Водное охлаждение компьютера позволяет снизить температуру процессора и графической платы примерно на 10 градусов, что повышает их долговечность. Кроме того, за счет снижения нагрева система подвергается меньшей нагрузке. Это также позволяет разгрузить вентилятор, значительно снизив его обороты, и, таким образом, получить практически бесшумную систему.
Встроить водное охлаждение довольно просто. Мы расскажем как это сделать в нашем пошаговом руководстве. В статье описывается установка водного охлаждения на примере готового набора Innovatek Premium XXD и корпуса Tower Silverstone TJ06. Монтаж других систем производится аналогичным образом.
Установка водяного охлаждения
Для успешной установки системы охлаждения вам понадобятся инструменты. Мы остановили свой выбор на чрезвычайно удобном швейцарском ноже Victorinox Cyber Tool Nr. 34. В него кроме самого ножа входят клещи, ножницы, маленькая и средняя крестообразная отвертка, а также набор насадок. Кроме того, приготовьте гаечные ключи на 13 и 16. Они потребуются для затягивания соединений.
В цикле охлаждения радиатор обеспечивает стабилизацию температуры воды, как правило, на уровне порядка 40° C. Теплообменнику помогают один или два 12-сантиметровых вентилятора, которые вращаются довольно тихо, но при этом обеспечивают вывод тепла изнутри наружу. При установке вентилятора следите за тем, чтобы стрелка на раме вентилятора показывала в сторону радиатора, а также чтобы провода питания сходились к середине.
Пора прикрутить к радиатору угловые соединительные элементы для трубок. Для надежности затяните накидные гайки ключом на 16. Затягивайте крепко, однако не до упора. После этого радиатор монтируется к корпусу. Single-радиатор (то есть только с одним вентилятором) можно установить снизу за передней панелью, в том месте, где обеспечивается штатная подача воздуха. В некоторых типах корпусов для этого также может подойти пространство сзади процессора.
Наш двойной dual-радиатор требует несколько больше места, поэтому мы его располагаем на боковой стенке. Самостоятельно делать необходимые гнезда и отверстия мы рекомендуем только опытным умельцам. Если вы себя к таковым не относите, лучше всего воспользоваться специально предусмотренным корпусом для конкретного типа охлаждения. Innovatek предлагает системы охлаждения в комплекте с корпусом - при желании даже в смонтированном состоянии. Для нашего проекта мы выбрали модель Silverstone TJ06 с подготовленной Innovatek боковой стенкой.
Рисунок A: Расположите боковую стенку перед собой на рабочем столе так, чтобы отверстия под вентиляторы были направлены на вас узкими частями. После этого положите радиатор на отверстия вентиляторами вверх. Угловые соединения шлангов должны быть направлены в ту сторону, которая позже будет соединена с передней панелью корпуса. Теперь поверните боковую стенку вместе с радиатором и соедините отверстия, сделанные на корпусе с резьбой на радиаторе.
Рисунок B: Для красоты положите на гнезда вентиляторов сверху две черные заглушки и прикрутите их восемью прилагающимися черными шурупами Torx.
Стандартный вентилятор питается от напряжения 12 В. При этом он достигает указанной в спецификации скорости вращения и, таким образом, максимальной громкости. В системе водного охлаждения часть тепла поглощает кулер радиатора, поэтому 12-
вольтное питание для пары наших вентиляторов, пожалуй, не понадобится. В большинстве случаев достаточно 5-7 В - это позволит сделать систему практически бесшумной. Для этого соедините разъемы питания обоих вентиляторов и подключите к прилагающемуся адаптеру, который позже будет подключен к блоку питания.
Теперь речь пойдет о графической плате, главном источнике шума у большинства компьютеров. Мы оснастим водным охлаждением модель ATI All-in-Wonder X800XL для PCI Express. Аналогичным образом система охлаждения устанавливается и на другие модели видеоадаптеров.
