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).
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 ).
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?
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, 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.
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.
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:
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.
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 :
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:
Например, для материнской платы Asus A8N-E с процессором нужно (подробные инструкции приведены в Руководстве пользователя):
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).
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.
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.
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.
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.).
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.
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).
Лето стремительно вступило в свои права; столбик термометра ползет вверх, и все чаще приходится задумываться о том, как обеспечить комфортную температуру. Поверьте: для компьютеров проблема борьбы с жарой не менее актуальна, чем для их пользователей. Даже если условия в помещении вполне нормальные (20 - 22°С), температура в системном блоке достигает 30–32°С. И это в лучшем случае. Чем жарче на улице и в квартирах, тем острее вопрос защиты от перегрева и тем пристальнее внимание к системам охлаждения системного блока и его компонентов.
Чтобы грамотно решить проблему, необходимо хотя бы в общих чертах представлять, зачем вообще нужны компьютерам системы охлаждения, почему системные блоки перегреваются и как обезопасить «вычислительного друга» от теплового удара. В этой статье вы не найдете длинного перечня моделей кулеров, но, прочитав ее, сами сможете выбрать подходящие компоненты системы охлаждения ПК и грамотно подойти к выбору нового корпуса.
Причина тривиальна: как любой электроприбор, компьютер рассеивает часть (порой весьма значительную) потребляемой электроэнергии в виде тепла – например, процессор переводит в тепло почти всю использованную энергию. Чем больше ее нужно системному блоку, тем сильнее нагреваются его компоненты. Если тепло вовремя не отводить, это может привести к самым неприятным результатам (см. «Последствия перегрева»). Особенно актуальна проблема теплоотведения и охлаждения для современных моделей процессоров (как центральных, так и графических), устанавливающих все новые рекорды производительности (а нередко и тепловыделения).
Каждый компонент ПК, рассеивающий много тепла, оснащается охлаждающим устройством. Как правило, в таких устройствах присутствуют металлический радиатор и вентилятор – именно из этих компонентов состоит типичный кулер. Важен также термоинтерфейс между ним и нагревающимся компонентом – обычно это термопаста (смесь веществ с хорошей теплопроводностью), обеспечивающая эффективную передачу тепла к радиатору кулера.
Прогресс в области систем охлаждения, благодаря которому появились такие технологические новинки, как термотрубки, обеспечил создателям компонентов для персональных компьютеров новые возможности, позволив отказаться от шумных кулеров. Некоторые компьютеры оснащаются водяными системами охлаждения – они имеют свои достоинства и недостатки. Обо всем этом рассказывается далее.
Главная причина, по которой компьютеры выделяют все больше и больше тепла, состоит в том, что повышается их вычислительная мощность. Наиболее существенны следующие факторы:
Чем мощнее компьютер, тем больше электричества он «съедает» – следовательно, неизбежен рост тепловыделения. Несмотря на применение изощренных технологических процессов при производстве чипов, их потребляемая мощность все равно растет, увеличивая количество тепла, рассеиваемого в корпусе ПК. Кроме того, возрастает площадь плат видеокарт (например, изза того, что необходимо разместить больше микросхем памяти). Результат – рост аэродинамического сопротивления корпуса: громоздкая плата просто перекрывает доступ охлаждающего воздуха к процессору и блоку питания. Особенно актуальна эта проблема для ПК в маленьких корпусах, где расстояние между видеокартой и «корзиной» для HDD составляет 2–3 см, – а ведь в этом пространстве еще проложены шлейфы приводов и прочие кабели... Микросхемы оперативной памяти тоже становятся все «прожорливее», а современные ОС требуют все большего ОЗУ. Например, в Windows 7 для него рекомендуется 4 Гб – таким образом, рассеивается несколько десятков ватт тепла, что дополнительно усугубляет ситуацию с тепловыделением. Микросхема системной логики на материнской плате тоже является весьма «горячим» компонентом.
Внутри корпуса жесткого диска над поверхностью вращающихся пластин скользят подвижные магнитные головки, управляемые высокоточной механикой. Они осуществляют запись и чтение данных. При нагревании материалы, из которых сделаны компоненты диска, расширяются. В рабочем диапазоне температур механика и электроника вполне справляются с тепловым расширением. Однако при перегреве оно превышает допустимые пределы, и головки жесткого диска могут «промахиваться», записывая данные не там, где нужно, пока компьютер не будет выключен. А когда его снова включат, остывший жесткий диск не сможет найти данные, записанные в перегретом состоянии. В подобном случае информацию удается спасти только при помощи сложного и дорогого спецоборудования. Если температура превышает 45°С, для охлаждения жесткого диска рекомендуется установить дополнительный вентилятор.
