13 лет назад 3 августа 2005 в 22:16 46

Первая ассоциация, возникающая при произнесении словосочетания “встраиваемые компьютеры” – какие-то сложные, неинтересные штуки, используемые где-нибудь на производстве или в автоматах, торгующих кока-колой и твиксами. Почти верно. Почти – потому что те же встраиваемые компьютеры с таким же успехом применяются в DVD- и HDD-рекордерах, ТВ-приставках и прочей бытовой цифровой технике.

Сама идея встраиваемости грозит нам лишь одним – возможностью использовать компьютер в различных устройствах и при этом избавиться от навязчивого присутствия стандартной компьютерной панели интерфейсов. Набор и размещение разъемов может быть таким, как это требует функциональность устройства, а внешний вид целиком в распоряжении дизайнера. Мы встраиваем компьютер в устройство, но окружающим совсем не обязательно знать, что у этого устройства внутри. В этом и заключается прелесть встраиваемых систем.

VIA EPIA MS
В нашу тестовую лабораторию попали две платы VIA EPIA серии MS – эта серия проектировалась специально для создания “тонких и компактных цифровых развлекательных устройств” (цитата с сайта производителя). Чем она примечательна?

Во-первых, задней панели в обычном понимании на платах этой серии нет. Все, что там можно обнаружить – D-Sub-разъем для подключения монитора, сетевой RJ-45 и разъем CompactFlash. Все остальные интерфейсы, которых предостаточно (см. врезку “Основные характеристики”), оформлены в виде установленных на плате разъемов, так что какие из них использовать и куда выводить, решать нам.

Во-вторых, платы EPIA серии MS – “низкопрофильные”: высота установленной платы может быть ограничена 28 мм при условии замены поставляемой штатно системы охлаждения. Со стандартной системой охлаждения высота получается порядка 35-38 мм, что все равно меньше 42-45 мм – такую высоту имеют, например, платы EPIA серии М. Теоретически для серии MS можно проектировать компактные корпуса высотой не более 35 мм.

Из-за “низкопрофильности” плат производителю пришлось пойти на использование в системе модулей памяти SO-DIMM, которая обычно устанавливается в ноутбуки. Единственный недостаток такого решения – бОльшая стоимость модулей этого типа.

Видеоинтерфейсы
Кроме стандартного набора видеовыходов, реализованного на чипе VIA VT1622A, на платы EPIA серии MS может устанавливаться PC-TV-конвертор Focus FS453, среди прочего поддерживающий HDTV. И поскольку платы ориентированы на использование в качестве встроенных компьютеров, естественно, они оснащены разъемом для LVDS-модулей, и при необходимости подключить жидкокристаллическую панель с любым интерфейсом не составит труда.

В-третьих, специально продуманное размещение элементов на плате позволило заменить два скромных радиатора процессора и чипсета на один большой радиатор с внушительной общей площадью поверхности. В результате на платах с процессорами VIA Eden 800 МГц и 1 ГГц удалось обойтись полностью пассивной системой охлаждения, и на их основе вполне можно собирать бесшумные машины. Модификация платы с чуть более мощным процессором VIA C3 1,2 ГГц кроме массивного радиатора снабжена еще и небольшим вентилятором (40 мм), достаточно тихим, но, увы, не бесшумным.

Наше исследование показало, что даже в небольшом корпусе Morex Cubid 3677, с установленным жестким диском 2,5″ Toshiba MK6021GAS, при полном отсутствии вентиляторов плата EPIA MS с процессором VIA Eden 1 ГГц нормально работает при стопроцентной загрузке (попытка воспроизведения MPEG-4-файла с одновременной антивирусной проверкой диска). При этом температура процессора в течение почти часа непрерывной работы не поднималась выше 78°С. Если учесть, что для этих процессоров температурный предел определен в 90°С, то становится очевидно, что новая версия радиатора справляется с охлаждением очень хорошо. Изолированное воспроизведение MPEG-4-файла, кодированного “тяжелым” кодеком, загружало процессор в среднем на 74%, и при этом температура в описанных условиях не поднялась выше 68°С.

Здесь необходимо напомнить, что речь идет о процессоре VIA Eden, который работает на пониженном до 1,05 вольта напряжении ядра и на частоте 1 ГГц выделяет в пике 7 ватт тепла. Если сравнить эту цифру с 17 ваттами, которые в пике выделяет VIA C3 1,2 ГГц, становится понятно, зачем понадобился вентилятор на плате с этим процессором, и вполне предсказуем результат отключения охлаждения – перегрев нам обеспечен. Но для “горячих” VIA C3 в плане бесшумности еще не все потеряно.

ПРАВИЛЬНОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ
Если мы используем встраиваемые варианты плат, такие, например, как серия MS, и самостоятельно проектируем корпус устройства, то вполне можем сразу позаботиться о том, чтобы все критичные узлы имели пассивное охлаждение. Очень простой в реализации и технически грамотный вариант предлагает, например, небольшая дрезденская компания Ingenieurbuero Schneider (www.mappit.de, www.mappit-a4f.com).

Сам корпус Mappit A4F, выполненный из алюминия и снабженный большими боковыми радиаторами, выступает в роли системы охлаждения. В качестве тепловодов используются медные полосы толщиной 6 мм. Критичные узлы – процессор, северный мост и силовые транзисторы блока питания – обладают термоинтерфейсом с корпусом-радиатором. Очень верно решено распределение тепловой нагрузки: процессор и северный мост непосредственно термически соединены с одним наружным радиатором, а транзисторы блока питания – с другим.