Прежде чем вы приступите к сборке, еще два замечания. Первое: с переоборудованием графической платы теряет силу гарантия, поэтому перед установкой проверьте работоспособность всех функций устройства. И второе: человек при хождении по ковру заряжается статическим электричеством и разряжается при соприкосновении с металлом (например, дверной ручкой).
Если вы разрядитесь о графическую плату, при определенном стечении обстоятельств она может приказать долго жить. Поскольку же у вас, как и у большинства непрофессиональных сборщиков, вряд ли имеется антистатический коврик, кладите видеоадаптер только на антистатическую упаковку и периодически разряжайтесь, касаясь батареи отопления.
Рисунок А: Для того чтобы отсоединить вентилятор от выбранной нами модели серии Х800, необходимо открутить шесть шурупов. Два маленьких шурупа, удерживающие натяжную пружину, оптимизируют давление блока охлаждения на графический процессор, в то время как четыре остальных несут на себе всю тяжесть кулера. Даже после того как будут удалены все шесть шурупов, кулер будет все еще достаточно крепко присоединен теплопроводящей пастой. Отсоедините кулер, плавно поворачивая его по и против часовой стрелки.
Рисунок B: После того как вы снимите старую систему охлаждения, удалите остатки теплопроводящей пасты с графического процессора и других микросхем. Если паста не стирается, можно использовать немного жидкости для снятия лака. Естественно, и водная система охлаждения нуждается в теплопроводной пасте, так что нужно нанести новую. Здесь основное правило таково: чем меньше, тем лучше! Маленькой капельки, распределенной тонким слоем по поверхности каждой детали, вполне достаточно.
На самом деле теплопроводная паста является достаточно посредственным проводником тепла. Она призвана заполнять микроскопические неровности поверхности, так как воздух проводит тепло еще хуже. Для нанесения пасты в качестве миниатюрного шпателя можно использовать старую визитную карточку.
Рисунок С: После нанесения пасты положите новый кулер на рабочую поверхность таким образом, чтобы соединительные трубки были сверху, и совместите отверстия на графической плате с резьбой на блоке охлаждения. Натяжная пружина заменяется квадратной пластмассовой пластиной. Для защиты окружающих контактов наклейте между печатной платой и пластиной, точнее говоря, непосредственно к 3D-процессору, пенопластовую прокладку.
Новый кулер удерживается на трех несущих шурупах. Сперва затяните их, причем, как и при замене автомобильного колеса, вначале затягивайте шурупы не до конца, и затем по очереди их подтягивайте. Это поможет избежать перекосов. После этого аналогичным образом затяните шурупы на пластмассовой пластине.
Наибольшее количество тепла чаще всего вырабатывает центральный процессор. Поэтому система охлаждения, защищая его от перегрева, работает достаточно шумно. Заменить воздушный кулер на водный достаточно просто. Сначала осторожно снимите с процессора воздушный кулер. Преодолевать сопротивление термопасты также необходимо мягкими вращательными движениями влево-вправо, иначе процессор может выскочить из сокета. После этого удалите всю старую термопасту.
Затем отвинтите имеющуюся рамку сокета и смонтируйте вместо нее подходящую для этого типа процессора рамку из набора водного охлаждения. Перед установкой кулера нанесите на процессор тонким слоем термопасту. В завершение зафиксируйте крепежные скобы с обеих сторон рамки сокета и перекиньте фиксатор.
Насос - очень важная деталь системы, поэтому его необходимо поставить на пьедестал - в прямом смысле этого слова. Для этого ввинтите в алюминиевую плату четыре резиновые ножки. Резина здесь используется для того, чтобы изолировать вибрации насоса. На эти ножки установите насос и зафиксируйте его четырьмя прилагающимися шайбами и гайками. Гайки затяните небольшими плоскогубцами.
Теперь необходимо оснастить насос и компенсационную емкость соединительными трубками. Затяните для надежности соединения ключом на 13. В завершение подсоедините компенсационную емкость с округлой стороны насоса. Насос приделывается изнутри к передней панели корпуса, прилагающейся клейкой лентой таким образом, чтобы компенсационная емкость «смотрела» наружу (см. рис. 11).
