Leistungsmessungen

A Forrest

Redshirt
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24.07.2003
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Hallo zusammen

Ich habe mir letzthin einen neuen PC zusammengebaut. Da dieser vorwiegend als DAW
dient, sollte er möglichst leise sein. Aber Ihr kennt ja das Problem:
Je Leistung, desto Fön.

Nach dem Umbau des Netzteil (Gitter auf Seite des Laufwerksschaftes herausgetrennt
und den 80er Lüfter dorthin gesetzt, Richtung Elektronik, resp. Luftauslass fönend, den
92er Lüfter auf die Aussenseite des NT Gehäuses versetzt) fragte ich mich, wieviel
Wärme eigentlich im Netzteil anfällt und ob dieses genug stark ist. Empfohlen wäre
für ein solches System ja mindestens ein 360 Watt NT.

Da ich mich beruflich mit Hard- und Softwareentwicklung befasse lag es nahe, die
Geschichte einmal richtig auszumessen.

DISCLAIMER: Diese Messungen stimmen NUR für MEIN System und sollen vor allem
eine qualitative Idee geben. Ich übernehme KEINE Verantwortung für Schäden,
welche aus der Interpretation dieser Messwerte und Schlussfolgerungen entstehen.
Basta.
Und vergesst nie: Wer misst misst Mist.

Aber zuerst zum System:
Code:
CPU:        AMD AthlonXP 2500+ Barton
CPU Cooler: Silentmaxx CoolFlow Rev2.1 AMD Socket A Cooler mit 12dB(A)
MB:         ASUS A7N8X Deluxe Rev 2.0 BIOS 1005
HDD:        Seagate Barracuda 7200.7 120MB S-ATA
RAM:        2x Infineon 2700 CL2.5 (Dual Channel) bei 6-2-2-2.5
Gfx:        ATI Radeon 9000 128 MB (passiv gekühlt)
Netzteil:   Noiseblocker CWT-300 BDP (300 Watt).
            Maximale Werte:
            3.3 V     20 A
            5 V       30 A
            12 V      15 A
            -5 V      0.5 A
            -12 V     0.5 A
            +5 VSB    2 A
            Combined Power: max. 220 W
Sound:      STAudio DSP2000 C-Port
ADSL:       BeWan ADSL
DVD-ROM:    Creative 8x
OS:         Windows XP Home SP1 & (fast) allen neueren Patches
Case:       SilentMaxx ST11 Midi Tower
            Ein 80er 8412 N/2GL Papst Lüfter mit 7V, ansaugend und zur HDD blasend, unhörbar

Messmittel: Fluke189 True RMS Multimeter
            Fluke80i-110s AC/DC Current Probe
            Leistungsmessgerät EMU 1.28k, zwischen Steckdose und PC
            MBM5

Bemerkungen zu den Messwerten:
  • Für die Berechnung der Leistung P=U*I setzte ich immer die Nennspannung ein (z.B 3.3 V, nicht die Werte von MBM5)
  • Die Strommessung gibt den RMS Wert an. Dies ist OK, da dieser auch für die Wärmeentwicklung verantwortlich ist. Da ich hier zu Hause kein Oszilloskop habe, konnte ich allfällige Stromspitzen nicht messen. Ich gehe aber davon aus, dass die Ausgangskondensatoren genug gross sind.
  • Allg. Toleranzangabe für die absoluten elektrischen Leistungen (Schätzung) : +- 5 %
  • Die relative Toleranz (zw. 2 Messungen) wird sicher kleiner 2 % sein.
  • Durch die Umformatierung aus dem Excel File könnte es zu Fehlern in der Tabelle gekommen sein.
  • Prime95: Torture Test
  • 3DMark2001SE: Nature test, war der intensivste Test auf meinem System (s. letzte Messung)
Ok, dann zuerst einmal die Messung mit der original Konfiguration:
Code:
2500+ (1840 MHz)       U_IDLE [V]    I_IDLE [A]    P_IDLE [W]     U_Prime95 [V]     I_Prime95 [A]    P_Prime95 [W]
3.3 V                  3.26          2.2           7.26           3.26              2.3              7.59
5 V                    4.92          4.8           24             4.78              13.7             68.5
12 V                   11.55         0.75          9              11.67             0.75             9
-5 V                   -5.06         0             0              -5.12             0                0
-12 V                  -12.07        -0.1          1.2            -12.2             -0.1             1.2
+5 VSB                               0.38          1.9                              0.38             1.9
Core 0                 1.68                                       1.66
Core 1                 1.66                                       1.65
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Summe                                              43                                                88
Leistung (EMU 1.28k)                               85                                                141
Wirkungsgrad                                       51 %                                              63 %
Combined Pwr (3.3 u. 5 V)                          31                                                76

Hier war ich echt erstaunt, dass der Unterschied der aufgenommenen Gesamtleistung zwischen IDLE und Torure Test
56 Watt ausmacht. Es scheint also, dass man diese CPUIdle Tools nicht unbedingt braucht...
Desweiteren enttäuschte mich der Wirkungsgrad des Netzteils: 63 %
Ich überlegte mir, ob billige Halbleiter eingesetzt worden sind. Nach etwas Reverse Engineering stellte ich aber fest,
dass die verwendeten Power Schottky-Dioden und MOSFETS nicht so schlecht sind.
Doch was mich am meisten erstaunte war die Tatsache, dass die abgegebene elektrische Leistung bei Vollast nicht
einmal 90 Watt war und der Strom von der 5 V Quelle nicht einmal die Hälfte des maximalen Wertes erreichte
(13.7 A bei max. 30 A).