ZALMAN VF700-Cu
У нас возникла идея попробовать для охлаждения процессора VIA C3 1,2 ГГц использовать радиатор для VGA-карт ZALMAN VF700-Cu – мощный цельномедный кулер с малошумящим вентилятором должен был бы отлично справиться с охлаждением не самого горячего процессора. В принципе даже при 100% загрузке процессора минимальных оборотов 80-миллиметрового вентилятора было бы более чем достаточно, а если добавить интеллектуальный регулятор скорости вращения, который мог бы останавливать вентилятор и запускать его только при необходимости, можно было бы сделать систему почти бесшумной.

Естественно, у нас возникли проблемы с установкой. В небольшие корпуса, например Morex CUBID 3677, кулер можно было установить только на платы VIA EPIA серии MS, причем длинными ребрами внутрь и только после некоторых модификаций. С платами других серий этот фокус вообще не проходит – мешает установленный в разъем модуль памяти DIMM. Увы.

Если разработка собственного варианта корпуса кажется сложным и дорогостоящим проектом, можно использовать готовые корпуса, модифицировав их. Например, тот же Morex Cubid 3677 можно достаточно легко переделать под пассивное охлаждение, использовав как наглядный пример Mappit A4F. Что для этого нужно? Два алюминиевых радиатора 250×60 мм с высотой ребра 25-50 мм и медная полоса шириной 25-35 мм и толщиной 4-6 мм.

Из медной полосы изготавливаются тепловоды для процессора северного, а при большом желании – и южного моста чипсета. Причем сделать их нужно так, чтобы при установке вместо штатных радиаторов тепловоды плотно прилегали к центральной части боковых стенок крышки корпуса. В идеале в тех местах, где тепловоды касаются крышки, нужно прорезать небольшие прямоугольные окна – здесь они будут крепиться непосредственно к радиаторам. Поскольку достаточно, чтобы эти окна были размером 40×40 мм, их можно сделать и подручными средствами, не обязательно прибегать к лазерной резке – все равно они будут надежно скрыты под радиаторами.

Резать или нет?
В нашем варианте изготовления пассивного охлаждения в корпусе Morex Cubid 3677, в принципе, можно не прорезать окна в боковых стенках крышки, но тогда сборка системы будет гораздо сложнее (нужно точно совмещать все элементы конструкции) и для улучшения теплопередачи придется снять слой краски с мест крепления радиаторов к крышке корпуса.

Дальше радиаторы, выкрашенные с наружной стороны в подходящий цвет, крепятся сначала к тепловодам (на места соприкосновения наносится слой термопасты), а затем к боковым стенкам крышки корпуса. Поскольку наш медный тепловод имеет достаточно большую толщину, можно нарезать резьбу в медной полосе и в нее вкручивать винты крепления радиатора. (Еще один вариант: использовать обычные стальные гайки, утопленные в медной полосе тепловода с обратной стороны и зафиксированные, например, с помощью эпоксидного клея.)

Учитывая, что корпуса, подобные Morex Cubid 3677, комплектуются внешними блоками питания и нам нет нужды беспокоиться об охлаждении силовых транзисторов, можно один радиатор использовать для охлаждения процессора, а другой – для охлаждения северного и южного мостов чипсета.
Примерно по такой же схеме можно сделать пассивное охлаждение для вертикальной установки корпуса с радиаторами, размещенными на верхней и нижней крышках.

Насколько предложенный вариант экономически целесообразен и не окажется ли, что изготовление заказного корпуса обойдется в сумму, сопоставимую с затратами на покупку и переделку готовых корпусов, сказать сложно. По крайне мере, изложенную выше идею есть шанс полностью реализовать самостоятельно из доступных элементов.

И КОРОТКО О ПОГОДЕ
Серия MS показались нам очень интересной. За небольшие деньги, точно не сравнимые со стоимостью суперкомпактных встраиваемых решений той же VIA, мы получаем возможность собирать компактные бесшумные устройства в корпусах уникального дизайна. И главное, совсем не обязательно клеить на переднюю панель наклейку “VIA Eden” – зачем кому-то знать, что внутри находится компьютер.

Основные характеристики
Материнские платы VIA EPIA серии MS
Процессоры
– VIA C3 1,2 ГГц
– VIA Eden ESP 800 МГц/1 ГГц
Чипсет
– северный мост VIA CLE266
– южный мост VIA VT8235
Системная память – DDR266 SO-DIMM, один слот
Объем памяти – до 1 Гб
Графика – встроенное ядро S3 Graphics UniChrome IGP с аппаратным ускорением декодирования MPEG-2 и поддержкой двух дисплеев
Слоты расширения – 1 PCI
Интегрированный контроллер IDE – 2 x UltraDMA 133/100/66
Интегрированная сетевая плата
– VIA VT6103 10/100 Base-T Ethernet PHY
Интегрированный звук – VIA VT1616 6-канальный кодек AC’97
ТВ-выход
– VIA VT1622A
– Focus FS453 TV с поддержкой HDTV (опционально)
Порты ввода-вывода
– CompactFlash (VIA VT6207 USB 2.0 CF Bridge)
– 6 портов USB 2.0
– SM Bus
– Разъем порта VIP (VIP0)
– FIR
– CIR (переключаемый для клавиатуры/мыши)
– Wake-on-LAN
– разъем для LVDS/TTL/DVI Panel и VIP1 (опционально)
– 2 COM-порта
– PS/2 для подключения мыши
– PS/2 для подключения клавиатуры
– SPDIF
– S-Video/Composite/SCART
BIOS – Award BIOS, 2/4 Мбит флэш-памяти
Формфактор – Mini-ITX (4 слоя), 17×17 см