Системный блок с водяным охлаждением


Бесшумный компьютер с двухконтурной системой водяного охлаждения

Чтобы падая с вершины покоренная водабыстро двигала машины

и толкала поезда

   Маршак С.Я. 1931г.

C приближением лета, весьма актуальна, стала проблема тепловыделения домашнего компьютера. Если зимой системный блок грел комнату так, что приходилось закрывать батарею центрального отопления, то с наступлением теплых дней, была уверенность в том, что старенький оконный кондиционер не справится с потоком тепла. А поскольку подошло и время апгрейда, было решено, сделать максимум возможного, с целью обеспечить комфортные условия работы.Распостраненные подходы к проблеме охлаждения компьютера

Базовый — приобрести готовый компьютер или комплектующие со штатными системами охлаждения. Типичный подход неискушенного пользователя, которых, кстати, подавляющее большинство, позволяет приобрести систему которая скорее всего будет работать и не перегреваться, но показатели шума вплотную приблизятся к медицинской норме в 45 Дб. Штатные кулера, как процессорные, так и для видеоплат, изготавливаются с целью минимизировать массу и соответственно цену. Производители видеокарт несколько более внимательны к ушам своих покупателей, существует достаточно много моделей видеокарт с пассивным охлаждением, а так же на рынке встречаются видеокарты с высокоэффективной и малошумящей системой охлаждения IceQ. Следует учесть, что производители компьютеров, оптимизируя соотношение цена/производительность, обычно, не ставят комплектующие имеющие качественные системы охлаждения, просто по причине их более высокой стоимости.Пример правильного подхода к реализации системы охлаждения видеокарты, низкоскоростной вентилятор прогоняет воздух через радиатор и выбрасывает за пределы корпуса.

Продвинутый — заапгрейдить систему охлаждения компьютера более совершенными вентиляторами, кулерами и реобасами. Большинство наших читателей отличаются именно таким подходом. Наиболее распространена в России продукция Arctic Cooling и Zalman. В итоге, собирается система, нередко насчитывающая десяток вентиляторов, все с оптимизированной крыльчаткой и гидродинамическими подшипниками. Текстолит печатных плат с трудом выдерживает килограммы меди высокоэффективных радиаторов, пронизанных тепловыми трубками. Штатные системы охлаждения отправляются на помойку… Результат от всех этих модных усовершенствований падает прямо пропорционально мощности системы, так как температура внутри корпуса стремительно растет с повышением мощности, и в топовых конфигурациях прокачка воздуха через корпус все равно вызывает значительный шум. Возникает тупиковая ситуация, когда каждый компонент системы достаточно бесшумен, скажем 18-20 Дб, но собранные вместе они дают 30-35 Дб еще более неприятного, за счет различного спектра и возникающих интерференций, шума. Стоит отметить и повышенную сложность очистки от пыли подобной конструкции. Если штатную систему легко чистить раз в полгода обычным пылесосом, то все эти тонко-реберные конструкции современных кулеров очистить весьма сложно. Проблеме пыли в корпусах, производителями почему-то не уделяется достаточное внимание, лишь некоторые корпуса снабжены весьма неэффективными пылевыми фильтрами. Между тем, измельченная вентиляторами пыль не только вредит охлаждению, осаждаясь на поверхности радиаторов, но и весьма вредна для здоровья человека, так как не задерживается бронхами и очень долго выводится из легких. Некоторые источники, считают что вред от мелкой пыли сопоставим с вредом от пассивного курения. Сильно страдают от пыли накопители CD/DVD и FDD, встречался даже кардридер забитый пылью до полной невозможности работы.

Экстремальный — некоторые люди в поисках идеала способны зайти достаточно далеко. В частности, проблему перегрева и пыли можно решить, приобретя у Zalman вот такой корпус:

Zalman Totally No Noise 500 ВтMSRP 1300$

Те, кто решил собрать бесшумный медиацентр, могут обратить внимание на более компактный MiniATX вариант, стоящий вдвое дешевле.

Впрочем, и эти, рассчитанные на пассивное охлаждение корпуса, производитель рекомендует для разогнанных и производительных систем, обдувать внешним вентилятором. Отказавшись от корпуса вовсе, можно попробовать обойтись пассивным охлаждением. Компьютер ваш будет выглядеть примерно вот так:

Системы водяного охлаждения пользуются заслуженной популярностью у оверклокеров. Принцип их действия основан на циркуляции теплоносителя. Нуждающиеся в охлаждении компоненты компьютера нагревают воду, а вода в свою очередь, охлаждается в радиаторе. При этом радиатор может находиться снаружи корпуса, и даже быть пассивным.

Одна из наиболее совершенных систем водяного охлаждения, Zalman Reserator 2MSRP 350$

Следует отметить существование криогенных систем охлаждения для ПК, работающих по принципу смены фазового состояния вещества, подобно холодильнику и кондиционеру. Недостатком криогенных систем является высокий шум, большая масса и стоимость, сложность в инсталляции. Но только используя подобные системы, возможно добиться отрицательной температуры процессора или видеокарты, а соответственно и высочайшей производительности.

Серийная «фреонка» Cryo-Z, производства OCZ TechnologyMSRP 400$

Исторически так сложилось, что блоки питания обделены бесшумными системами охлаждения. Во многом это обусловлено тем, что они рассеивают 15-25% потребляемой компьютером энергии. Вся эта мощность выделяется на разных, активных и пассивных компонентах блока питания. Греются силовые диоды и ключи инверторов, трансформаторы и дроссели… Традиционная схема компоновки блока питания требует переосмысления с переходом на внешнее охлаждение. Блоки питания с возможностью подключения к водяной системе охлаждения производит только одна компания.

БП Koolance 1300/1700 PSU-1300ATX-12NMSRP 600$

Бесшумные блоки питания других производителей маломощны, либо являются бесшумными только до определенной, весьма небольшой нагрузки.

Gembird CCC-PSU4X-Sдержит до 13 А по 12В шинеTopower Top-570NFпиковая мощность 570 Втбесшумен до 150 Вт

К сожалению, производители БП в настоящее время не выпускают блоки питания мощностью свыше 400 Вт с пассивной системой охлаждения. Отчасти это связано с возросшими требованиями к мощностным параметрам БП, отчасти с нежеланием производителей искать новые решения (таким решением могло бы быть к примеру, заливка внутренностей ИБП теплопроводным компаундом, использование тепловых трубок). В сложившейся ситуации, можно рекомендовать обратить внимание на блоки питания, отвечающие требованиям программы 80plus gold. Обладая КПД около 90%, такие БП могут обеспечить минимальный уровень шума системы охлаждения.Создание полностью бесшумного компьютера

Учитывая вышеизложенное, и имея определенные финансовые ограничения, было начато проектирование бесшумного компьютера. Очевидно, система охлаждения была выбрана жидкостная. На барахолке, по весьма сходной цене, был приобретен корпус с интегрированной системой охлаждения, Koolance PS2-901BW.

Система охлаждения включает в себя помпу, радиатор в верхней части корпуса, три низкооборотистых вентилятора GlacialTech GT80252BDL-2, блок термоконтроля и индикации.

Выбор блока питания оказался однозначен, только FSP ZEN 400 обладает полностью пассивной системой охлаждения, высоким КПД и достаточной мощностью. Несмотря на это, при тестировании на нагрузке в 300 Вт, радиатор БП разогрелся до 78 градусов. В связи с чем, было принято решение, установить на радиатор блока питания парочку имеющихся у меня водоблоков Zalman ZM-WB1, и проблема перегрева была решена.

Блок питания FSP Zen 400 с установленными водоблоками Zalman ZM-WB1

Материнская плата была выбрана Elitegroup P35T-A, бюджетное решение, тем не менее, собранная на чипсете, поддерживающий новые 45 нм процессоры на 1333 МГц шине и гигабитную сеть на чипе Intel 82566. С целью предотвращения перегрева в условиях отсутствия обдува, на северный мост был установлен водоблок Zalman ZM-NWB1, а на процессор Intel Core 2 Duo E7500 соответственно Zalman ZM-WB4 Plus.

Имеющийся на северном мосту радиатор был переставлен на южный мост, сменив там тонкую алюминиевую пластинку. Охлаждение стабилизатора напряжений мне показалось достаточным, но возможно, после установки четырехядерника придется ставить ватерблок и туда. Впрочем, к тому времени я надеюсь обзавестись материнской платой с интегрированной системой охлаждения, к примеру Foxconn BlackOps или ASUS Blitz . Поскольку Zalman ZM-GWB3850 найти в продаже не удалось, на видеокарту Sapphire HD 3870 был установлен ватерблок Zalman ZM-GWB2, а на микросхемы памяти и радиатор стабилизатора питания, были наклеены с помощью термоклея Алсил-5, дополнительные радиаторы.

C целью сделать систему полностью бесшумной, в компьютер установлен твердотельный жесткий диск Transcend 2,5 SSD SATA, размером 32 Гб.

Скорость чтения/записи 150/90 МБ/сек

В дальнейшем, по мере удешевления дисков, планируется покупка четырехканального кэширующего контроллера и сборка массива RAID0 на основе твердотельных накопителей.

Изюминкой данного технического решения является двухконтурная система охлаждения. Предстоящая перспектива рассеивать в комнате несколько сотен Ватт меня нисколько не радовала, как по причине затрат на бесшумную реализацию этого проекта, так и по причине предстоящей летней жары. В поисках эффективного решения, был использован мировой опыт. В частности, уже достаточно давно, стойки датацентров охлаждают водопроводной водой.

Для начала было необходимо понизить давление с 6 атмосфер в водопроводе, до уровня который способен выдержать водоблок. Надежды на то, что они выдержат давление, более чем в одну-две атмосферы не было, и на отвод холодной воды был установлен понижающий давление редуктор.

Для предотвращения засоров в тонких подающих трубках и каналах водоблока, после редуктора вода очищается фильтром тонкой очистки.

Для осуществления теплообмена между водопроводной водой и охлаждающей жидкостью в компьютере, был взят водоблок Zalman ZM-WB3 Gold на внутренний контур и полностью медный водоблок от Thermaltake Big Water на внешний контур. Они были соединены между собой через термоинтерфейс и образовали теплообменник для передачи тепла от внутреннего контура охлаждения к внешнему. В случае прекращения подачи холодной воды, по достижению устанавливаемого порога температуры теплоносителя, включаются три вентилятора штатной системы охлаждения.

Во внутреннем контуре циркулирует смесь из дистиллированной воды и автомобильной охлаждающей жидкости G11, соотношением 80 к 20, добавка антифриза не дает воде загнивать и защищает систему от коррозии. Так как счетчика воды у меня не предусмотрено, после выполнения функции охлаждения, проточная вода стекает в канализацию. При очень небольшом расходе воды, текущей тоненькой струйкой, температура воды в системном блоке не превышала 30 градусов! И это при полной бесшумности системы.

* — В этой полной тишине, если прислушиваться, можно услышать шум текущей воды и урчание помпы. Поэтому, сама помпа и корпус компьютера изнутри, были шумоизолированы материалами Noisebuster.

Для проверки эффективности системы охлаждения, использовались две конфигурации программного обеспечения.Idle — загружен рабочий стол операционной системы Windows Vista Ultimate x64 SP1.3D — выполняется тестовый пакет Futuremark 3Dmark Vantage. В обоих режимах использовалась штатная система водяного охлаждения Koolance, без подключения к холодной воде.

Idle Water и 3D Water — в теплообменник внешнего контура подавалась холодная вода температурой около 17 градусов, вентиляторы штатной системы ошлаждения не работали.

Idle Air и 3D Air — использовалась штатная, однослотовая, система охлаждения видеокарты ATI Radeon HD 3870 и процессорный кулер Neon 775 производства GIGABYTE. Теплоносителем в первых четырех тестах является вода внутреннего контура охлаждения, а в двух последних тестах — воздух внутри системного блока. Для получения стабильных результатов, все тесты выполнялись в течении часа, а показания о максимальной температуре снимались с помощью программы HWMonitor.

Из графика следует, что охлаждение водой значительно эффективнее, чем охлаждение воздухом. В частности, в системе охлаждаемой воздухом, во время простоя, зафиксированы параметры нагрева аналогичные нагруженной системы охлаждаемой водой! Система, охлаждаемая во время работы 3D теста воздухом, достаточно быстро прогрела воздух внутри системного блока до температуры выше 45 градусов. Неудивительно, что температура процессоров приблизилась к 80 градусам, а вентиляторы зашумели на полную мощность.

Бесшумный компьютер собран и работает

Цена вопроса и вопрос цены

Многие задают себе вопрос, какова цена тишины. Ниже приведена таблица, отражающая примерное удорожание компьютера с различными вариантами охлаждения. В качестве «эталона» была подсчитана стоимость типичного компьютера базовой конфигурации:

  • Процессор Intel Core Duo E7200 — 3600р.
  • Кулер GlacialTech Igloo 5062 — 250р
  • Материнская плата Elitegroup P35T-A — 2050р
  • Память 2x2 ГБ DDR2 PC6400 — 1900р
  • Видеокарта Sapphire Radeon HD 3870 512 МБ — 4350р
  • Жесткий диск 250 ГБ Seagate Barracuda 7200.10 SATA — 1400р
  • DVD-RW NEC-7190 SATA — 700
  • Корпус Delux DLC-Sh596 400 Вт — 2000р
  • Дисковод FDD 3,5 TEAC — 150р
  • Итого: 16400р
ОхлаждениеУлучшенное воздушноеБесшумное воздушноеВодяноеБесшумное водяное
КомпонентыCPU Cooler Zalman CNPS9700Видеоплата HIS 3870 ICEQ3Zalman TNN 300Thermaltake Big Water 745ватерблоки Zalman

NWB1 и GWB2

Zalman Reserator 2БП FSP ZEN 400
Удорожание2300р 14%14800р 90%5000р 30%10900р 65%

Для корректного подсчета, цена заменяемых компонент вычиталась из общей суммы, и графа удорожание содержит «чистую» сумму, на которую данная конфигурация становится дороже базовой.

Для интересующихся, привожу расчет удорожания описанной в статье системы:

  • Корпус Koolance PS2-901BW Б/У — 1000р
  • Ватерблок Zalman ZM-WB4 Plus — 700р
  • Ватерблок Zalman ZM-NWB1 — 500р
  • Ватерблок Zalman ZM-GWB1 — 500р
  • Ватерблок Zalman ZM-NWB2 — 500р
  • Ватерблок Thermaltake Big Water Б/У — 200р
  • Трубка силиконовая 10 метров — 250р
  • БП FSP ZEN 400 — 3700р
  • Твердотельный жесткий диск 32 ГБ Transcend — 3100р
  • Фильтр тонкой очистки воды — 300р
  • Регулятор давления воды — 250р
  • Шумоизолирующий материал Noisebuster — 350р

С зачетом корпуса и блока питания, сумма удорожания составляет 8250р или 50%, бесшумный жесткий диск прибавляет к этому еще 3200р (20%). Такова на настоящее время цена полной бесшумности компьютера.

Что дальше?

