A PC-kben alkalmazott processzorok teljesítménye, és ezzel együtt órajele is igen gyorsan emelkedik. A közeljövőben megjelenő, 4 - 8 GHz-es chipek azonban felvetnek egy komoly problémát, az elektromágneses sugárzás kérdését.

Az Intel megoldásainak fejlődési ütemét, illetve órajelnövekedését tekintve az elkövetkező években várhatóan általánosan elterjednek a 4 - 8 GHz órajelen működő processzorok a PC-piacon. Ezek a processzorok azonban igen magas órajelük következtében akarva akaratlanul is meglehetősen erős elektromágneses sugárzást bocsátanak ki, amely számos komoly problémát, és kérdést vet föl.

A fenti néhány mondat hallatán sokaknak minden bizonnyal a mobiltelefonok jutnak eszébe, amelyek szintén elektromágneses sugárzást bocsátanak ki, és továbbra sem lehet biztosan tudni, hogy mindezt milyen egészségügyi következményekkel teszik. Elöljáróban fontos azonban megjegyezni, hogy ezen cikk célja nem a félelemkeltés, hanem egy igenis valós, de elsősorban nem egészségügyi, hanem technikai jellegű probléma megvilágítása.

A problémát azok az elektromágneses (EMI - Electromagnetic Emissions) sugárzások okozzák, amelyeket a magas, több gigahertzes órajelen működő digitális elektronikai eszközök, így többek között az újabb, illetve a közeljövőben megjelenő processzorok bocsátanak ki. A 4 - 10 GHz-es órajeltartományon belül, amelyet a processzorok az elkövetkező években meghódítanak, elsősorban nem magával az alapórajellel, hanem annak második és harmadik felharmónikusaival van a probléma, amelyek a kétszeres, illetve háromszoros frekvenciatartományban sugároznak.

Milyen hatásai vannak az elektromágneses sugárzásnak?

Az elektromágneses sugárzás egy bizonyos frekvenciatartományban, illetve megfelelő erősség, térerő mellett megzavarhatja az elektromos eszközök működését, mint például a televízió, a rádió, a mobiltelefon, stb. Ez egy bizonyos határ felett komoly kellemetlenséget jelent a felhasználó, a család, és a szomszédok számára, olyan területeken pedig rendkívül nagy veszélyt jelenthet, mint egy kórház, vagy egy repülőgép, ahol a zavar kritikus funkciókat ellátó készülékeket zavarhat össze.

A számítógépek által kibocsátott kisteljesítményű elektromágneses sugárzás jelenlegi ismereteink szerint semmilyen egészségügyi veszélyforrást nem rejt, bár vannak olyan kutatók, akik ezt egyelőre korántsem jelentenék ki ilyen egyértelműen.

Az amerikai Federal Communications Commission (FCC - Szövetségi Kommunikációs Szabályzóbizottság) más nemzetközi szabályzóbizottságokhoz hasonlóan igen szigorú szabályokat határozott meg a számítógépekből kijutó elektromágneses sugárzások szintjét illetően. A cél az egyes eszközök közötti elektromágneses kompatibilitás (EMC - Electromagnetical Compatibiliy) biztosítása, hogy az egymáshoz közel működő készülékek ne zavarják egymást.

A kibocsátás alapvetően két módon, sugárzással, illetve az elektromos (elsősorban hálózati) vezetékeken keresztül juthat ki a készülékből. Az FCC két különböző szabványt alkotott meg az elektromágneses kompatibilitás (EMC) biztosítására. Az FCC Class A szabvány a különböző irodai, illetve vállalati elektronikai berendezésekre vonatkozik, a jóval szigorúbb FCC Class B pedig a szórakoztatóelekronikai eszközök által kibocsátható maximális elektromágneses sugárzási szintet szabja meg. A szabályozás célja az, hogy megvédje a különféle, érzékeny elektronikai eszközöket a sugárzás okozta zavaroktól.

A felhasználók döntő többsége még nem találkozott olyan esettel, amelyben a számítógép működése zavart okozott volna az egyéb elektronikai eszközök működésében. Ez elsősorban annak köszönhető, hogy a jól átgondolt, megfelelően kialakított hardverkomponensek megakadályozták az elektromágneses sugárzás kijutását a PC-ből.

A magasabb órajeltartományok meghódítása azonban új helyzetek elé állítja a kutatókat, és a hardvergyártókat. Megfelelő elektromágneses árnyékolás hiányában a gyártóknak költséges módosításokat kellene végrehajtaniuk, amely esetleg komoly megjelenésbeli késéseket is okozhatna. A kiadott termék nem megfelelő árnyékolása esetén pedig az FCC, illetve a többi kommunikációs szabályzóbizottság szabna ki óriási büntetéseket a szabályok ellen vétő gyártóra. Több, mint egy évtizeddel ezelőtt minden számítógép kiadását az FCC szigorú vizsgálata előzte meg. Jelenleg ez a módszer már nem követhető, mivel jelentős megjelenésbeli késéseket okozna. A '90-es évek közepén, amikor a PC-k fejlődése egyre gyorsabbá vált, a termékek életciklusa pedig jelentősen lecsökkent, az FCC drasztikusan módosította, hatékonyabbá tette hitelesítési eljárását: Amennyiben a számítógépben található eszközök mindegyike átment a FCC vizsgálatán, az egész, összeépített rendszer is megfelelőnek tekinthető, és nem szükséges külön bevizsgálni.