После завершения установки всех компонентов внутри корпуса необходимо соединить их шлангами. Для этого поставьте открытый корпус напротив себя и положите перед ним боковую стенку с радиатором. Шланг должен идти от компенсационной емкости к графической плате, оттуда к процессору, от процессора к радиатору, завершается же круг соединением радиатора и насоса.
Отмерьте необходимую длину устанавливаемого шланга и ровно отрежьте его. Открутите на соединении накидную гайку и подведите ее к концу надеваемого шланга. После того как шланг надет на соединение вплоть до резьбы, зафиксируйте его накидной гайкой. Затяните гайку ключом на 16. Теперь ваша система должна выглядеть так, как это показано на рисунке 11.
Как это показано на нашей картинке, подключите насос к разъему питания для жестких дисков. На данном этапе к блоку питания не должно быть подключено больше ничего. Сейчас мы готовим насос к заполнению водой. Другие компоненты нельзя подключать без воды в системе охлаждения, иначе им грозит мгновенный перегрев.
Так как блоки питания не работают без подключения к материнской плате, необходимо использовать прилагающуюся перемычку. Черный провод служит для «обмана» питания материнской платы. Таким образом, после включения тумблера насос начнет работать. Если у вас под рукой не нашлось перемычки, закоротите зеленый и находящийся рядом черный провода блока питания (пины 17 и 18).
После того как насос запущен, его можно наполнить. Для этого используйте прилагающуюся жидкость из набора. У Innovatec это дистиллированная вода со специальными химическими добавками, позволяющими сохранять воду свежей практически бесконечно.
В крайнем случае можно использовать и обычную дистиллированную воду, однако тогда придется ее менять приблизительно каждые два года. Внимание: ни в коем случае не используйте воду из под крана! Она содержит большое количество бактерий, которые моментально образуют в вашей системе колонии и ощутимо снизят эффект охлаждения.
Наполните компенсационную емкость жидкостью до нижнего края резьбы и подождите, пока насос выкачает воду. Продолжайте процедуру наполнения до тех пор, пока в системе не прекратится бурление.
Проверьте герметичность соединений. Если на каком-либо из них образуется капелька, скорее всего, это значит, что плохо затянута накидная гайка. Если система наполнена достаточным количеством воды, но продолжается бурление, поможет следующая хитрость: возьмите двумя руками боковую стенку корпуса с радиатором и покачайте ее так, как будто это сковородка, по которой вы хотите распределить горячее масло. Если после 15 минут работы все соединения остались сухими и не возникло никаких посторонних звуков, закройте компенсационную емкость.
Теперь можно снять перемычку с блока питания и начать подключение компонентов компьютера. Некоторой сноровки потребует установка боковой стенки с радиатором. Зазоры здесь очень малы, и даже слегка неверно установленное шланговое соединение может помешать. В этом случае необходимо просто повернуть соединение в нужном направлении. Также при закрытии корпуса уделите особое внимание шлангам, чтобы ни один из них не был перегнут или сдавлен.
Кроме процессоров и графических плат можно также оснастить водным охлаждением чипсет и высокоскоростной жесткий диск. А вот охлаждать водой блок питания мы не рекомендуем. Ни один из них не является достаточно надежным для этого - воде там не место. При желании снизить шумность блока питания можно установив в компьютере БП с пассивным охлаждением.
В водной системе следует избегать флуоресцентных добавок: есть подозрение, что они вызывают коррозию металла. Если вам не нравятся даже медленно вращающиеся вентиляторы, вновь поможет только пассивный радиатор. Его можно поместить либо на подставку рядом с корпусом, либо при наличии соответствующих навыков прикрепить к внешней стороне корпуса.
Началась вся история с модернизации системы. Захотелось мне сменить процессор AMD Athlon XP на Athlon 64.