С целью экономии воды, возможно изготовление трехконтурной системы охлаждения, в которой теплообменник крепится непосредственно на трубу магистрали холодной воды, и жидкость этой, промежуточной системы, прокачивается отдельной помпой. Весьма интересна возможность расположить между первым и вторым контуром полупроводниковый холодильник на эффекте Пельтье.

Применение подобных, прогрессивных решений, позволяет достигнуть рекордной производительности при полном отсутствии шума.

В связи с вышеизложенным, непонятна низкая активность производителей комплектующих по оснащению материнских плат, видеокарт и блоков питания системами водяного охлаждения. Крайне необходимой является разработка штуцера, конструкция которого позволит подключать компоненты без риска разлива теплоносителя.

www.ixbt.com

Как выбрать систему жидкостного охлаждения | Блог | Клуб DNS

Что такое система жидкостного (водяного) охлаждения и зачем она нужна.

Хорошее охлаждение центрального процессора и процессора видеокарты последние десятилетия является необходимым условием их бесперебойной работы. Но греются в компьютере не только процессор и видеокарта - отдельный кулер может потребоваться микросхеме чипсета, жестким дискам и даже модулям памяти. Производители корпусов добавляют дополнительные вентиляторы, увеличивают их мощность и габариты, улучшают устройство радиаторов. И, разумеется, жидкостные системы охлаждения не могли быть обойдены вниманием.

Вообще, жидкостное охлаждение процессоров – тема не новая: оверклокеры столкнулись с недостаточной эффективностью воздушного охлаждения уже давно. «Разогнанные» до теоретического максимума процессоры грелись так, что не справлялись никакие из имевшихся тогда в продаже кулеров. Систем жидкостного охлаждения в магазинах не было, и оверклокерские форумы полнились темами о самодельных «водянках». И сегодня многие ресурсы предлагают собрать систему жидкостного охлаждения самостоятельно, но смысла в этом уже немного. Стоимость комплектующих сравнима с ценой недорогих СЖО в магазинах, а качество (и, следовательно, надежность) заводской сборки обычно все же выше кустарной.

Почему эффективность СЖО выше, чем у простого кулера?

Рассматриваемые СЖО не имеют вырабатывающих холод элементов, охлаждение происходит за счет воздуха возле системного блока – как и в случае обычного воздушного охлаждения. Эффективность СЖО достигается за счет того, что скорость теплоотвода с помощью движущегося теплоносителя намного выше, чем скорость естественного теплоотвода с помощью теплопередачи внутри металлического радиатора. Но скорость теплоотвода зависит не только от скорости движения теплоносителя, но и от эффективности охлаждения этой жидкости и от эффективности её нагревания теплом процессора. И, если первая задача решается увеличением площади радиатора, площади теплообменника радиатора и улучшением воздухообдува, то во втором случае теплообмен ограничен площадью процессора. Поэтому общая эффективность системы ограничивается эффективностью водоблока процессора. Но даже с таким ограничением СЖО обеспечивают примерно в 3 раза лучший теплосъем по сравнению с обычным воздушным охлаждением. В числах это означает снижение температуры чипа на 15-25 градусов по сравнению с воздушным охлаждением при нормальной комнатной температуре.

Конструкция СЖО

Любая система жидкостного охлаждения содержит следующие элементы:

- Водоблок. Его назначение – эффективно снимать тепло с процессора и передавать протекающей воде. Соответственно, чем выше теплопроводность материала, из которого изготовлены подошва и теплообменник водоблока, тем выше и эффективность этого элемента. Но теплопередача также зависит и от площади соприкосновения теплоносителя и радиатора – поэтому конструкция водоблока важна ничуть не меньше материала.

Плоскодонный водоблок Водоблок с игольчатым дном Водоблок со змеевидным теплообменником

Поэтому плоскодонный (бесканальный) водоблок, в котором жидкость просто протекает вдоль стенки, прилегающей к процессору, намного менее эффективен, чем водоблоки со сложной структурой дна или теплообменниками (трубчатыми или змеевидными). Минусами водоблоков со сложной структурой является то, что они создают намного большее сопротивление водяному потоку и, следовательно, требуют более мощной помпы.

- Помпа. Распространенное мнение, что чем мощнее помпа, тем лучше и что СЖО без отдельной мощной помпы вообще неэффективна – некорректно. Функция помпы – обеспечить циркуляцию теплоносителя с такой скоростью, чтобы перепад температур между теплообменником водоблока и жидкостью был максимальным. Т.е., с одной стороны, нагревшаяся жидкость должна вовремя выводиться из водоблока, с другой стороны – поступать в водоблок она должна уже полностью охлажденной. Поэтому мощность помпы должна быть сбалансирована с эффективностью остальных элементов системы и замена помпы на более мощную в большинстве случаев не даст положительного эффекта. Маломощные помпы часто объединены в одном корпусе с водоблоком.

- Радиатор. Назначение радиатора – рассеивать тепло, приносимое теплоносителем. Соответственно, он должен быть изготовлен из материала с высокой теплопроводностью, обладать большой площадью и быть укомплектован мощным вентилятором (вентиляторами). Если площадь радиатора СЖО сравнима с площадью радиатора процессорного кулера и вентилятор на ней установлен ничуть не мощнее, то не стоит ожидать от такой СЖО эффективности, превышающей эффективность того же кулера.

- Соединительные трубки должны быть достаточной толщины, чтобы не создавать большого сопротивления водяному потоку. По этой причине обычно используются трубки диаметром от 6 до 13 мм – в зависимости от скорости потока жидкости. В качестве материала трубок обычно используется ПВХ или силикон.

- Теплоноситель должен иметь высокую теплоемкость и высокую теплопроводность. Из доступных и безопасных жидкостей лучше всего этим условиям удовлетворяет обычная дистиллированная вода. Часто в воду добавляются присадки для снижения её коррозирующих свойств, для предотвращения размножения микроорганизмов (зацветания) и просто для эстетического эффекта (цветные присадки в системах с прозрачными трубками).

В мощных системах с большим объемом теплоносителя становится необходимым использование расширительного бачка – резервуара, в который будут уходить излишки жидкости при её термическом расширении. В таких системах помпа обычно объединяется с расширительным бачком.

Характеристики систем жидкостного охлаждения.

Обслуживаемая/необслуживаемая СЖО.

Необслуживаемая система идет с завода полностью в сборе, залитая теплоносителем и загерметизированная. Установка такой системы отличается простотой – некоторые необслуживаемые СЖО установить ничуть не сложнее, чем обычный кулер. Минусы у необслуживаемой СЖО тоже есть:- Низкая ремонтопригодность. Трубки часто просто запаяны в неразъемные пластиковые штуцеры. С одной стороны, это обеспечивает герметичность, с другой стороны, замена поврежденного элемента такой системы может вызвать осложнения.- Сложность замены теплоносителя обычно тоже связана с ремонтом системы – если часть жидкости вытекла, снова заполнить необслуживаемую СЖО может оказаться весьма непросто – заливочными отверстиями такие системы, как правило, не снабжаются.- Низкая универсальность связана с неразборностью системы. Невозможно ни расширить систему, ни заменить какой-либо из её элементов на более эффективный.

- Фиксированная длина трубок ограничивает возможности по выбору места установки радиатора.

Обслуживаемые СЖО часто поставляются в виде набора элементов и установка такой системы потребует времени и некоторой сноровки. Зато и возможности по её кастомизации намного выше – можно добавлять водоблоки для чипсета и для видеокарты, менять все элементы на более подходящие для конкретного компьютера, выносить радиатор на любое (разумное) расстояние от процессора и т.д. Можно не бояться устаревания сокета (и системы охлаждения) при замене материнской платы – для восстановления актуальности потребуется только заменить водоблок процессора. К недостаткам обслуживаемых СЖО, кроме сложности установки и высокой цены, следует отнести большую вероятность протечек через разъемные соединения и большую вероятность загрязнения теплоносителя.

СЖО должна поддерживать сокет материнской платы, на которую устанавливается. И если обслуживаемую СЖО еще можно приспособить под другой сокет, купив дополнительно соответствующий водоблок, то необслуживаемая СЖО может использоваться только с теми сокетами, что перечислены в её характеристиках.

Количество вентиляторов не оказывает прямого влияния на эффективность СЖО , но большое их количество позволяет снизить скорость вращения каждого отдельного вентилятора при сохранении общего воздушного потока, и, соответственно, снизить шумность при сохранении эффективности. Будет ли СВО с большим количеством вентиляторов эффективнее – зависит от их суммарного максимального воздушного потока.

Максимальный воздушный поток считается в кубических футах в минуту (CFM) и определяет, какой объем воздуха прогоняется через вентилятор в минуту. Чем выше это значение, тем выше вклад этого вентилятора в эффективность радиатора. Размеры (длина, ширина, толщина) радиатора ничуть не менее важны – четыре мощнейших вентилятора, обдувающих простой тонкий радиатор с малой площадью пластин будут охлаждать теплоноситель ничуть не лучше, чем один вентилятор, хорошо подобранный к радиатору с большой площадью пластин.

Материал радиатора определяет его теплопроводность, т.е., с какой скоростью переданное ему тепло будет распределяться по всей площади радиатора. Теплопроводность меди почти в два раза выше, чем теплопроводность алюминия, но в данном случае эффективность радиатора больше зависит от его конструкции и площади, чем от материала..

Материал водоблока, в силу ограниченности его размеров, важнее материала радиатора. Фактически, медь является единственным приемлемым вариантом. Алюминиевые водоблоки (встречающиеся в дешевых СЖО) снижают эффективность системы настолько, что пропадает смысл использования жидкостного охлаждения.

Максимальный уровень шума зависит от максимальной частоты вращения вентиляторов. Если в системе не предусмотрена регулировка частоты вращения, на этот параметр следует обратить пристальное внимание. При наличии регулировки частоты вращения, внимание следует обратить на минимальный уровень шума.

Уровень шума выше 40 дБ уже может восприниматься как некомфортный (40 дБ соответствует обычному звуковому фону в жилом помещении - негромкая музыка, спокойный разговор). Чтобы шум вентиляторов не мешал сну, он не должен превышать 30 дБ.

Регулировка скорости вращения вентиляторов может быть ручной и автоматической. Ручная регулировка позволяет менять скорость вращения вентиляторов в соответствии с личными предпочтениями, автоматическая же подстраивает скорость под текущую температуру процессора и обеспечивает лучшие условия работы оборудования.

Тип коннектора питания может быть 3-pin и 4-pin.3-pin коннектор не имеет отдельного провода для изменения скорости вращения вентилятора. Управлять скоростью вращения такого вентилятора можно только изменяя его напряжение питания. Не все материнские платы поддерживают этот способ. Если ваша материнская плата не может управлять скоростью вращения 3-pin вентилятора, то кулеры и двигатель помпы СЖО с 3-pin коннектором питания будут всегда вращаться на максимальной скорости. Для изменения степени охлаждения придется дополнительно покупать реобас.4-pin коннектор предполагает управление скоростью вращения двигателей с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ). При этом питание подается полное - 12 вольт – но не постоянно, а импульсами, меняя продолжительность которых, можно очень точно задавать частоту вращения двигателей. Кроме того, при таком способе нет ограничения на минимальную скорость вращения – регулируемый таким способом двигатель может вращаться даже со скоростью 1 об/мин. Единственный недостаток такого способа – он сложнее в реализации, а следовательно, дороже.

Наличие подсветки и прозрачные трубки. Футуристический вид систем водяного охлаждения и возможности их кастомизации сделали СЖО чрезвычайно популярными в среде моддеров. Производители СЖО ответили на эту популярность прозрачными трубками, подсветкой и флуоресцирующими присадками к теплоносителю. Разумеется, вся эта красота имеет смысл только при размещении в системном блоке с прозрачной крышкой.

Варианты выбора.

Если вы ищете недорогую замену огромному башенному кулеру, выбирайте среди базовых необслуживаемых систем в пределах 3000 - 5000 рублей.

Если вы – фанат оверклокинга и всегда разгоняете свой процессор до максимально допустимых величин, но при этом не хотите возиться с установкой и настройкой обслуживаемой СЖО, вам понадобится мощная необслуживаемая СЖО. Это обойдется вам в 6000-11500 рублей.

Если внешний вид компьютера имеет для вас не меньшее значение, чем его производительность, то СЖО с подсветкой и прозрачными трубками сделают ваш системный блок намного более эффектным за 4000-30500 рублей.

Если вы не любите лишний шум или если ваш компьютер стоит в спальне – вам потребуются СЖО с пониженным уровнем шума. Такие стоят от 3000 рублей.

И, наконец, если вы предпочитаете иметь возможность тонкой настройки всего на свете и хотите иметь возможность конфигурировать СЖО под свои нужды, обратите внимание на обслуживаемые СЖО. Правда, стоят они недешево – от 9000 до до нескольких десятков тысяч рублей.

club.dns-shop.ru

Сборка компьютера с водяным охлаждением

   В прошлом году я писал «фундаментальную» статью про системы охлаждения – труд вышел в двух больших частях (1, 2), зато я постарался рассказать про все, от радиаторов до жидкого азота. Совсем недавно я созрел на очередной «подвиг», а именно – на установку системы водяного охлаждения.

Если вам интересно подробное иллюстрированное руководство по сборке/установке такой системы (на примере производительного конфига), то добро пожаловать под кат. Трафик!

Радиаторы и кулеры – об этом даже писать не так интересно, потому что все это давно есть в любом компьютере и этим никого не удивишь. Жидкий азот и всякие там системы с фазовым переходом – еще одна крайность, шансы встречи с которой в хозяйстве обычного человека почти нулевые. А вот «водянка»… в вопросе охлаждения компьютера это как золотая середина – необычно, но доступно; почти не шумит, но в то же время охладить может что угодно. Справедливости ради, СВО (система водяного охлаждения) правильней называть СЖО (система жидкостного охлаждения), ведь, по сути, залить внутрь можно что угодно. Но, забегая вперед, я использовал обычную воду, так что орудовать больше буду именно термином СВО. Совсем недавно я достаточно подробно писал про сборку нового системного блока. Получившийся стенд выглядел следующим образом:

— Корпус Thermaltake Level 10

— Блок питания Thermaltake Toughpower Grand 750W — Материнская плата ASUS Rampage III Extreme — Процессор Intel Core i7-930 — Видеокарта Leadtek GeForce GTX 480 — Память Crucial Ballistix Tracer — Жесткий диск WD SiliconEdge Blue SSD Вдумчивое изучение списка говорит о том, что тепловыделение некоторых устройств не просто высокое, а ОЧЕНЬ высокое. И если подключить все как есть, то внутри даже самого просторного корпуса будет как минимум жарко; а как показывает практика, будет еще и очень шумно.

Напомню, что корпусом, в который собирается компьютер, является пусть и не очень практичный (хотя с каждым разом я убеждаюсь в обратном), но очень презентабельный Thermaltake Level 10 – у него есть минусы, но за один только внешний вид ему можно очень многое простить.

