Prueba de estrés de hardware
Prueba rigurosa de seguridad y rendimiento del hardware

Una prueba de estrés (a veces llamada prueba de tortura ) de hardware es una forma de prueba deliberadamente intensa y exhaustiva que se utiliza para determinar la estabilidad de un sistema o una entidad determinados. Implica realizar pruebas que van más allá de la capacidad operativa normal , a menudo hasta un punto de ruptura, con el fin de observar los resultados.

Las razones pueden incluir: determinar puntos de ruptura y límites de uso seguros; confirmar que se cumplen las especificaciones previstas; buscar problemas dentro de un producto; determinar modos de falla (cómo exactamente puede fallar un sistema) y probar el funcionamiento estable de una pieza o sistema fuera del uso estándar. Los ingenieros de confiabilidad a menudo prueban elementos bajo estrés esperado o incluso bajo estrés acelerado para determinar la vida útil del elemento o para determinar modos de falla . [1]

El término prueba de esfuerzo, en lo que respecta al hardware (incluidos los dispositivos electrónicos, físicos, centrales nucleares, etc.), probablemente tenga distintos significados en contextos específicos. Un ejemplo es el de los materiales; consulte Fatiga (material) .

Prueba de estrés de hardware

En general, las pruebas de estrés deben someter el hardware de la computadora a niveles exagerados de estrés para garantizar su estabilidad cuando se utiliza en un entorno normal. Estos pueden incluir extremos de carga de trabajo, tipo de tarea, uso de memoria, carga térmica (calor), velocidad de reloj o voltajes. La memoria y la CPU son dos componentes que se someten comúnmente a pruebas de estrés de esta manera.

Existe una superposición considerable entre el software de pruebas de estrés y el software de evaluación comparativa , ya que ambos buscan evaluar y medir el rendimiento máximo. De los dos, el software de pruebas de estrés tiene como objetivo probar la estabilidad al intentar forzar un sistema a fallar; la evaluación comparativa tiene como objetivo medir y evaluar el rendimiento máximo posible en una tarea o función determinada.

Al modificar los parámetros operativos de una CPU , como temperatura , humedad , overclocking , underclocking , overvolting y undervolting , puede ser necesario verificar si los nuevos parámetros (generalmente voltaje y frecuencia del núcleo de la CPU ) son adecuados para cargas pesadas de la CPU . Esto se hace ejecutando un programa de uso intensivo de la CPU durante períodos prolongados de tiempo, para probar si la computadora se cuelga o falla . La prueba de estrés de la CPU también se conoce como prueba de tortura . El software que es adecuado para la prueba de tortura generalmente debe ejecutar instrucciones que utilicen todo el chip en lugar de solo algunas de sus unidades. Probar el estrés de una CPU durante el transcurso de 24 horas al 100% de carga es, en la mayoría de los casos, suficiente para determinar que la CPU funcionará correctamente en escenarios de uso normales, como en una computadora de escritorio, donde el uso de la CPU generalmente fluctúa a niveles bajos (50% y menos).

Las pruebas de estrés y estabilidad del hardware son subjetivas y pueden variar según el uso que se le vaya a dar al sistema. Una prueba de estrés para un sistema que funciona las 24 horas del día, los 7 días de la semana o que realizará tareas sensibles a errores, como computación distribuida o proyectos de "plegado", puede ser diferente de una que necesita poder ejecutar un solo juego con un nivel razonable de confiabilidad. Por ejemplo, una guía completa sobre el overclocking de Sandy Bridge concluyó que: [2]

Aunque en el pasado IntelBurnTest era igual de bueno, parece que algo en la SB uArch [microarquitectura Sandy Bridge] se estresa más con Prime95... IBT realmente consume más energía [genera mayores demandas térmicas]. Pero... Prime95 falló primero cada vez, y falló cuando IBT lo aprobaba. Así que, al igual que Sandy Bridge, Prime95 es un mejor comprobador de estabilidad para Sandy Bridge-E que IBT/LinX.

La estabilidad es subjetiva; algunos podrían decir que la estabilidad es suficiente para ejecutar su juego, otros, como las carpetas [proyectos plegables] podrían necesitar algo que sea tan estable como lo era en stock, y... necesitarían ejecutar Prime95 durante al menos 12 horas a un día o dos para considerarlo estable... Hay [probadores de banco] a quienes realmente no les importa la estabilidad de ese tipo y simplemente dirán que si puede [completar] un punto de referencia es lo suficientemente estable. Nadie se equivoca y nadie tiene razón. La estabilidad es subjetiva. [Pero] la estabilidad 24/7 no es subjetiva.

Un ingeniero de ASUS recomendó en un artículo de 2012 sobre el overclocking de un sistema Intel X79 que es importante elegir con cuidado el software de prueba para obtener resultados útiles: [3]

No se recomiendan pruebas de estrés no validadas (como Prime95 o LinX u otras aplicaciones comparables). Para pruebas de CPU/IMC y bus de sistema de alto nivel, se recomienda Aida64 junto con el uso de aplicaciones generales como PC Mark 7. Aida tiene una ventaja, ya que su prueba de estabilidad ha sido diseñada para la arquitectura Sandy Bridge E y prueba funciones específicas como AES, AVX y otros conjuntos de instrucciones que Prime y similares sintéticos no tocan. Como tal, no solo carga la CPU al 100%, sino que también probará otras partes de la CPU que no se usan en aplicaciones como Prime 95. Otras aplicaciones a considerar son SiSoft 2012 o Passmark BurnIn. Tenga en cuenta que la validación no se ha completado utilizando Prime 95 versión 26 y LinX (10.3.7.012) y OCCT 4.1.0 beta 1, pero una vez que hayamos realizado pruebas internas para asegurar al menos un soporte y funcionamiento limitados.

