So prüfen Sie ein QNAP NAS auf CPU-Stabilität und Überhitzung

CPU Lab in StorageDiag Workbench belastet den Prozessor des NAS in aufeinanderfolgenden Runden ohne Pausen. Ein Durchlauf endet von selbst, sobald sich der Wert nicht mehr ändert, spätestens nach etwa fünf Minuten. Er zeichnet die höchste CPU-Temperatur und den Rückgang der Kerntaktraten auf. BlackBox erfasst Temperaturen und Lüfterdrehzahlen. Zusammen helfen diese Messwerte, die Kühlung zu beurteilen und festzustellen, was genauer untersucht werden muss.

Vorbereitenals Administrator anmelden und eine ruhige Zeit für das NAS wählen
CPU Lab startendie CPU-Last beobachten
BlackBox öffnenTemperatursensoren und Lüfterdrehzahlen überwachen
Ergebnis lesenBewertung, Spitzentemperatur und Takt prüfen
WiederholenTests direkt nacheinander ausführen; bei störenden Prozessen den Lab-Modus nutzen

01Bevor Sie beginnen

CPU Lab, Pulse und BlackBox liegen auf dem Schreibtisch Utilities und messen das NAS, auf dem StorageDiag installiert ist. Melden Sie sich als Administrator an, denn Pulse und BlackBox öffnen sich nur für Administratoren.

Wählen Sie eine ruhige Zeit. CPU Lab führt seine Arbeitsthreads mit Echtzeitpriorität aus. Freigaben, Apps und virtuelle Maschinen können während eines Durchlaufs langsam reagieren oder Zeitüberschreitungen melden.
Einen Durchlauf stoppen. Beim ersten Run nach dem Öffnen des Fensters zeigt die Schaltfläche Running an und kann den Test nicht stoppen. Spätere Durchläufe im selben Fenster lassen sich mit Stop anhalten. Das Schließen des Fensters beendet einen Durchlauf, auch den ersten.
Veröffentlichung. Standardmäßig geht ein Ergebnis mit dem Urteil clean oder throttled zusammen mit dem NAS-Modell, seinem Prozessor und seinem Speicher an die öffentliche CPU-Rangliste. Wenn Ihre Ergebnisse nicht in die Rangliste sollen, öffnen Sie Compare und entfernen Sie das Häkchen bei publish automatically, bevor Sie auf Run klicken. Der Browser merkt sich diese Wahl, entfernen Sie das Häkchen daher in jedem Browser, den Sie verwenden. Ein Lab-Durchlauf (Abschnitt 06) veröffentlicht ein solches Ergebnis immer.
Run ist ausgegraut. Wenn der Daemon von StorageDiag auf der Stufe Safe mode oder Locked down läuft, sind Run und Lab ausgegraut, und das Fenster zeigt einen Hinweis. Ein Administrator ändert die Stufe in Access management auf dem Tab Daemon.
Der Verlauf braucht keine Einrichtung. BlackBox zeichnet den Zustand des NAS ab dem Start des Pakets alle 20 Sekunden auf, Temperaturen und Lüfterdrehzahlen einmal pro Minute.

02Den Test starten

Öffnen Sie CPU Lab: Startmenü → Benchmarks → cpuhound oder das gleichnamige Desktopsymbol. Die Karte Processor nennt die CPU, ihre Threads, ihren höchsten Takt und den Governor.
Klicken Sie in der Titelleiste auf Run. Jede Runde führt eine Reihe von Rechentests aus. Die Tabelle zeigt die acht Tests, aus denen der Index berechnet wird. Jeder Test läuft zuerst auf einem Thread und danach auf allen logischen CPUs, die dem Test zur Verfügung stehen. Die Runden folgen ohne Pause aufeinander. Der Durchlauf endet, wenn die letzten vier Runden innerhalb von 1,5 % übereinstimmen, wenn fünf aufeinanderfolgende Runden die Streuung nicht mehr verringern oder nach etwa fünf Minuten.
Verfolgen Sie den Durchlauf im Fenster: den CPH index nach jeder Runde, die Statuszeile mit der Runde und ihrer Streuung (round 8 · ±8.6 % → ±1.5 %), den gerade gemessenen Test, der in der Tabelle hervorgehoben ist, und die Kacheln von Data computing, eine pro logischer CPU.