Налицо парадокс: тепловая нагрузка в современных корпусах растет высокими темпами, а их конструкция почти не меняется: производители берут за основу рекомендованный Intel дизайн почти 10летней давности. Модели, приспособленные к интенсивному тепловыделению, встречаются нечасто, а малошумные – и того реже.
При избытке тепла компьютер в лучшем случае начнет тормозить и зависать, а в худшем – один или несколько компонентов выйдут из строя. Высокие температуры очень вредны для «здоровья» элементной базы (микросхем, конденсаторов и пр.), особенно для жесткого диска, перегрев которого чреват потерей данных.
Примерные параметры тепловыделения компонентов среднестатистического системного блока компьютера (при высокой вычислительной нагрузке). Основными источниками тепла являются материнская плата, центральный процессор и графический процессор видеокарты (на их долю приходится более половины рассеиваемого тепла).
Емкость современных HDD позволяет хранить на них обширные коллекции музыки и видео, рабочие документы, цифровые фотоальбомы, игры и многое другое. Диски становятся все компактнее и быстрее, но за это приходится расплачиваться большей плотностью записи данных, хрупкостью конструкции, а значит, и уязвимостью начинки. Допуски при производстве емких накопителей измеряются микронами, так что малейший «шаг в сторону» выводит диск из строя. Потому HDD столь чувствительны к внешним воздействиям. Если диску приходится работать в неоптимальных условиях (например, с перегревом), вероятность потери записанных данных резко возрастает.
Если температура воздуха в системном блоке держится на уровне 36°С или выше, а температура процессора – более 60°С (либо жесткий диск постоянно нагревается до 45°С), пора принимать меры по улучшению охлаждения.
Но прежде чем бежать в магазин за новым кулером, примите во внимание несколько моментов. Не исключено, что проблему перегрева можно решить более простым способом. Например, системный блок должен располагаться так, чтобы имелся свободный доступ воздуха ко всем вентиляционным отверстиям. Расстояние, на которое его тыльная часть отстоит от стены или мебели, должно быть не меньше, чем два диаметра вытяжного вентилятора. Иначе возрастает сопротивление оттоку воздуха, а главное – нагретый воздух дольше остается рядом с вентиляционными отверстиями, так что значительная его часть вновь попадает в системный блок. Если он установлен неправильно, от перегрева не спасет даже самый мощный кулер (эффективность работы которого определяется разностью между его температурой и температурой охлаждающего радиатор воздуха).
Одна из новейших моделей, в которой использован эффект Пельтье. Обычно в таких кулерах представлен полный набор последних технологических достижений: ТЭМ, термотрубки, вентиляторы с продвинутой аэродинамикой и эффектный дизайн. Результат впечатляющий; хватило бы места в системном блоке…
Максимально эффективное охлаждение достигается при равенстве температур воздуха в системном блоке и в помещении, где он находится. Единственный способ получить такой результат – обеспечить эффективную вентиляцию. Для этого используются кулеры всевозможных конструкций.
В стандартном современном персональном компьютере обычно устанавливается несколько кулеров:
В отдельных случаях применяются дополнительные вентиляторы:
Выбирая корпус для системного блока ПК, каждый из пользователей руководствуется собственными критериями. Например, моддерам требуется оригинальное дизайнерское решение либо возможность переделки для воплощения оного. Оверклокерам нужен корпус, в котором комфортно почувствует себя до предела разогнанный процессор, видеокарта, ОЗУ (список можно продолжать). И при этом все, конечно, хотят, чтобы системный блок был тихим и небольшим по размеру.
Однако навороченный ПК может выделять до 500 Вт тепла (см. таблицу ниже). Осуществимы ли пожелания с точки зрения законов физики?
Есть несколько способов измерить тепловыделение.
1. По значениям потребляемой мощности, указанным в документации к компонентам ПК.
2. С помощью сайтов, предоставляющих сервис для расчета тепловыделения (и потребляемой мощности), – например, www.emacs.ru/calc.
3. По значениям потребляемой узлами мощности и коэффициентам тепловыделения, найденным в документации или измеренным самостоятельно. Этот способ – для профессионалов либо больших энтузиастов оптимизации системы охлаждения.
Главный принцип: чтобы отвести тепло, необходимо пропустить через системный блок определенное количество воздуха. Причем его объем должен быть тем больше, чем жарче в помещении и чем сильнее перегрев.
Простой установкой дополнительных вентиляторов проблему не решить. Ведь чем они многочисленнее, мощнее и «оборотистее», тем «звучнее» ПК. Причем мало того, что шумят двигатели и лопасти вентиляторов, – вследствие вибраций шумит весь системный блок (особенно часто это бывает при некачественной сборке и использовании дешевых корпусов). Для исправления такой ситуации рекомендуется применять низкооборотные вентиляторы большого диаметра.
