Silenciando un Athlon (gratis)

David Zubillaga - Abril 2004

Aviso

En este pequeño artículo no trato de escribir una guía sobre cómo silenciar de forma mágica un PC de forma gratuita. Es sólo la historia de una chapuza que parece funcionar aceptablemente en mi ordenador.

Si bien la idea puede ser aplicable a otros procesadores, en principio el artículo sólo se refiere a un Athlon en el que están habilitadas ciertas características de ahorro de energía. Más detalles un poco después.

Te aconsejo no seguir mis pasos en tu PC. Es peligroso y probablemente explote.

Descripción de la situación

Mi PC tiene como CPU un Athlon-XP 1700+, y como buen Athlon genera bastante calor, consumiendo hasta 65W de potencia. Para impedir que llegue a los 90°C descritos en la documentación de AMD como el máximo que el chip puede aguantar, tiene montado el correspondiente ventilador que, por cierto, funciona entre 5800 y 6300 revoluciones por minuto.

La caja no es especialmente buena, el ventilador tampoco y, por tanto, hace un ruido infernal, como seguramente imaginarás. Puede que si no eres afortunado estés sufriendo un ruido similar ahora mismo.

La solución (¿?)

La idea es muy simple. El ventilador de la CPU está conectado a una toma de +12V. Si lo alimentamos con +5V obtendremos una reducción en rpm proporcional a la del voltaje.

Esto representa sólo un 41% del voltaje original con lo que teóricamente el ventilador pasaría de girar de 6000 a 2500rpm. Todo hace pensar que dada la cantidad de calor generada por el procesador, no será suficiente y el procesador se sobrecalentará.

Existe también la posibilidad de alimentarlo con 7V, conectando el terminal de masa a +5V, dejando el de +12V en su sitio, pero eso introducía alguna complejidad extra y la reducción de ruido es menor...

Evaluación del "riesgo vs beneficio"

Aunque el ruido del ventilador a 6000rpm es muy molesto, prefiero aguantarlo a ver como mi procesador se convierte en humo.

Varias razones me animaron a llevar a cabo la chapuza.

Gracias a cierta característica de los Athlon que luego comentaré, mi procesador corría la mayor parte del tiempo a una temperatura en torno a 30°C, a veces menos, a veces un poco más, según la temperatura ambiente, como es lógico.

Por otro lado la reducción del nivel de ruido que noté en la primera prueba fue bastante significativa.

Tenía claro que la temperatura iba a aumentar. Pero quedaba por determinar cuanto. Si el aumento no fuera muy significativo, tal vez podría merecer la pena.

Stop Grant Mode

No es ninguna novedad y muchos de los usuarios de procesadores Athlon ya lo conocen, pero veo útil mencionarlo porque gracias a ese modo de funcionamiento de los procesadores "modernos" de AMD, la CPU puede desconectarse del FSB y poner ciertas zonas en modo de "bajo consumo".

Si no fuera por este modo de funcionamiento no podría obtener las temperaturas medias de entre 25 y 35°C y no me hubiera planteado el bajar las revoluciones del ventilador.

Todos los detalles, y enlaces a aún más detalles están el Athlon Powersaving HOWTO. Hay una versión en castellano, pero en el momento de escribir esto, no está actualizada.

Y por si hubiera otros sistemas instalados en la máquina, este es un HOWTO pensado para sistemas Linux, aunque imagino que en los *BSD pueda usarse algún comando equivalente. También hay utilidades que permiten activar este modo de bajo consumo en otros sistemas operativos propietarios populares.

Sirva como prueba de la eficiencia de este modo el siguiente gráfico.

Durante el primer minuto puede verse una pequeña subida de la temperatura hasta que el sistema de arranque llega a la línea donde se activa el modo de bajo consumo. A partir de ahí baja ligeramente buscando estabilizarse en torno a los 26°C. A las 14:02 se desactiva manualmente el modo de bajo consumo y la temperatura crece hasta cerca de 40°C en 15 minutos. Al volver a activar de nuevo el modo de bajo consumo, la temperatura vuelve otra vez al entorno de los 26°C.

Durante esta prueba la carga del sistema era 0 y el ventilador estaba funcionando a 12V. Con el ventilador a 5V la temperatura máxima en inactividad con el modo de ahorro desactivado llega hasta los 45-47°C aproximadamente.

Hay que destacar que en mi caso, el tener activado este modo no supone una reducción del rendimiento del procesador o, en todo caso, esa reducción es anecdótica. Hay algunos casos sin embargo en los que sí hay problemas. Más información en el HOWTO.

La chapuza en sí

El ventilador de la CPU va conectado a la placa mediante un conector de 3 pines. El cable negro va conectado a masa, el azul lleva la información de los sensores del ventilador (temperatura y revoluciones) y el rojo está conectado a +12V.

La operación consistirá simplemente en quitar el cable rojo de ese conector y ponerlo en contacto con algo que esté a +5V.

Se puede encontrar algo así en cualquiera de los conectores de corriente sin usar que salen de la fuente de alimentación. Llevan 4 cables, dos negros, uno rojo y otro amarillo. El rojo provee los 5 voltios que se necesitan.

Mi solución de alta tecnología fue empalmar los dos extremos con un poco de cinta aislante.

Y ya está.

A continuación, un resumen fotográfico de cómo llevé a la práctica lo anterior.