Я делал обзор этого корпуса, тогда в него собирался менее производительный стенд – с температурным режимом все было неплохо, хотя по заверениям многих авторитетных железных сайтов, корпус совершенно не предназначен для сбора действительно мощных конфигов. Более того, по мнению этих же изданий, корпус непригоден и для установки системы жидкостного охлаждения, с чем без проверки я в свое время согласился. Наконец-то выдалась возможность опровергнуть оба этих утверждения, сделав несколько полезных дел – сборку компьютера, установку в него системы водяного охлаждения и рассказ об этом вам. Пусть я рассказываю на примере редкого и дорого корпуса, но вам ничто не мешает применить полученные знания на любом другом кейсе – будет только легче!

И последнее. Я долго думал над тем, каким образом подать всю получившуюся информацию. В результате, посмотрев 1000+ сделанных во время работы фотографий, я написал универсальный алгоритм (последовательность действий) для сборки СВО – у меня вышло 8 пунктов, про каждый из которых я написал подробно и с картинками. У кого-то этих пунктов может получиться меньше, у кого-то больше, но в целом этим «HowTo» можно пользоваться для любой системы – заносите в избранное, глядишь, пригодится ;)

Go-go-go!

В один из нерабочих дней (в выходной) я приехал на битком забитой железом машине в магазин и мы почти сразу приступили к решению поставленной задачи. Помимо меня было еще два человека (Максим и Алексей), третий приехал под вечер — посмотреть на результат и предложить нам способ решения одной проблемы (из-за которой сборка системы очень сильно затянулась). Забегая вперед – это очень хорошо, что все происходило в магазине, где было все необходимое – без этого я 100% потратил бы еще больше денег, времени и нервов.

Итак, была поставлена цель – собрать одноконтурную систему водяного охлаждения, которая эффективно охлаждала бы материнскую плату, процессор и видеокарту. Максимально тихую, в идеале – с возможностью дальнейшего апгрейда системы.

   Прикинув план действий, необходимое железо и наличие его на полках магазина, мы взялись за отвертки. Как ни крути, а начинать надо с материнской платы – она в компьютере самая главная.

Установка fullcover-водоблока на материнскую плату

Материнская плата ASUS Rampage III Extreme очень популярна в оверклокерской среде – если взглянуть на мировые рекорды, то в очень многих случаях фигурирует именно она. Большой потенциал и технологическая перспективность, «свежесть» модели и сам бренд ASUS – все это стало результатом появления на рынке различных аксессуаров, заточенных именно под эту плату. В частности, я говорю про fullcover-водоблок (которых на оверхарде для этой платы аж три разных модели). Fullcover – значит, что эта железяка накрывает собой все необходимые элементы платы (сильно нагревающиеся, особенно при разгоне), такие как мосфеты, северный и южный мосты.

Для материнских плат попроще (и для менее распространенных) существует немало обычных водоблоков, которые охлаждают только тот или иной участок, но в таком случае легко нарваться на «напильник», а количество трубок для жидкости будет в любом случае больше.

Мы выбрали никелированный fullcover-водоблок EK-FB RE3 (от компании EK Waterblocks) — дорогой кусок металла с всевозможными полостями, который как родной подходит для устройства, искусно обходя все конденсаторы, выступы и другие особенности рельефа.

При проектировании материнских плат, радиаторы подсистемы питания центрального процессора рассчитаны на обдув кулером центрального процессора. При установке СВО, мосфеты лишаются обдува, и даже при небольшом разгоне их температура может достигать критичных 100 градусов. Так что fullcover для ASUS Rampage III Extreme – то, что доктор прописал! Обратите внимание, насколько сложна конструкция водоблока. Помимо зеркальной полировки основания, необычной формы самой железки и точно выфрезерованных отверстий под конденсаторы, внутри находится пространство (с не менее сложной геометрией), по которому будет идти вода. Жуть.

Процесс установки до безобразия прост. Откручиваем 9 винтов, на которых держится стоковый fullcover-радиатор – он красивый, так что выкидывать не будем.

Макс за работой )

Попутно вытаскиваем светящуюся шайбу «ROG Connect» — она нам еще пригодится.

Затем берем какую-нибудь ватку и снимаем тот термоинтерфейс, который был на микросхемах под радиатором. Можно использовать специальную жидкость для снятия термопасты – помогает. Далее берем термопрокладку (она идет в комплекте с водоблоком) и, следуя инструкции, вырезаем необходимые кусочки – наклеиваем их на схемы мамки.

Далее просто прикручиваем водоблок, предварительно установив «стендофы» (небольшие пластиковые колечки, которые позволяют предотвратить перекосов и перетягов водоблока) в отверстия для винтов.

Вес водоблока составляет 550 грамм, поэтому для надежности с обратной стороны материнской платы нужно установить распределяющий нагрузку бэкплэйт.

Финальный штрих – установка индикатора ROG Connect, для которого и теперь имеется соответствующее углубление. При удачном стечении обстоятельств, в режиме нагрузки такой водоблок способен отвести до 40 градусов тепла.

Установка водоблока на процессор

Чтобы материнскую плату можно было на некоторое время убрать в сторону, мы решили установить водоблок и на процессор — по понятным причинам, для процессоров бывает только fullcover :)

Мы использовали кроссокетный (775/1366) Enzotech Stealth – стильный черный водоблок, выполненный с соблюдением самых высоких требований (основание отполировано до зеркального блеска, максимальное отклонение от прямой составляет менее 0.0003 дюйма).

Помимо него, в комплекте шло:

— Бэкплэйты для 775 и для 1366 сокетов

— Одна крепежная рамка Enzotech 1366EZ — 4 нейлоновых проставки — 4 крепежных винта — 2 хайфлоу-фитинга типа «елка» диаметром 13мм (с уплотнительными кольцами) — 2 зажима для шланга с внутренним диаметром 13 мм

— Тюбик термопасты Arctic Silver Céramique

Схема действий примерно та же, только демонтировать ничего не нужно – сперва устанавливаем защитный бэкплэйт на обратную сторону материнской платы (вес водоблока составляет 250 грамм), а с лицевой стороны ставим специальные рамку (как в случае с воздушными кулерами).

Открываем сокет, ставим в него процессор, аналогично зачищаем (уже от жира) теплораспределительную крышку процессора, наносим тонкий слой термопасты и устанавливаем сверху сам водоблок. На всякий случай можно тут же его снять, чтобы убедиться (из-за плохой видимости) в том, что между крышкой процессора и основанием водоблока есть необходимый контакт. Еще раз тщательно зачищаем обе поверхности и, с полной уверенностью в отвертке, затягиваем винты на водоблоке.

Чтобы не потерять детальки, вкручиваем оба фитинга из комплекта – они по-умолчанию достаточно стильные. Все.

Установка fullcover-водоблока на видеокарту

Если лишать комплектующие гарантии, то тогда уж все сразу ;) Сейчас мы подошли к самому горячему компоненту системы, к видеокарте Leadtek GeForce GTX 480 – если верить тестам, то в нагрузке эта дама запросто греется до 100+ градусов, что сопровождается не менее тревожным гулом стоковой турбины.

Для полноты картины было решено так же использовать fullcover-водоблок. Для видеокарт с архитектурой NVIDIA Fermi их уже навыпускали достаточно много, и нам, судя по всему, повезло – Leadtek GeForce GTX 480 имела «референсный дизайн», то есть такой, каким его первоначально проектировала сама компания NVIDIA. Чаще всего самым очевидным признаком нереференсного дизайна является нестандартная система охлаждения – то, что производители выдают за плюс (по сути так и есть). Гораздо хуже, когда видоизменена разводка на плате – тут угадать будет гораздо сложнее.

В надежде, что все подойдет, мы приступили к демонтажу заводской системы охлаждения (потеря гарантии начинается именно с этого этапа). В случае с этой видеокартой, процесс несколько утомляет – 17 винтов со стороны текстолита и 2 со стороны разъемов. Далее аккуратно снимаем весь радиатор, заранее отсоединив от платы провод кулера.

Примерка fullcover-водоблока EK-FC480 GTX Nickel+Plexi прошла успешно – он идеально подошел )

Открываем инструкцию, приступаем к нарезке термопрокладок (лучше всего это делать ножницами, которые не жалко или канцелярским ножом).

Наклеиаем термопрокладки — очень важно наклеить их правильно, поэтому внимательно читайте инструкцию!

Ставим стендофы в отверстия крепления водоблока, зачищаем крышку GPU специальной жидкостью, наносим тонкий слой термопасты и одеваем водоблок. Для надежности этому высокотехнологичному бутерброду не хватает 9 винтов – самое главное не затягивать их очень сильно!

Далее видеокарта была примерена к материнской плате – красиво, конечно, но вот текстолит совсем непрезентабелен. Более того, его случайно можно задеть и повредить, на него может накапать вода сверху… в общем, было решено установить декоративно-защитный fullcover-бэкплэйт, коим стал EK-FC480 GTX Backplate Nickel. С его установкой вообще не было никаких проблем – установили и поняли, что не прогадали. Собственно, все.

Еще когда я работал за «тощей» GeForce 2 MX 400, а народ вовсю брал 8800-ые — думаю, именно с того момента у многих (и у меня тоже) отложилось в памяти, что видеокарта это что-то ооочень такое большое. Чего говорить о современных «дурах», которые перестали помещаться во многие корпуса (длинна некоторых видеокарта составляет без малого 30см!). Тогда мне всегда казалось, что под защитным кожухом таких кишит различная электроника, но, как оказалось, бОльшую часть пространства занимает именно радиатор системы охлаждения – сама-то плата очень даже тонкая. Я это к тому, что видеть такую тонкую топовую видеокарту очень непривычно – высота водоблока составляет всего 8.8 миллиметров, так что суммарно видеокарта чуть выше сантиметра, что меньше высоты заглушки для PCI-слота! Соответственно, никаких проблем с созданием SLI-системы (на 2-3-4 видеокарты) не возникнет.

Невольно кажется, что такая система просто не сможет работать эффективно… но когда берешь ее в руки… К слову, вес одного только водоблока составляет 950 грамм без фитингов и заглушек! Вес видеокарты в сборе составил 1.22кг.

На этом этапе материнская плата была установлена в корпус, в нее поставлена видеокарта – предварительно в самый верхний PCI-слот.

Установка радиатора/помпы/резервуара

Один из самых интересных этапов работы, на который у нас ушло больше всего времени (если бы мы сразу пошли по легкому пути, то управились бы за полчаса, но сперва мы перепробовали все сложные варианты, из-за которых все работы суммарно растянулись на 2 дня (конечно же, далеко неполных). Система водяного охлаждения очень похожа на ту, что применяется в автомобилях, просто немного побольше – там тоже есть радиатор (чаще всего не один), кулер, охлаждающая жидкость и т.д. Но у автомобиля есть одно преимущество – солидный встречный поток холодного воздуха, который играет ключевую роль в охлаждении системы во время движения. В случае с компьютером, отводить тепло приходится тем воздухом, который есть в комнате. Соответственно, чем больше размеры радиатора и количество кулеров, тем лучше. А так как хочется минимум шума, то эффективное охлаждение будет достигаться в основном за счет поверхности радиатора. А суть проблемы заключалась в следующем. В скайпе мы предварительно сошлись на мнении «повесим сзади радиатора на 2-3 секции – его более чем хватит!», но как только мы взглянули на корпус, оказалось, что все не так-то просто. Во-первых, для трехсекционного радиатора там действительно было маловато места (если крепить радиатор на то отверстие, куда предполагается установка выдувного кулера корпуса), а во-вторых, даже если бы и хватило, то никак не получилось бы открыть сам корпус – мешалась бы «дверь» системного отсека :) В общем, вариантов установки радиатора в корпус Thermaltake Level 10 мы насчитали минимум четыре – все они возможны, на каждый потребовалось бы разное количество времени и у каждого были бы свои плюсы и минусы. Начну с тех, что мы рассматривали, но которые нам не подошли:

1. Установка радиатора на задней (от пользователя) боковой стороне, то есть на съемной дверце.

Плюсы: + Возможность горизонтальной и вертикальной установки любого радиатора, хоть на 3-4 кулера + Размеры корпуса особо не увеличились бы

Минусы:

— Пришлось бы сверлить в дверце от 4 до 6-8 отверстий — Снимать дверцу было бы очень неудобно — При горизонтальном расположении потребовался бы радиатор с нестандартным расположением отверстия для залива жидкости — При вертикальном расположении шланги были бы очень длинными и с большим изгибом — Корпус будет стоять слева от меня (на подоконнике), а теплый воздух от кулеров в лицо мне не нужен :)

2. Установка радиатора сверху, на «кожухе» отсека блока питания. Плюсы и минусы идентичны

3. Установка двухсекционного радиатора внутри системного отсека

Плюсы:

+ Простота решения + Внешне не было бы никаких изменений + Дверца системного отсека открывалась бы без проблем

Минусы:

— Подошел бы только 2-секционный радиатор (этого мало для железа конфига) — В таком случае браться холодному воздуху было бы не откуда, а гонять туда-сюда теплый воздух не хотелось. — Были бы сложности по «расстановке» помпы и резервуара — Даже если использовать сверхтонкие кулеры, перекрывались бы все SATA-разъемы (если бы они выводились на пользователя, а не вбок, то этой проблемы бы не было) В общем, все эти варианты мы в той или иной степени попробовали – потратили много времени на поиски нужных компонентов, их примерку и т.д.

Самым последним вариантом оказалось достаточно необычное решение – может быть не самое на первый взгляд красивое, но действительно практичное. Это установка радиатора на задней стороне корпуса через специальный регулируемый переходник с механизмом типа «ножницы».

Плюсы:

+ Ничего не пришлось сверлить + Возможность повесить ЛЮБОЙ радиатор + Отличная продуваемость + Не перекрывался доступ к разъемам материнской платы + Минимальная длина шлангов, минимум изгибов + Конструкция съемная и транспортабельна

Минусы:

— Не самый презентабельный внешний вид :) — Открыть дверь системного отсека теперь не так просто — Достаточно дорогой переходник

Почему мы пришли к этому варианту в последнюю очередь? Потому что во время поисков для предыдущих трех вариантов, совершенно случайно нашли переходник, про который все забыли, а в в интернет магазине его не было ) Глядя на единственный (последний) экземпляр монтажной рамки Koolance Radiator Mounting Bracket, я подумал «И чего только не придумают!». Суть в следующем – в отверстия для крепления к корпусу заднего выдувного кулера вставляются 4 «конусных гвоздя», на которые вешается специальная рамка.

Конструкция этой рамки такова, что ее длинна может изменяться путем подкручивания фиксаторов, а снимается она смешением двух частей ее корпуса (чтобы отверстия разжались и ее можно было снять с «гвоздиков») – вот я загнул! ) Гораздо проще понять все по фото.

Рамка металлическая и очень прочная – в этом я убедился, когда мы на пробу повесили 3-секционный (на 3 кулера) радиатор. Ничего не болтается и не качается, все висит намертво, но в «разжатом» случае дверь вполне себе открывалась – такой вариант меня полностью устраивал!