Чтобы можно было добиться эффективного охлаждения, не используя шумные вентиляторы, системный блок должен иметь низкое сопротивление для воздуха, который через него проходит (на профессиональном языке это называется аэродинамическим сопротивлением). Говоря попросту – если воздух с трудом «пролезает» сквозь тесное пространство, забитое кабелями и компонентами, приходится ставить вентиляторы с большим избыточным давлением, а они неизбежно создают сильный шум. Другая проблема – пыль: чем больше воздуха надо прокачивать, тем чаще требуется очищать внутренность корпуса (об этом поговорим отдельно).
Для оптимального охлаждения всегда желательно использовать большой корпус. Только так можно добиться комфортной работы без шума и перегрева даже при аномальной (свыше 40°С) жаре. Маленький корпус уместен лишь в том случае, если компьютер имеет низкое тепловыделение либо используется водяное охлаждение.
Впрочем, для минимизации шума вовсе не обязательно собирать ПК с воздушным охлаждением в морском контейнере или в холодильнике. Достаточно учесть рекомендации специалистов. Так, свободное сечение в любом разрезе корпуса должно быть в 2–5 раз больше проходного сечения вытяжных вентиляторов. Это также относится и к отверстиям для подачи воздуха.
Кулеры на термотрубках «молчаливы» и позволяют охлаждать даже весьма горячие компоненты ПК, такие как графические процессоры видеокарт. Однако нужно непременно учитывать специфические особенности этих охлаждающих систем.
Гибридные системы включают, наряду с термотрубками и радиаторами, обычные вентиляторы. Но присутствие термотрубок, облегчающих отвод тепла, позволяет обойтись вентилятором меньших размеров либо использовать низкооборотные, а значит, не столь шумные модели.
Для того чтобы снизить аэродинамическое сопротивление, нужно:
Соблюдение нехитрых правил позволит установить низкооборотные вытяжные вентиляторы. Как уже говорилось, корпус должен обеспечивать подачу холодного воздуха из помещения, где стоит ПК, ко всем «горячим» компонентам без больших энергетических затрат (т.е. минимальным числом вентиляторов). Объем воздуха должен быть достаточным, чтобы его температура на выходе из корпуса не оказалась слишком высокой: для эффективной теплоотдачи компонентов ПК разность температур воздуха на входе и на выходе из системного блока не должна превышать нескольких градусов.
Вот одна из концепций построения системы воздушного охлаждения:
В соответствии с данными рекомендациями можно дорабатывать корпуса самостоятельно (интересно, но хлопотно) либо при покупке выбирать соответствующие модели. Примерные варианты организации потоков воздуха через системный блок приводятся выше.
Если системный блок слабо «сопротивляется» потоку вдуваемого воздуха, можно использовать любой вентилятор, лишь бы он давал достаточный для охлаждения поток (об этом можно узнать из его паспорта, а также пользуясь онлайнкалькуляторами). Другое дело, если сопротивление воздушному потоку значительно – именно так обстоит дело с вентиляторами, монтируемыми в плотно «заселенные» корпуса, на радиаторы и в отверстия, забранные перфорацией.
Если вы решили самостоятельно заменить вышедший из строя вентилятор в корпусе или на кулере, устанавливайте такой, который обладает не меньшими значениями расхода и избыточного давления воздуха (см. паспорт). Если соответствующей информации нет, использовать подобный вентилятор в ответственных узлах (например, для охлаждения процессора) не рекомендуется.
Если уровень шума не слишком важен, можно устанавливать «оборотистые» вентиляторы большего диаметра. Более «толстые» модели позволяют снижать уровень шума, одновременно повышая давление воздуха.
В любом случае обращайте внимание на зазор между лопастями и ободом вентилятора: он не должен быть большим (оптимальная величина исчисляется десятыми долями миллиметра). Если расстояние между лопастями и ободом больше 2 мм, вентилятор окажется малоэффективным.
Довольно широко распространено мнение, согласно которому водяные системы намного действеннее и тише обычных воздушных. Так ли это на самом деле? Действительно, теплоемкость у воды вдвое, а плотность – в 830 раз выше, чем у воздуха. Это значит, что равный объем воды способен отвести в 1658 раз больше тепла.
Однако с шумом все не так просто. Ведь теплоноситель (вода) в итоге отдает тепло все тому же «забортному» воздуху, и водяные радиаторы (за исключением огромных конструкций) оснащены такими же вентиляторами – их шум добавляется к шуму водяного насоса. Поэтому выигрыш, если он есть, не так уж велик.
Конструкция сильно усложняется, когда необходимо охладить несколько компонентов потоком воды, пропорциональным их тепловыделению. Не считая разветвленных трубок, приходится применять сложные регулирующие приборы (простыми тройниками и крестовинами не обойдешься). Альтернативный вариант – использовать конструкцию с раз и навсегда отрегулированными на заводе потоками; но в этом случае пользователь лишен возможности существенно изменить конфигурацию ПК.
