Стресс-тест оборудования

Стресс -тест (иногда называемый пыточным тестом ) аппаратного обеспечения — это форма намеренно интенсивного и тщательного тестирования, используемого для определения стабильности данной системы или объекта. Это включает в себя тестирование, выходящее за пределы нормальной оперативной способности , часто до предела, чтобы наблюдать за результатами.

Причины могут включать: определение критических точек и пределов безопасного использования; подтвердить, что заданные характеристики соблюдаются; для поиска проблем внутри продукта; определить виды отказа (как именно система может выйти из строя) и проверить стабильную работу части или системы за пределами стандартного использования. Инженеры по надежности часто тестируют элементы в условиях ожидаемой или даже ускоренной нагрузки, чтобы определить срок службы элемента или определить виды отказа . ^[1]

Термин «стресс-тест» применительно к оборудованию (включая электронику, физические устройства, атомные электростанции и т. д.), вероятно, будет иметь разные уточненные значения в конкретных контекстах. Один из примеров находится в материалах, см. Усталость (материал) .

Стресс-тест оборудования

Стресс-тестирование, как правило, должно подвергать компьютерное оборудование повышенному уровню нагрузки, чтобы обеспечить стабильность при использовании в нормальной среде. К ним могут относиться крайние значения рабочей нагрузки, тип задачи, использование памяти, тепловая нагрузка (нагрев), тактовая частота или напряжение. Память и процессор — это два компонента, которые обычно подвергаются таким стресс-тестам.

Существует значительное совпадение между программным обеспечением для стресс-тестирования и программным обеспечением для сравнительного анализа , поскольку оба стремятся оценить и измерить максимальную производительность. Из этих двух программ программное обеспечение для стресс-тестирования направлено на проверку стабильности, пытаясь вызвать сбой системы; Бенчмаркинг направлен на измерение и оценку максимально возможной производительности при выполнении данной задачи или функции.

При изменении рабочих параметров ЦП , таких как температура , влажность , разгон , понижение тактовой частоты , повышенное и пониженное напряжение , может возникнуть необходимость проверить, ядра ЦП ли новые параметры (обычно напряжение и частота подходят ) для тяжелых нагрузок ЦП . Это делается путем запуска программы, интенсивно использующей процессор, в течение продолжительных периодов времени, чтобы проверить, зависает или выходит из строя компьютер . Нагрузочное тестирование ЦП также называют тестированием на пытках . Программное обеспечение, подходящее для тестирования под пытками, обычно должно выполнять инструкции , которые используют весь чип, а не только несколько его блоков. Нагрузочного тестирования ЦП в течение 24 часов при 100% нагрузке в большинстве случаев достаточно, чтобы определить, что ЦП будет правильно работать в обычных сценариях использования, например, в настольном компьютере, где загрузка ЦП обычно колеблется на низких уровнях (50 % и ниже).

Нагрузочное тестирование и стабильность оборудования являются субъективными и могут различаться в зависимости от того, как будет использоваться система. Стресс-тест для системы, работающей круглосуточно и без выходных или которая будет выполнять задачи, чувствительные к ошибкам, такие как распределенные вычисления или «складывающиеся» проекты, может отличаться от теста, который должен иметь возможность запускать одну игру с разумной степенью надежности. Например, подробное руководство по разгону Sandy Bridge показало, что: ^[2]

Несмотря на то, что в прошлом IntelBurnTest был столь же хорош, кажется, что что-то в SB uArch [микроархитектура Sandy Bridge] испытывает более сильную нагрузку из-за Prime95... IBT действительно потребляет больше энергии [выдвигает более высокие тепловые требования]. Но... Prime95 каждый раз терпел неудачу первым, и она терпела неудачу, когда проходил IBT. Как и Sandy Bridge, Prime95 является лучшим тестером стабильности для Sandy Bridge-E, чем IBT/LinX.

Стабильность субъективна; некоторые могут назвать стабильность достаточной для запуска своей игры, другим, например, папкам [складывающимся проектам], может потребоваться что-то столь же стабильное, как и на складе, и... потребуется запустить Prime95 как минимум от 12 часов до дня или двух. считать это стабильным... Есть [стендовые тестеры], которых действительно не волнует такая стабильность, и они просто скажут, что если он сможет [завершить] тест, то он достаточно стабилен. Никто не виноват и никто не прав. Стабильность субъективна. [Но] Круглосуточная стабильность не является субъективной.