Радиаторов на выбор было огромное количество – черные, белые, красные… В этом вопросе меня больше всего удивил 4-секционный TFC Monsta, способный отвести до 2600Вт тепла (это, видимо, SLI из четырех 480ых)! Но мы люди гораздо проще, поэтому решили остановиться на том радиаторе, который примеряли — Swiftech MCR320-DRIVE. Его преимущество в том, что он объединяет в себе сразу три компонента – радиатор (MCR320 QP Radiator для трех 120мм кулеров), резервуар для жидкости и помпу высокого давления (MCP350 Pump, полный аналог «обычной» помпы Laing DDC). По сути, с такой железякой для СВО потребуется докупить только водоблоки, шланги и прочие мелочи, что у нас уже было. Помпа работает от 12В (от 8 до 13.2), издавая шум 24~26 dBA. Максимальное создаваемое давление составляет 1.5бар, что примерно равно 1.5 «атмфосферам».

Для радиатора было три кулера-претендента – Noctua, Be Quiet и Scythe. В итоге остановились на индонезийских (с японскими корнями) Scythe Gentle Typhoon (120мм, 1450 об/мин, 21 dBA) – эти вертушки не первый день пользуются большим спросом у многих пользователей. Они ооочень тихие, а качество балансировки подшипников просто удивляет – кулер будет неестественно долго крутиться даже от самого легкого прикосновения. Срок службы составляет 100000 часов при 30°C (или 60000 часов при 60 °C), чего хватит для морального устаревания данного системника.

Обзор этих «тайфунов» был на ФЦентре – советую почитать. Поверх кулеров были поставлены защитные решетки, чтобы ребенок не засунул в вентиляторы чего-нибудь жизненно необходимого.

Примеряем получившуюся конструкцию к системному блоку – выглядит очень необычно ) Но зато смотрите, как удобно – чтобы залезть внутрь корпуса (или снять систему охлаждения), достаточно нажать одну «кнопку» и вся конструкция, фактически, уже отсоединена. Сжимаем монтажную рамку и имеем полный доступ к внутренностям – там более чем просторно, ведь мы туда ничего не громоздили. Может быть я описал не самый удобный вариант, но… если учесть, что после сборки компьютера лазить внутрь практически не придется, а хорошее охлаждение гораздо важнее, то я считаю наше решение правильным.

Конструкция в сборе весит 2.25 килограмма, а с жидкостью и фитингами, наверное, все 3 – забегая вперед, даже такой вес рамке от Koolance оказался по силам, за что ей респекты и уважухи :)

Финишная прямая

Дело осталось за малым – установить все компоненты, «обвязать водой» и протестировать получившийся компьютер. Все началось с установки фитингов – красивые такие железки (в виде «ёлочек»), которые через специальные прокладки (и иногда, когда резьба фитинга очень длинная, через специальные спэйсеры) устанавливаются в соответствующее отверстие водоблока или резервуара – для затягивания мы использовали небольшой разводной ключ, но тут тоже важно не перестараться.

Помимо фитингов, в два отверстия водоблока видеокарты были установлены специальные заглушки:

После этого мы продумали маршрут, по которому будет идти вода. Правило простое – от менее нагретого к более. Соответственно, «выход» радиатора соединяется сперва с водоблоком материнской платы, из него выход на процессор, затем в видеокарту и уже потом обратно на вход в радиатор, остужаться. Так как вода одна на всех, то температура всех компонентов в результате будет примерно одинаковой – именно из этих соображений делают многоконтурные системы и именно по этой причине не имеет смысла подключать к одному контуру еще и всякие там жесткие диски, оперативку и т.д.

Роль шланга досталась красному Feser Tube (ПВХ, рабочая температура от -30 до +70°C, давление на разрыв 10МПа), для нарезки которого использовался специальный хищный инструмент.

Ровно отрезать шланг – может быть и не так сложно, но очень важно! Почти на все шланги были надеты специальные пружины против изгибов и изломов шланга (минимальный радиус петли шланга становится равным ~3.5см).

На каждый шланг (с обеих сторон) в области фитинга нужно установить по «хомуту» – мы использовали красивые Koolance Hose Clamp. Устанавливаются они с помощью обычных плоскогубцев (с грубой мужской силой), поэтому нужно действовать аккуратно, чтобы случайно не задеть чего-нибудь.

   Пришло время поработать над соединением «внутреннего мира» с «внешним». Для того, чтобы иметь возможность снять радиатор-резервуар-помпу (например, для открытия корпуса или для транспортировки), мы поставили на трубки так называемые «быстросъемы» (быстросъемные клапаны), принцип действия которых до безобразия прост.

Когда мы поворачиваем соединение (как у BNC-коннекторов), отверстие в трубке закрывается-открывается, благодаря чему разобрать «водянку» можно меньше чем за минуту, без всяких луж и прочих последствий. Еще парочка дорогих, но прекрасно выглядящих железяк:

Расходы

5110 — Водоблок EK FB RE3 Nickel на материнскую плату 3660 — Водоблок EK-FC480 GTX Nickel+Plexi на видеокарту 1065 — Бэкплэйт EK-FC480 GTX Backplate Nickel на видеокарту 2999 — Водоблок Enzotech Stealth на процессор 9430 — Помпа/радиатор/резервуар Swiftech MCR320-DRIVE 2610 — Два быстросъемных клапана Release Coupling 4000 — Переходник Koolance Radiator Mounting Bracket 1325 — Три кулера Scythe Gentle Typhoon (120мм) для радиатора 290 — Четыре фитинга EK-10mm High Flow Fitting 430 — Термопаста Arctic-Cooling-MX-3 400 — Девять зажимов для шлангов Koolance Hose Clamp 365 — Жидкость Nanoxia HyperZero 355 — Шланг Feser Tube Столь высокая цена в данном случае вызвана тем, что использовались fullcover-водоблоки для ОЧЕНЬ горячих железок, все тепло от которых нужно рассеивать соответствующим радиатором. Для более простых систем подобные решения просто не понадобятся, так же можно обойтись и без декоративных накладок и всяких быстросъемных клапанов – в таких случаях можно запросто уложиться и в половину стоимости. Цена среднестатистической «водянки» составляет 12-15 тысяч рублей, что в 4-5 раз превышает стоимость действительно хорошего процессорного кулера.

Включение и работа

После того, как все компоненты системы были соединены, подошло время к «leak-тесту» (тест на протечку) – в радиатор была залита охлаждающая жидкость (дважды дистиллированная вода Nanoxia HyperZero красного цвета, с антикоррозийными и антибиологическими присадками) – в контур вошло порядка 500 мл.

Парень в хабрамайке заправляет радиатор ) Т.к. нельзя исключать вероятность того, что к компонентам компьютера что-то было подсоединено не так, было решено отдельно проверить работу самой системы водяного охлаждения. Для этого все провода (от кулеров и от помпы) были подсоединены, а в 24-пиновый разъем блока питания вставлена скрепка – для «холостого хода». На всякий случай внизу мы положили салфеток, чтобы малейшую течь было легче обнаружить. Нажатие кнопки и… все как задумывалось ) Честно сказать, до этого мне приходилось видеть водянки (помимо интернетов) только на различных выставках и конкурсах, где было очень шумно; поэтому я подсознательно готовился к «журчанию ручья», но уровень шума приятно удивил – по большей части было слышно только работу помпы. Первоначально присутствовали «шипящие» звуки – из-за пузырьков воздуха, находящихся внутри контура (их было видно в некоторых местах шлангов). Для решения этой проблемы была открыта пробка резервуара-радиатора – от циркуляции потока воздух постепенно вышел и система стала работать еще тише. После долива жидкости пробка была закрыта и компьютер поработал еще минут 10. Шума от кулера блока питания и от трех на радиаторе не было слышно вообще, хотя их воздушные потоки давали о себе знать. Убедившись в том, что система полностью работоспособна, мы решили окончательно собрать тестовый стенд. Подключение проводов заняло не больше минуты – гораздо дольше искали монитор и провод для его подключения, т.к. все работали на ноутбуках ;) Фраза «Reboot and select proper boot device or insert boot media in selected boot device and press a key» стала бальзамом на душу – мы вставили один из «рабочих» SSD-дисков (с Windows 7 на борту) — хорошо, что новый комп принял такой вариант. Для полного счастья только обновили драйвера для чипсета и установили драйвера для видеокарты.

Запускаем диагностического монстра Everest, где на одной из вкладок находим показания датчиков температуры: 30°C были справедливы для всех компонентов системы – CPU, GPU и материнской платы – что ж, очень приятные цифры. Равенство цифр вызвало предположение о том, что охлаждение в режиме простоя ограничено комнатной температурой, ведь ниже нее температуры в обычной водянке быть не может. В любом случае гораздо интересней посмотреть, какая ситуация будет при нагрузке.

15 минут «офисной работы» и температура видеокарты поднялась до 35°C.

Начинаем с проверки CPU, для чего используем программу OCCT 3.1.0 – спустя достаточно продолжительное время в режиме 100% нагрузки, максимальная температура процессора составила 38°C, а температура ядер 49-55°C соответственно. Температура материнской платы составляла 31°C, северного моста — 38°C, южного — 39°C. Кстати, это очень примечательно, что у всех четырех ядер процессора была практически равная температура – судя по всему, это заслуга именно водяного блока, который отводит тепло равномерно со всей поверхности крышки процессора. 50+ градусов для 4-ядерного Intel Core i7-930 с TDP в 130Вт – на такой результат едва способен хоть один стоковый воздушный кулер. А если и способен, то шум от его работы при этом вряд ли кому-то понравится (интернет гласит о температуре данного процессора в 65-70 градусов с кулером Cooler Master V10 – тот, что с элементом Пельтье).

Видеокарту по привычке прогревали программой FurMark 1.8.2 (в простонародье «бублик») – вряд ли на скорую руку можно было придумать что-то более ресурсоемкое и информативное.

Помимо «Эвереста» так же была установлена программа EVGA Precision 2.0. На максимально доступном разрешении (с максимальным сглаживаниями) был запущен стресс-тест с ведением лога температуры – уже минуты через 3 температура видеокарты устоялась на отметке в 52 градуса! 52 градуса в нагрузке для топовой (на данный момент) видеокарты NVIDIA GTX 480 на архитектуре Fermi – это не просто здорово, это замечательно! )

Для сравнения, температура видеокарты в нагрузке со штатным кулером может доходить до 100 градусов, а с хорошим нереференсным – до 70-80. В общем, температурный режим в полном порядке – в нагрузке кулеры выдувают из радиатора практически холодный воздух, а сам радиатор еле теплый. Не буду говорить в этой статье про разгонный потенциал, скажу лишь, что он есть. Но гораздо приятней совсем другое — система работает практически бесшумно!

The end

Можно долго рассуждать о получившемся результате, но он мне понравился, как и всем тем, кто его уже успел посмотреть. Как ни крути, а в корпусе Thermaltake Level 10 мне удалось собрать более чем производительный конфиг, который еще долгое время будет актуальным. Более того, почти без проблем «встала» полноценная система водяного охлаждения, которая помимо хорошего охлаждения начинки дает +5 к внешнему виду. Говоря о температурном режиме, можно смело говорить и о солидном потенциале для разгона – сейчас даже в нагрузке система охлаждения работает далеко не на пределе возможностей.

Я забыл написать про еще один важный плюс – интересность. Пожалуй, это самое интересное, что мне приходилось делать с железками – ни одна сборка компьютера не приносила столько удовольствия! Одно дело, когда ты собираешь обычные «бездушные» компики, совсем другое дело – когда понимаешь всю ответственность и подходишь к делу со всей душой. Такая работа занимает далеко не 5 минут – все это время ты ощущаешь себя ребенком, играющим во взрослый конструктор. А еще инженером-технологом-конструктором-сантехником-дизайнером, да просто гиком… в общем, интересность сильно повышенная!

Успехов и морозной свежести!

Теги:

habr.com

Компьютер с водяным охлаждением

Категория: Игровые компьютеры

Что такое водное охлаждение

Система водяного охлаждения отводит тепло от нагретых элементов при помощи воды. Жидкость поглощает избыток энергии, проходит через радиатор, где остывает и процесс повторяется. За счет большей теплопроводности относительно воздуха, вода охлаждает быстрее, чем обычный кулер, при этом водяное охлаждение практически бесшумное.

Кому подойдет водяное охлаждение?

Для работы с легкими приложениями, периодического просмотра фильмов и серфинга в Интернете будет достаточно воздушного кулера. Если же вы работаете с графикой, занимаетесь 3D-моделированием, моддингом, разгоном и играете в требовательные игры –охлаждение жидкостью позволит использовать всю мощность ПК по максимуму.

  • Водоблок CPU - это теплообменник, передающий тепло от процессора охлаждающей жидкости. Водоблок для процессора состоит из металлического основания, непосредственно контактирующего с теплораспределителем процессора, и крышки с отверстиями для включения его в контур СВО. Для достижения максимальной производительности внутренняя поверхность основания имеет сложную структуру.
  • Водоблоки для видеокарт делятся на два основных типа - водоблок закрывающий только чип и водоблок с полным покрытием, обеспечивающий отвод тепла сразу от всех критически важных компонентов видеоадаптера. Основание таких водоблоков имеет сложную структуру, что способствует более эффективному отводу тепла.
  • Радиатор в системе жидкостного охлаждения необходим для отвода тепла из контура охлаждения в атмосферу. Для этого на него как правило устанавливается один или несколько вентиляторов большого диаметра. Размер радиатора определятся мощностью, которую нужно удалить из контура охлаждения.
  • Помпа представлет из себя электронный насос обеспечивающий циркуляцию охлаждающей жидкости в контуре системы охлаждения.

    Резервуар служит для аккумуляции воздуха из контура охлаждения и обеспечения запаса жидкости. Также он служит для выравнивания давления – это необходимо так как жидкость при нагревании расширяется. Помпа и резервуар могут быть выполнены в виде единого устройства, либо же являться отдельными узлами СЖО.

  • Фитинг (англ. fitting, от fit — прилаживать, монтировать, собирать) — соединительная часть трубопровода, устанавливаемая в местах его разветвлений, поворотов, переходов на другой диаметр, а также при необходимости частой сборки и разборки труб. Фитинги служат и для герметичного перекрытия трубопровода и прочих вспомогательных целей.
  • Контур систему жидкостного охлаждения представлен трубками или шлангами соединяющими все ее компоненты в единый механизм. Для максимизации эффективности всей СВО крайне важно правильное проектирование контура и наши инженеры вкладывают весь свой многолетний опыт в решение этой задачи. Так же контур может быть одним из ключевых элементов дизайна всей системы.
  • Охлаждающая жидкость (хладагент, теплоноситель) предназначена для переноса тепла от водоблоков, нагреваемых компонентами системы, к радиаторам, рассеивающим его в атмосферу. В отличие от обычной воды, специализированные жидкости обладают большей эффективностью и не приводят к коррозии компонентов СЖО. Охлаждающие жидкости могут быть разных цветов, в том числе и с флюоресцентными добавками.