Abbildung 1. CPU Lab während eines Durchlaufs (Werte aus einem aufgezeichneten Durchlauf). Runde 8 auf einem NAS mit einem Core i5-1235U und 12 Threads. Der Index bewegt sich noch: Die Statuszeile zeigt die Streuung der letzten Runden gegenüber dem Ziel von 1,5 %.

Die rosafarbene Markierung contended und die roten Zellen unter Wait kennzeichnen einen Test, der mehr als 5 % seiner Zeit auf CPU-Zeit gewartet hat. Mit den Standardeinstellungen des Echtzeit-Schedulers reserviert der Kernel etwa 5 % jeder Sekunde für andere Aufgaben. Solche Markierungen sind daher häufig. Ein Durchlauf erhält die Bewertung contended erst, wenn die Wartezeit über die letzten vier Runden etwa 10 % überschreitet. Der Durchlauf in Abbildung 1 endete mit der Bewertung throttled (Abbildung 3).

Wenn der Prozessor bei steigender Temperatur seinen Takt senkt, fällt der Index in den ersten Runden und pendelt sich anschließend ein. Im Durchlauf in Abbildung 1 erreichte die erste Runde 9 762 Punkte. Ab der sechsten Runde lagen die Werte zwischen 7 160 und 7 808. Der eingependelte Wert zeigt die unter diesen Betriebs- und Kühlbedingungen aufrechterhaltene Leistung.

Auf einem NAS mit höchstens vier logischen CPUs lässt CPU Lab eine davon für das System frei. Ihre Kachel bleibt dunkel. Der Test selbst nutzt deshalb nicht 100 % der gesamten CPU-Kapazität.

03Temperaturen und Lüfterdrehzahlen beobachten

CPU Lab zeigt seinen Temperaturmesswert erst am Ende des Durchlaufs. Öffnen Sie daneben BlackBox, um die Sensoren und Lüfter während des Tests zu beobachten:

Öffnen Sie BlackBox: Startmenü → Monitoring → BlackBox.
Wählen Sie in der Titelleiste Charts, den Zeitraum 1h und die Skala Absolute. Bei dieser Skala beginnen die Achsen für Temperatur und Lüfterdrehzahl bei null.
Klicken Sie in der Titelleiste auf Temp, um alle Temperatursensoren auf einmal zu sehen (bis zu zwölf).
Öffnen Sie die Messreihenauswahl über den Reiter am linken Rand, um auch Lüfter und CPU-Last anzuzeigen. Setzen Sie in der Gruppe Thermal ein Häkchen in der Zeile Temperature und klicken Sie auf Fan speed. Bei einem NAS mit mehreren Lüftern hat jeder Lüfter eine eigene Schaltfläche. Klicken Sie in der Gruppe CPU auf sys in der Zeile CPU busy, um die gesamte CPU-Auslastung anzuzeigen. Jede Maßeinheit (°C, rpm, %) erhält ein eigenes Diagrammfeld mit gemeinsamer Zeitachse, wie in Abbildung 2.

Abbildung 2. BlackBox während dreier CPU-Lab-Durchläufe (Beispieldaten eines NAS mit einer CPU mit vier Kernen und acht Threads). Die Messwerte der Package- und Kernsensoren steigen auf etwa 76 °C und stabilisieren sich. Die von system1 gemeldete Gehäusetemperatur steigt um einige Grad, und der Lüfter dreht mit steigender Temperatur schneller.

