHD 1920x1080p 37PFL7662D/12 2xHDMI
– SERVICIO MONTAJE
– REDUCCIÓN DE CONSUMO ELÉCTRICO

La tarjeta grafica 3850 Ultimate de Sapphire es pasiva y en el espacio reducido al que irá sometida no aguantará el exceso de temperatura que se producirá al quedar estancado el aire caliente generado. Es por ello, para evacuar el aire caliente que se forme entre las aspas del disipador de la gráfica, que hemos añadido un ventilador silencioso acoplado al disipador consiguiendo que en todos los tests no pase de 48ºC en IDLE (cuando sin el llegaba a mas de 70ºC en reposo) y siendo igualmente el equipo inaudible:


Ademas hemos orientado mas ventiladores entrando aire que los que lo evacuan y hemos abierto 2 tapitas en las ranuras PCI de atras las que ocupa el disipador de la tarjeta gráfica, de esta forma el aire calentisimo que genera la tarjeta gráfica es expulsado al exterior debido a la mayor presion de aire dentro de la caja que la exterior por lo que tiende a salir por cualquier apertura que tenga la caja.

Tambien como adaptación especial ha sido desmontada la parte de arriba de la carcasa de la fuente y ademas hemos cortado 4cm de ancho de la chapa, desapareciendo de esta manera un lateral de la misma. Esto debido a la largada de la tarjeta gráfica, la cual no se puede cortar evidentemente ^^

? ASUS EPU VS REDUCCION DE CONSUMOS MANUAL VS DEFAULT ??

ASUS EPU es una implementación hardware realizada por ASUS para ofrecer reducción de consumo eléctrico y mejor eficiencia energética en la alimentación de la CPU, combinando un sistema de 3 y 4 fases en funcion de la necesidad energética del momento.

Para activar el ASUS EPU deberemos dejar los valores default en la bios y ejecutar el Ai Suite.

? RESULTADOS:
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BIOS DEFAULT: E8400@2000->3000Mhz (1,18v Default) DDR2-667 CL5 1,8v
IDLE: 114W – CPU: 51ºC -> CPU1: 62ºC CPU2: 62ºC
FULL: 154W – CPU: 67ºC -> CPU1: 73ºC CPU2: 73ºC
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REDUCCIÓN CONSUMOS ASUS EPU: E8400@1800->3000Mhz-(1,08->1,18v) DDR2-667 CL5 2,2v
IDLE: 110W – CPU: 45ºC -> CPU1: 56ºC CPU2: 56ºC
FULL: 152W – CPU: 67ºC -> CPU1: 73ºC CPU2: 73ºC
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REDUCCIÓN CONSUMOS MANUAL: E8400@2000->3000Mhz-(1,06v) DDR2-800 CL4 2,0v
IDLE: 107W – CPU: 41ºC -> CPU1: 54ºC CPU2: 54ºC
FULL: 136W – CPU: 53ºC -> CPU1: 63ºC CPU2: 63ºC
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Obtenemos un ahorro energético de 18W que al ser rebajados en el procesador repercuten directamente en una bajada de temperatura de 14ºC que marcan la diferencia entre una altisima y preocupante temperatura de 67ºC a una mas aceptable de 53ºC en FULL siendo verano con temperatura ambiente 31ºC.

En ASUS EPU no nos soluciona el problema de temperatura en FULL por tanto lo descartamos como solución de reducción de consumos/temperatura.

Observamos como el ASUS EPU en idle consigue un ahorro energético peor que el que manualmente conseguimos, pero algo mejor que el default. En cambio en Full obtiene casi el mismo resultado térmico y de consumo que en Default, és aqui donde nos preguntamos cual es la eficiencia energética que proclaman. Justifican esos 2W de diferencia entre Default y ASUS EPU (154 vs 152W) la inestabilidad y el menor rendimiento en reposo? El ASUS EPU si és una mejora respecto el consumo en Default, pero realmente es ínfimo, ni siquiera nos soluciona el problema de temperatura en FULL, sigue poniendose a 67ºC, por tanto descartamos esta solución en este equipo y dejaremos configurada la reducción de consumos manual.

Viendo los resultados nos preguntamos si el chip que usa Asus para su EPU realmente hace algo.
Pegas del ASUS EPU:
– Nos deja la memoria ram a 2,2v cuando debe ir a 2v en este caso.
– Debemos poner la memoria ram a DDR2-667 CL5 en vez de DDR2-800 CL4 si no queremos que se nos cuelgue el equipo en modo Auto.
– En 2 modos de uso de EPU la velocidad en FULL nunca llega a 3Ghz, en el modo de eficiencia energética máxima se mantiene a 1800Mhz y en el modo de eficiencia energetica media se queda en 2833Mhz.
– En el modo automático el equipo se vuelve inestable puesto que en FULL hace un ligero Overclock subiendo el FSB a 350 (3150Mhz) sin administrar bien los voltajes ni la velocidad de la memoria y debido a esto el equipo se cuelga mostrando pantallazo azul al cabo de un par de minutos.
– La velocidad en idle desciende a 1800Mhz(300FSB) vs 2000Mhz(333FSB) en Default y en la reduccion de consumos manual.
– La reducción de consumos en IDLE es inferior a la manual hecha por nosotros y la hace a 1800Mhz (bajando el bus a 1200FSB) mientras que en reposo y con menor consumo nuestra CPU trabaja estable a 2000Mhz (con su FSB1333 standard).
– ASUS EPU solo consigue reducción de consumos en IDLE, en FULL se pone al mismo voltaje que en Default y solamente mejora 2W respecto la configuracion por defecto.
– AL ASUS EPU le cuesta recuperarse de sus 1800Mhz para subir a los 3Ghz pertinentes, tarda 1 o 2 segundos en cambiar de velocidad, penalizando el rendimiento. Mientras que las otras soluciones oscilan entre 2Ghz y 3Ghz de forma instantánea enseguida que abrimos algún programa o le pedimos algo de potencia al equipo sin que penalice en absoluto el rendimiento puesto que es instantáneo.