инженер ASUS В статье 2012 года о разгоне системы Intel X79 посоветовал , что важно тщательно выбирать программное обеспечение для тестирования, чтобы получить полезные результаты: ^[3]

Не рекомендуется использовать непроверенные стресс-тесты (например, Prime95 или LinX или другие аналогичные приложения). Для полноценного тестирования CPU/IMC и системной шины рекомендуется использовать Aida64 вместе с общими приложениями, такими как PC Mark 7. Aida имеет преимущество, поскольку тест стабильности был разработан для архитектуры Sandy Bridge E и тестирует определенные функции, такие как AES, AVX и другие наборы команд, которые являются простыми и похожими на синтетику, не трогают. Таким образом, он не только нагружает ЦП на 100%, но также тестирует другие части ЦП, не используемые в таких приложениях, как Prime 95. Другими приложениями, которые следует рассмотреть, являются SiSoft 2012 или Passmark BurnIn. Имейте в виду, что проверка не была завершена с использованием Prime 95 версии 26 и LinX (10.3.7.012) и OCCT 4.1.0 beta 1, но после того, как мы провели внутреннее тестирование, чтобы гарантировать хотя бы ограниченную поддержку и работу.

Программное обеспечение, обычно используемое при стресс-тестировании оборудования

Аида
Симулятор сети телеобработки IBM
Симулятор рабочих нагрузок IBM
Диагностический тест процессора Intel
Intel Burn-тест
ЛинХ (AVX)
Memtest86+ – memory
ОККТ
Прожигание паролей
Prime95 и его производные, такие как HyperPi — процессор/нагрев
Осада
садомазохизм
Цунг - бесплатный программный инструмент

Надежность

Проверка надежности оборудования включает в себя испытание на температуру и влажность, испытание на механическую вибрацию, испытание на удар, испытание на столкновение, испытание на падение, испытание на пыленепроницаемость и водонепроницаемость, а также другие испытания на надежность окружающей среды. ^[4]^[5]

Рост числа критически важных с точки зрения безопасности приложений для автомобильной электроники значительно усложняет задачу обеспечения надежности конструкции интегральных схем. ^[6]^[7]

Тестирование аппаратного обеспечения электрических водонагревателей, обеспечивающих накопление энергии и реагирование на спрос посредством прогнозного управления моделью, проведено Институтом инженеров по электротехнике и электронике, написано Халамеем, Д.А., Старреттом, М. и Бреккеном, ТКА. Автор сначала обсуждает, что классическая модель устойчивого состояния обычно используемые для моделирования электрических водонагревателей, могут быть неточными. Затем в этой статье представлены результаты тестирования оборудования, которые демонстрируют, что системы водонагревателей с модельным прогнозирующим управлением могут быть надежно отправлены для обеспечения заданных уровней мощности с погрешностью в пределах 2%. Затем автор представляет результаты эксперимента, которые показывают многообещающий путь управления водонагревателями, поскольку системы хранения энергии способны обеспечивать гибкую мощность и быстродействующие вспомогательные услуги на устойчивой основе.

В журнале Advanced Circuit Reliability Verification for Robust Design обсуждаются модели, используемые для проверки надежности схем, и применение этих моделей. Сначала обсуждается, как рост критически важных для безопасности приложений для автомобильной электроники значительно увеличивает проблему надежности проектирования интегральных схем. Затем автор начинает обсуждать новейшее решение Synopsys AMS для надежного проектирования. Эта часть статьи носит чисто технический характер и в основном рассказывает о том, как AMS может повысить надежность полночиповой проверки смешанных сигналов. Эта статья может стать полезным источником для изучения того, почему в наши дни так важно уделять больше внимания проверке надежности.