Die Sensoren. package und core0, core1, … sind die Sensoren eines Intel-Prozessors; ein AMD-Prozessor meldet tctl. Wenn der Kernel keinen Prozessorsensor zeigt, erscheint die CPU-Temperatur, die QNAP meldet, als cpu. system1 und ähnliche sind die Gehäusesensoren, die QNAP meldet; eine Netzwerkkarte kann einen eigenen hinzufügen. Lüfter tragen ihre Nummer als Namen, ein CPU-Lüfter heißt cpu1.
Ein Messpunkt pro Minute. BlackBox liest Temperaturen und Lüfterdrehzahlen einmal pro Minute aus. Ein kurzer Durchlauf liefert daher nur wenige Messpunkte. Abschnitt 05 erklärt, wie Sie die Last länger aufrechterhalten und mehr Messwerte erfassen.
Die Heatmap. Heat map in der Titelleiste zeigt jeden Sensor als Zeile farbiger Zellen: bernsteinfarben ab 65 °C, rot ab 80 °C.
Ereignisse. BlackBox markiert Critical temperature auf der Zeitachse, wenn ein Kern, das Package oder cpu 90 °C erreicht, ein Gehäusesensor 60 °C erreicht oder ein anderer Sensor, einschließlich AMDs tctl, 85 °C erreicht. Fan stopped wird markiert, wenn ein als vorhanden gemeldeter Lüfter 0 rpm anzeigt.
Taktraten live. Pulse (Startmenü → Monitoring → Pulse, Reiter CPU) aktualisiert alle zwei Sekunden die Werte jeder logischen CPU: Busy, den aktuellen Takt unter Current (⚡ bei einem Takt über dem Basistakt), Min, Max und Governor. Ein deutlicher Taktrückgang unter anhaltender Last kann auf eine Leistungsbegrenzung hindeuten. Beurteilen Sie ihn zusammen mit der Temperatur und der Governor-Einstellung.
Das Kernel-Protokoll. Startmenü → Live logs → Kernel Log öffnet Kernel Log · LIVE, das neue Kernel-Zeilen beim Eintreffen anzeigt. Eine Zeile wie Package temperature above threshold, cpu clock throttled wird mit dem Muster CPU Thermal Throttle markiert. Eine Zeile [Hardware Error] ist ein Hardwarefehler, den der Prozessor oder die Firmware gemeldet hat, meist ein Machine Check: Dekodieren Sie ihn in MCE Decoder (Startmenü → Analysis).

04Das Ergebnis lesen

Nach dem Durchlauf zeigt die Karte CPH index die Bewertung und die Anzahl der Runden. Die Zeile Thermal erscheint auf der Karte Processor: Sie zeigt die höchste CPU-Temperatur und den niedrigsten anhaltenden Kerntakt als Prozentsatz des Spitzentakts dieses Kerns. CPU Lab und BlackBox verwenden jeweils eigene Temperaturschwellen, die für alle Prozessoren gleich sind. Die Betriebstemperaturgrenze des Prozessors hängt dagegen von seinem Modell und der Konstruktion des NAS ab. Ein Messwert von 90 oder 95 °C allein belegt keine Überhitzung. Vergleichen Sie die Temperatur mit den Spezifikationen von CPU und NAS, den Taktänderungen und den Meldungen im Kernel-Protokoll.

Abbildung 3. Das Ergebnis des Durchlaufs aus Abbildung 1. throttled · 14 rounds, Index 7 589 (±5,2 %) und Thermal: 98 °C peak · clock 90 %. Der Prozessor überschritt die 95-°C-Schwelle von CPU Lab und hielt 90 % seines Spitzentakts. Das Ergebnis wurde veröffentlicht, daher zeigt die Karte seine Position in der Rangliste.

