20. 4. 2020

PlayStation 5 - chladenie


Chladenie počítačových či konzoláckych komponentov nie je žiadna raketová veda ale základná, stredoškolská aplikovaná fyzika. Proste teplo co najrýchlejšie zachytíte, akumulujte, odvediete a rozptýlite preč od ohniska. Niekedy sme si vystačili iba s holým kremíkom, nahý šváb, neskôr s kusom hliníka, meď, potom pribudli heat-pipes a čoraz častejšie používané kondenzačné komôrky. PlayStation 1 odoberala 10 wattov energie, PS5 bude žiadať aj 20 krát toľko !! Chladíme. Vyparovanie /heat-pipes, kondenzačné komôrky/ je definované ako prechod od kvapaliny ku plynu pri dodaní tepla, to má na starosti napríklad CPU/GPU a opačný jav - kondenzácia je zas odovzdanie tepla preč a zmena skupenstva naspäť na tekutinu. Termodynamika. Ak vám to nefunguje, tak ste buď neinvestovali do chladenia dosť, teda nerešpektujete fyziku alebo idete zámerne na hrane, lebo to niet kde napchať a "zomierate na krásu". PlayStation 4 je určite podozrivá minimálne z druhého uvedeného. Do jeho slim tela sa to nedá natlačiť tak jednoducho a efektívne ako do bachratého Xboxu /vrátane chystaného XSX/.

"S naším návrhom chladenia PlayStation 5 budete určite spokojní. Použili sme zaujímavé inžinierské riešenie. Na detaily si však musíte počkať až pri detailnej rozborke spojenej s rozobratím konzoly." - Mark Cerny

PlayStation 5 bude generovať teplo v dvoch hlavných, horúcich bodov - APU /CPU+GPU/, SSD a dvoch vedľajších - MOBO/RAM a zdroj. Predpokladám, že použijú cca 300 watt PSU s vysokou efektivitou nad 90% a teda viac ako 30 watt tepla by to do okolia vyžarovať nemalo. Na APU určite dosadne medená kondenzačná komôrka s veľkým heatsinkom. A vo výfukovej časti bude sedieť veľký, pomalší, málo hlučný ventilátor. Na tom zatiaľ ale nie je nič inžiniersky zaujimavého, takže sa inšpirujem na inom mieste. Riešenie, v ktorom je do chladenia integrované celé šasi, kostra a obal zariadenia. 

DB4 Fanless Chassis od Streacom je krabica pre postavenie PC, ktorá je dizajnovaná, čo sa chladenia týka ako úplne pasívna. Elegantná kocka circa 26 centimetrov na každú stranu o váhe 7.5kg. Za vyššou váhou je fakt, že tie masívne, rebrované hliníkové bočnice sú prakticky hlavnou súčasťou samotného heatsinku. Viď názorné obrázky nižšie. Jedna strana kocky dokáže uchladiť minimálne 65 wattov odpadového tepla bez riadeného ofukovania vzduchom. Doporučený zdroj ZF240 Fanless 240W ZeroFlex je detto bez ventilátora /pri aktívnom chladení vie dodať aj 450 watt/. Celá zostava po správnom poskladaní teda neobsahuje žiadne rotujúce mechanické časti !!


Náš konkrétny uživateľ /primárne programátor, nie hráč/ do toho napchal 6 jadrový Ryzen na 3.5Ghz, 32 giga DDR4 2666Mhz RAM, 960 GB SSD od Samsungu a Nvidia GTX 1050 Aero. Prebehli aj praktické záťažové testy pomocou Geeks3D Furmark 1.21.0.0 pri teplote ambientu v izbe okolo 20stC. CPU bolo vytočené na 100% na všetkých 6 jadrách a 12 vláknach po dobu 30 minút. Z teploty 43stC v kľude to vyliezlo na 84stC stabilne. V okamihu ako týranie skončilo, tak teplota poklesla asi o 30stC behom 30 sekúnd. Pri GPU to išlo podobne, v rozlíšení 2560x1440/2xAA z kľudových 49stC na 82stC, kde to už ďalej nestúpalo. Nvidia pri tomto GPU udáva maximálnu teplotu čipu na 97stC, potom si to grafika porieši po svojom. SSD úložisko pálilo na 87stC, čo nebudem komentovať. Vonkajší hlinikový obal bol pocitovo horúci ale ruku vám v sekunde nepopáli. Mašina bola dokonale, anjelsky tichá.

"Ide o úplne odlišnú paradigmu. Skôr, než aby APU bežalo na konštantnej pracovnej frekvencii a kolísal odber energie podľa záťaže, na PS5ke bežíme naopak na prakticky konštantnej dodávke energie a frekvencia je naviazaná na záťaž." - Mark Cerny.

Nejde ani tak o to, že by bol návrh chladenia PS4 /PS4 PRO/ zlý a konzoly sa bežne prehrievali a vypínali. Hráči sa proste sťažujú na hlučnosť chladenia a hlavne na prudké zmeny otáčok ventilátora pod záťažou. Pri PS4 PRO, keď na to graficky náročná hra poriadne dupne sa popisuje, že sa konzola zmení na zavýjajúci letecký motor v režime forsáže. A musím dodať aj praktickú stránku veci a žiadosť na SONY /ako majiteľ s vymakaným PC a elektrostatickými prachovými filtrami/ - bolo by dobre popracovať aj na možnosti oveľa ľahšieho prístupu ku lopatkám ventilátora a rebrám chladiča.  Odhalenie PS5 čakám definitívne behom nasledujúcich 30 dní. Cez letné prázdniny a dovolenky to nie je načasovaním ten najsprávnejší čas a na jeseň možno budeme riešiť druhú, horšiu vlnu COVID-19.