Вследствие перепадов скоростей системные блоки компьютеров становятся настоящими пылесборниками. Скорость воздуха, идущего через входные отверстия, многократно превышает скорость потоков внутри корпуса. Кроме того, воздушные потоки часто меняют направление, огибая компоненты ПК. Поэтому большинство (до 70%) приносимой извне пыли оседает внутри корпуса; необходимо хотя бы раз в год производить чистку.
Впрочем, пыль может стать вашим «союзником» в борьбе за повышение эффективности системы охлаждения. Ведь активное ее оседание наблюдается как раз в тех местах, где воздушные потоки распределяются не оптимальным образом.
Волокнистые фильтры перехватывают более 70% пыли, что позволяет чистить корпус значительно реже. Зачастую в корпуса современных ПК устанавливают несколько вытяжных вентиляторов диаметром 120 мм, при этом воздух поступает в корпус через множество входных отверстий, рассредоточенных по всей конструкции, – их суммарная площадь много меньше площади вентиляторов. Устанавливать фильтр в такой корпус без доработки бессмысленно. Профессионалы дают здесь ряд рекомендаций:
Элементы Пельтье – или, как их еще называют, термоэлектрические модули (ТЭМ), работающие на принципе эффекта Пельтье, – выпускаются в промышленных масштабах уже много лет. Их встраивают в автомобильные холодильники, охладители для пива, промышленные кулеры для охлаждения процессоров. Существуют модели и для ПК, хотя встречаются они еще довольно редко.
Сначала – о принципе работы. Как нетрудно догадаться, эффект Пельтье открыт французом Жаном-Шарлем Пельтье; случилось это в 1834 году. Охлаждающий модуль на основе данного эффекта включает множество последовательно соединенных полупроводниковых элементов n и pтипов. При прохождении постоянного тока через такое соединение одна половина p-nконтактов будет нагреваться, другая – охлаждаться.
Эти полупроводниковые элементы ориентированы так, чтобы нагревающиеся контакты выходили на одну сторону, а охлаждающиеся – на другую. Получается пластинка, которую с обеих сторон покрывают керамическим материалом. Если подать на такой модуль достаточно сильный ток, разность температур между сторонами мо жет достигать нескольких десятков градусов.
Можно сказать, что ТЭМ – своего рода «тепловой насос», который, затрачивая энергию внешнего источника питания, перекачивает выделяемое тепло от источника (например, процессора) к теплообменнику – радиатору, участвуя таким образом в процессе охлаждения.
Чтобы эффективно отводить тепло от мощного процессора, приходится использовать ТЭМ из 100–200 элементов (которые, кстати, довольно хрупки); поэтому ТЭМ оснащен дополнительной медной контактной пластиной, что увеличивает размер устройства и требует нанесения дополнительных слоев термопасты.
Это снижает эффективность теплоотведения. Проблема частично решается заменой термопасты пайкой, но в доступных на рынке моделях такой способ применяется редко. Заметим, что энергопотребление самого ТЭМ достаточно велико и сопоставимо с количеством отводимого тепла (примерно треть используемой ТЭМ энергии также превращается в тепло).
Другая трудность, возникающая при использовании ТЭМ в кулерах, – необходимость точного регулирования температуры модуля; оно обеспечивается применением специальных плат с контроллерами. Это удорожает кулер, к тому же плата занимает дополнительное место в системном блоке. Если температуру не регулировать, она может опуститься до отрицательных значений; возможно также образование конденсата, что недопустимо для электронных компонентов компьютера.
Итак, качественные кулеры на основе ТЭМ дороги (от 2,5 тыс. руб.), сложны, громоздки и не так эффективны, как можно подумать, судя по их размерам. Единственная область, в которой такие кулеры незаменимы, – охлаждение промышленных компьютеров, работающих в жарких (выше 50°С) условиях; однако к теме нашей статьи это не относится.
Как уже говорилось, составной частью любой охлаждающей системы (в том числе компьютерного кулера) является термоинтерфейс – компонент, через который осуществляется термоконтакт между тепловыделяющим и теплоотводящим устройствами. Выступающая в этой роли термопаста обеспечивает эффективный перенос тепла между, например, процессором и кулером.
Если радиатор кулера неплотно прилегает к охлаждаемому чипу, эффективность работы всей охлаждающей системы сразу снижается (воздух – хороший теплоизолятор). Сделать поверхность радиатора ровной и плоской (для идеального контакта с охлаждаемым устройством) весьма трудно, да и недешево. Здесь и приходит на помощь термопаста, заполняющая неровности на контактирующих поверхностях и тем самым значительно повышающая эффективность теплопереноса между ними.