Daraus schloss ich, dass das Netzteil für ein moderates Overclocking bereit sein sollte.
Daher erhöhte ich den CPU Takt:

Code:
2700+ (2007 MHz)       U_IDLE [V]    I_IDLE [A]    P_IDLE [W]     U_Prime95 [V]     I_Prime95 [A]    P_Prime95 [W]
3.3 V                  3.28          2.2           7.26           3.25              2.42             7.986
5 V                    4.82          5             25             4.78              15.3             76.5
12 V                   11.55         0.7           8.4            11.67             0.75             9
-5 V                   -5.06         0             0              -5.14             0                0
-12 V                  -12.07        -0.1          1.2            -12.26            -0.1             1.2
+5 VSB                               0.37          1.85                             0.37             1.85
Core 0                 1.68                                       1.68
Core 1                 1.68                                       1.68
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Summe                                              44                                                97
Leistung (EMU 1.28k)                               86                                                149
Wirkungsgrad                                       51 %                                              65  %
Combined Pwr (3.3 u. 5 V)                          32                                                84

Nunja, ein um immerhin 2 % besserer elektrischer Wirkungsgrad bei Vollast ;)! Aber alle Werte noch im hellgrünen Bereich.

Janusoden, dachte ich mir, dann wollen wir einmal das NT zum schmelzen bringen!
Takt weiter erhöht. Nun bemerkte ich auch, dass die Grafikkarte noch gar nicht mitgeholfen hat, Strom zu saugen.
3DMark2001SE installiert. Beim "Nature test" war die gesamte Leistungsaufnahme am höchsten.
Aus lauter Fauheit mass ich aber nur noch die maximalen Leistungswerte.
Code:
2800+ (2091 MHz)       I_3DM_01SE [A]      P_3DM_01SE [W]
3.3 V                  2.93                9.669
5 V                    17.5                87.5
12 V                   0.83                9.96
---------------------------------------------------------
Summe                                      107
Leistung (EMU 1.28k)                       161
Wirkungsgrad                               67 %
Combined Pwr (3.3 u. 5 V)                  97
Maximaler Wirkungsgrad!
Aber hier zeigte mir der Torture Test von Prime95 einen Rundungsfehler. Macht nix, da ich den 2800+ Test nur einfach so
gemacht habe.

Weitere interessante Messungen:
  • Gesamtleistungsaufnahme bei 2700+ während Biosbildschirm: 120-127 Watt, je nach gewähltem Menu
  • Mit Winamp Musik abspielen: Leistungsaufnahme steigt auf ca. 120 Watt -> MP3 Player mit über 30 Watt !!
  • Thermische Zeitkonstante des Systems: ca. 1h
Noch ein Paar Worte zu den Temperaturen:
Während den Messungen hatte ich in meiner Wohnung aufgrund des tollen Sommers so gegen 30 Grad.
Am PWRTMP1 habe ich 'nen NTC angeschlossen und diesen ins Netzteil gelegt.
Im IDLE Zustand erreichen die Werte für Power, HDD, Socket, DIE 41-48 Grad, Motherboard 32 Grad.
Beim dem Torture Test steigt die DIE Temperatur auf über 70 Grad. Die andere Temperaturen
(ausser Socket) erhöhen sich um etwa 5 Grad.
Noch etwas zur DIE Temperatur (Prozessorkern, nicht Sterbetemperatur ;)):
Um zu testen, ob der PC bei Übertemperatur 'runterfährt oder sonst andere Macken hat, habe ich
(eigentlich unabsichtlich :-[) den Kühlkörper einmal schlecht montiert:
Selbst bei 97 Grad (MBM5) konnte ich keine Aussetzer feststellen. Entweder funzt die Abschaltung nicht oder
die Temperaturanzeige ist Mist. Aber immerhin ist die CPU nicht gestorben. Vielleicht hat sich dadurch die
aber die Lebensdauer von 15 Jahren auf 7 Jahre halbiert... ;)

FAZIT
  • Das Netzteil, ist für meine Anwendungen genügend.
  • Das System ist nicht unhörbar, aber trotzdem leise.
  • Die lauteste Komponente ist das Netzteil.
  • Computernetzteile haben einen sehr schlechten Wirkungsgrad. Dafür sind sie billig.
  • Eigentlich wollte ich kein Floppylaufwerk in der Kiste haben. Aber WinXP kann bei der
    Installation den S-ATA Treiber NUR von der Diskette lesen. Ein wahrer Fortschritt.
  • Die Messungen und dieser Bericht habe mich viel Zeit gekostet ;)
Dieser Bericht ist Freeware und ohne Tierversuche entstanden ;).
Zitate und Auszüge sind frei, solange die Quellenangabe mitgeliefert wird.

Danke fürs lesen und weiterhin viel Spass auf diesem Kanal
Gruss
Stefan
 
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