Encoder-CPU-Overtemp und Throtteling [c3voc]

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====== Encoder-CPU-Overtemp und Throtteling ======
======= Problembeschreibung =======
Unter Vollast werden die Encoder mit den neuen 12-Kern CPU über 100°C heiß und vom BIOS verlangsamt, um einen Schaden zu vermeiden.

======= Analyse =======
Während der August-Maintainance haben wir den Airflow in den Encodern untersucht und folgende Erkenntnis erlangt:
 * Die **Case-Lüfter** in der Front bewegen Luft von vorne in den Encoder **hinein**
   * Der Luftstrom der Case-Lüfter kommt aufgrund der Case-Geometrie und der Platzierung der Festplatten-Schlitten kaum bei der CPU an
   * Die Case-Lüfter drehen auch unter Vollast recht langsam
 * Der **CPU-Lüfter** bewegt Luft **nach unten** in Richtung der Kühlrippen des CPU-Kühlers
   * Die heiße Luft die unten aus dem CPU-Kühler austritt hat keinen Weg zu entweichen und staut sich im unteren Teil des Gehäuses
 * Das **Netzteil**, dessen Lufteinlass direkt **über der CPU** angebracht ist, bewegt Luft **nach oben** aus dem Case heraus

Um empirische Messwerte zu erhalten, haben wir alle Cores mittels `stress -c 12` unter maximale Last gesetzt und die Temperatur mittels `sensors` überwacht. Die Messungen wurden jeweils nach 15 Minuten genommen. Dabei wurden im oben beschriebenen Originalzustand folgende Temperaturen gemessen sowie das kernel-Log auf Throtteling überwacht:

 * Seitendeckel offen: 89-90°C
 * Seitendeckel geschlossen: 100°+ und Throtteling

======= Maßnahmen =======
Als erste Maßnahme wurde der CPU-Lüfter andersrum montiert, so dass er kühle Luft *von unten* durch die Kühlrippen *in das Netzteil hinein* befördert, welches seinerseits diese Luft hinten hinaus abführt. Dabei wurden folgende Temperaturen gemessen.

 * Seitendeckel offen: 87°C
 * Seitendeckel geschlossen: 100°+ und Throtteling

Als nächstes wurde die Drehzahl aller Lüfter im BIOS auf permanent maximum gestellt. Dadurch wurde die Temperatur weiter gesenkt:

 * Seitendeckel geschlossen: 95°C

In dieser Einstellung trat auch nach 20 Minuten Vollstress keine Überhitzung und kein Throtteling ein.

Diese Maßnahmen wurden auf folgenden Encodern umgesetzt:

 * <todo #mazdermind:2018-08-09>encoder1</todo>
 * <todo #mazdermind:2018-08-09>encoder2</todo>
 * <todo #mazdermind:2018-08-09>encoder3</todo>
 * <todo>encoder4</todo>
 * <todo>encoder5?</todo>

======= alternativen & weitere Maßnahmen =======
 * Neben dem Netzteil kann ein 80mm Lüfter montiert werden, der zusätzlich Luft aus der Region über der CPU befördert.
 * Ein PCI-Slot-Lüfter wie https://www.amazon.de/Mod-PC-L%C3%BCfter-Geh%C3%A4usel%C3%BCfter-Slot-Blende/dp/B005PUUAZU/ könnte zusätzlich weitere Wärme aus dem Case befördern
 * Die Leistungsfähigkeit des CPU-Lüfters ist evtl. nicht ausreichend für die CPU und den Kühlkörper. Der Lüfter kann unabhängig vom Kühlkörper getauscht werden.
 * Die Lüftersteuerung des BIOS kann die Case-Lüfter-Geschwindigkeit von der CPU-Temperatur (statt wie normalerweise von einer Mainboard-Temperatur) abhängig steuern. Das BIOS könnte außerdem vom Lüfterprofil "Standard" in "High Performance" umgestellt werden. Dies könnte die Lautstärke verringen; obwohl diese auch bei voller Drehzahl nich signifikant ist.
 * Als etwas invasivere Lösung könnten weitere Lufteinlässe in den Seitenwänden auf Höhe der CPU helfen. Diese müssten aber von uns gebohrt werden.

======= In-Situ Maßnahmen =======
Tritt erneut eine Übertmperatur-Situation auf, kann durch entfernen der Seitenteile des Encoders und schaffen von Abluft-Wegen in diesen Bereichen die Temperatur unter den kritischen Punkt gesenkt werden.