Khách muốn máy tính công nghiệp không quạt chạy Core i7 hoặc i9 để xử lý ảnh, rồi thắc mắc vì sao cùng một dòng máy, hãng ghi -40 ~ 70 °C với CPU này nhưng chỉ -40 ~ 50 °C với CPU kia, và vì sao có máy phải gắn thêm quạt ngoài dù gọi là "fanless". Câu trả lời nằm ở TDP của CPU và khả năng tản nhiệt của vỏ máy. Bài này giải thích giới hạn đó bằng thông số trên trang hãng của Advantech ARK-3534B, Cincoze DS-1400, AAEON BOXER-6843-ADS và BOXER-6839.
TDP là gì và vì sao máy không quạt quan tâm
TDP (Thermal Design Power) là công suất nhiệt mà hệ thống tản nhiệt phải giải phóng liên tục để CPU giữ được xung nhịp cơ bản khi chạy tải nặng kéo dài. Intel công bố TDP theo từng mã CPU: dòng Atom và N-series khoảng 6 ~ 15 W, dòng Core U-series 15 W, dòng T-series (đuôi T hoặc TE) 35 W, dòng desktop thường 65 W. CPU có thể vọt lên cao hơn TDP trong vài chục giây (turbo), nhưng khi tản nhiệt không theo kịp, CPU tự giảm xung (throttling) và phần mềm chạy chậm dù máy không tắt.
Máy có quạt đẩy không khí qua cánh tản nhiệt, lưu lượng lớn nên giải phóng được 65 ~ 125 W trong khối nhỏ. Máy không quạt truyền nhiệt từ CPU qua ống dẫn nhiệt (heat pipe) ra vỏ nhôm có cánh, rồi dựa vào đối lưu tự nhiên của không khí quanh máy. Lượng nhiệt giải phóng được tỷ lệ với diện tích cánh và chênh lệch giữa nhiệt độ vỏ và nhiệt độ phòng. Vì vậy ba đại lượng luôn đi cùng nhau trên datasheet: TDP của CPU, nhiệt độ phòng tối đa, và điều kiện luồng gió.
Giới hạn thực tế: đọc từ bốn máy
| Model (trang hãng) | CPU và TDP | Nhiệt hoạt động công bố | Điều kiện hãng ghi | Kích thước, khối lượng |
|---|---|---|---|---|
| Advantech ARK-3534B | Core i3 ~ i9 thế hệ 12/13/14, 65 W | -20 ~ 60 °C | Luồng gió 0,7 m/s, linh kiện dải nhiệt rộng; lắp HDD chỉ còn 0 ~ 40 °C | 156 x 204 x 230 mm, 5,705 kg |
| Cincoze DS-1400 | Core thế hệ 12/13/14 và Bartlett Lake, 35 W | -40 ~ 70 °C | Linh kiện dải rộng, luồng gió theo IEC 60068-2 | 227 x 261 x 88/108/128 mm, 4,5 ~ 5,44 kg |
| Cincoze DS-1400 | Cùng dòng, 45 W | -40 ~ 60 °C | Phải gắn quạt ngoài | |
| Cincoze DS-1400 | Cùng dòng, 65 W | -40 ~ 50 °C | Phải gắn quạt ngoài | |
| AAEON BOXER-6843-ADS | Core i3 ~ i9 thế hệ 12/13/14, tối đa 65 W | -20 ~ 45 °C | Có luồng gió | 186,8 x 226,5 x 375 mm, 8,2 kg |
| AAEON BOXER-6839 | Core i7-7700T ~ Celeron G3930T thế hệ 6/7, dòng T | -20 ~ 55 °C | Luồng gió 0,5 m/s, linh kiện công nghiệp | 264,2 x 124,5 x 156,2 mm, 4,5 kg |
Bảng trên cho thấy quy luật: cùng một vỏ DS-1400, mỗi bậc TDP tăng lên là biên nhiệt trên co lại 10 °C và từ 45 W trở lên phải thêm quạt ngoài. ARK-3534B chịu CPU 65 W tới 60 °C nhờ khối tản nhiệt 5,7 kg và điều kiện gió 0,7 m/s. BOXER-6843-ADS nặng 8,2 kg, có khe card đồ hoạ, công bố tới 45 °C với CPU 65 W. Không có con số nào là "máy tốt hơn"; mỗi con số là một tổ hợp CPU, vỏ và phòng.
Bốn quy tắc rút ra khi chọn máy
1. Chọn CPU dòng T (35 W) trước khi nghĩ tới 65 W
Core i7 dòng T có số nhân bằng bản 65 W, chỉ thấp xung cơ bản. Với phần lớn phần mềm SCADA, HMI, cơ sở dữ liệu và thị giác máy dùng vài camera, chênh lệch hiệu năng nhỏ hơn nhiều so với chênh lệch biên nhiệt (DS-1400: 70 °C so với 50 °C). BOXER-6839 chỉ dùng CPU dòng T và giữ vỏ 4,5 kg.
