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:

= 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.