А из этого следовало, что сменой процессора здесь дело не обошлось бы. Поэтому мне пришлось сменить
- Процессор: AMD Athlon 64 3000+ Socket 754 (NewCasle)
- Материнка: ASUS K8N-E Deluxe
- Память: Два модуля по 256 Mb PC-3200
- Видео: Albatron GeForce 4 Ti4800SE 128Mb AGP8x
- HDD: WD SATA 80Гб 7200rpm (8Mb буфер), Seagate Barracuda ATA-100 40Гб 7200rpm (2Mb буфер)
- CD-ROM ASUS 52X
- CD-RW NEC 48x/24X/48x
- FDD Mitsumi
- Корпус с блоком питания на 420w
- Охлаждение: кулер Titan 4800rpm+4 дополнительных вентилятора
Но прошу Вас заметить это конфигурация, получившаяся после завершения апгрейда, а пока что в системе стоял блок питания на 300W, и не было дополнительных вентиляторов, а также мощной системы звука, которая в данном списке не указана, но о ней в конце данной статьи.
А пока начинаем перемещаться чуть-чуть в перед. Первое впечатление от приобретенного железа, затмевало все проблемы системы, но в скором времени мне пришлось конкретно задуматься о них.
Давайте перейдем к первой проблеме, а именно проблеме шума. Я Вам, наверное, еще не сказал, что при смене железа системный блок не был заменен на новый, что привело к увеличению шума при работе кулера на полной скорости вращения. На самом деле проблема была не в системнике, а в самом кулере, по-видимому, производитель не учел его аэродинамические недостатки, в связи с этим казалось, что мой системный блок вот-вот уедет (в прямом смысле, дребезжание было просто невыносимым).
Но одной беды без другой не бывает, и случилось так, что при игре в DooM3 в моем блоке питания, что-то сгорело, и он наотрез отказывался включать систему. Было решено купить блок питания Thermaltake Dual Fan 420W, выбор пал на него не случайно, т.к. его вес составил почти два с половиной килограмма, а система регуляции скорости вращения вентиляторов не могла увеличить шумы компьютера. Да и наличие второго вентилятора, оттягивающего горячий воздух из системника, очень помогало при оттягивании горячего воздуха от процессора. После установки блока питания оказалось, что мой системник больше не хочет жужжать и прыгать, а точнее звук кулера стал сливаться со звуком вентиляторов блока питания. А, следовательно, первая проблема после этого полностью отпала.
Но оставалось еще две проблемы, а именно проблема охлаждения и проблема хорошего звука. Ну, начнем с проблемы охлаждения. Было решено купить три вентилятора 80х80mm и установить в их в системный блок. Причем с двумя вентиляторами проблем не возникло ну, а вот с третьим возникла небольшая проблема, а именно его установка на нестандартное место, в одну из боковых панелей системного блока.
Место установки данного вентилятора было выбрано прям напротив слотов PCI. Для установки данного вентилятора было решено просверлить 4 отверстия в крышке системного блока, расстояние между которыми составило около 80мм, т.е. прямое предназначение этих отверстий было в закреплении вентилятора. Но также необходимо было подумать и о заборе воздуха, а, следовательно, необходимо было просверлить отверстия под рабочей частью вентилятора, для этого было начерчено 3 окружности и по ним просверлены отверстия, расстояние, между которыми, составило примерно 3-5мм. В результате получился вот такой рисунок:
При этом температура процессора не стала превышать 55 градусов. Получилась примерно такая схема прохождения воздуха:
Из данной схемы видно, что, как и положено снизу в системник поступает холодный воздух (благодаря двум вентиляторам, работающим на вдув), поднимаясь к верху воздух, нагревается и выбрасывается (благодаря вентиляторам блока питания и системного блока, работающим навыдув). Вот так и была решена вторая проблема дешево и, сильно не напрягаясь.
