毎度諦めが悪い私です(笑)
前回レギュレータの温度が高いのが怖くてあきらめたAm5x86搭載ですが、レギュレータの温度を下げられないかな～、といろいろ調べていました。
そうしたら…
〇三端子レギュレータが…
もげました。
前のオーナーさんが何度もレギュレータの脚を曲げていたようです。
〇もげたレギュレータ
です。
品番を見てもデータシートが入手できなかったので、熱設計がどうなっていたのか確認することができませんでした。
そこで脚がもげたのを幸いに、データシートが入手できるレギュレータに置き換えて、温度を下げられるか試してみることにしました。
PK-EP586x4の実装部品とパターンを調べたところ、このレギュレータは1番ピンからVin-GND-VoutになっているタイプではなくADJ-Vout-Vinになっているタイプだとわかりました。
Am5x86の電源電圧は3.45Vなのが分かっているので、条件に合うレギュレータを付け直しました。
〇レギュレータ付け替え後
ヒートシンクは元々のレギュレータについていたものを流用しました。
まずはこれでレギュレータの温度を測ってみます。
〇やっぱり高い…
若干下がりましたが、それでも90℃超えてます。
この素子はデータシートから熱抵抗がわかるので、ヒートシンクに必要な熱抵抗がどのくらいか計算してみます。
この基板のADJピンにつながっている抵抗値から計算すると、出力電圧は3.47V。
CPUの電流はデータシート記載値で0.931A。
オーバークロックしている分電流は増えているはずなので仮に1.000Aと仮定してレギュレータの消費電力は(5.00-3.47)V×1Aで1.53W。
データシートの絶対定格には16W(Tc≦70℃)の記載があるので、Taを25℃としてヒートシンクに求められる熱抵抗はおよそ29.4℃/W以下。
余裕を持たせるなら25℃/W以下にしたいところ。
【3/21修正】熱計算を間違っていたので修正しました。
〇ヒートシンクの形状の違い
元々ついていたヒートシンクの熱抵抗がいくつかはわかりませんが、ヒートシンクの熱抵抗は素材の熱伝導率と表面積によって決まります。
熱伝導率が高いほど、表面積が大きいほど熱抵抗は低くなります。
写真のCPUの上に載っているのは熱抵抗37.9℃/Wのヒートシンクです。
元々ついていたのはこれよりも明らかに表面積が小さいです。
素材はわかりませんが、熱抵抗が30℃/Wより小さいとは思えません。
長期に亘っての安定動作は期待できそうにありませんでした。
PC-486GR+のCPUボードとCバスライザとの間の空間は狭いので、写真にある黒いヒートシンクでも筐体に収めるにはギリギリです。
ちゃんと放熱できる熱抵抗25℃/W以下のヒートシンクはもっと大きいので、元のヒートシンクと交換しようとしても空間が足りません。
レギュレータの寿命を考えると、やっぱりAm5x86を載せるのは無理がありました。
残念。
一応1時間ほど負荷をかけてランニングしてみましたが、キーボードに触っていないのに、勝手にCtrl-Cが入力される、という現象が何度も発生しました。
熱設計をちゃんとしたとしても、ほかにも問題がありそうです。
しかも、体感上はあまり早くなったと感じませんでした。
〇PFM586の結果比較
上がAm5x86、下がDX4ODPの計測結果です。
CPUクロックがもくろみ通りになっているか確かめるために測ったんですが、メモリアクセススピードがほとんど変わらないのに対して、メモリリードに消費したCPUクロックカウントがクロック周波数に比例して増えてます。
これはメモリスピードがネックになってますね…。
Am5x86のライトバックキャッシュを有効にすれば状況は変わるのかもしれませんが、PC-486GR+はCPUライトバックキャッシュに対応していませんし、放熱の問題もあるので、そこまで攻めるつもりはありません。
やっぱりPC-486GR+はDX4ODPで運用することにします。