Преимущества водяного охлаждения

Основные плюсы СВО • Непревзойденная эффективность. Температурный режим безупречно стабилен: ресурсоемкая обработка графики, объемное моделирование, огромный объем игровых вычислений – при любых нагрузках исключены перегрев и зависания. • Безопасный оверлокинг. Даже при комплексном разгоне компонентов, система не потеряет своей стабильности. • Снижение шума. Циркуляция жидкости происходит практически беззвучно. При небольших нагрузках можно добиться полной тишины, но и в режиме максимальной загрузки система работает намного тише обычных кулеров. • В корпусе меньше пыли. Пыль засасывается в корпус при работе вентиляторов и может вывести из строя элементы на платах. При водяном охлаждении в системный блок попадает меньше пыли – компьютер прослужит дольше. • Эксклюзивный дизайн компьютера за счет оригинальных идей наших инженеров. В HYPERPC могут превратить стандартный системник в авторский концепт, у которого нет аналогов.

Схема водяного охлаждения ПК

Схема водяного охлаждения (СВО) 1. Помпа — насос для поддержания циркуляции жидкости. Без помпы невозможно запустить СВО. 2, 3. Ватерблоки (от англ. waterblock) на центральный процессор и видеокарту — эти теплообменники нужны для передачи тепла от элемента воде. 4. Радиатор, в котором происходит охлаждение воды за счет потока воздуха от вентиляторов. 5. Резервуар — нужен для компенсации избытка давления при расширении жидкости, для удаления воздуха из системы и дозаправки.

Читайте вконтакте

более 800к подписчиков

Вступайте в Facebook

Подписывайся и ставь like

Следите за Instagram

1000 лучших фотографий

Смотрите на Youtube

~ 8 000 000 просмотров

Отзывы Яндекс.Маркет

рейтинг магазина 5 звёзд

© 2019 HYPERPC LLC - сборка и продажа мощных компьютеров. Все права защищены.

HYPERPC и логотип HYPERPC являются товарными знаками HYPERPC LLC., зарегистрированными в России и других странах.

hyperpc.ru

8 лучших систем охлаждения компьютера

При длительной работе компьютера и выполнении большого количества задач, в его главных узлах повышается температура, что приводит к торможению процессов и даже ошибкам в исполнении сценариев. Для удаления тепла применяют устройства воздушного активного и пассивного действия, а также жидкостные установки. Мы подготовили рейтинг с лучшими системами охлаждения компьютера для видеокарты, жесткого диска, процессора, материнской платы и корпуса, где каждый сможет увидеть нужные характеристики для конкретного случая.

Лучшие воздушные системы охлаждения компьютера

Это устройства для видеокарт, процессоров, корпусов и чипсетов. Их охлаждающее действие происходит главным образом за счет вентилятора, который крутится на разной скорости, в зависимости от нагрева узлов, и остужает металлические части.

В дополнение используются приставные радиаторы, контактирующие с деталями компьютера, чтобы эффективней забирать тепло.

Be quiet Pure Rock (BK009) — лучший для процессора

Это эффективная система охлаждения компьютерного процессора ввиду наличия четырех трубок диаметром 6 мм каждая, которые присоединяются к теплозабирающей пластине, накладываемой на ЦПУ, и отводящих температуру в просторный радиатор с вентилятором диаметром 120 мм.

Последний имеет большой потенциал для продувания благодаря мощности 1,44 Вт и воздушном давлении 1,25 мм, но его габариты не мешают установке видеокарт под ним на материнской плате.

Плюсы:

  • совместим со всеми процессорами Intel на базе чипсета 1151 и AMD 2+, 3+, FM1, 2+;
  • в комплекте прилагается дополнительная рамка к платформе AMD (ничего докупать не нужно);
  • радиатор собран из алюминия, а трубки из меди, что идеально для забора тепла;
  • вентилятор способен вращаться на скорости до 1500 об/мин;
  • внутри имеется подшипник скольжения;
  • негромкая работа кулера на разных скоростях от 19 до 26 дБ;
  • в радиаторе встроено 48 пластин для отвода температуры от трубок;
  • лопасти нагнетают поток воздуха 87 CFM, 51,4 м3/ч;
  • потребление питания 12 В и 0,12 А;
  • вентилятор рассчитан на работу в течение 80000 часов при эксплуатации при температуре 25 градусов;
  • легко охлаждает i5 при разгоне до 4,6 ГГц до 40-45 градусов;
  • компактные габариты 87х121х155 мм не мешают другим узлам на чипсете.

Минусы:

  • провод для подвода питания 22 см может быть неудобен в некоторых случаях (большие корпуса и удаленный разъем);
  • на платах AMD нужны модули оперативной памяти ниже 33 мм, поскольку первые два слота перекрываются креплением радиатора (остальные слоты позволяют установить любые размеры ОЗУ).

Arctic Cooling Accelero Twin Turbo 3 – лучший для видеокарты

Эта модель подходит для всех типов графических адаптеров Nvidia и Radeon, чтобы обеспечивать их длительную работу при серьезной нагрузке по видео. Корпус воздушной системы охлаждения состоит из прочной пластиковой рамки и двух вентиляторов диаметром 92 мм каждый.

На обратной стороне имеется пять трубок для совмещения с крепежной пластиной и отвода тепла в тонкий радиатор. Лопасти закрыты стильной решеткой, что будет эффектно смотреться в полупрозрачном системном блоке.

Плюсы:

  • рассеиваемая мощность 250 Вт;
  • скорость вращения лопастей регулируется пользователем (принудительно) или системой (автоматически), и выставляется от 900 до 2000 об/мин;
  • тонкий корпус 53 мм не занимает много места на материнской плате;
  • в комплекте коннектор для подключения питания 4 pin;
  • понижение температуры видеокарты в потоке 34 градуса, а при максимальной нагрузке 78 градусов (на Nvidia GTX 560);
  • тихая работа кулера 25 дБ;
  • в наборе монтажные детали под любую видеокарту.

Минусы:

  • нет дополнительной подсветки;
  • на некоторых совместимых моделях приходится подпиливать платы (сам пластик) и углы радиатора, чтобы вставить устройство;
  • стоимость 3500 рублей;
  • после установки может потребоваться дополнительное охлаждение на цепи питания.

Zalman ZM-F3 SF — лучший для корпуса

Этот вентилятор является лучшей системой охлаждения для корпуса компьютера ввиду стоимости 350 рублей и эффективных отростков на лопастях, которые напоминают акульи плавники.

Такая технология позволяет захватывать и нагнетать еще больше воздушной массы, чем при аналогичной скорости вращения, но с гладкими лопастями. Еще это предотвращает вибрации и шум от работы.

Устройство крепится на задней стенке системного блока и может быть в черном или прозрачном исполнении.

Плюсы:

  • 9 лопастей кулера;
  • по 4 акульих плавника на каждой лопасти для предотвращения турбулентности;
  • 120 мм диаметр вентилятора;
  • легкое вращение на подшипнике скольжения;
  • мягкие силиконовые крепления не дают корпусу тарахтеть при работе;
  • рассчитан для использования в течение 50000 часов;
  • легка масса 125 г;
  • тонкий корпус 25 мм не будет выступать чрезмерно за габариты системного блока или забирать место внутри;
  • стоимость всего 350 рублей;
  • уровень шума 23 дБ;
  • легкое подключение к большинству ПК благодаря коннектору 3 pin;
  • охлаждает корпус при работе браузера до 35 градусов.

Минусы:

  • содействует захвату пыли и натягиванию ее внутрь корпуса;
  • разгон вращения до 1200 об/мин;
  • тонкий пластик требует аккуратной установки (если перетянуть крепление, то может лопнуть ушко).

Лучшие жидкостные системы охлаждения компьютера

Такое оборудование применяется при высокой загрузке процессора программами с серьезной графикой и видеоиграми.

Вентилятор может не успевать охлаждать главную плату, поэтому используют жидкостные системы с насосом, где лучшие модели быстро отводят тепло через заполненные трубки и понижают температуру.

NZXT Kraken X62 – для супер мощных процессоров

Система охлаждения компьютера отличается компактным насосом с медной пластиной, который крепится непосредственно на верхней части процессора. Через термопасту ЦПУ быстро отдает тепло на медную поверхность, а насос перекачивает нагретую жидкость к двум вентиляторам, встроенным в радиатор.

Благодаря длинным шлангам кулеры можно вынести на стенку корпуса, чтобы горячий воздух распределялся не внутри системного блока, а за его пределами.

Плюсы:

  • стильная подсветка из разных диодов с логотипом на помпе;
  • по 7 лопастей в каждом вентиляторе;
  • пластина 70 мм в диаметре для эффективной передачи тепла от процессора;
  • диаметр вентиляторов 140 мм содействует скорейшему удалению тепла из корпуса;
  • гидродинамические подшипники;
  • регулировка подсветки, скорости работы помпы и вентиляторов через софт от компании-производителя;
  • в комплекте много адаптеров для подсоединения к различным материнским платам и процессорам;
  • радиатор из алюминия;
  • вращение насоса от 500 до 2000 об/мин;
  • вращение вентиляторов от 500 до 1800 об/мин;
  • длинные патрубки для подвода жидкости по 400 мм;
  • в комплекте имеются кабеля питания для вентиляторов и шнур мини USB для подключения управления.

Минусы:

  • стоимость 10000 рублей;
  • рамка из пластика легко гнется и проседает при надавливании;
  • уровень шума при максимальных оборотах 38 дБ;
  • может первое время издавать потрескивание от циркуляции жидкости в системе;
  • работа приложения от производителя нестабильна;
  • громоздкий размер 315х143 мм может не вместиться в некоторые системные блоки.

Это лучшая система охлаждения компьютера, собранного в небольшом корпусе, ввиду габаритов блока с вентилятором 120х155 мм.

Устройство имеет два вентилятора, которые размещены друг за другом, что повышает количество отдаваемого тепла, но не требует много места для размещения блока. Водяной модуль снабжен медной пластиной, которая имеет высокую теплопередачу.

Плюсы:

  • охлаждение рассчитано на процессоры с распространенными сокетами 1151, 1156, 1155, АМ3, АМ2;
  • радиатор размерами 150х120 мм;
  • гидродинамические подшипники для легкого вращения;
  • регулировка скорости оборотов;
  • диаметр кулеров 120 мм;
  • пластины радиатора из алюминия;
  • 9 лопастей в каждом вентиляторе;
  • на процессоре i3 при разгоне до 5,2 ГГц показывает 62 градуса;
  • тихая работа помпы и кулеров.

Минусы:

  • масса почти 1 кг;
  • стоимость 6000 рублей;
  • максимальные обороты до 1350 в минуту;
  • короткие шланги от водоблока требуют близкого расположения вентиляционных отверстий в корпусе;
  • обороты помпы не регулируются;
  • в комплекте отсутствуют прокладки для материнской платы (под болты);
  • из-за рядного расположения двух кулеров, его труднее закрепить прочно на месте и, возможно, придется расширить штатное окно.

EKWB EK-KIT P240 — для большого корпуса системного блока

Такая система жидкостного охлаждения компьютера окажется лучшей для размещения в крупном корпусе ПК промышленного класса, обслуживающего большую сеть.

Устройство состоит из водоблока и отдельного резервуара для накопления и охлаждения жидкости, в который вода поступает от радиатора с продувкой двумя вентиляторами. Такая троичная система дает высокую эффективность для отвода температуры на мощных процессорах.

Плюсы:

  • медная пластина на водоблоке;
  • надежное крепление теплоснимателя при помощи четырех болтов обеспечивает плотный контакт поверхностей;
  • совместимость с сокетами 1150, 1151, 1366, 1155, 2011 и AMD 2, 3, 4;
  • производитель предоставляет бесплатное крепление к AMD на выбор пользователя;
  • радиаторы состоят из медных пластин;
  • два вентилятора с вертикальным расположением и диаметром 120 мм;
  • скорость вращения 1850 об/мин;
  • перемешивание жидкости в крупной емкости, поступившей от вентилятора, содействует большему снижению температуры при подаче охладителя на процессор;
  • отдельная помпа снимает нагрузку с крепления на материнской плате;
  • фитинги с никелированным покрытием;
  • в комплекте бутылочка с концентратом на 100 мл;
  • имеется колодка для прокачки и запуска;
  • элементы системы продаются отдельно, поэтому водоблок можно со временем заменить, вместо покупки всего комплекса.

Минусы:

  • скорость вращения не регулируется и остается на максимуме;
  • стоимость 20000 рублей;
  • не поместиться в стационарном системном блоке обычных размеров;
  • отсутствует подсветка;
  • разветвитель длиной всего 100 мм.

Лучшие пассивные системы охлаждения компьютера

Кроме вентиляторов и циркулирующей жидкости используют пассивное охлаждение, закрепляемое на процессоре или видеокарте, которое забирает тепло и развеивает его через радиатор. Это работает в полной тишине и без подключения к питанию.

Такая система охлаждения компьютера не натягивает пыль внутрь корпуса и легка в установке. Но этот тип можно использовать только на маломощных процессорах.

Supermicro SNK-P0047PS — для офисных ПК

Система охлаждения подходит к любому семейству процессора с сокетом LGA 2011. Устройство крепится поверх ЦПУ при помощи четырех винтов входящих в комплект. Между процессором и радиатором наносится термопаста для повышения передачи тепла.

В конструкцию входит 27 алюминиевых пластин с габаритами блока 80х27х104 мм, которые эффективно рассеивают полученное тепло, увеличивая зону отдаваемой поверхности.

Плюсы:

  • высота блока всего 27 мм, что не будет мешать другим устройствам, а габариты 80х104 не дадут упереться в видеокарту или жесткий диск на любой материнской плате;
  • стоимость системы 1200 рублей;
  • сокет подходит под современные процессоры;
  • отвод тепла в количестве 145 Вт TPD;
  • простая установка при помощи отвертки;
  • не требуется подключение питания.

Минусы:

  • не подходит для игровых компьютеров с разгоном тактовой частоты;
  • налет из пыли, который оседает на пластинах радиатора, уменьшает теплоотдачу и требует периодической чистки;
  • нет трубок для развода тепла подальше от процессора;
  • нет дизайнерских элементов (подсветки или декоративных форм) для прозрачного корпуса.

Supermicro SNK-P0048PS — для процессоров с частотой 2,5-3 ГГц

Такая модель подойдет для среднепроизводительных процессоров благодаря высоте теплопередающих пластин 64 мм. В сумме с размером площадки устройства 104х80 мм и тремя сквозными трубками, которые сразу отводят лишнюю температуру от ЦПУ, это дает высокие результаты.

Для контакта с процессором используется медная пластинка, а все остальные элементы выполнены из алюминия. Крепится радиатор на четыре болта к материнской плате.

Плюсы:

  • совместимость с сокетами LGA 2011 и 2011-3, а также подходит для серверов 2 U;
  • 3 трубки для раздачи тепла по радиатору с S образной формой;
  • бесшумная работа;
  • стоимость 1400 рублей;
  • масса всего 350 г не будет создавать нагрузок на крепление материнской платы;
  • на основание уже нанесена термопаста;
  • закрытый верх пластин, чтобы пыль не попадала внутрь и не ухудшала теплопередачу;
  • материал устройства алюминий и медь;
  • габариты не мешают установке видеокарты или накопителя памяти.