Третья проблема, наверное, самая главная. Это установка 6-канальной системы звучания без сабвуфера. Изначала дома были найдены старые довольно таки большие колонки (если считать, что они подключались к компьютеру). Далее эти колонки решено было решено мною подключить к компьютеру. Но тут возникала проблема, а именно отсутствие в них усилителя звука. Решение данной проблемы пришло как-то само собой, необходимо было просто купить недорогие колонки в ценовом диапазоне около 200-300 руб. Выбор пал на Genius SP-Q06. После покупки вторая колонка сразу же по приходу домой тут же была разобрана, и к ее динамику был припаян провод от старых наушников, который соединялся (в моем случае при помощи самой обыкновенной скрутки) с проводами, идущими на большие колонки.
После включения данной конструкции оказалось, что звучание больших колонок заменяет сабвуфер. Далее для создания эффекта объемного звука колонки были разнесены по разным частям комнаты (а большие и вовсе были спрятаны в самые укромные места, т.к. имели непристойный вид).
Ну и как оказалось, все мои старания не прошли даром. Если раньше мои игры сильно не напрягали, то теперь во время игры от сильного и резкого звука по телу невольно стали пробегать мурашки.
Тем самым мои потребности в системе были удовлетворены, а сидеть за компьютером стало намного приятней. Надеюсь, и вам материалы данной статьи помогут в реализации ваших идей.
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
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 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 и, схожая конструкция, от бренда :
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 , 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 ), 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. ). 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):
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 :
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 ). Несложно установить зависимость между производительностью и шумом вентилятора. На сайте крупного производителя популярных систем охлаждения , в 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, и .
Жирным шрифтом выделены самые популярные типы вентиляторов.
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: , и . 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 и : 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 ), также влияет на стоимость: вентилятор тем дороже, чем более сложные подшипники используются.
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.
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: (shareware, $20-30), (распространяется бесплатно, не обновляется с 2004 года). Самая популярная программа этого класса - :
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:
- определению, к каким из каналов контроллера материнской платы подключены вентиляторы, и какие из них могут управляться программно;
- указанию, какие из температур должны влиять на скорость различных вентиляторов;
- 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: , 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 оптимальные настройки для видеокарты HIS X800GTO IceQ II :
Пассивное охлаждениеПассивными 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, :
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 :
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 :
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:
- включить использование поддерживаемой технологии в BIOS Setup;
- установить в используемой ОС соответствующие драйверы (обычно это драйвер процессора);
- 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 нужно (подробные инструкции приведены в Руководстве пользователя):
- 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;
- установить ;
- см. выше.
Проверить, что частота процессора изменяется, можно при помощи любой программы, отображающей тактовую частоту процессора: от специализированных типа , вплоть до Панели управления Windows (Control Panel), раздел Система (System):
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 , была создана (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 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 (3000 об/мин, шум 33 дБА) - они были заменены вентиляторами с такой же производительностью 120?120?25 мм (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 , 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 (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 , 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 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 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 (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 , 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 : 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 (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 (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 , 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).
Зачастую после покупки компьютера пользователь сталкивается с таким неприятным явлением, как сильный шум, идущий от охлаждающих вентиляторов. Могут наблюдаться сбои в работе операционной системы из-за нагрева до высоких температур (90°C и более) процессора или видеокарты. Это весьма существенные недостатки, устранить которые возможно с помощью дополнительно устанавливаемого на ПК водяного охлаждения. Как изготовить систему своими руками?
Жидкостное охлаждение, его положительные свойства и недостатки
Принцип действия системы жидкостного охлаждения компьютера (СЖОК) основан на использовании соответствующего теплоносителя. Жидкость за счёт постоянной циркуляции поступает к тем узлам, температурный режим которых необходимо контролировать и регулировать. Дальше теплоноситель по шлангам поступает в радиатор, где и охлаждается, отдавая тепло воздуху, который затем отводится за пределы системного блока с помощью вентиляции.
Жидкость, имея более высокую теплопроводность по сравнению с воздухом, быстро стабилизирует температуру таких аппаратных ресурсов, как процессор и графический чип, приводя их к норме. В результате можно добиться существенного повышения производительности ПК за счёт его системного разгона. При этом надёжность работы компонентов компьютера не будет нарушена.