A PC gyártónak csak egy nyilatkozatot kell kiadnia, amelyben kijelenti, hogy termékei, amelyek kizárólag a szabályzóbizottság által bevizsgált és hitelesített részegységekből épülnek föl, megfelelnek az FCC követelményeinek. A társaság ezután elhelyezheti a számítógép házán az FCC szabályainak való megfelelést igazoló címkét.

A rendszer azonban akkor is bocsáthat ki a határértéket meghaladó erősségű elektromágneses sugárzást, ha maguk a részegységek, mint az alaplap, a processzor, a bővítőkártyák, a meghajtók, és az egyéb eszközök külön-külön megfelelnek az FCC követelményeinek. Egy nem megfelelően árnyékoló, vagy rosszul összerakott számítógépház könnyen gyenge ponttá válhat, és lehetővé teszi a nemkívánatos sugárzás kijutását.

A számítógépházak tehát komoly szerepet játszanak az elektromágneses sugárzás leárnyékolásában, és ezen szerep jelentősége a jövőben tovább fog növekedni. A probléma az, hogy a legtöbb számítógépház gyártó csak az utolsó pillanatban ellenőrzi termékének árnyékoló képességét, és amennyiben hiányosságokra derül fény, utólagos foltozgatásokkal igyekszik megoldani a problémát. Ez pedig amellett, hogy egyáltalán nem hatékony megoldás, a költségeket, és így a termék árát is megemeli. A jó elektromágneses árnyékoló képességgel áll szemben a kis méret, illetve az utóbbi időben kiadott modellekre jellemző modern forma is.

A számítógépház gyártók ezidáig nem vizsgálták, miként viselkedik termékük egy 4 - 8 GHz-es processzor alkalmazása esetén. Az Intel Desktop Architekture Group a közelmúltban azonban összefogott a brit York EMC Services Ltd.-vel egy olyan eszköz kifejlesztése érdekében, amely akár 25 GHz-ig használható az elekromágneses árnyékolóképesség pontos vizsgálatára, lehetővé teszi az előzetes, költséghatékony vizsgálatot, és biztosítja az adott termék hosszú életciklusát.

Az Omni-Directional Broadband Comb Generator Emitter, és szerepe

Az egyre gyorsabb processzorok, az ezzel együtt egyre növekvő alaplapi órajelek, valamint a különféle kiegészítő kártyák egyre erősebben árnyékolt számítógépházat igényelnek. Hogy lehet azonban megvizsgálni a ház árnyékoló képességét, ha még a végső konfiguráció, a majdani sugárzások ereje és frekvenciája sem ismert pontosan?

A chipóriás Intel Corp., és a York EMC Services cégek eldöntötték, hogy kifejlesztenek egy olyan eszközt, amely lehetővé teszi a gyártók számára, hogy szimulálják a jövőbeli, magas órajelen működő komponensek elektromágneses sugárzását. A készülék segítségével kifejlesztett számítógépházakat az elkövetkező években sem kell majd amiatt módosítani, mert az új, magas órajelű chipek sugárzását már nem árnyékolják.

Amennyiben tehát egy 4, 8, vagy akár 10 GHz-es processzor elektromágneses sugárzását szimulálni lehet, a gyártók még a fejlesztés fázisában megvizsgálhatják, hogy számítógépházaik megfelelően árnyékolnak-e majd a jövőbeli processzorok alkalmazása esetén. A megoldás emellett lehetővé teszi a konstrukciós problémák korai fejlesztési stádiumban való kiszűrését, amikor a módosítási költségek még nem a csillagos egekben járnak.

A York EMC Services által gyártott Omni-Directional Broadband Comb Generator Emitter egy olyan eszköz, amely a processzorokat utánozva nagyfrekvenciás, spektrum analizátoron nézve fésű formájú elektromágneses sugárzást bocsát ki. Az első modell, amely a CGE01 típusjelzést kapta, két évvel ezelőtt jelent meg a piacon, és 100 MHz-től egészen 12 GHz-ig, 80 vagy 100 MHz-es intervallumonként bocsát ki elektromágneses sugárzást.

Mivel a processzor működés közben második és harmadik harmónikusokat is bocsát ki, a számítógép ház árnyékoló képességét a CPU órajelének háromszorosáig kell ellenőrizni. A 12 GHz-ig működő CGE01 tehát legfeljebb egy 4 GHz-es processzor elektromágneses sugárzását tudja utánozni. A készülék 8 cm széles, illetve 8,8 cm magas, így a kisebb méretű számítógép házakban is könnyen elfér. A henger alakú forma, valamint a nikkel bevonattal ellátott alumínium kialakítás lehetővé teszi, hogy az eszköz minden frekvenciatartományban egyenletesen sugározzon. Az CGE01 vízszintesen is elhelyezhető, így a nem csak vízszintes, hanem függőleges irányban is vizsgálható a ház árnyékoló képessége.