Минусы:

  • очень топорный дизайн, не подходящий для полупрозрачных корпусов.

Хочешь получать актуальные рейтинги и советы по выбору? Подпишись на наш Telegram.

Если заметили ошибку, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter

vyboroved.ru

Конструируем систему охлаждения компьютера

О чём эта статья

Эта статья обобщает опыт автора по конструированию эффективных и малошумящих систем воздушного охлаждения компьютеров. Рассматриваются основные принципы построения системы охлаждения, приведены результаты некоторых исследований в этой области и множество практических рекомендаций. Используя приведённые здесь материалы, вы сможете сконструировать систему охлаждения под собственные нужды, исходя из ваших потребностей и возможностей. Введение

Ни для кого не секрет, что высокое быстродействие современных компьютеров имеет свою цену: они потребляют огромную мощность, которая рассеивается в виде тепла. Основные числодробилки — центральный процессор, графический процессор — требуют собственных систем охлаждения; прошли те времена, когда эти микросхемы довольствовались маленьким радиатором. Новый системный блок оборудуется несколькими вентиляторами: как минимум один в блоке питания, один охлаждает процессор, мало-мальски серьёзная видеокарта комплектуется своим вентилятором. Несколько вентиляторов установлены в корпусе компьютера, встречаются даже материнские платы с активным охлаждением микросхем чипсета. 30°C, 40°C, 50°C, 60°C… Мы привыкаем к всё более высоким температурам процессора, чипа видеокарты и других компонентов компьютера. Некоторые современные жёсткие диски также разогреваются до заметных температур.

Большинство компьютеров оборудуется охлаждением по принципу минимизации стоимости: устанавливается один, два шумных корпусных вентилятора, процессор оборудуется штатной системой охлаждения. Такой подход имеет право на жизнь: охлаждение получается достаточным, дешёвым, но очень шумным. Как сохранить эффективность, снизив при этом уровень шума?

Существует другая крайность — сложные технические решения: жидкостное (обычно водяное) охлаждение, фреоновое охлаждение, специальный алюминиевый корпус компьютера, который рассеивает тепло по всей своей поверхности (по сути, работает как радиатор). Для некоторых задач такие решения использовать необходимо: например, для студии звукозаписи, где компьютер должен быть полностью бесшумен. Для обычного домашнего и офисного применения такие специализированные системы чересчур дороги: их цены начинаются от сотни долларов и выше. Подобные варианты на сегодня весьма экзотичны, и в рамках этой статьи рассматриваться не будут: ограничимся классическими схемами воздушного охлаждения. Общие принципы

Попробуем разобраться в процессах, которые происходят при охлаждении. Понимая, что творится внутри системного блока, мы сможем грамотно выбрать стратегию модификации системы охлаждения.

Физика охлаждения

Все системы охлаждения используют общий принцип действия: перенос тепла от более горячего тела (охлаждаемого объекта) к менее горячему (системе охлаждения). При постоянном нагреве охлаждаемого объекта, рано или поздно прогреется также и система охлаждения, температура её сравняется с температурой охлаждаемого объекта, передача тепла прекратится — это вызовет перегрев. Чтобы этого не случилось, необходимо организовать подвод некоего холодного вещества, способного охлаждать саму систему охлаждения. Такое вещество принято называть хладагентом (теплоносителем). В статье рассматриваются воздушные системы охлаждения, то есть, хладагентом выступает воздух. Будем считать, что вокруг компьютера есть неограниченный запас холодного воздуха: это предположение справедливо, если объём комнаты, в которой установлен один или несколько компьютеров, достаточно велик — воздух в комнате не нагревается существенно при помощи компьютеров. Типичная комната в жилом доме или офисе вполне удовлетворяет этим требованиям.Внимание! Это предположение будет неверным при проектировании охлаждения серверной комнаты: большое количество техники, собранной в небольшом объёме, требует дополнительной принудительной вентиляции.

Существует несколько механизмов переноса тепла. Первый: теплопроводность, способность вещества проводить тепло внутри своего объёма; в этом случае нужно только создать физический контакт некоторого объёма вещества с охлаждаемым объектом. Из доступных веществ наилучшей теплопроводностью обладают металлы, радиаторы и теплообменники систем охлаждения как раз из них и изготавливаются. Среди металлов лучше всех проводит тепло серебро, из менее дорогих — медь, затем алюминий; как правило, именно поэтому медные радиаторы имеют бoльшую эффективность, чем алюминиевые. Воздух, кстати, имеет очень невысокую теплопроводность (благодаря этому оконные пакеты в наших домах сохраняют тепло). Второй механизм: конвективный теплообмен с хладагентом, связан с физическим переносом охлаждающего вещества; для эффективного охлаждения нужно организовать свободную циркуляцию воздуха. Категорически не рекомендуется устанавливать компьютер в глухой, закрытый ящик стола; также плохо, если компьютер установлен рядом с радиатором отопления. Третий механизм: тепловое излучение, его величина пренебрежимо мала в рассматриваемых процессах.

Для организации переноса тепла к хладагенту необходимо организовать тепловой контакт системы охлаждения с воздухом. Для этого конструируют различные радиаторы (англ.: heatsink). Очевидно, чем больше площадь теплового контакта, тем интенсивнее передаётся тепло. Используют два метода увеличения площади радиатора. Первый: увеличение площади рёбер при сохранении размера радиатора; оребрение получается более густым, сами рёбра — более тонкими. Теплообмен в таком радиаторе улучшается, но растёт его гидравлическое сопротивление: необходимо создать бóльшее давление, чтобы прокачать через радиатор заданный объём воздуха. Второй метод: увеличение геометрических размеров радиатора, что позволяет вовлечь в процесс теплообмена бóльший объём воздуха, также снижается гидравлическое сопротивление радиатора. Таким образом, предпочтительными оказываются радиаторы больших размеров.

Обратная сторона медали: стоимость и шум

Казалось бы, исходя из всего сказанного выше, следует простой вывод: нужно взять радиаторы больше, да организовать поток воздуха мощнее —  и вся наука! Однако есть ещё два важных фактора: стоимость системы охлаждения и шум, который она создаёт при работе. Стоимость систем охлаждения растёт с ростом размера используемых радиаторов: повышается металлоёмкость и сложность обработки. Из-за бoльшей стоимости, медные радиаторы используются гораздо реже, чем алюминиевые. В недорогих компьютерах обычно устанавливаются один-два дешёвых вентилятора, работающих на высокой скорости. Они справляются с охлаждением, но создают много шума; а ведь малошумностью определяется комфорт пользователя.

Таким образом, перед нами встаёт задача сконструировать систему охлаждения достаточной эффективности, при этом минимизировать шум от её работы и стоимость. Охлаждение процессоров и видеокарт

Центральный процессор и графический процессор — самые мощные источники тепла внутри современного компьютера. Разработано множество различных конструкций систем охлаждения для этих компонент, разнообразие конструкторских решений поражает воображение. Классификация, описание и сравнение этих кулеров выходят за рамки этой статьи: обратитесь к соответствующим разделам популярных сайтов компьютерной тематики: iXBT.com, Overclockers.ru и другим. Ограничимся общими рекомендациями.

Как правило, существенным ограничивающим фактором при выборе кулера для процессора и видеокарты, является размер бюджета: высокоэффективные и тихие системы охлаждения весьма недёшевы. Из сказанного в разделе о принципах охлаждения следует, что лучше использовать системы охлаждения с максимально большими радиаторами, желательно медными. В силу дороговизны меди, часто применяют комбинированную схему: медный сердечник, впрессованный в алюминиевый радиатор; медь помогает более эффективно распределять тепло. Лучше использовать низкоскоростные вентиляторы системы охлаждения: они работают тише. Чтобы сохранить приемлемую производительность, применяют вентиляторы большого типоразмера (вплоть до o120 мм). Так, например, выглядит процессорный кулер Zalman CNPS7700-AlCu:

Часто для построения большого радиатора используют тепловые трубки (англ.: heat pipe) — герметично запаянные и специальным образом устроенные металлические трубки (обычно медные). Они очень эффективно переносят тепло от одного своего конца к другому: таким образом, даже самые дальние рёбра большого радиатора эффективно работают в охлаждении. Так, например, устроен популярный кулер Scythe Ninja:

Для охлаждения современных производительных графических процессоров применяют те же методы: большие радиаторы, медные сердечники систем охлаждения или полностью медные радиаторы, тепловые трубки для переноса тепла к дополнительным радиаторам:

Рекомендации по выбору здесь такие же: использовать медленные и крупноразмерные вентиляторы, максимально большие радиаторы. Так, например, выглядят популярные системы охлаждения видеокарт Zalman VF700 и Zalman VF900:

Обычно вентиляторы систем охлаждения видеокарт лишь перемешивали воздух внутри системного блока, что не очень эффективно, с точки зрения охлаждения всего компьютера. Лишь совсем недавно для охлаждения видеокарт стали применять системы охлаждения, которые выносят горячий воздух за пределы корпуса: первыми стали Arctic Cooling Silencer и, схожая конструкция, IceQ от бренда HIS:

Подобные системы охлаждения устанавливаются на самые мощные современные видеокарты (nVidia GeForce 8800, ATI x1800XT и старше). Такая конструкция зачастую более оправдана, с точки зрения правильной организации воздушных потоков внутри корпуса компьютера, чем традиционные схемы. Организация воздушных потоков

Современные стандарты по конструированию корпусов компьютеров среди прочего регламентируют и способ построения системы охлаждения. Начиная ещё с систем на базе Intel Pentium II, выпуск которых был начат в 1997 году, внедряется технология охлаждения компьютера сквозным воздушным потоком, направленным от передней стенки корпуса к задней (дополнительно воздух для охлаждения всасывается через левую стенку):

Интересующихся подробностями отсылаю к последним версиям стандарта ATX.

Как минимум один вентилятор установлен в блоке питания компьютера (многие современные модели имеют два вентилятора, что позволяет существенно снизить скорость вращения каждого из них, а, значит, и шум при работе). В любом месте внутри корпуса компьютера можно устанавливать дополнительные вентиляторы для усиления потоков воздуха. Обязательно нужно следовать правилу: на передней и левой боковой стенке воздух нагнетается внутрь корпуса, на задней стенке горячий воздух выбрасывается наружу. Также нужно проконтролировать, чтобы поток горячего воздуха от задней стенки компьютера не попадал напрямик в воздухозабор на левой стенке компьютера (такое случается при определённых положениях системного блока относительно стен комнаты и мебели). Какие вентиляторы устанавливать, зависит в первую очередь от наличия соответствующих креплений в стенках корпуса. Шум вентилятора главным образом определяется скоростью его вращения (см. раздел Уровень шума вентиляторов), поэтому рекомендуется использовать медленные (тихие) модели вентиляторов. При равных установочных размерах и скорости вращения, вентиляторы на задней стенке корпуса субъективно шумят несколько меньше передних: во-первых, они находятся дальше от пользователя, во-вторых, сзади корпуса расположены почти прозрачные решётки, в то время как спереди — различные декоративные элементы. Часто шум создаётся вследствие огибания элементов передней панели воздушным потоком: если переносимый объём воздушного потока превышает некий предел, на передней панели корпуса компьютера образуются вихревые турбулентные потоки, которые создают характерный шум (он напоминает шипение пылесоса, но гораздо тише).

Выбор компьютерного корпуса

Практически подавляющее большинство корпусов для компьютеров, представленных сегодня на рынке, соответствуют одной из версий стандарта ATX, в том числе и по части охлаждения. Самые дешёвые корпуса не комплектуются ни блоком питания, ни дополнительными приспособлениями. Более дорогие корпуса оснащаются вентиляторами для охлаждения корпуса, реже — переходниками для подключения вентиляторов различными способами; иногда даже специальным контроллером, оснащённым термодатчиками, который позволяет плавно регулировать скорость вращения одного или нескольких вентиляторов в зависимости от температуры основных узлов (см. напр. Обзоры корпусов на сайте iXBT). Блок питания включается в комплект не всегда: многие покупатели предпочитают выбирать БП самостоятельно. Из прочих вариантов дополнительного оснащения стоит отметить специальные крепления боковых стенок, жёстких дисков, оптических приводов, карт расширения, которые позволяют собирать компьютер без отвёртки; пылевые фильтры, препятствующие попаданию грязи внутрь компьютера через вентиляционные отверстия; различные патрубки для направления воздушных потоков внутри корпуса. Исследуем вентилятор

Для переноса воздуха в системах охлаждения используют вентиляторы (англ.: fan).

Устройство вентилятора

Вентилятор состоит из корпуса (обычно в виде рамки), электродвигателя и крыльчатки, закреплённой при помощи подшипников на одной оси с двигателем:

От типа установленных подшипников зависит надёжность вентилятора. Производители заявляют такое типичное время наработки на отказ (количество лет получено из расчёта круглосуточной работы):

Тип подшипника Время наработки на отказчасовлет
Подшипник скольжения (sleeve bearing)10 0001
Один подшипник скольжения, один подшипник качения (ball bearing)20 0002
Два подшипника качения — на фото сверху (2 ball bearing)30 0003
Гидродинамический подшипник60 000 и больше 6

С учётом морального старения компьютерной техники (для домашнего и офисного применения это 2-3 года), вентиляторы с шарикоподшипниками можно считать «вечными»: срок их работы не меньше типового срока работы компьютера. Для более серьёзных применений, где компьютер должен работать круглосуточно много лет, стоит подобрать более надёжные вентиляторы.

Многие сталкивались со старыми вентиляторами, в которых подшипники скольжения выработали свой ресурс: вал крыльчатки дребезжит и вибрирует при работе, издавая характерный рычащий звук. В принципе, такой подшипник можно отремонтировать, смазав его твёрдой смазкой, — но многие ли согласятся ремонтировать вентилятор, цена которому всего пара долларов?

Характеристики вентиляторов

Вентиляторы различаются по своему размеру и толщине: обычно в компьютерах встречаются типоразмеры 40×40×10 мм, для охлаждения видеокарт и карманов для жёстких дисков, а также 80×80×25, 92×92×25, 120×120×25 мм для охлаждения корпуса. Также вентиляторы различаются типом и конструкцией устанавливаемых электродвигателей: они потребляют различный ток и обеспечивают разную скорость вращения крыльчатки. От размеров вентилятора и скорости вращения лопастей крыльчатки зависит производительность: создаваемое статическое давление и максимальный объём переносимого воздуха.

Объём переносимого вентилятором воздуха (расход) измеряется в кубометрах в минуту или кубических футах в минуту (CFM, cubic feet per minute). Производительность вентилятора, указанная в характеристиках, измеряется при нулевом давлении: вентилятор работает в открытом пространстве. Внутри корпуса компьютера вентилятор дует в системный блок определенного размера, потому он создаёт в обслуживаемом объёме избыточное давление. Естественно, что объёмная производительность будет приблизительно обратно пропорциональна создаваемому давлению. Конкретный вид расходной характеристики зависит от формы использованной крыльчатки и других параметров конкретной модели. Например, соответствующий график для вентилятора GlacialTech SilentBlade GT80252BDL:

Из этого следует простой вывод: чем интенсивнее работают вентиляторы в задней части корпуса компьютера, тем больше воздуха можно будет прокачать через всю систему, и тем эффективнее будет охлаждение.