При использовании СЖОК можно обходиться вообще без вентиляторов или применять маломощные бесшумные модели. Работа компьютера становится тихой, в результате чего пользователь чувствует себя комфортно.
К недостаткам СЖОК следует отнести её дороговизну. Да, готовая система жидкостного охлаждения является удовольствием не из дешёвых. Но ведь при желании её можно сделать и установить самостоятельно. Это займёт время, но будет стоить недорого.
Классификация охлаждающих водяных систем
Жидкостные охлаждающие системы могут быть:
- внешние;
- внутренние.
Отличие между внешними и внутренними СЖОК в том, где расположена система: снаружи или внутри системного блока.
- параллельные - при таком подключении разводка идёт от основного радиатора-теплообменника к каждому водоблоку, обеспечивающему охлаждение процессора, видеокарты или другого узла / элемента компьютера;
- последовательные - каждый водоблок соединяется друг с другом;
- комбинированные - такая схема включает одновременно параллельные и последовательные подключения.
- помповые - система использует принцип принудительного нагнетания охлаждающей жидкости к водоблокам. В качестве нагнетателя используются помпы. Они могут иметь собственный герметичный корпус либо погружаться в охлаждающую жидкость, находящуюся в отдельном резервуаре;
- безпомповые - жидкость циркулирует за счёт испарения, при котором создаётся давление, движущее теплоноситель в заданном направлении. Охлаждаемый элемент, нагреваясь, превращает подводимую к нему жидкость в пар, который затем снова становится жидкостью в радиаторе. По характеристикам такие системы значительно уступают помповым СЖОК.
Виды СЖОК - галерея
При использовании последовательного подключения сложно непрерывно обеспечивать хладагентом все подключаемые узлы араллельная схема подключения СЖОК - простое подключение с возможностью легко просчитывать характеристики охлаждаемых узлов Системный блок с внутренней СЖОК занимает много места внутри корпуса компьютера и требует высокой квалификации при монтаже
При использовании внешней СЖОК внутреннее пространство системного блока остаётся свободным
Составляющие элементы, инструменты и материалы для сборки СЖОК
Подберём необходимый набор для жидкостного охлаждения центрального процессора компьютера. В состав СЖОК войдут:
Все составляющие системы жидкостного охлаждения можно приобрести в интернет-магазине по соответствующему запросу.
Некоторые узлы и детали, например, водяной блок, радиатор, фитинги, резервуар, можно изготовить самостоятельно. Однако вам, вероятно, придётся заказывать токарные и фрезерные работы. В результате может получиться так, что СЖОК обойдётся дороже, чем если бы вы её приобрели готовой.
Наиболее приемлемым и наименее затратным вариантом будет приобрести основные узлы и детали, после чего самостоятельно монтировать систему. В этом случае достаточно иметь базовый набор слесарного инструмента для выполнения всех необходимых работ.
Делаем жидкостную систему охлаждения ПК своими руками - видео
Изготовление, сборка и монтаж
Рассмотрим изготовление внешней помповой системы жидкостного охлаждения центрального процессора ПК.
Некоторые умельцы используют радиаторы от старых автомобилей.
Водоблок на компьютер своими руками - видео
Водяное охлаждение превосходит по характеристикам изначально устанавливаемую на современных компьютерах воздушную систему. За счёт жидкостного теплоносителя, используемого вместо вентиляторов, сокращается шумовой фон. Компьютер работает намного тише. Сделать СЖОК можно своими руками, обеспечив при этом надёжную защиту основных элементов и узлов компьютера (процессор, видеокарта и др.) от перегрева.
В этой статье я постараюсь рассказать о своей попытке изготовить систему водяного охлаждения для процессора в домашних условиях. При этом опишу основные моменты и технические тонкости на примере собственного опыта. Если вам интересно подробное иллюстрированное руководство по изготовлению, сборке и установке такой системы, то добро пожаловать под кат.
Трафик, много картинок! Видео процесса изготовления в самом низу.