Die Urteile von CPU Lab
Urteil	Was der Durchlauf gemessen hat	In der Rangliste
`clean`	Jeder Kern hielt mindestens 90 % seines eigenen Spitzentakts, die CPU blieb unter 95 °C, und die Wartezeit auf CPU-Zeit blieb unter der Grenze für contended.	ja
`throttled`	Der Takt eines Kerns fiel mehr als 10 % unter seinen Spitzenwert, oder der heißeste CPU-Sensor erreichte 95 °C. Der Wert beschreibt die CPU-Leistung unter diesen Bedingungen.	ja
`contended`	Andere Prozesse belegten die CPU, sodass der Test auf CPU-Zeit warten musste. Der Wert ist eine Schätzung der unteren Leistungsgrenze.	nein
`untrusted`	Andere Prozesse konkurrierten um CPU-Zeit, während der Takt sank oder die Temperaturschwelle erreicht wurde.	nein
`indicative`	Der Wert hat sich nicht eingependelt: Selbst die vier am engsten beieinanderliegenden aufeinanderfolgenden Runden wichen um mehr als ±5 % voneinander ab. Dieses Urteil erhält nur ein Durchlauf, der sonst das Urteil clean erhielte.	nein

Hitze oder eine Taktbegrenzung. Die Bewertung throttled kann durch die Temperatur oder einen Taktabfall entstehen. Liegt die Spitzentemperatur über 90 °C, wie in Abbildung 3, prüfen Sie die Kühlung und vergleichen Sie den Wert mit den Spezifikationen dieses Prozessors. Sinkt der Takt bei einer Spitzentemperatur im Bereich von 60 bis 79 °C, sollten Sie die Leistungsgrenzen und den Governor prüfen.
Prüfen Sie die Temperatur auch beim Urteil clean. clean erlaubt einen Spitzenwert unter 95 °C. Ein Durchlauf mit dem Urteil clean und einem Spitzenwert von 90 °C erreicht bereits die Stufe, die BlackBox als kritische Temperatur markiert.
CPU-Diagramm. Ein bernsteinfarbener Umriss kennzeichnet Drosselung, ein rosafarbener das Warten auf CPU-Zeit. Die Spalte Wait wird über 5 % rot. Mit den Standardeinstellungen des Echtzeit-Schedulers kann ein Teil dieser Wartezeit auf die eigene Reserve des Kernels zurückgehen (Abschnitt 02).
Index. Der CPH-Index liefert einen Wert für einen einzelnen Thread und einen Wert für alle Kerne. Auf dieser Skala erreicht ein einzelner Thread eines aktuellen NAS-Prozessors der Mittelklasse etwa 1 000 Punkte. Der Ring daneben zeigt die mit dem Wert gemeldete Genauigkeit.

05Die CPU länger auslasten

Ein Durchlauf dauert etwa eine bis fünf Minuten. Bei wirksamer Kühlung kann sich der Wert innerhalb von vier bis sechs Runden stabilisieren. Um die Temperaturen länger zu beobachten, starten Sie den nächsten Durchlauf unmittelbar nach dem Ende des vorherigen:

Wenn die Bewertung auf der Karte CPH index erscheint, klicken Sie erneut auf Run. Drei Durchläufe auf einem NAS, das sich erwärmt, können etwa eine Viertelstunde dauern, wie in Abbildung 2. Stabilisiert sich der Wert schnell, wiederholen Sie den Test, bis BlackBox zehn Minuten Last zeigt.
Beobachten Sie BlackBox. Bei wirksamer Kühlung stabilisieren sich die CPU-Temperaturen, und der Lüfter hält eine höhere Drehzahl. Steigen die Temperaturen am Ende des letzten Durchlaufs noch, hat das System noch kein thermisches Gleichgewicht erreicht. Prüfen Sie, ob die Taktraten sinken oder die Temperaturgrenzen des Modells überschritten werden.
Öffnen Sie Compare und dann den Reiter This unit. Er zeigt die letzten 40 Durchläufe dieses NAS mit Datum, Art (Run oder Lab), Bewertung und Index. Wählen Sie einen Durchlauf, um seine Testergebnisse für alle Kerne mit dem letzten anderen Durchlauf desselben Builds des CPU-Lab-Testprogramms zu vergleichen. Ein Durchlauf mit einem anderen Build ist als other build markiert. Ähnliche Werte über mehrere Durchläufe deuten auf eine stabile Leistung unter den Testbedingungen hin. Sinkende Werte bei steigenden Temperaturen sind Anlass, die Kühlung zu prüfen.