Уровень шума вентиляторов

Уровень шума, создаваемый вентилятором при работе, зависит от различных его характеристик (подробнее о причинах его возникновения можно прочесть в статье Шумовые характеристики кулеров и методика измерения уровня шума). Несложно установить зависимость между производительностью и шумом вентилятора. На сайте крупного производителя популярных систем охлаждения Titan, в разделе корпусных вентиляторов мы видим: многие вентиляторы одного и того же размера комплектуются разными электродвигателями, которые рассчитаны на различную скорость вращения. Поскольку крыльчатка используется одна и та же, получаем интересующие нас данные: характеристики одного и того же вентилятора при разных скоростях вращения. Составляем таблицу для трёх самых распространённых типоразмеров: толщина 25 мм, 80×80×25 мм, 92×92×25 мм и 120×120×25 мм.

Жирным шрифтом выделены самые популярные типы вентиляторов. Наклонным шрифтом выделены расчётные данные.

Посчитав коэффициент пропорциональности потока воздуха и уровня шума к оборотам, видим почти полное совпадение. Для очистки совести считаем отклонения от среднего: меньше 5%. Таким образом, мы получили три линейные зависимости, по 5 точек каждая. Не Бог весть, какая статистика, но для линейной зависимости этого достаточно: гипотезу считаем подтверждённой.

Объёмная производительность вентилятора пропорциональна количеству оборотов крыльчатки, то же самое справедливо и для уровня шума.

Используя полученную гипотезу, мы можем экстраполировать полученные результаты методом наименьших квадратов (МНК): в таблице эти значения выделены наклонным шрифтом. Нужно, однако, помнить: область применения этой модели ограничена. Исследованная зависимость линейна в некотором диапазоне скоростей вращения; логично предположить, что линейный характер зависимости сохранится и в некоторой окрестности этого диапазона; но при очень больших и очень малых оборотах картина может существенно измениться.

Теперь рассмотрим линейку вентиляторов другого производителя: GlacialTech SilentBlade 80×80×25 мм, 92×92×25 мм и 120×120×25 мм. Составим аналогичную табличку:

Наклонным шрифтом выделены расчётные данные. Как было сказано выше, при значениях скорости вращения вентилятора, существенно отличающихся от исследованных, линейная модель может быть неверна. Полученные экстраполяцией значения следует понимать как приблизительную оценку.

Обратим внимание на два обстоятельства. Во-первых, вентиляторы GlacialTech работают медленнее, во-вторых, - эффективнее. Очевидно, это результат использования крыльчатки с более сложной формой лопастей: даже при одинаковых оборотах, вентилятор GlacialTech переносит больше воздуха, чем Titan: см. графу прирост. А уровень шума при одинаковых оборотах примерно равен: пропорция соблюдается даже для вентиляторов разных производителей с различной формой крыльчатки.

Нужно понимать, что реальные шумовые характеристики вентилятора зависят от его технической конструкции, создаваемого давления, объёма прокачиваемого воздуха, от типа и формы преград на пути воздушных потоков; то есть, от типа корпуса компьютера. Поскольку корпуса используются самые разные, невозможно напрямую применять измеренные в идеальных условиях количественные характеристики вентиляторов — их можно только сравнивать между собой для разных моделей вентиляторов.

Ценовые категории вентиляторов

Рассмотрим фактор стоимости. Для примера возьмём в одном и том же интернет-магазине Grand.ua цены на Titan и на GlacialTech: результаты вписаны в приведённых выше таблицах (рассматривались вентиляторы с двумя шарикоподшипниками). Как видно, вентиляторы этих двух производителей принадлежат к двум разным классам: GlacialTech работают на более низких оборотах, потому меньше шумят; при одинаковых оборотах они эффективнее Titan — но они всегда дороже на доллар-другой. Если нужно собрать наименее шумную систему охлаждения (например, для домашнего компьютера), придётся раскошелиться на более дорогие вентиляторы со сложной формой лопастей. При отсутствии таких строгих требований или при ограниченном бюджете (например, для офисного компьютера), вполне подойдут и более простые вентиляторы. Различный тип подвеса крыльчатки, используемый в вентиляторах (подробнее см. раздел Устройство вентилятора), также влияет на стоимость: вентилятор тем дороже, чем более сложные подшипники используются.

Рассмотренные выше марки Titan и GlacialTech известны своими очень демократичными ценами. Вентиляторы других популярных брендов — признанных лидеров в производстве систем охлаждения (Zalman, Cooler Master, Scythe, Arctic Cooling и других) стоят, как правило, существенно дороже; правда, при этом некоторые модели обладают заметно лучшими техническими характеристиками (см. сравнение различных моделей).

NB Марки вентиляторов Titan и GlacialTech, а также другие модели различных устройств были выбраны как самые распространённые на нашем рынке изделия. Представители производителей не вступали в контакт с автором и никак не влияли на содержимое статьи.

Подключение вентиляторов

Вентиляторы охлаждения компьютера стандартно запитываются напряжением +12 В. Питание подаётся при помощи специальных трёх- или четырёхконтактных разъёмов, или разъёмов для питания жёстких дисков и оптических приводов (их часто называют молекс, по имени разработавшей их фирмы Molex):

  

Ключом разъёма служат скошенные углы с одной из сторон. Провода подключены следующим образом: два центральных — «земля», общий контакт (чёрный провод); +5 В — красный, +12 В — жёлтый. Для питания вентилятора через молекс-разъём используются только два провода, обычно чёрный («земля») и красный (напряжение питания). Подключая их к разным контактам разъёма, можно получить различную скорость вращения вентилятора. Стандартное напряжение в 12 В запустит вентилятор со штатной скоростью, напряжение в 5—7 В обеспечивает примерно половинную скорость вращения. Предпочтительно использовать более высокое напряжение, так как не каждый электромотор в состоянии надёжно запускаться при чересчур низком напряжении питания.

12 В 7 В5 В
штатная скорость вращения  половинная скорость вращения
 
Обратите внимание на расположение ключа разъёма:на рисунках скошенные углы находятся снизу!

Как показывает опыт, скорость вращения вентилятора при подключении к +5 В, +6 В и +7 В примерно одинакова (с точностью до 10%, что сравнимо с точностью измерений: скорость вращения постоянно изменяется и зависит от множества факторов, вроде температуры воздуха, малейшего сквозняка в комнате и т. п.)

Напоминаю, что производитель гарантирует стабильную работу своих устройств только при использовании стандартного напряжения питания. Но, как показывает практика, подавляющее большинство вентиляторов отлично запускаются и при пониженном напряжении.

Контакты зафиксированы в пластмассовой части разъёма при помощи пары отгибающихся металлических «усиков». Не составляет труда извлечь контакт, придавив выступающие части тонким шилом или маленькой отвёрткой. После этого «усики» нужно опять разогнуть в стороны, и вставить контакт в соответствующее гнездо пластмассовой части разъёма:

Иногда кулеры и вентиляторы оборудуются двумя разъёмами: подключёнными параллельно молекс- и трёх- (или четырёх-) контактным. В таком случае подключать питание нужно только через один из них:

В некоторых случаях используется не один молекс-разъём, а пара «мама-папа»: так можно подключить вентилятор к тому же проводу от блока питания, который запитывает жёсткий диск или оптический привод. Если вы переставляете контакты в разъёме, чтобы получить на вентиляторе нестандартное напряжение, обратите особое внимание на то, чтобы переставить контакты во втором разъёме в точности таком же порядке. Невыполнение этого требования чревато подачей неверного напряжения питания на жёсткий диск или оптический привод, что наверняка приведёт к их мгновенному выходу из строя.

В трёхконтактных разъёмах ключом для установки служит пара выступающих направляющих с одной стороны:

 

Ответная часть находится на контактной площадке, при подключении она входит между направляющими, также выполняя роль фиксатора. Соответствующие разъёмы для питания вентиляторов находятся на материнской плате (как правило, несколько штук в разных местах платы) или на плате специального контроллера, управляющего вентиляторами:

Помимо «земли» (чёрный провод) и +12 В (обычно красный, реже: жёлтый), есть ещё тахометрический контакт: он используется для контроля скорости вращения вентилятора (белый, синий, жёлтый или зелёный провод). Если вам не нужна возможность контроля над оборотами вентилятора, то этот контакт можно не подключать. Если питание вентилятора подведено отдельно (например, через молекс-разъём), допустимо при помощи трёхконтактного разъёма подключить только контакт контроля за оборотами и общий провод — такая схема часто используется для мониторинга скорости вращения вентилятора блока питания, который запитывается и управляется внутренними схемами БП.

Четырёхконтактные разъёмы появились сравнительно недавно на материнских платах с процессорными разъёмами LGA 775 и socket AM2. Отличаются они наличием дополнительного четвёртого контакта, при этом полностью механически и электрически совместимы с трёхконтактными разъёмами:

 

Два одинаковых вентилятора с трёхконтактными разъёмами можно подключить последовательно к одному разъёму питания. Таким образом, на каждый из электромоторов будет приходится по 6 В питающего напряжения, оба вентилятора будут вращаться с половинной скоростью. Для такого соединения удобно использовать разъёмы питания вентиляторов: контакты легко извлечь из пластмассового корпуса, придавив фиксирующий «язычок» отвёрткой. Схема подключения приведена на рисунке далее. Один из разъёмов подключается к материнской плате, как обычно: он будет обеспечивать питанием оба вентилятора. Во втором разъёме при помощи кусочка проволоки нужно закоротить два контакта, после чего заизолировать его скотчем или изолентой:

Настоятельно не рекомендуется соединять таким способом два разных электромотора: из-за неравенства электрических характеристик в различных режимах работы (запуск, разгон, стабильное вращение) один из вентиляторов может не запускаться вовсе (что чревато выходом электромотора из строя) или требовать для запуска чрезмерно большой ток (чревато выходом из строя управляющих цепей).

Часто для ограничения скорости вращения вентилятора примеряются постоянные или переменные резисторы, включенные последовательно в цепи питания. Изменяя сопротивление переменного резистора, можно регулировать скорость вращения: именно так устроены многие ручные регуляторы скорости вентиляторов. Конструируя подобную схему нужно помнить, что, во-первых, резисторы греются, рассеивая часть электрической мощности в виде тепла, — это не способствует более эффективному охлаждению; во-вторых, электрические характеристики электродвигателя в различных режимах работы (запуск, разгон, стабильное вращение) не одинаковы, параметры резистора нужно подбирать с учётом всех этих режимов. Чтобы подобрать параметры резистора, достаточно знать закон Ома; использовать нужно резисторы, рассчитанные на ток, не меньший, чем потребляет электродвигатель. Однако лично я не приветствую ручное управление охлаждением, так как считаю, что компьютер — вполне подходящее устройство, чтобы управлять системой охлаждения автоматически, без вмешательства пользователя.

Контроль и управление вентиляторами

Большинство современных материнских плат позволяет контролировать скорость вращения вентиляторов, подключённых к некоторым трёх- или четырёхконтактным разъёмам. Более того, некоторые из разъёмов поддерживают программное управление скоростью вращения подключённого вентилятора. Не все размещённые на плате разъёмы предоставляют такие возможности: например, на популярной плате Asus A8N-E есть пять разъёмов для питания вентиляторов, контроль над скоростью вращения поддерживают только три из них (CPU, CHIP, CHA1), а управление скоростью вентилятора — только один (CPU); материнская плата Asus P5B имеет четыре разъёма, все четыре поддерживают контроль за скоростью вращения, управление скоростью вращения имеет два канала: CPU, CASE1/2 (скорость двух корпусных вентиляторов изменяется синхронно). Количество разъёмов с возможностями контроля или управления скоростью вращения зависит не от используемого чипсета или южного моста, а от конкретной модели материнской платы: модели разных производителей могут различаться в этом отношении. Часто разработчики плат намеренно лишают более дешёвые модели возможностей управления скоростью вентиляторов. Например, материнская плата для процессоров Intel Pentiun 4 Asus P4P800 SE способна регулировать обороты кулера процессора, а её удешевлённый вариант Asus P4P800-X — нет. В таком случае можно использовать специальные устройства, которые способны управлять скоростью нескольких вентиляторов (и, обычно, предусматривают подключение целого ряда температурных датчиков) — их появляется всё больше на современном рынке.

Контролировать значения скорости вращения вентиляторов можно при помощи BIOS Setup. Как правило, если материнская плата поддерживает изменение скорости вращения вентиляторов, здесь же в BIOS Setup можно настроить параметры алгоритма регулирования скорости. Набор параметров различен для разных материнских плат; обычно алгоритм использует показания термодатчиков, встроенных в процессор и материнскую плату. Существует ряд программ для различных ОС, которые позволяют контролировать и регулировать скорость вентиляторов, а также следить за температурой различных компонентов внутри компьютера. Производители некоторых материнских плат комплектуют свои изделия фирменными программами для Windows: Asus PC Probe, MSI CoreCenter, Abit µGuru, Gigabyte EasyTune, Foxconn SuperStep и т.д. Распространено несколько универсальных программ, среди них: Hmonitor (shareware, $20-30), MotherBoard Monitor (распространяется бесплатно, не обновляется с 2004 года). Самая популярная программа этого класса — SpeedFan:

Эти программы позволяют следить за целым рядом температурных датчиков, которые устанавливаются в современные процессоры, материнские платы, видеокарты и жёсткие диски. Также программа отслеживает скорость вращения вентиляторов, которые подключены к разъёмам материнской платы с соответствующей поддержкой. Наконец, программа способна автоматически регулировать скорость вентиляторов в зависимости от температуры наблюдаемых объектов (если производитель системной платы реализовал аппаратную поддержку этой возможности). На приведённом выше рисунке программа настроена на управление только вентилятором процессора: при невысокой температуре ЦП (36°C) он вращается со скоростью около 1000 об/мин, - это 35% от максимальной скорости (2800 об/мин). Настройка таких программ сводится к трём шагам:

  1. определению, к каким из каналов контроллера материнской платы подключены вентиляторы, и какие из них могут управляться программно;
  2. указанию, какие из температур должны влиять на скорость различных вентиляторов;
  3. заданию температурных порогов для каждого датчика температуры и диапазона рабочих скоростей для вентиляторов.

Возможностями по мониторингу также обладают многие программы для тестирования и тонкой настройки компьютеров: SiSoft Sandra, S&M, nVidia ClockGen и т. д.