Мысль о создании более эффективного охлаждения домашнего компьютера у меня зародилась в процессе поиска способа повысить производительность своего компьютера с помощью «разгона» процессора. Разогнанный процессор потребляет в полтора раза больше мощности и соответственно греется. Главный ограничитель покупки готовой – цена, покупка в магазине готовой системы водяного охлаждения вряд ли обойдется дешевле ста долларов. Да и в обзорах бюджетные системы жидкостного охлаждения не особо хвалят. Так было решено сделать простейшую СВО самостоятельно и с минимальными затратами.
Теория и сборка
Основные детали
- Водоблок (или теплообменник)
- Центробежный водяной насос (помпа) мощностью 600 литров/ч.
- Радиатор охлаждения (автомобильный)
- Расширительный резервуар под теплоноситель (воду)
- Шланги 10-12 мм;
- Вентиляторы диаметром 120мм (4 штуки)
- Источник питания для вентиляторов
- Расходные материалы
Водоблок
Основная задача водорблока это быстро забрать у процессора тепло и передать его теплоносителю. Для данных целей наиболее подходит медь. Возможно изготовление теплообменника и из алюминия, но его теплопроводность (230Вт/(м*К)) вдвое меньше меди (395,4 Вт/(м*К)). Также немаловажно устройство водоблока (или теплообменника). Устройство теплообменника представляет собой один или несколько непрерывных каналов, проходящих через весь внутренний объем водоблока. При этом важно максимально увеличить поверхность соприкосновения с водой и избежать застоев воды. Для увеличения поверхности обычно используют частые надрезы на стенках водоблока или устанавливают мелкие игольчатые радиаторы.
Я не пытался сделать что-то сложное, поэтому начал делать простую ёмкость для воды с двумя отверстиями для трубок. За основу был взят латунный соединитель для труб, а основанием стала медная пластина толщиной 2 миллиметра. Сверху в такую же пластину вставляются две медные трубки диаметра шланга. Всё запаивается оловянно-свинцовым припоем. Делая водоблок побольше я сначала не задумывался о его весе. В собранном виде со шлангами и водой на материнской плате будет висеть более 300 грамм, и для облегчения пришлось использовать дополнительные крепления для шлангов.
- Материал: медь, латунь
- Диаметр штуцеров: 10 мм
- Пайка: Оловянно-свинцовый припой
- Способ крепления: винтами к креплению магазинного кулера, шланги крепятся хомутами
- Цена: около 100 рублей
Выпиливание и пайка
Помпа
Помпы бывают внешние или погружные. Первая лишь пропускает ее через себя, а вторая ее выталкивает, будучи в нее погружена. Здесь использована погружная, помещается в ёмкость с водой. Внешнюю найти не удалось, искал в зоомагазинах, а там только погружные аквариумные помпы. Мощность от 200 до 1400 литров в час цена от 500 до 2000 рублей. Питается от розетки, мощность от 4 до 20 ватт. На твёрдой поверхности помпа сильно шумит, а на поролоне шум незначителен. В качестве резервуара для воды использовалась банка, вмещающая в себя помпу. Для присоединения силиконовых шлангов были использованы стальные хомуты на винтах. Для лёгкого надевания и снятия шлангов можно использовать смазку без запаха.
- Максимальная производительность - 650 л/ч.
- Высота подъема воды – 80 см
- Напряжение – 220В
- Мощность – 6 Вт
- Цена - 580 рублей
Радиатор
Насколько качественным будет радиатор, во многом определит эффективность всей системы водяного охлаждения. Тут использован автомобильный радиаторсистемы отопления (печка) от девятки, куплен старый на барахолке за 100 рублей. К сожалению, интервал между пластинами в нём оказался меньше миллиметра, поэтому пришлось вручную раздвигать и сжимать пластины по нескольку штук, чтобы слабые китайские вентиляторы смогли продуть его насквозь.- Материал трубок: медь
- Материал ребер: алюминий
- Размер: 35х20х5 см
- Диаметр штуцеров: 14 мм
- Цена: 100 рублей
Обдув
Обдувается радиатор двумя парами 12 см вентиляторами спереди и сзади. Запитать 4 вентилятора от системного блока во время проверки не представилось возможным, поэтому пришлось собрать простой блок питания на 12 вольт. Вентиляторы были соединены параллельно, и подключены с учётом полярности. Это важно, иначе с большой вероятностью вентилятор можно испортить. У кулера 3 провода: черный (земля), красный (+12В) и желтый (значение скорости).