De esta manera solo nos queda pensar que el ASUS EPU es un intento intermedio de reducción de consumos pero con algo de menor rendimiento.

? IDLE:
IDLE DEFAULT:

IDLE ASUS EPU:

IDLE CON REDUCCIÓN DE CONSUMOS MANUAL AFINADA:

? FULL:
FULL DEFAULT:

FULL ASUS EPU:

FULL CON REDUCCIÓN DE CONSUMOS MANUAL AFINADA:

????????????? RENDIMIENTO ???????????????

Para comprobar si la reducción de consumos produce pérdida de rendimiento hemos pasado un simple 3DMark y nos hemos fijado en la puntuación final y en la puntuación de CPU.

? RESULTADOS:
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BIOS DEFAULT: E8400@2000->3000Mhz (1,18v Default) DDR2-667 CL5 1,8v

9919 3DMarks
2793 CPUMarks
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REDUCCIÓN CONSUMOS MANUAL: E8400@2000->3000Mhz-(1,06v) DDR2-800 CL4 2,0v

9952 3DMarks
2811 CPUMarks
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Podemos ver que obtienen los mismos resultados, aunque parece raro que SIN la reducción de consumos de MENOR rendimiento, es normal puesto que sin reducción de consumos (o sea con la Bios en los valores por defecto sin configurar) la memoria esta funcionando como una DDR2-667 CL5 mientras que con la reducción de consumos la memoria va bien configurada en DDR2-800 Cl4, es por eso que con la reducción de consumos da un poco mas de rendimiento.

En definitiva que la reducción de consumos no tiene un impacto negativo en el rendimiento del equipo y si lo tiene es inapreciable.

? CAPTURAS:

Sin reducción de consumos:

Con reducción de consumos:

?????????????? SONORIDAD ???????????????

El ruido generado ha sido el punto clave. El objetivo era que el equipo estuviera encendido y nadie supiera que lo estaba excepto por los leds azules que muestra al estar arrancado.

En el vídeo a continuación vereis como el ruido ambiental es de 42,8dBA y el ruido a tocar del equipo cuando se enciende pasa a ser de 43,0-43,2dBA, un incremento de ruido de tan solo 0,4dBA(max) a menos de 1cm del equipo, algo que ya es absolutamente inapercibible por la oreja humana y menos aún si nos alejamos medio metro o un metro, en donde el incremento de ruido seria de 0,0dBA.

Con 7 ventiladores y no se oye mas que el pitido.

?????????????? CONCLUSIÓN ??????????????

És posible crear equipos de potentísimas prestaciones en un reducido espacio y con un consumo y temperaturas contenidos gracias a una reducción de consumos manual y a un estudio de sonoridad y de zonas calientes, maximizando los disipadores de las respectivas zonas calientes y conteniendo la velocidad de los ventiladores compensado por la reducción de temperatura drástica que ofrece una reducción de consumos.

En este caso práctico la reducción de consumos manual es incuestionablemente necesaria. De todas formas, las ventajas de una reducción de consumos no se quedan solamente en la rebaja de temperatura sinó en que no cabe duda que el ahorro energético anual tras ahorrar 18W gracias a una mejorada eficiencia energética en el equipo informático será evidente, la reducción de ruido generado será notable proporcionando un confort nunca visto ni en portátiles pero con una potencia muy superior y un pequeño incremento en el rendimiento y mejoras en la estabilidad gracias a configurar correctamente los valores de velocidad y latencia de la memoria ram así como incrementar el voltaje de esta hasta un poco por debajo del valor nominal que requieren.

Y sobretodo es importante la reducción de consumos de todos los equipos informáticos posibles ya que la reducción energética que españa debe realizar ha de ser aplicada en TODOS los ámbitos (tanto en el industrial como en el hogar) para cumplir los protocolos de Kyoto y para reducir la dependéncia energética del petróleo y el gas (que aún siguen siendo utilizados en la generación de energia eléctrica). Por lo tanto, una reducción de consumos en un equipo informático debe ir acompañada de un esfuerzo en la sustitución de lámparas incandescentes (100W) y halógenas (225W!!) por las nuevas lámparas de LED’s (solo 2W!) que ya se pueden adquirir y duran 30 años y lámparas de bajo consumo (7-25W).

Solo lo conseguiremos entre todos con estos pequeños detalles y debatiendo el tema con los que nos rodean comentando o incluso compitiendo con los ahorros energéticos y soluciones incorporadas en nuestro hogar. Entre todos salvemos el planeta 🙂

Saludos

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??? Comentar tema en nuestro foro ???

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Written by Joaquim in: Reviews |

1 comentario »

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