Los nuevos Power Macintosh G5 de Apple presentan varias novedades sobre la anterior línea, pero destaca la inclusión de un sistema de refrigeración líquida de ciclo cerrado y sin mantenimiento. Analizaremos en este artículo el funcionamiento de dicho sistema, y lo actualizaremos en el momento en que dispongamos de mayor información sobre el mismo.Un artículo de Juan de Dios Santander Vela, Consultor IT Freelance
Los cambios
La nueva línea de ordenadores G5 de Apple presenta las siguientes novedades en sus especificaciones sobre sus predecesores:
· Configuraciones duales en toda la gama a 1800, 2000 y 2500 MHz, frente a configuraciones mono de 1600 y 1800, y una configuración dual a 2000 MHz
· SuperDrive x8 en lugar de x4
· Buses dedicados por procesador a 900, 1000 y 1250 MHz, frente a 800, 900 y 1000 MHz
· ATI Radeon 9600 XT con 128MB en lugar de la Radeon 9600 Pro con 64MB en el modelo de gama alta
· Refrigeración líquida en el sistema dual de 2500 MHz
El resto de características son similares a las de los modelos a que reemplazan: ranuras PCI en el de gama baja, PCI-X en los dos modelos superiores; nVidia GeForce FX 5200 Ultra
Nótese que la diferencia principal se encuentra en la gama baja y media, que pasa de procesador a 1600 a bi-procesador a 1800 (un incremento de más del 100%), y de mono-procesador a 1800 a bi-procesador a 2000 MHz (de nuevo un incremento superior al 100%, aunque inferior), mientras que el incremento de velocidad de proceso/ancho de banda para el modelo más potente es tan sólo de un 25%.
Destaca que las placas de estos Power Macintosh G5 soporten esas velocidades de transferencia de hasta 1,25GHz, lo que permite que el incremento de velocidad de los procesadores se traslade realmente a todo el sistema, contribuyendo al rendimiento multiprocesador del sistema. De hecho, cada uno de los canales puede mover 10GB/s (Bytes, no bits) de forma independiente, frente a los 8GB/s tope anterior, llegando a 40GB/s combinando la acción de los dos procesadores.
Liquid Cooled System
Apple aún no ha pasado a los desarrolladores información sobre las nuevas configuraciones G5, y no está previsto que lo haga hasta que se proporcionen las primeras unidades a los clientes, a primeros o mediados de Julio, de modo que no se dispone de información fiable sobre los equipos, más allá de sus especificaciones.
Sí hay disponible un pequeño folleto de Información Tecnológica («Technology Overview Whitepaper») en el que se hace referencia a las características del sistema «grosso modo», y en él —y un poco de sentido común— nos basaremos para hablar de dicho sistema.
La descripción del sistema de refrigeración líquida del G5 dual a 2,5GHz es similar al sistema disponible en cualquier refrigerador: mediante el aporte de energía eléctrica, y utilizando un fluido térmicamente estable, se extrae calor de un foco caliente —el procesador—, y se pasa a un foco frío —medio ambiente—.
El gráfico anterior es una imagen conceptual del funcionamiento del sistema, y no puede tomarse como una representación real del mismo. Si fuera real, no recibirían la misma refrigeración los dos procesadores, y la tasa media entre fallos de uno de ellos sería muchísimo mayor. Es de suponer que en las máquinas reales existen circuitos independientes por cada uno de los procesadores.
¿Por qué es mejor la refrigeración líquida que la refrigeración mediante el aire? La razón es que el aire, en realidad, es muy mal conductor térmico: por eso se utilizan cámaras de aire como aislante en los edificios, y en ese mismo principio se basa la vestimenta de los pueblos de los desiertos —bueno, en realidad la ventilación de un Tuareg se parece más a la ventilación de un Cube ;-)—. Es necesario un gran flujo de aire para que el calor que se disipe no quede junto al foco que lo ha generado.
Para que esa refrigeración líquida sea efectiva, es necesario que exista un íntimo contacto entre el procesador y el circuito refrigerante, de modo que Apple debe haber encontrado una forma efectiva de montar el sistema, puesto que la manipulación de un circuito cerrado lleno de refrigerante dentro del ordenador puede ser problemática si se realiza de forma manual, y es importante utilizar un adhesivo que sea térmicamente conductor para evitar que el aire provoque problemas de aislamiento.
Frente a la mayoría de los sistemas de refrigeración líquida disponibles en el mercado, que disponen de elementos en el exterior de la caja, el del Power Macintosh G5 no dispone de partes externas. Esto se logra debido a la división de flujos de aire y el control individual de los ventiladores. Además, y según el folleto mencionado, los Power Macintosh que disponen de refrigeración líquida son capaces de controlar no sólo la velocidad de los ventiladores, sino también la velocidad de circulación del fluido, de modo que la eficiencia del sistema sea siempre la máxima. Es la primera vez que un sistema operativo de sobremesa como el Mac OS X incorpora esa funcionalidad dentro del mismo.