См. также

Ссылки

^ Нельсон, Уэйн Б., (2004), Ускоренное тестирование - статистические модели, планы тестирования и анализ данных , John Wiley & Sons, Нью-Йорк, ISBN 0-471-69736-2
^ Sin0822 (24 декабря 2011 г.). «Руководство по разгону Sandy Bridge E: пошаговое описание, пояснения и поддержка для всех X79» . сайт overlock.net . Проверено 2 февраля 2013 г. {{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ) (некоторый текст сокращен)
^ Хуан Хосе Герреро III - ASUS (29 марта 2012 г.). «Руководство по разгону материнской платы Intel X79» . www.benchmarkreviews.com . Проверено 2 февраля 2013 г.
^ Вебер, Вольфганг; Тондок, Хайдемари; Бахмайер, Майкл (2003). Андерсон, Стюарт; Феличи, Массимо; Литтлвуд, Бев (ред.). «Повышение безопасности программного обеспечения с помощью деревьев отказов: опыт от приложения до ПО, критического для полета» . Компьютерная безопасность, надежность и защищенность . Конспекты лекций по информатике. 2788 . Берлин, Гейдельберг: Springer: 289–302. дои : 10.1007/978-3-540-39878-3_23 . ISBN 978-3-540-39878-3 .
^ Юнг, Бён К.; Шин, Юн-Хо; Ли, Сан Хёк; Ха, Ён Чоль; О, Хёнсок (январь 2020 г.). «Адаптивный к отклику метод разработки проверочных экспериментов в вычислительной механике» . Прикладные науки . 10 (2): 647. дои : 10.3390/app10020647 .
^ Фан, А.; Ван, Дж.; Аптекар, В. (март 2019 г.). «Расширенная проверка надежности цепей для надежной конструкции» . Международный симпозиум по физике надежности (IRPS) IEEE 2019 . стр. 1–8. дои : 10.1109/IRPS.2019.8720531 . ISBN 978-1-5386-9504-3 . S2CID 169037244 .
^ Халамей, Д.А.; Старретт, М.; Бреккен, ТКА (2019). «Аппаратное тестирование электрических водонагревателей, обеспечивающих накопление энергии и реагирование на спрос посредством прогнозирующего управления моделью» . Доступ IEEE . 7 : 139047–139057. дои : 10.1109/ACCESS.2019.2932978 . ISSN 2169-3536 .

[1] Нельсон, Уэйн Б., (2004), Ускоренное тестирование - статистические модели, планы тестирования и анализ данных , John Wiley & Sons, Нью-Йорк, ISBN 0-471-69736-2

[2] Sin0822 (24 декабря 2011 г.). «Руководство по разгону Sandy Bridge E: пошаговое описание, пояснения и поддержка для всех X79» . сайт overlock.net . Проверено 2 февраля 2013 г. {{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ) (некоторый текст сокращен)

[3] Хуан Хосе Герреро III - ASUS (29 марта 2012 г.). «Руководство по разгону материнской платы Intel X79» . www.benchmarkreviews.com . Проверено 2 февраля 2013 г.

[4] Вебер, Вольфганг; Тондок, Хайдемари; Бахмайер, Майкл (2003). Андерсон, Стюарт; Феличи, Массимо; Литтлвуд, Бев (ред.). «Повышение безопасности программного обеспечения с помощью деревьев отказов: опыт от приложения до ПО, критического для полета» . Компьютерная безопасность, надежность и защищенность . Конспекты лекций по информатике. 2788 . Берлин, Гейдельберг: Springer: 289–302. дои : 10.1007/978-3-540-39878-3_23 . ISBN 978-3-540-39878-3 .

[5] Юнг, Бён К.; Шин, Юн-Хо; Ли, Сан Хёк; Ха, Ён Чоль; О, Хёнсок (январь 2020 г.). «Адаптивный к отклику метод разработки проверочных экспериментов в вычислительной механике» . Прикладные науки . 10 (2): 647. дои : 10.3390/app10020647 .

[6] Фан, А.; Ван, Дж.; Аптекар, В. (март 2019 г.). «Расширенная проверка надежности цепей для надежной конструкции» . Международный симпозиум по физике надежности (IRPS) IEEE 2019 . стр. 1–8. дои : 10.1109/IRPS.2019.8720531 . ISBN 978-1-5386-9504-3 . S2CID 169037244 .

[7] Халамей, Д.А.; Старретт, М.; Бреккен, ТКА (2019). «Аппаратное тестирование электрических водонагревателей, обеспечивающих накопление энергии и реагирование на спрос посредством прогнозирующего управления моделью» . Доступ IEEE . 7 : 139047–139057. дои : 10.1109/ACCESS.2019.2932978 . ISSN 2169-3536 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]