Vì sao yếu tố công nghiệp quyết định chiếc máy, không phải CPU

Khách hỏi chúng tôi thường bắt đầu bằng “cho tôi máy i5 hay i7”. Gần như không ai mở đầu bằng “tủ điện chỗ tôi mùa hè lên 60 độ”. Nhưng câu thứ hai mới là câu quyết định máy nào dùng được.

Một máy tính công nghiệp bị bốn thứ ép cùng lúc: nhiệt toả từ trên xuống, rung dội từ mặt bàn lên, bụi bay tới từ bên trái, và xung điện chạy theo dây nguồn vào từ bên phải. — Bốn thứ giết máy ngoài hiện trường. Không thứ nào trong số đó là hiệu năng.

Máy hỏng vì cái gì

Một máy tính công nghiệp hiếm khi hỏng vì chạy chậm. Nó hỏng vì bốn thứ, xếp theo mức độ thường gặp:

1. Nhiệt

Một con chip nhìn từ trên xuống, gần như toàn bộ các ô tính toán đã tắt, chỉ còn vài ô sáng; hơi nóng bốc lên và nhiệt kế bên cạnh dâng gần kịch. — Quá nóng thì CPU tự hạ xung — máy không tắt ngay, nó chậm dần rồi mới tắt.

CPU tự hạ xung khi quá nóng, rồi tự tắt. Máy văn phòng thiết kế cho phòng 25°C; tủ điện kín ngoài xưởng buổi trưa lên 50–60°C là bình thường. Máy vẫn khởi động được vào buổi sáng, đến trưa thì treo — đây là kiểu lỗi khó chịu nhất vì nó không cố định, thợ đến kiểm tra thì máy lại chạy ngon.

Điều nhiều người bỏ qua: dải nhiệt ghi trên datasheet là nhiệt độ môi trường quanh máy, không phải nhiệt độ trong tủ. Tủ kín không thông gió luôn nóng hơn ngoài trời vài độ, và chính cái máy đó cũng toả nhiệt vào tủ.

2. Rung

Hai thứ hỏng đầu tiên khi rung, đặt cạnh nhau: một đầu nối terminal block có con vít đã tự nới lỏng và sợi dây tuột ra, và một ổ cứng cơ mở nắp lộ đĩa quay, bên dưới là các vòng cung rung. — Đầu nối lỏng và ổ cứng cơ — hai thứ hỏng trước, và cả hai đều hỏng dần chứ không hỏng ngay.

Đặt máy trên máy CNC, xe nâng, hay tủ điện gắn cạnh động cơ thì rung là liên tục, không phải va đập một lần. Hai thứ chết trước: ổ cứng cơ và đầu nối lỏng. Ổ cứng thì thay bằng SSD được, còn đầu nối thì phải là loại có vít siết hoặc terminal block — cắm jack tròn thông thường sẽ tự rơi ra sau vài tháng.

3. Bụi và dầu

Cắt dọc một máy tính có quạt: bụi bị hút qua khe quạt vào trong và đọng thành một lớp mỏng trên bo mạch. — Quạt hút bụi vào trong theo đúng nghĩa đen — bụi kim loại lẫn dầu đọng lại thành lớp dẫn điện.

Máy có quạt hút bụi vào trong theo đúng nghĩa đen. Trong xưởng cơ khí, bụi kim loại lẫn dầu bám vào bo mạch tạo thành lớp dẫn điện mỏng, gây chập chờn rồi hỏng hẳn. Đây là lý do máy không quạt không chỉ để cho êm — nó là máy kín.

4. Nguồn điện

Một đường điện chạy ngang: sóng điện trơn tru cho tới chỗ có động cơ đấu vào, từ đó trở đi thành răng cưa nhọn hoắt rồi mới tới máy tính. — Điện xưởng sạch cho tới khi động cơ khởi động. Máy tính đứng cuối đường dây nhận phần đã nhiễu.

Điện xưởng không sạch như điện nhà. Sụt áp khi động cơ khởi động, xung nhiễu từ biến tần, mất điện đột ngột. Máy công nghiệp nhận dải rộng 9–48VDC và có bảo vệ quá áp, ngược cực — cắm thẳng vào nguồn tủ điện hoặc ắc-quy được. Dùng adapter thường thì mỗi lần sụt áp là một lần khởi động lại.

Vậy CPU không quan trọng?

Có, nhưng nó là ràng buộc dễ thoả mãn nhất. Phần lớn tác vụ công nghiệp — HMI, SCADA, thu thập dữ liệu, điều khiển — chạy tốt trên CPU khiêm tốn. Trong khi đó không có cách nào “nâng cấp” một chiếc máy để nó chịu được 70°C nếu nó không được thiết kế cho việc đó.

Nói cách khác: chọn sai CPU thì máy chạy chậm, còn chọn sai theo môi trường thì máy không chạy.

Thứ tự nên hỏi

Máy đặt ở đâu, nhiệt độ cao nhất khoảng bao nhiêu
Chỗ đó có rung không, có bụi dầu không
Gá thế nào, có sẵn nguồn điện gì
Cần cắm những thiết bị nào, bao nhiêu cổng mỗi loại
Rồi mới đến phần mềm chạy gì, cần CPU cỡ nào

Công cụ tự chọn máy của chúng tôi hỏi đúng theo thứ tự này — mất khoảng một phút và cho biết còn bao nhiêu máy phù hợp sau mỗi lựa chọn.

Một ví dụ thật

Khách cần máy đặt trong tủ điện ngoài trời ở Bình Dương, chạy phần mềm giám sát đơn giản. Nếu chọn theo hiệu năng thì một máy mini i5 giá rẻ là quá đủ. Nhưng tủ ngoài trời buổi trưa lên hơn 60°C, và máy đó có dải hoạt động 0–40°C.

Máy đúng ở đây là loại fanless dải rộng −40~70°C, chạy CPU Atom yếu hơn nhiều — nhưng nó sống được. Cộng thêm việc tính thông gió cho tủ, vì kể cả máy chịu 70°C cũng không nên chạy sát ngưỡng suốt ngày.