06Mit gestoppten Diensten messen (Lab)

Die Bewertung contended oder untrusted bedeutet, dass andere Prozesse die für den Test verfügbare CPU-Zeit begrenzt haben. Lab führt den Benchmark mit gestoppten Diensten aus:

Schließen Sie im Browser jeden Tab mit QTS oder QuTS hero: Ein geöffnetes Panel kann Dienste wieder starten.
Klicken Sie auf Lab. Das Panel erläutert den Ablauf, die aufgezeichneten Daten, die geschätzte Dauer und die Vorabprüfungen. Es listet auch die Dienste auf, die gestoppt werden: Dateifreigabe, App-Center-Pakete, geplante Aufgaben, Medien, Snapshots, Replikation und Virenschutz. StorageDiag, das Admin-Panel und der Helpdesk bleiben aktiv.
Lab startet nicht, solange eine virtuelle Maschine läuft, eine iSCSI-Sitzung verbunden ist oder ein Array oder Pool degradiert ist, neu aufgebaut, resynchronisiert oder per Scrub geprüft wird. Eine fehlgeschlagene Prüfung wird rot und nennt ihren Grund.
Schalten Sie die Bestätigung ein und klicken Sie auf Start Lab run.

Abbildung 4. Das Lab-Panel vor dem Start (Beispieldienste und -prüfungen). Seine Schätzung: eine bis drei Minuten, um die Dienste zu stoppen (höchstens 30), höchstens fünf für den Test, eine bis drei, um die Dienste wieder zu starten.

Lab setzt den Governor auf performance, stoppt die Dienste, gibt der CPU 30 Sekunden zum Beruhigen und führt dann denselben Test aus. Danach stellt es den Governor zurück und startet die Dienste wieder. Der Durchlauf läuft auf dem NAS weiter, wenn Sie den Browser schließen, und Cancel beendet ihn und stellt die Dienste wieder her. Prüfen Sie am Ende, ob Ihre Freigaben und Apps wieder da sind.