Важно, чтобы вязкость термопасты была не слишком высокой: это необходимо для вытеснения воздуха из места термоконтакта при минимальном слое термопасты. Учтите, кстати, что полировка подошвы кулера до зеркального состояния сама по себе может и не улучшить теплообмен. Дело в том, что при ручной обработке практически нереально сделать поверхности строго параллельными, – в итоге зазор между радиатором и процессором может даже увеличиться.
Прежде чем наносить новую термопасту, старательно избавьтесь от старой. Для этого используются салфетки из нетканых материалов (они не должны оставлять волокон на поверхностях). Разводить пасту крайне нежелательно, так как это сильно ухудшает теплопроводящие свойства. Дадим еще несколько рекомендаций:
Термотрубки замечательно подходят для отвода излишков тепла. Они компактны и бесшумны. По конструкции это герметичные цилиндры (могут быть довольно длинными и произвольным образом изогнутыми), частично заполненные теплоносителем. Внутри цилиндра находится другая трубка, сделанная в виде капилляра.
Работает термотрубка следующим образом: в нагретой области теплоноситель испаряется, его пар переходит в охлаждаемую часть термотрубки и там конденсируется – а конденсат по капиллярной внутренней трубке возвращается в нагретую область.
Главное преимущество термотрубок состоит в высокой теплопроводности: скорость распространения тепла равна скорости, с которой пары теплоносителя проходят трубку из конца в конец (она весьма велика и близка к скорости распространения звука). В условиях меняющегося тепловыделения охлаждающие системы на термотрубках очень эффективны. Это важно, например, для охлаждения процессоров, которые, в зависимости от режима работы, выделяют разное количество тепла.
Выпускаемые сейчас термотрубки способны отводить 20–80 Вт тепла. При конструировании кулеров обычно применяются трубки диаметром 5–8 мм и длиной до 300 мм.
Однако при всех преимуществах термотрубок у них есть одно существенное ограничение, о котором далеко не всегда пишут в руководствах. Производители обычно не указывают температуру закипания теплоносителя в термотрубках кулера, между тем именно она определяет порог, при пересечении которого термотрубка начинает эффективно отводить тепло. До этого момента пассивный кулер на термотрубках, не имеющий вентилятора, работает как обычный радиатор. Вообще, чем ниже температура закипания теплоносителя, тем эффективнее и безопаснее кулер на термотрубках; рекомендуемое значение – 35-40°С (лучше, если температура закипания указана в документации).
Подведем итоги. Кулеры на тепловых трубках особенно полезны при высоком (более 100 Вт) тепловыделении, но их можно применять и в других случаях – если не смущает цена. При этом необходимо использовать термопасты, эффективно передающие тепло, – это позволит полностью реализовать возможности кулера. Общий принцип выбора таков: чем больше термотрубок и чем они толще, тем лучше.
Термотрубки высокого давления (HTS). В конце 2005 года компания ICE HAMMER Electronics представила новый вид кулеров на тепловых трубках высокого давления, построенных по технологии Heat Transporting System (HTS). Можно сказать, что данная система занимает промежуточное положение между тепловыми трубками и жидкостными системами охлаждения. Теплоносителем в ней является вода с примесью аммиака и других химических соединений при нормальном атмосферном давлении. Благодаря подъему пузырьков, образующихся при закипании смеси, циркуляция теплоносителя значительно ускоряется. Видимо, такие системы максимально эффективно работают, когда трубки занимают вертикальное положение.
Технология NanoSpreader позволяет создавать полые теплопроводящие ленты из меди шириной 70–500 мм и толщиной 1,5–3,5 мм, заполненные теплоносителем. Роль капилляра играет полотно из медных волокон, возвращающее сконденсированный теплоноситель из зоны конденсации в зону нагрева и испарения. Форму плоской ленты поддерживает упругий крупнопористый материал, который не позволяет стенкам спадаться и обеспечивает свободное перемещение паров. Главные преимущества тепловых лент – малая толщина и возможность накрывать большие площади.
Слово «моддинг» образовано от английского modify (модифицировать, изменять). Моддеры (те, кто занимается моддингом) преобразуют корпуса и «внутренности» компьютеров с целью улучшения технических характеристик, а главное – внешнего вида. Как и любители автомобильного тюнинга, компьютерные пользователи хотят персонифицировать свой инструмент работы и творчества, незаменимое средство коммуникации и центр домашних развлечений. Моддинг – мощное средство самовыражения; это, безусловно, творчество, возможность поработать головой и руками, приобрести ценный опыт.
Существует масса специализированных интернет-магазинов (как российских, так и зарубежных), которые предлагают товары для моддинга, доставляя их по всему миру. Отечественными пользоваться удобнее: с иностранными больше хлопот (например, при переводе денег), да и доставка, как правило, дорогая. Подобные специализированные ресурсы легко найти, воспользовавшись поисковыми системами.