- Материал: китайский пластик
- Диаметр: 12 см
- Напряжение: 12 В
- Ток: 0.15 А
- Цена: 80*4 рублей
Хозяйке на заметку
Цель снижения шума я не ставил из-за стоимости вентиляторов. Так вентилятор за 100 рублей изготовлен из чёрного пластика и потребляет 150 миллиампер тока. Именно такие я использовал для обдува радиатора, дует слабо, зато дешёвый. Уже за 200-300 рублей можно найти намного более мощные и красивые модели с потреблением 300-600 миллиампер, но на максимальных оборотах они шумные. Это решается силиконовыми прокладками и антивибрационными креплениями, но для меня решающее значение играла минимальная стоимость.Блок питания
Если готового под рукой нет, можно собрать простейший из подручных материалов и микросхемы, которая стоит меньше 100 рублей. Для 4 вентиляторов необходим ток 0,6 А и немного про запас. Микросхема даёт примерно 1 ампер при напряжении от 9 до 15 вольт в зависимости от модели. Можно использовать любую модель, выставляя 12 вольт переменным резистором.
- Инструменты и паяльник
- Радиодетали
- Микросхема
- Провода и изоляция
- Цена: 100 рублей
Установка и проверка
Аппаратная часть
- Процессор: Intel Core i7 960 3.2 ГГц / 4.3 ГГц
- Системная плата: ASUS Rampage 3 formula
- Блок питания: OCZ ZX1250W
- Термопаста: АЛ-СИЛ 3
Программное обеспечение
- Windows 7 x64 SP1
- Prime 95
- RealTemp 3.69
- Cpu-z 1.58
Особо долго тестировать не пришлось, т.к. результаты не приближались даже к возможностям воздушного кулера. Радиатор СВО обдувался пока только двумя китайскими вентиляторами из 4х возможных и ещё не были раздвинуты шире пластины для лучшего продува. Так в режиме экономии энергии и нулевой загрузке температура процессора на воздухе примерно 42 градуса, а на самодельной СВО 57 градусов. Запуск теста prime95 на 4 потока (50% загрузка) прогревает до 65 градусов на воздухе и до 100 градусов за 30 секунд на СВО. При разгоне результаты ещё хуже.
Была предпринята попытка сделать новый водоблок с более тонкой (0,5 мм) медной пластиной основания и почти втрое более вместительный внутри, правда из тех же материалов (медь + латунь). В радиаторе раздвинуты пластины для лучшего продува и добавлено ещё два вентилятора, теперь их 4 штуки. В этот раз в режиме экономии энергии и нулевой загрузке температура процессора на воздухе примерно 42 градуса, а на самодельной СВО примерно 55 градусов. Запуск теста prime95 на 4 потока (50% загрузка) прогревает до 65 градусов на воздухе и до 83 градусов на СВО. Но при этом вода в контуре начинает довольно быстро нагреваться и уже через 5-7 минут температура процессора достигает 96 градусов. Это показания без разгона.
Собирать СВО было, конечно интересно, но применить её для охлаждения современного процессора не удалось. В старых компьютерах отлично справляется штатный кулер. Может быть я подобрал некачественные материалы или неправильно изготавливал водоблок, но собрать СВО менее, чем за 1000 рублей в домашних условиях мне не представляется возможным. Почитав обзоры бюджетных готовых СВО, имеющихся в магазинах я не надеялся, что моя самоделка будет лучше хорошего воздушного кулера. Для себя сделал вывод, что не стоит экономить в будущем на комплектующих для СВО. Когда решусь покупать СВО для разгона, однозначно буду собирать её сам из отдельных деталей.