2. Nhiệt phòng phải trừ hao, không lấy sát mức công bố
Máy ghi 60 °C với gió 0,7 m/s đặt trong tủ kín nóng 50 °C không còn biên an toàn, vì không khí đứng yên tản nhiệt kém hơn điều kiện thử của hãng. Cách đọc từng điều kiện nhiệt đã bàn trong bài máy tính công nghiệp không quạt là gì.
3. Card mở rộng cũng sinh nhiệt và có giới hạn riêng
ARK-3534B có khe PCIe x16 và x4, datasheet ghi hỗ trợ card tới 120 W ở khe x16, nhưng card trên 30 W phải mua kèm bộ kit AMO-3508 cho nguồn và tản nhiệt. Dòng DS-1400 có bản một khe DS-1401 nhận GPU tới 75 W và bản hai khe DS-1402 tới 130 W; DS-1400 bản chuẩn không có khe. Tổng nhiệt CPU cộng card mới là con số vỏ máy phải gánh; card thị giác máy hoặc GPU nhỏ nên tính vào trước khi chọn CPU.
4. Nguồn vào phải đủ cho công suất đỉnh
Cincoze ghi DS-1400 tiêu thụ tối đa 206,93 W với CPU 35 W và 250,56 W với CPU 65 W, dòng khởi động 6,3 ~ 6,7 A ở 24 V. Bộ nguồn 24 V trong tủ phải chọn theo con số này, không theo TDP của CPU. ARK-3534B nhận 9 ~ 36 VDC, BOXER-6843-ADS nhận 19 ~ 36 VDC; máy 65 W đấu vào nguồn 12 V sẽ kéo dòng gấp đôi so với 24 V.
Ứng dụng nào cần bao nhiêu W
| Ứng dụng | TDP CPU đủ dùng | Cỡ máy tương ứng | Ví dụ đã nêu |
|---|---|---|---|
| Gateway, thu thập dữ liệu PLC, HMI đơn | 6 ~ 15 W (Atom, N-series) | Dưới 1 kg, lắp DIN | ARK-1124H (6 W thường, 15,7 W tối đa) |
| SCADA, MES tại trạm, thị giác máy 2 ~ 4 camera | 15 ~ 35 W (Core U, dòng T) | 2 ~ 5 kg, treo tường | BOXER-6839, DS-1400 bản 35 W |
| Xử lý ảnh nhiều camera, suy luận AI trên CPU, cơ sở dữ liệu lớn | 65 W (Core desktop E-series) | 5 ~ 8 kg, khối tản nhiệt lớn, có thể cần quạt ngoài | ARK-3534B, DS-1400 bản 65 W |
| Suy luận AI bằng GPU | 65 W CPU + card 75 ~ 130 W | 8 kg trở lên, biên nhiệt hẹp | BOXER-6843-ADS, DS-1402 |
Với thị giác máy, tách phần suy luận sang GPU rời hoặc module tăng tốc thường tiết kiệm nhiệt hơn nâng CPU lên 65 W; bài GPU là gì, phân biệt GPU và CPU nêu lý do. Muốn lọc máy theo TDP CPU, dải nhiệt và khe PCIe, dùng công cụ chọn máy rồi đối chiếu lại điều kiện luồng gió trên datasheet của model được gợi ý.
IPC247 làm được gì
IPC247 cung cấp Advantech ARK-3534B, Cincoze DS-1400 và AAEON BOXER-6839. Kỹ thuật viên hỏi phần mềm và số camera của khách để đề xuất TDP CPU phù hợp thay vì mặc định i7, đo nhiệt tại vị trí lắp, chạy thử máy ở tải 100% để xem có giảm xung không, và tư vấn bộ nguồn 24 V theo công suất đỉnh của máy.
Câu hỏi thường gặp về TDP và máy tính không quạt
Máy không quạt gắn quạt ngoài thì còn gọi là fanless không?
Về cấu tạo vẫn là máy kín không quạt bên trong; quạt ngoài chỉ tăng luồng gió qua cánh tản nhiệt và thay được mà không mở máy. Cincoze ghi rõ DS-1400 với CPU 45 W và 65 W cần quạt ngoài để giữ -40 ~ 60 °C và -40 ~ 50 °C.
Core i7 35 W và Core i7 65 W chênh nhau bao nhiêu hiệu năng?
Cùng số nhân, khác xung cơ bản và mức duy trì khi tải nặng kéo dài; ở tải ngắn cả hai đều turbo. Phần mềm công nghiệp thường không chạy tải nặng liên tục, nên khác biệt thực tế nhỏ hơn khác biệt trên bảng thông số.
Vì sao lắp HDD làm dải nhiệt của ARK-3534B co xuống 0 ~ 40 °C?
Ổ cứng cơ có giới hạn nhiệt và rung riêng hẹp hơn SSD dải rộng, nên hãng ghi dải hẹp hơn khi lắp HDD. Dùng SSD dải nhiệt rộng thì giữ được -20 ~ 60 °C.
Máy chạy nóng có tự tắt không?
CPU giảm xung trước khi tắt, nên triệu chứng đầu tiên là phần mềm chậm và khung hình camera rớt, không phải máy sập. Theo dõi nhiệt CPU bằng phần mềm hãng (như SUSI API của Advantech ghi trong datasheet ARK-3534B) giúp phát hiện sớm.