Conector del ventilador a la placa.

Uno de los conectores de corriente pequeños, usado por las disqueteras, por ejemplo.

Sacando el cable del conector del ventilador. Tarea análoga para el de corriente.

Demostración de la impecable presencia del resultado final.

Vista general. Pueden verse los cables azul y negro saliendo de la CPU hacia el conector original y el rojo de corriente hacia la izquierda en busca de la cinta aislante.

Mediciones

Metodología

Para poder comparar de manera adecuada el calor medido en la CPU con el ventilador a 5 y a 12V se hace necesario ejecutar las mismas tareas durante el mismo tiempo una vez en cada "modo" del ventilador.

Un script bash muy simple ejecuta diversas tareas durante un determinado tiempo y servirá para ver cuanto y con qué velocidad se enfría y se calienta la CPU ante diversas cargas.

La metodología entonces, consiste en arrancar el PC, entrar en el sistema, arrancar las X (no uso ningún display manager), abrir un terminal y ejecutar ese script. Durante todo el proceso, el demonio sensord lee cada 5 segundos los valores de temperatura del sistema, rpm del ventilador y carga del sistema (entre otros), almacenándolos en un fichero. De este fichero, la estupenda herramienta rrdtool generará unas gráficas que servirán para conocer lo bien o mal que se comporta el ventilador a 5V.

En la siguiente tabla se resume lo que el sistema estaba haciendo durante el tiempo que se estaba haciendo la medición de temperatura. Los tiempos son en minutos.

Resultados

Las pruebas de las que se han obtenido las siguientes gráficas están hechas en el mismo día y la temperatura ambiente se mantuvo constante entre 17 y 18°C.

Aunque no añadan mucha información extra, también incluyo las gráficas de carga del sistema y de revoluciones por minuto del ventilador.

Aquí va también una gráfica con los valores de temperatura de CPU y del sistema combinadas.

Conclusiones

No hay sorpresas en cuanto a que con el ventilador a 5V, la CPU se calienta antes, más rápido y más. También se enfría con más lentitud.

Sin embargo, bajo condiciones de carga moderada, como visión de un DivX o trabajo típico de oficina o navegación, la temperatura no es significativamente mayor, tal vez entre 5 y 10°C más en el peor de los casos. Mientras escribo esto, veo que la temperatura ambiente es de 20°C y la CPU se mantiene en unos saludables 30°C con el ventilador a +5V.

En los 15 minutos de CPU al 100% con Celestia, la temperatura alcanzó 55° con el ventilador a 5V, frente a 45 a 12V. Es de esperar que hubiera llegado más alto aunque parece difícil que llegara a los 60°.

Antes de la gran subida por culpa de Celestia aparece una pequeña "colina" en la gráfica correspondiente a los 15 minutos de mplayer y DivX. Es más evidente en el caso de los 5V, claro. No se aprecia ningún cambio en la temperatura al reproducir mp3 en ninguno de los dos casos.

Durante la fase "interactiva" de la prueba sí se aprecia una ligerísima subida de temperatura con respecto al reposo total, pero siempre estando en unos límites muy contenidos alrededor de los 30°C en los dos casos.

Como curiosidad, puede observarse como la temperatura del sistema supera la del propio procesador en varias ocasiones cuando el ventilador está conectado a +12V. El calor se reparte por el interior de la caja en lugar de quedarse en el disipador.

En mi caso particular el 98% del tiempo de uso del PC, la CPU no se usa a esos extremos. Puede que haya pequeñas ráfagas de uso al 100% al compilar algo, alguna compresión con bzip2... pero nunca durante demasiado tiempo seguido.

La reducción de ruido es bastante significativa y es mucho más soportable ahora que antes. Aunque no es precisamente un silencio absoluto, es un nivel aceptable.

Aún en el caso de que la CPU esté al 100% un buen rato y la temperatura esté a 55°C mientras tanto, no me parece preocupante, dado que el procesador ha sido diseñado para soportar temperaturas bastante mayores.

No soy ningún experto en electrónica y puede que tener funcionando así mi CPU acorte su vida. Tengo cierta inclinación a pensar que no es así.

Mi correo electrónico es dzub@europe PUNTO com. Cualquier comentario será bienvenido.

Hay formas mejores de hacer que baje el ruido de un PC. Cambiando los ventiladores por otros de mayor tamaño y bajandoles el voltaje optienes el mismo flujo de aire con la mitad de decibelios, por ejemplo. O poner una resistencia para comerle unos voltios, o un potenciometro (resistencia variable) en medio de ese cable rojo para comerle solo una parte segun lo necesitemos. En el mio tengo un ventilador adicional de 80mm a la mitad de voltaje y un recortador a 7v del ventilador del micro. Es un athlon a 1600, pero con esos dos cambios y la fuente de alimentacion silenciosa casi ni se le oye, de hecho hace mas ruido el disco duro o la tele que esta al lado que el micro. Lo del micro esta bien en entornos de ofimatica, pero al primer friky que intente esto y le de por echarse una minimaraton al RTCW:ET o al Battlefield 1942 se le va a poner el micro como la resistencia de una freidora.

Aparte de eso, gracias por el comentario sobre el modo de ahorro de energia, aun no me habia enterado del todo como ponerlo en marcha. A ver si este verano no volvemos a pasar de 52º como el año pasao... ^_^