Иногда принадлежности для моддинга совершенно неожиданно обнаруживаются в прайс-листах обычных интернет-магазинов, причем цена на них подчас ниже, чем в специализированных. Поэтому рекомендуем не спешить с покупкой того или иного аксессуара – сперва тщательно изучите несколько прайс-листов.
Вряд ли среднестатистический моддер способен переделать сложную начинку: возможности пользователя, не обладающего специальными знаниями в области радиоэлектроники и схемотехники, все же ограниченны. Поэтому компьютерный моддинг предполагает в основном «косметическое» преображение корпуса компьютера.
Чтобы лучше ориентироваться в комплектующих, имеет смысл знать имена некоторых компаний, специализирующихся на выпуске мод-товаров: Sunbeam, Floston, Gembird, Revoltec, Vizo, Sharkoon, Vantec, Spire, Hanyang, 3R System, G. M. Corporation, Korealcom, RaidMax, Sirtec (компьютерные корпуса и блоки питания), Zalman, Akasa (БП, системы охлаждения), Koolance, SwiftTech (водяное охлаждение), VapoChill (системы криогенного охлаждения), Thermaltake (в основном корпуса и мод-панели).
В частности, осуществляются так называемые blowhole-моды: в корпусе прорезаются отверстия для вентиляции, а также для установки дополнительных кулеров. Такие модификации не просто улучшают внешний вид – они полезны для общего «здоровья» компьютера, поскольку усиливают охлаждение компонентов системы.
Опытные моддеры часто сочетают приятное с полезным: устанавливают жидкостные системы охлаждения (большинство их имеет совершенно футуристический дизайн).
Построение эффективной системы водяного охлаждения (СВО) – задача не из легких и в техническом, и в финансовом смысле. Как было сказано, необходим солидный багаж специальных знаний, которые есть далеко не у каждого; да и без технических навыков не обойтись. Все это сильно стимулирует к покупке готовой СВО. Склоняясь к данному варианту, будьте готовы изрядно раскошелиться. Причем далеко не факт, что прирост производительности процессора и прочих компонентов системного блока, даже разогнанного благодаря эффективному отводу тепла новой СВО, окупит разницу в стоимости по сравнению со штатной (или даже улучшенной) системой воздушного охлаждения. Но у такого варианта есть и явные плюсы. Приобретая готовую СВО, вы не должны будете самостоятельно подбирать отдельные компоненты, заказывать их на сайтах разных производителей или продавцов, ожидать доставки и т.п. К тому же не придется заниматься модификацией корпуса ПК – часто это преимущество перевешивает все недостатки. Наконец, серийные СВО обычно дешевле моделей, собранных по частям.
Примером СВО, предоставляющей разумный компромисс между свободной творчества и простотой сборки (без ущерба для эффективности охлаждения), является система KoolanceExos-2 V2. Она позволяет использовать самые разные водоблоки (так называются полые теплообменники, накрывающие охлаждаемый элемент) из широкого ассортимента, выпускаемого компанией. Блок данной СВО объединяет радиатор-теплообменник с вентиляторами, помпу, расширительный бачок, датчики и управляющую электронику.
Процесс установки и подключения таких СВО очень прост – он подробно описан в руководстве пользователя. Учтите, что вентиляционные отверстия СВО располагаются сверху. Соответственно, над вентиляторами должно быть достаточно свободного места для оттока нагретого воздуха (не менее 240 мм при диаметре вентиляторов 120 мм). Если такого пространства сверху нет (например, мешает столешница компьютерного стола), можно просто положить блок СВО рядом с системным блоком – хотя такой вариант не описан в инструкции.
Самый простой и очевидный способ моддинга – замена штатных кулеров на моддерские с подсветкой (их выбор также достаточно широк: есть и мощные процессорные кулеры, и слабенькие – декоративные).
Главное правило: сравнивайте цены в разных поисковых системах и интернетмагазинах! Амплитуда колебаний вас немало удивит. Разумеется, следует выбирать более дешевые предложения, непременно обращая внимание на условия оплаты, доставки и гарантии.
Ни для кого не секрет, что при работе компьютера все его электронные компоненты нагреваются. Некоторые элементы греются весьма ощутимо. Процессор, видеокарта, северные и южные мосты материнской платы – самые греющиеся элементы системного блока. Перегрев вообще опасен и приводит к аварийному отключению компьютера.
