Компания IEI Integration Corp., специализирующаяся на промышленных решениях, - лидер среди производителей одноплатных компьютеров промышленного класса. Компания IEI Integration Corp. одна из первых стала выпускать высокопроизводительные «одноплатники» с пассивной системой охлаждения, используя в своих разработках компоненты с высокой теплопроводностью. Эти одноплатные компьютеры адаптированы для использования в условиях повышенной виброустойчивости, а также в условиях резких температурных перепадов - от -20°C до 60°C. Они имеют повышенную MTBF (наработку на отказ) и длительный жизненный цикл, в отличии от бытовых решений, которые широко представлены на рынке.
В начале 2020 года произошло обновление в линейке одноплатных компьютеров формата 3,5” (Wafer) – был выпущен WAFER-ULT5. В отличие от предыдущих версий, новое поколение оснащено процессорами Whiskey Lake и современными интерфейсами.
Специалисты компании «Ниеншанц-Автоматика» совместно с партнёрами одними из первых освоили и стали применять серию WAFER в своих проектах. За годы существования продуктовой линейки мы получили сотни положительных отзывов. Но, тем не менее, перед покупкой часто возникают справедливые вопросы:
- Не перегреется ли «одноплатник» при полной загруженности системы на топовых процессорах?
- Нужно ли предусматривать дополнительное охлаждение или базового радиатора будет достаточно?
- Каким тепловым сопротивлением должен обладать радиатор (корпус устройства), который крепится к теплоотводящей пластине при естественной конвекции?
Безусловно, вопросы очень актуальные, так как «одноплатник» имеет компактные габариты, и радиатор не выглядит угрожающе громоздким, как мы привыкли видеть в промышленных решениях, в частности, на топовых процессорах Intel Core i7 зачастую с гораздо большими габаритами. Но нынешние технологии и опыт позволяют делать решение компактным, не теряя при этом в надежности устройства, а также в его габаритах и производительности. Отвечая на насущные вопросы, производитель предусмотрел использование одноплатного компьютера в двух вариантах:
- Вариант с теплоотводящей пластиной подразумевает использование дополнительного охлаждения, который может быть выполнен в виде собственного радиатора или корпуса/стенки изделия, тепловое сопротивление которого при этом должно составлять не более чем 0,6 градус/Вт;
- Вариант с ребристым радиатором – это готовое решение, которое предоставляет производитель. Ребристый радиатор доступен опционально 34000-000804-RS.
Подробнее о преимуществах использования каждого из них будет указано в обзоре ниже. Кроме того, в обзоре мы подробно рассмотрим технические характеристики и доступные модификации всей продуктовой линейки последнего поколения – WAFER-ULT5.
Обзор
При производстве WAFER-ULT5 используются мобильные процессоры с низким тепловыделением и энергоэффективные компоненты с высокой теплопроводностью, а также радиатор с низким тепловым сопротивлением. Кроме того, «одноплатник» имеет хороший термоинтерфейс, сделанный при помощи соединения греющихся компонентов напрямую с подошвы радиатора. Всё это позволяет иметь компактные габариты – 157 x 107 мм.
В зависимости от способа монтажа, доступно две версии радиатора. Рассмотрим подробнее о каждую из них:
1) Теплоотводящая пластина (доступна по умолчанию, рис.1)
Рис.1 (Wafer-ult5 с теплоотводящей пластиной)
В данном варианте одноплатный компьютер можно встроить в практически в любую систему или оборудование, будь то беспилотный летательный аппарат, турникет, система машинного зрения и тд. Также его можно использовать как самостоятельный вычислитель (рис.2), предусмотрев под него корпус (для примера - BRICK-WAFER-BT или свой собственный), в случае, если необходимо обеспечить дополнительную защиту от попадания крупных частиц пыли. По большому счёту, теплоотводящая пластина будет являться также и монтажной пластиной, что даёт неограниченные возможности внедрения. Специально для этого на пластине предусмотрены крепёжные отверстия. Каждый может сам выбрать оптимальный способ применения, для этого необходимо найти плоскую поверхность с достаточной теплопроводностью и площадью рассеивания с минимальной шероховатостью. Этот вариант идеально подходит для герметичного устройства, где тепло выводится на корпус изделия и не требует поступления свежего воздуха.
Рис.2 (пример использования Wafer-ult5 с монтажной пластиной)
2) Ребристый радиатор (опционально 34000-000804-RS, рис.3)
Рис.3 (Wafer-ult5 c ребристым радиатором)
Как правило, в данном варианте одноплатный компьютер подразумевает использование там, где нет возможности вывести тепло на корпус изделия. Этот вариант в большинстве случаев используется в системах, где есть приток свежего воздуха в виде естественной или принудительной конвекции.
Этот вариант является готовым решением. При использовании варианта с ребристым радиатором не надо будет дополнительно предусматривать систему охлаждения.
Модельный ряд WAFER-ULT5 включает в себя следующие модификации:
- WAFER-ULT5-CE (на базе Intel Celeron 4305UE);
- WAFER-ULT5-i3 (на базе Intel Core i3-8145UE);
- WAFER-ULT5-i5 (на базе Intel Core i5-8365UE);
- WAFER-ULT5-i7 (на базе Intel Core i7-8665UE) – наш объект тестирования.
Блок-схема платы
На блок-схеме (рис.4) можно выделить высокоскоростные интерфейсы USB 3.2 Gen2 и M.2 A-key (2230). Кроме того, есть интерфейс MiniPCIe. Что касается видеоинтерфейсов, то на плате предусмотрены 2 x HDMI для трансляции контента в формате 4К и 1 x LVDS (внутренний), который может быть подключен к панели или другому дисплею. Зачастую в данном форм-факторе (3’5”) доступно только 2 x LAN. У WAFER-ULT5 предусмотрено 3 x LAN. На рисунке 4 зелёным цветом выделены изменения платы, по сравнению с предыдущем поколением серии WAFER.
Рис.4 (Блок-схема платы)
Cпецификация
Так всё-таки перегреется или нет?
Для доказательства того, что в одноплатном компьютере отсутствуют потенциально уязвимые тепловые участки при полной загруженности процессора, будет проведен собственный следственный эксперимент в нашей тестовой лаборатории. В качестве объекта тестирования мы возьмём топовую модель WAFER-ULT5-i7 (на базе Intel Core i7-8665UE) и будем использовать её с ребристым радиатором 34000-000804-RS. Результаты тестирования опубликуем в ближайшее время.
Рис.5 (Wafer-ult5 с ребристым радиатором при полной загруженности)
Почему стоит выбрать «Ниеншанц-Автоматику» и IEI
Компания «Ниеншанц-Автоматика» имеет самые большие склады оборудования для автоматизации и промышленных компьютеров в России и Европе, включая оборудование IEI и других партнеров. В наличии на складе в России имеются одноплатные компьютеры серии WAFER, что позволяет минимизировать сроки ожидания и ускорить процесс интеграции на объект.
IEI - надежный производитель промышленных компьютеров и комплектующих, клиенты которого доверяют ему стратегические важные задачи на протяжении ни одного десятка лет.
«Ниеншанц-Автоматика» является авторизированным дистрибьютором и сервисным центром IEI в России и странах СНГ и представляет весь спектр промышленных решений этого производителя, а также оказывает информационную, сервисную и техническую поддержку.