Az 500 gramm tömegű CGE01 egy NiMH akkumulátort tartalmaz, nem igényel vezetékeket, így könnyen elhelyezhető a ház minden egyes pontján, és lehetővé teszi a gyenge pontok felkutatását. Az akkumulátor hosszú, mintegy 7,5 órás üzemidőt tesz lehetővé, így a méréseket nem kell az akkumulátor kicserélésével, illetve töltésével félbeszakítani. A készülék működtetése nem nevezhető bonyolultnak, csak egy be és kikapcsoló gomb, egylépésköz választó (80 vagy 100 MHz), és egy töltőcsatlakozó van rajta. Az elektromágneses árnyékoló képesség vizsgálatakor a tervezők különböző pontokon helyezik el a készüléket a számítógép házban, kívül pedig antennákra kapcsolt érzékelőkkel mérik a sugárzást minden irányban.

A York EMC Services második sugárzáskibocsátó készüléke, a hamarosan megjelenő CGE02 már 25 GHz-ig bocsát ki elektromágneses sugárzást, így lehetővé teszi egy 8 GHz-es processzor sugárzásának szimulálását is. Az elmúlt hetekben megrendezett, Las Vegas-i Comdex Fall 2002 kiállításon bemutatott eszköz 2003 első negyedévében jelenik meg, közölte Harry Skinner, az Intel Platform Technology Group részlegének elektromágneses sugárzással foglalkozó szakértője.


CGE01
A CGE02 szélesebb sugárzási tartománya mellett levehető akkumulátort kapott, így kisebb helyen elfér. A számítógép ház floppy tápkábeléről működtetve az eszköz a legparányibb zugokban is elhelyezhető, így alkalmazása tovább növeli a mérés precizitását. Mint az Intel képviselője elmondta, az új készülék a korábbi, hasonló eszközöknél sokkal nagyobb teljesítményre képes, miközben jóval kisebb, ára pedig a töredéke azoknak.

A CGE02 1 GHz-től 25 GHz-ig sugároz, méghozzá 250 MHz-es lépésenként, így az alacsonyabb frekvenciatartományok vizsgálatára a CGE01 ideálisabb. A készülék egyébként minden 250 MHz-es tartományon belül néhány száz KHz széles frekvenciasávon sugároz.

Skinner elmondása szerint a CGE02 nem csak a jövőbeli processzorok sugárzásának szimulálására alkalmas, de az olyan nagysebességű adatbuszok elektromágneses kibocsátásának utánzására is, mint a PCI Express, és a Serial ATA. "A nagysebességű soros összeköttetési technológiák komoly fejfájást jelentenek az elektromágneses sugárzás tekintetében, mert több gigahertzes órajelen működnek" - tette hozzá a szakértő. "Jelenleg dolgozunk a PCI Express eszközök elektromágneses kibocsátással kapcsolatos követelményeinek meghatározásán, hogy a következő generációs technológia bevezetésekor ne legyen ilyen jellegű probléma." A szakértő szerint a Yorkkal közösen kifejlesztett CGE készülékek amellett, hogy tükrözik az Intel elkötelezettségét az OEM gyártók fejlesztési munkáinak megkönnyítése iránt, lehetővé teszi a gyártók számára, hogy már a fejlesztés korai stádiumában kiszűrjék a számítógép ház árnyékoló képességeiben mutatkozó hiányosságokat, elkerüljék a későbbi, költséges módosításokat, és így a lehető legalacsonyabb költségek mellett, egyszerűen tökéletesíthessék termékeiket. "Ez a gyártótól egészen a felhasználóig mindenkinek előnyt jelent."

A York EMS Services apróságai egyelőre nem tartoznak az otthoni játékszerek körébe, 6200 (CGE01), illetve 7800 (CGE02) dolláros áruk miatt aligha kerülnek a karácsonyfa alá.

A néhány ezer dolláros ár azonban jelentéktelen összeg az olyan gyártók számára, amelyek akár több tízmillió dolláros pluszköltségeket kerülhetnek el a problémák korai kiszűrésével, a szükséges módosítások időben történő elvégzésével, valamint a termék életciklusának meghosszabbításával. A készülékek amellett, hogy ellenőrizhetővé teszik az FCC kibocsátási szabványainak való megfelelést, megkönnyítik a jövőben is helytálló megoldások kifejlesztését.

A legmodernebb eszközökkel bevizsgált számítógép házak is csak addig nyújtanak azonban védelmet a zavart okozó elektromágneses sugárzások ellen, amíg a jobb hűtés érdekében le nem vesszük a tetejüket, vagy a különböző kiegészítő eszközök, mint például a vízhűtő készülékek szükségessé nem teszik az árnyékolást végző burkolólap megbontását.