Поэтому основной проблемой всей электронной части вычислительной техники – это правильное охлаждение и эффективный отвод тепла. У подавляющего большинства компьютеров, как промышленных, так и домашних, для отвода тепла применяется
воздушное охлаждение
. Свою популярность она получила за счет свой простоты и дешевизны. Принцип такого типа охлаждения заключается в следующем. Все тепло от нагретых элементов отдается окружающему воздуху, а горячий воздух в свою очередь с помощью вентиляторов выводиться из корпуса системного блока. Для повышения теплоотдачи и эффективности охлаждения, наиболее нагревающиеся компоненты снабжаются медными или алюминиевыми радиаторами с установленными на них вентиляторами.
Но тот факт, что отвод тепла происходит за счет движения воздуха, совершенно не означает что, чем больше установлено вентиляторов, тем лучше будет охлаждение в целом. Несколько неправильно установленных вентиляторов могут навредить гораздо больше, а не решить проблему перегрева, когда один грамотно установленный вентилятор решит эту проблему очень эффективно.
Прежде чем покупать и устанавливать дополнительные вентиляторы внимательно изучите свой компьютер. Откройте крышку корпуса, посчитайте и узнайте размеры установочных мест для дополнительных корпусных кулеров. Посмотрите внимательно на материнскую плату – какие разъемы для подключения дополнительных вентиляторов на ней имеются.
Вентиляторы нужно выбирать самого большого размера, который вам подойдет. У стандартных корпусов это размер 80x80мм. Но довольно часто (особенно в последнее время) в корпуса можно установить вентиляторы размером 92x92 и 120x120 мм. При одинаковых электрических характеристиках большой вентилятор будет работать гораздо тише.
Старайтесь покупать вентиляторы с большим количеством лопастей – они также тише. Обращайте внимание на наклейки – на них указан уровень шума. Если материнская плата имеет 4-х контактные разъемы для питания кулеров, то покупайте именно четырехпроводные вентиляторы. Они очень тихие, и диапазон автоматической регулировки оборотов у них довольно широкий.
Между вентиляторами получающие питание от блока питания через
разъем Molex
и работающие от материнской платы однозначно выбирайте второй вариант.
В продаже имеются вентиляторы на настоящих шарикоподшипниках – это наилучший вариант в плане долговечности.
Давайте рассмотрим основные моменты правильной установки корпусных вентиляторов для большинства системных блоков. Здесь мы приведем советы именно для стандартных корпусов, так как у нестандартных расположение вентиляторов столь разнообразно, что описывать их не имеет смысла – все индивидуально. Более того у нестандартных корпусов размеры вентиляторов могут достигать и 30см в диаметре.
В корпусе нет дополнительных вентиляторов.
Это стандартная компоновка для практически всех компьютеров продаваемых в магазинах. Весь горячий воздух поднимается в верхнюю часть компьютера и за счет вентилятора в блоке питания выходит наружу.
Большим недостатком такого вида охлаждения является то, что весь нагретый воздух проходит через блок питания, нагревая при этом его еще сильнее. И поэтому именно блок питания у таких компьютеров ломается чаще всего. Также весь холодный воздух всасывается не управляемо, а со всех щелей корпуса, что только уменьшает эффективность теплообмена. Еще одним недостатком является разреженность воздуха, получаемая при таком типе охлаждения, что ведет к скапливанию пыли внутри корпуса. Но все же, это в любом случае лучше, чем неправильная установка дополнительных вентиляторов.
Один вентилятор на задней стенке корпуса.
Такой способ применяется больше от безвыходности, так как в корпусе имеется лишь одно место для установки дополнительного кулера – на задней стенке под блоком питания. Для того чтобы уменьшить количество горячего воздуха проходящего через блок питания устанавливают один вентилятор работающий на «выдув» из корпуса.
Большая часть нагретого воздуха от материнской платы, процессора, видеокарты, жестких дисков выходит через дополнительный вентилятор. А блок питания при этом греется значительно меньше. Также общий поток движущегося воздуха увеличивается. Но разреженность повышается, поэтому пыль скапливаться будет еще сильнее.
Дополнительный фронтальный вентилятор в корпусе.
Когда в корпусе имеется лишь одно посадочное место на лицевой части корпуса, либо нет возможности включения сразу двух вентиляторов (некуда подключать), то это самый идеальный вариант для вас. Необходимо поставить на «вдув» один вентилятор на фронтальной части корпуса.
Вентилятор нужно установить напротив жестких дисков. А правильнее будет написать, что винчестеры нужно поставить напротив вентилятора. Так холодный входящий воздух будет сразу их обдувать. Такая установка гораздо эффективнее, чем предыдущая. Создается направленный поток воздуха. Уменьшается разрежение внутри компьютера – пыль не задерживается. При питании дополнительных кулеров от материнской платы, снижается общий шум, так как снижаются обороты вентиляторов.
Установка двух вентиляторов в корпус.