Software comúnmente utilizado en pruebas de estrés de hardware

Fiabilidad

La verificación de confiabilidad del hardware incluye pruebas de temperatura y humedad, pruebas de vibración mecánica, pruebas de impacto, pruebas de colisión, pruebas de caída, pruebas a prueba de polvo y agua y otras pruebas de confiabilidad ambiental. [4] [5]

El crecimiento de las aplicaciones críticas para la seguridad de la electrónica automotriz aumenta significativamente el desafío de la confiabilidad del diseño de circuitos integrados. [6] [7]

Pruebas de hardware de calentadores de agua eléctricos que proporcionan almacenamiento de energía y respuesta a la demanda mediante control predictivo de modelos es del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos, escrito por Halamay, DA, Starrett, M ​​y Brekken, TKA. El autor primero analiza que un modelo clásico de estado estable comúnmente utilizado para la simulación de calentadores de agua eléctricos puede ser inexacto. Luego, este documento presenta resultados de pruebas de hardware que demuestran que los sistemas de calentadores de agua bajo control predictivo de modelos pueden despacharse de manera confiable para entregar niveles de potencia de punto de ajuste con un margen de error del 2%. Luego, el autor presenta el resultado del experimento que muestra una vía prometedora para controlar los calentadores de agua como sistemas de almacenamiento de energía que son capaces de entregar capacidad flexible y servicios auxiliares de acción rápida sobre una base firme.

Advanced Circuit Reliability Verification for Robust Design, una revista que analiza los modelos utilizados en la verificación de la fiabilidad de los circuitos y la aplicación de estos modelos. En primer lugar, analiza cómo el crecimiento de las aplicaciones críticas para la seguridad de la electrónica automotriz aumenta significativamente el desafío de la fiabilidad del diseño de circuitos integrados. A continuación, el autor comienza a analizar la última solución AMS de Synopsys para el diseño robusto. Esta parte del artículo es muy técnica y habla principalmente de cómo AMS puede fortalecer la fiabilidad de la verificación de señal mixta de chip completo. Este artículo puede ser una fuente útil para investigar por qué es importante centrarse más en la verificación de la fiabilidad en la actualidad.

Véase también

Referencias

  1. ^ Nelson, Wayne B., (2004), Pruebas aceleradas: modelos estadísticos, planes de pruebas y análisis de datos , John Wiley & Sons, Nueva York, ISBN  0-471-69736-2
  2. ^ Sin0822 (24 de diciembre de 2011). "Guía de overclocking de Sandy Bridge E: guía paso a paso, explicaciones y soporte para todos los procesadores X79". overclock.net . Consultado el 2 de febrero de 2013 .{{cite web}}: CS1 maint: nombres numéricos: lista de autores ( enlace ) (algo de texto condensado)
  3. ^ Juan Jose Guerrero III - ASUS (2012-03-29). "Guía de overclocking de placas base Intel X79". benchmarkreviews.com . Consultado el 2 de febrero de 2013 .
  4. ^ Weber, Wolfgang; Tondok, Heidemarie; Bachmayer, Michael (2003). "Mejora de la seguridad del software mediante árboles de fallos: experiencias de una aplicación a software crítico para el vuelo". En Anderson, Stuart; Felici, Massimo; Littlewood, Bev (eds.). Seguridad informática, fiabilidad y protección . Apuntes de clase en informática. Vol. 2788. Berlín, Heidelberg: Springer. págs. 289–302. doi :10.1007/978-3-540-39878-3_23. ISBN . 978-3-540-39878-3.
  5. ^ Jung, Byung C.; Shin, Yun-Ho; Lee, Sang Hyuk; Huh, Young Cheol; Oh, Hyunseok (enero de 2020). "Un método adaptativo a la respuesta para el diseño de experimentos de validación en mecánica computacional". Applied Sciences . 10 (2): 647. doi : 10.3390/app10020647 .
  6. ^ Fan, A.; Wang, J.; Aptekar, V. (marzo de 2019). "Verificación avanzada de confiabilidad de circuitos para diseño robusto". Simposio internacional sobre física de confiabilidad (IRPS) del IEEE de 2019. págs. 1–8. doi :10.1109/IRPS.2019.8720531. ISBN 978-1-5386-9504-3.S2CID169037244  .​
  7. ^ Halamay, DA; Starrett, M.; Brekken, TKA (2019). "Prueba de hardware de calentadores de agua eléctricos que proporcionan almacenamiento de energía y respuesta a la demanda mediante control predictivo de modelos". IEEE Access . 7 : 139047–139057. Bibcode :2019IEEEA...7m9047H. doi : 10.1109/ACCESS.2019.2932978 . ISSN  2169-3536.
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