07Die Symptome beurteilen

Was der Durchlauf und BlackBox zeigen und was zu tun ist
Was Sie sehen	So lässt es sich einordnen	Was zu tun ist
clean, ein Spitzenwert deutlich unter 90 °C, Temperaturen, die sich einpendeln, ein Lüfter, der schneller dreht und sich dann einpendelt	Die Kühlung bewältigt die Last in diesem Test.	Bewahren Sie das Ergebnis für spätere Vergleiche auf.
throttled mit einem Spitzenwert von 95 °C oder mehr, Lüfter mit hoher Drehzahl	Die CPU erreichte die von CPU Lab verwendete Temperaturschwelle. Der Taktwert zeigt den aufrechterhaltenen Takt.	Vergleichen Sie die Temperatur mit den Grenzen des Modells und prüfen Sie die Kühlung (Abschnitt 08). Wiederholen Sie den Test, nachdem Sie festgestellte Probleme behoben haben.
throttled mit einem Spitzenwert zwischen 60 und 79 °C	Eine Leistungsbegrenzung oder der Governor kann den CPU-Takt senken.	Prüfen Sie den Governor in Pulse; Lab läuft mit `performance`.
Ein Lüfter bei 0 rpm oder Fan stopped	Ein mögliches Problem mit dem Lüfter, seinem Anschluss oder der Drehzahlerfassung.	Stoppen Sie den Test. Prüfen Sie, ob sich der Lüfter dreht und richtig angeschlossen ist. Ersetzen Sie ihn, wenn ein Defekt bestätigt ist.
Ein Lüfter, der unter Last nicht schneller dreht	Die Einstellungen und die Funktion des Lüfters müssen geprüft werden.	Erhöhen Sie die Lüfterdrehzahl (Abschnitt 08). Reagiert der Lüfter nicht, prüfen Sie ihn, bevor Sie ihn ersetzen.
Critical temperature tritt nach der Reinigung bei normaler Raumtemperatur erneut auf	Ein mögliches Kühlungsproblem, etwa ein verschlissener Lüfter oder ein schlechter Kontakt des Kühlkörpers.	Prüfen Sie die Temperaturgrenzen des Modells. Deuten die Symptome auf einen Kühlungsdefekt hin, wenden Sie sich an einen Reparaturservice.
Das NAS startet während eines Durchlaufs neu oder antwortet danach immer noch nicht	Weitere Diagnose ist nötig. Zu prüfen sind unter anderem Netzteil, Hauptplatine, CPU, Speicher und Temperatur.	Lesen Sie das Kernel-Protokoll und BlackBox, testen Sie den RAM und melden Sie das Problem zusammen mit diesen Ergebnissen.
Zeilen `[Hardware Error]` im Kernel-Protokoll während des Durchlaufs	Hardwarefehler, die der Prozessor oder die Firmware gemeldet hat.	Dekodieren Sie sie in MCE Decoder, der auf das Subsystem hinweist (Speicher, CPU oder Bus), und bringen Sie das Ergebnis zu einem Reparaturservice.
contended	Andere Arbeit auf dem NAS hat dem Test CPU-Zeit genommen.	Wiederholen Sie den Test mit Lab (Abschnitt 06).

CPU Lab stoppt nicht, wenn die Temperatur steigt. Es misst die Leistung auch bei reduziertem Takt. Der Prozessor hat einen eigenen Überhitzungsschutz. Setzen Sie den Test trotzdem nicht fort, wenn Sie ein Kühlungsproblem feststellen. Stoppen Sie den Durchlauf und starten Sie keinen weiteren, wenn BlackBox Fan stopped oder 0 rpm zeigt. Prüfen Sie zuerst den Lüfter. Wenn das NAS hängt, klären Sie die Ursache, bevor Sie den Test wiederholen. CPU Lab misst die Leistung, prüft aber nicht die Ergebnisse seiner Berechnungen. Ein stabiler Index belegt daher nicht, dass der Prozessor vollständig fehlerfrei arbeitet. Rechenfehler können mit Programmabstürzen, Neustarts und Machine Checks einhergehen. Lesen Sie deshalb auch das Kernel-Protokoll. Speicherfehler können ähnliche Symptome verursachen. Testen Sie den RAM, bevor Sie das Problem dem Prozessor zuschreiben.

08Ein NAS kühlen, das heiß läuft

Staub. Entfernen Sie den Staub von Kühlkörper, Lüftern und Lufteinlässen.
Lüfter. Prüfen Sie ihre Funktion und ihre Reaktion auf Last (BlackBox, Fan speed). Bleiben sie langsam, während die CPU heiß ist, prüfen Sie die Smart-Fan-Einstellungen in QTS oder QuTS hero und erhöhen Sie die Drehzahl: Control Panel → System → Hardware → Smart Fan.
Luft. Lassen Sie vor den Einlässen und hinter dem Auslass Platz, stellen Sie das NAS nicht in geschlossene Schränke und nicht neben andere heiße Geräte, und senken Sie die Raumtemperatur, wenn Sie können.
Kühlkörper. Lassen Sie den Kühlkörper von einem Reparaturservice oder einer Person mit Erfahrung in der NAS-Wartung neu montieren oder die Wärmeleitpaste erneuern.
Erneut prüfen. Wiederholen Sie nach jeder Änderung Abschnitt 05 und vergleichen Sie Spitzenwert, Lüfterdrehzahl und Index mit den früheren Durchläufen.