Многие современные видеокарты также позволяют регулировать обороты вентилятора системы охлаждения в зависимости от нагрева графического процессора. При помощи специальных программ можно даже изменять настройки механизма охлаждения, снижая уровень шума от видеокарты в отсутствие нагрузки. Так выглядят в программе ATI Tray Tools оптимальные настройки для видеокарты HIS X800GTO IceQ II:

Пассивное охлаждение

Пассивными системами охлаждения принято называть такие, которые не содержат вентиляторов. Пассивным охлаждением могут довольствоваться отдельные компоненты компьютера, при условии, что их радиаторы помещены в достаточный поток воздуха, создаваемый «чужими» вентиляторами: например, микросхема чипсета часто охлаждается большим радиатором, расположенным вблизи места установки процессорного кулера. Популярны также пассивные системы охлаждения видеокарт, например, Zalman ZM80D-HP:

Очевидно, чем больше радиаторов приходится продувать одному вентилятору, тем большее сопротивление потоку ему нужно преодолеть; таким образом, при увеличении количества радиаторов часто приходится увеличивать скорость вращения крыльчатки. Эффективнее использовать много тихоходных вентиляторов большого диаметра, а пассивные системы охлаждения предпочтительнее избегать. Несмотря на то, что выпускаются пассивные радиаторы для процессоров, видеокарты с пассивным охлаждением, даже блоки питания без вентиляторов (FSP Zen), попытка собрать компьютер совсем без вентиляторов из всех этих компонент наверняка приведёт к постоянным перегревам. Потому, что современный высокопроизводительный компьютер рассеивает слишком много тепла, чтобы охлаждаться только лишь пассивными системами. Из-за низкой теплопроводности воздуха, сложно организовать эффективное пассивное охлаждение для всего компьютера, разве что превратить в радиатор весь корпус компьютера, как это сделано в Zalman TNN 500A:

Сравните корпус-радиатор на фото с корпусом обычного компьютера!

Возможно, полностью пассивного охлаждения будет достаточно для маломощных специализированных компьютеров (для доступа в интернет, для прослушивания музыки и просмотра видео, и т.п.) Охлаждение экономией

В старые времена, когда энергопотребление процессоров не достигло ещё критических величин — для их охлаждения хватало небольшого радиатора — вопрос «что будет делать компьютер, когда делать ничего не нужно?» решался просто: пока не надо выполнять команды пользователя или запущенные программы, ОС даёт процессору команду NOP (No OPeration, нет операции). Эта команда заставляет процессор выполнить бессмысленную безрезультатную операцию, результат которой игнорируется. На это тратится не только время, но и электроэнергия, которая, в свою очередь, преобразуется в тепло. Типичный домашний или офисный компьютер в отсутствие ресурсоёмких задач загружен, как правило, всего на 10% — любой может удостовериться в этом, запустив Диспетчер задач Windows и понаблюдав за Хронологией загрузки ЦП (Центрального Процессора). Таким образом, при старом подходе около 90% процессорного времени улетало на ветер: ЦП занимался выполнением никому не нужных команд. Более новые ОС (Windows 2000 и далее) в аналогичной ситуации поступают разумнее: при помощи команды HLT (Halt, останов) процессор полностью останавливается на короткое время — это, очевидно, позволяет снизить потребление энергии и температуру процессора при отсутствии ресурсоёмких задач.

Компьютерщики со стажем могут припомнить целый ряд программ для «программного охлаждения процессора»: будучи запущенными под управлением Windows 95/98/ME они останавливали процессор с помощью HLT, вместо повторения бессмысленных NOP, чем снижали температуру процессора в отсутствие вычислительных задач. Соответственно, использование таких программ под управлением Windows 2000 и более новых ОС лишено всякого смысла.

Современные процессоры потребляют настолько много энергии (а это значит: рассеивают её в виде тепла, то есть греются), что разработчики создали дополнительные технические по борьбе с возможным перегревом, а также средства, повышающие эффективность механизмов экономии при простое компьютера.

Тепловая защита процессора

Для защиты процессора от перегрева и выхода из строя, применяется так называемый thermal throttling (обычно не переводят: троттлинг). Суть этого механизма проста: если температура процессора превышает допустимую, процессор принудительно останавливается командой HLT, чтобы кристалл имел возможность остыть. В ранних реализациях этого механизма через BIOS Setup можно было настраивать, какую долю времени процессор будет простаивать (параметр CPU Throttling Duty Cycle: xx%); новые реализации «тормозят» процессор автоматически до тех пор, пока температура кристалла не опустится до допустимого уровня. Безусловно, пользователь заинтересован в том, чтобы процессор не прохлаждался (буквально!), а выполнял полезную работу — для этого нужно использовать достаточно эффективную систему охлаждения. Проверить, не включается ли механизм тепловой защиты процессора (троттлинга) можно при помощи специальных утилит, например ThrottleWatch:

В данном случае процессор охлаждается неудовлетворительно: как только загрузка процессора возрастает, срабатывает механизм троттлинга

Минимизация потребления энергии

Практически все современные процессоры поддерживают специальные технологии для снижения потребления энергии (и, соответственно, нагрева). Разные производители называют такие технологии по-разному, например: Enhanced Intel SpeedStep Technology (EIST), AMD Cool’n’Quiet (CnQ, C&Q) — но работают они, по сути, одинаково. Когда компьютер простаивает, и процессор не загружен вычислительными задачами, уменьшается тактовая частота и напряжение питания процессора. И то, и другое уменьшает потребление процессором электроэнергии, что, в свою очередь, сокращает тепловыделение. Как только загрузка процессора увеличивается, автоматически восстанавливается полная скорость процессора: работа такой схемы энергосбережения полностью прозрачна для пользователя и запускаемых программ. Для включения такой системы нужно:

  1. включить использование поддерживаемой технологии в BIOS Setup;
  2. установить в используемой ОС соответствующие драйверы (обычно это драйвер процессора);
  3. в Панели управления Windows (Control Panel), в разделе Электропитание (Power Management), на закладке Схемы управления питанием (Power Schemes) выбрать в списке схему Диспетчер энергосбережения (Minimal Power Management).

Например, для материнской платы Asus A8N-E с процессором AMD Athlon 64 нужно (подробные инструкции приведены в Руководстве пользователя):

  1. в BIOS Setup в разделе Advanced > CPU Configuration > AMD CPU Cool & Quiet Configuration параметр Cool N'Quiet переключить в Enabled; а в разделе Power параметр ACPI 2.0 Support переключить в Yes;
  2. установить драйвер AMD Cool'n'Quiet;
  3. см. выше.

Проверить, что частота процессора изменяется, можно при помощи любой программы, отображающей тактовую частоту процессора: от специализированных типа CPU-Z, вплоть до Панели управления Windows (Control Panel), раздел Система (System):

AMD Cool'n'Quiet в действии: текущая частота процессора (994 МГц) меньше номинальной (1,8 ГГц)

Часто производители материнских плат дополнительно комплектуют свои изделия наглядными программами, наглядно демонстрирующими работу механизма изменения частоты и напряжения процессора, например, Asus Cool&Quiet:

Частота процессора изменяется от максимальной (при наличии вычислительной нагрузки), до некоторой минимальной (при отсутствии загрузки ЦП).

Утилита RMClock

Во время разработки набора программ для комплексного тестирования процессоров CPU RightMark, была создана утилита RMClock (RightMark CPU Clock/Power Utility): она предназначена для наблюдения, настройки и управления энергосберегающими возможностями современных процессоров. Утилита поддерживает все современные процессоры и самые разные системы управления потреблением энергии (частотой, напряжением…) Программа позволяет наблюдать за возникновением троттлинга, за изменением частоты и напряжения питания процессора. Используя RMClock, можно настраивать и использовать всё, что позволяют стандартные средства: BIOS Setup, управление энергопотреблением со стороны ОС при помощи драйвера процессора. Но возможности этой утилиты гораздо шире: с её помощью можно настраивать целый ряд параметров, которые не доступны для настройки стандартным образом. Особенно это важно при использовании разогнанных систем, когда процессор работает быстрее штатной частоты.

Авторазгон видеокарты

Подобный метод используют и разработчики видеокарт: полная мощность графического процессора нужна только в 3D-режиме, а с рабочим столом в 2D-режиме современный графический чип справится и при пониженной частоте. Многие современные видеокарты настроены так, чтобы графический чип обслуживал рабочий стол (2D-режим) с пониженной частотой, энергопотреблением и тепловыделением; соответственно, вентилятор охлаждения крутится медленнее и шумит меньше. Видеокарта начинает работать на полную мощность только при запуске 3D-приложений, например, компьютерных игр. Аналогичную логику можно реализовать программно, при помощи различных утилит по тонкой настройке и разгону видеокарт. Для примера, так выглядят настройки автоматического разгона в программе ATI Tray Tools для видеокарты HIS X800GTO IceQ II:

Тихий компьютер: миф или реальность?

С точки зрения пользователя, достаточно тихим будет считаться такой компьютер, шум которого не превышает окружающего шумового фона. Днём, с учётом шума улицы за окном, а также шума в офисе или на производстве, компьютеру позволительно шуметь чуть больше. Домашний компьютер, который планируется использовать круглосуточно, ночью должен вести себя потише. Как показала практика, практически любой современный мощный компьютер можно заставить работать достаточно тихо. Опишу несколько примеров из моей практики.

Пример 1: платформа Intel Pentium 4

В моём офисе используется 10 компьютеров Intel Pentium 4 3,0 ГГц со стандартными процессорными кулерами. Все машины собраны в недорогих корпусах Fortex ценой до $30, установлены блоки питания Chieftec 310-102 (310 Вт, 1 вентилятор 80?80?25 мм). В каждом из корпусов на задней стенке был установлен вентилятор 80?80?25 мм Titan TFD-8025h22B (3000 об/мин, шум 33 дБА) — они были заменены вентиляторами с такой же производительностью 120?120?25 мм GlacialTech SilentBlade GT12252BDL-1 (950 об/мин, шум 19  дБА). В файловом сервере локальной сети для дополнительного охлаждения жёстких дисков на передней стенке установлены 2 вентилятора 80?80?25 мм Titan TFD-8025h22B, подключённые последовательно (скорость 1500 об/мин, шум 20 дБА). В большинстве компьютеров использована материнская плата Asus P4P800 SE, которая способна регулировать обороты кулера процессора. В двух компьютерах установлены более дешёвые платы Asus P4P800-X, где обороты кулера не регулируются; чтобы снизить шум от этих машин, кулеры процессоров были заменены GlacialTech Turbine 4500 (1900 об/мин, шум 20 дБА).Результат: компьютеры шумят тише, чем кондиционеры; их практически не слышно.

Пример 2: платформа Intel Core 2 Duo

Домашний компьютер на новом процессоре Intel Core 2 Duo E6400 (2,13 ГГц) со стандартным процессорным кулером был собран в недорогом корпусе aigo ценой $25, установлен блок питания Chieftec 360-102DF (360 Вт, 2 вентилятора 80×80×25 мм). В передней и задней стенках корпуса установлены 2 вентилятора 80×80×25 мм Titan TFD-8025h22B, подключённые последовательно (скорость регулируется, от 750 до 1500 об/мин, шум до 20 дБА). Использована материнская плата Asus P5B, которая способна регулировать обороты кулера процессора и вентиляторов корпуса. Установлена видеокарта PowerColor X550 Bravo Edition с пассивной системой охлаждения.Результат: компьютер шумит так, что днём его не слышно за обычным шумом в квартире (разговоры, шаги, улица за окном и т. п.).

Пример 3: платформа AMD Athlon 64

Мой домашний компьютер на процессоре AMD Athlon 64 3000+ (1,8 ГГц) собран в недорогом корпусе Delux ценой до $30, сначала содержал блок питания CoolerMaster RS-380 (380 Вт, 1 вентилятор 80?80?25 мм) и видеокарту Asus EAX550GE (охлаждается вентилятором 40?40?10 мм). Из-за шума блок питания был заменён Chieftec HPC-360-202DF (360 Вт, 2 вентилятора 80?80?25 мм), а видеокарта - PowerColor X550 Bravo Edition с пассивной системой охлаждения. В передней и задней стенках корпуса были установлены 2 вентилятора 80?80?25 мм Titan TFD-8025h22B (3200 об/мин, шум 33 дБА), чтобы снизить уровень шума они были подключены последовательно (1800 об/мин, 22 дБА). Позднее они были заменены тремя вентиляторами 80?80?25 мм GlacialTech SilentBlade GT80252BDL-1, подключенными к +5 В (около 850 об/мин, шум меньше 17 дБА). Используется материнская плата Asus A8N-E, которая способна регулировать обороты кулера процессора GlacialTech Igloo 7200 (до 2800 об/мин, шум до 26 дБА, в режиме простоя кулер вращается около 1000 об/мин и шумит меньше 18 дБА). Проблема этой материнской платы: охлаждение микросхемы чипсета nVidia nForce 4, Asus устанавливает небольшой вентилятор 40?40?10 мм со скоростью вращения 5800 об/мин, который достаточно громко и неприятно свистит (кроме того, вентилятор оборудован подшипником скольжения, имеющим очень небольшой ресурс). Для охлаждения чипсета был установлен кулер для видеокарт с медным радиатором Titan CUV2 (4500 об/мин, 23 дБА), а позже и он был заменён радиатором Zalman ZM-NB47J:

 Популярные модели радиаторов для микросхем чипсета

Для компьютера был выбран жёсткий диск Samsung SpinPoint 2504C, известный низким уровнем создаваемого шума (второй жёсткий диск Samsung SpinPoint 1614N работает громче, я предпочитаю отключать его на ночь).Результат: компьютер работает так тихо, что слышен шум электродвигателя жёсткого диска Samsung SpinPoint 2504C, на его фоне отчётливо слышны щелчки позиционирования головок жёсткого диска. Работающий компьютер не мешает спать в той же комнате, где он установлен. Недавно видеокарта была заменена HIS X800GTO IceQ II, для установки которой потребовалось доработать радиатор чипсета Zalman ZM-NB47J: отогнуть рёбра таким образом, чтобы они не мешали установке видеокарты с большим вентилятором охлаждения. Пятнадцать минут работы плоскогубцами — и компьютер продолжает работать тихо даже с довольно мощной видеокартой.

Пример 4: платформа AMD Athlon 64 X2

Домашний компьютер на процессоре AMD Athlon 64 X2 3800+ (2,0 ГГц) с процессорным кулером GlacialTech Igloo 7200 Light (до 1900 об/мин, шум до 20 дБА) собран в корпусе 3R System R101 (в комплекте 2 вентилятора 120×120×25 мм, до 1500 об/мин, установлены на передней и задней стенках корпуса, подключены к штатной системе мониторинга и автоматического управления вентиляторами), установлен блок питания FSP Blue Storm 350 (350 Вт, 1 вентилятор 120×120×25 мм). Использована материнская плата ECS KV2 Lite (пассивное охлаждение микросхем чипсета), которая способна регулировать обороты кулера процессора. Использована видеокарта GeCube Radeon X800XT, система охлаждения заменена на Zalman VF900-Cu. Для компьютера был выбран жёсткий диск Samsung SpinPoint 2504C, известный низким уровнем создаваемого шума.Результат: компьютер работает так тихо, что слышен шум электродвигателя жёстких дисков. Работающий компьютер не мешает спать в той же комнате, где он установлен (соседи за стенкой разговаривают и того громче).

www.ixbt.com


Смотрите также