El PowerPC 970fx y disipación térmica
La disipación de calor Q de un circuito integrado corresponde a la función:
Q = n · C · V² · f
donde n es el número de transistores, C es una constante que depende del proceso de fabricación —menor cuanto mejor o más avanzado sea—, V es el voltaje interno del procesador, y f es la frecuencia de reloj.
Puesto que sólo ha habido un incremento del 25% en la frecuencia de reloj, y n·C ha disminuido (en realidad n ha aumentado) porque el PowerPC 970fx utiliza el nuevo proceso de 90nm, en lugar de los 130nm utilizados en el PowerPC 970 original, y el voltaje interno debe ser igual —puede de nuevo haber disminuido para el 970fx—, se debe haber pasado de los 48W generados por cada procesador a 2GHz a algo menos de 60W. He encontrado una referencia que indicaría que el PowerPC 970fx a 2,5GHz consume 50W.
No sólo eso, el PowerPC 970fx presenta otra ventaja cuando se utiliza como procesador de sobremesa, y es su capacidad para pasar de forma continua entre la frecuencia máxima, frecuencia mitad, y un cuarto de frecuencia en ejecución, y frecuencias de hasta 1/64 en reposo, sin que los programas ni los periféricos sufran por ello. Es así posible tener situaciones de actividad ligera con disipaciones de unos 15W por procesador, y actividad de reposo con reactivación inmediata de menos de 1W por procesador.
Sin embargo, el PowerPC 970fx, al tener menor tamaño los transistores, ocupa poco más de la mitad que el PowerPC 970, por lo que necesita una refrigeración el doble de eficiente para la misma potencia disipada para evitar subidas peligrosas de la temperatura.
Podemos concluir que la introducción del sistema de refrigeración líquida corresponde más al deseo de mantener el mismo nivel sonoro en la gama, y preparar la infraestructura necesaria para los procesadores venideros, que a un «overcloking» del procesador, ya que la disipación del 970FX a 2,5GHz es prácticamente la misma que la del 970 a 2GHz, aunque en la mitad de área.
¿Es posible que este sistema permita la introducción de un PowerBook G5? Parece descabellado, puesto que es imposible introducir en un PowerBook el intercambiador necesario para la refrigeración líquida, y Apple no va a optar por un elemento externo. Además, es difícil que Apple, pese a haber descartado el mito del megahercio, introduzca un PowerBook G5 con una velocidad de reloj inferior a la máxima que haya disponible para G4. Quizá un 970fx a 1.6MHz, con un bus de 400MHz. Así se consumirían unos 30W… y quizá podría soportarlo el modelo de 17″.
Actualización:
Apple-X.Net ha publicado (14/06/2004) fotografías de fuente desconocida que muestran el sistema de refrigeración de los Power Macintosh G5: En ellas, se puede ver cómo cada uno de los procesadores dispone de refrigeración independiente, y un sistema de montado especial con dos radiadores, uno intermedio para cada uno de los circuitos, y otro general. El tamaño del sistema es igual al tamaño ocupado en los Power Macintosh G5 2GHz por los disipadores, de modo que se trata de un sistema realmente compacto, pero de fabricación mucho más compleja. Y desde luego, no parece que la refrigeración líquida sea la solución para los PowerBook G5 😉
Una nota más: si observáis las imágenes que aparecen en la página, os daréis cuenta de que el circuito se conecta a la placa madre mediante un par de conectores. ¿Se utilizarán esos conectores en el resto de los Power Macintosh? ¿Será posible finalmente actualizar el procesador como ocurrió en la etapa de los PowerPC 604? En cualquier caso, deberemos esperar a que existan versiones más rápidas de PowerPC 970fx…
Referencias:
PowerMacintosh G5 Technology & Performance Overview
PowerPC 970fx Power Consumption
Ars Technica: Inside the PowerPC 970
Siempre me sorprende mi amigo Juan de Dios (ultimamente me tiene abandonada) de sus conocimienmtos.Pero como dijo Maurice Maeterlinck..»No es posible saberlo todo».
..ó si??
Siempre tengo mis dudas con este chico….
kiss ..Juan
Lo de que los G5 A tienen Superdrive a x4 no es del todo cierto, tengo un G5 1,8ghz con SuperDrive Sony y estoy grabando DVD x8… a alguien mas le ha pasado, yo fui el primer sorprendido, dependiendo de si son x4 o x8 aparece y si lo dejas a la maxima te graba a x8 si lo eliges tu a x8, lo descubri porque veia que los tiempos de copia eran muy inferiores y creia que estaba grabando mal, aunque luego el DVD funcionaba correctamente ???
De momento solo lo he visto disponible desde el Toast 6.05, pero cuando grabe desde otro programa un DVD os pruebo y os digo.
la dreamcast (sega) tambien lleva refrigeracion por liquid pipes de la cpu y la GPU y no es tan dificil pegar y despegar el «radiador» de cada chip… (claro que no disipa como un llifaif…jeje)
Hace ya más de 4 años que hay disponibles kits de refrigeración líquida para los pcs. Nada nuevo.
la refrigeracion es lo mas lastima que todavia no consegui laburo
buenas me gustaria que alguien me dijese en cuantos grados puedo bajar mi pc con refrigeracion liquida del zakman reserator plus¡¡