Самый эффективный метод установки вентиляторов для дополнительного охлаждения системного блока. На фронтальной стенке корпуса устанавливается вентилятор на «вдув», а на задней стенке – на «выдув»:
Создается мощный постоянный воздушный и направленный поток. Блок питания работает без перегревов, так как нагретый воздух выводиться вентилятором, установленным под ним. Если установлен блок питания с регулируемыми оборотами вращения вентилятора, то общий шум заметно снизиться, и что более важно давление внутри корпуса выровнится. Пыль не будет оседать.
Ниже приведем примеры неприемлемой установки дополнительных кулеров в корпус ПК.
Один задний вентилятор установлен на «вдув».
Создается замкнутое воздушное кольцо между блоком питания и дополнительным вентилятором. Часть горячего воздуха из блока питания тут же всасывается обратно внутрь. При этом в нижней части системного блока движения воздуха нет, а следовательно охлаждение неэффективное.
Один фронтальный вентилятор установлен на «выдув».
Если вы поставите только один передний кулер, и он будет работать на выдув, то в итоге вы получаете очень разряженное давление внутри корпуса, и малоэффективное охлаждение компьютера. Причем из-за пониженного давления сами вентиляторы будут перегружены, так как им придется преодолевать обратное давление воздуха. Компоненты компьютера будут нагреваться, что приводит к повышенному шуму работы, так как скорости вращения вентиляторов увеличатся.
Задний вентилятор на «вдув», а фронтальный - на «выдув».
Создается воздушное короткое замыкание между блоком питания и задним вентилятором. Воздух в районе центрального процессора работает по кругу.
Передний же вентилятор пытается против естественного конвекционного подъема «опустить» горячий воздух, работая под повышенной нагрузкой и создавая разрежение в корпусе.
Два дополнительных кулера стоят на «вдув».
Создается воздушное короткое замыкание в верхней части корпуса.
При этом эффект от входящего холодного воздуха ощущается только для винчестеров, так как дальше он попадает на встречный поток от заднего вентилятора. Создается избыточное давление внутри корпуса, что усложняет работу дополнительных вентиляторов.
Два дополнительных кулера работают на «выдув».
Самый тяжелый режим работы системы охлаждения.
Внутри корпуса пониженное давление воздуха, все корпусные вентиляторы и внутри блока питания работают под обратным давлением всасывания. Внутри воздуха нет достаточного движения воздуха, а, следовательно, все компоненты работают перегреваясь.
Вот в принципе и все основные моменты, которые вам помогут в организации правильной системы вентиляции своего персонального компьютера. Если на боковой крышке корпуса есть специальная пластиковая гофра – используйте её для подачи холодного воздуха к центральному процессору. Все остальные вопросы установки решаются в зависимости от структуры корпуса.
Прежде чем начать разговор о том, каковы тонкости и нюансы системы охлаждения, стоит отметить некоторые наиболее значимые аспекты для дальнейшего понимания механизма охлаждения как целостной (единой) системы, поддерживающей стабильную работу компьютера.
Итак, все корпуса системных блоков компьютеров собираются производителями по единому стандарту (так называемый стандарт АТХ). В более широком смысле этот стандарт отвечает за устройство всего компьютера (включая отдельные компоненты: распиновка разъемов питания, размеры материнских плат и т.д.). Нас же интересуют только принципы и порядок размещения технологических отверстий и вентиляторов внутри системного блока. Как видно на фото 1 воздух в системном блоке всегда движется в строго определенном направлении, т.е. от передней к задней стенке (фото 1).
Вот за обеспечение движения воздуха в системном блоке как раз и отвечают вентиляторы (их еще называют «кулеры»).
Кулер в передней части системного блока служит для нагнетания воздуха вовнутрь. Именно поэтому при установке вентиляторов следует обращать внимание на то, в какую сторону будет двигаться воздух, ведь если повернуть кулер другой стороной, то он будет выдувать, а не нагнетать воздух (некоторые производители специальной стрелкой на боковой поверхности вентилятора указывают направление движения воздуха при его работе). Фото 2.
Кулер в боковой стенке не является обязательным атрибутом, но если он присутствует, то он также отвечает за нагнетание воздуха вовнутрь системного блока.
Что касается движения воздуха через нижнюю и верхнюю части блока, что здесь, как правило, есть специальные технологические отверстия, через которые также проходит воздух. В зависимости от конструкции блока и его начинки (размещение деталей и узлов, нависание жгутов проводов и т.п.) через эти отверстия воздух либо поступает, либо отводится естественным образом.
За отвод воздуха из блока отвечает вентилятор, расположенный на задней стенке корпуса. И это место выбрано не случайно. Еще помните, что теплый воздух всегда поднимается вверх? Так вот именно поэтому данный кулер находится в верхней части системного блока. Кстати, стоит заметить, что в хороших системниках блок питания находится внизу (как на фото 1), а отводящий кулер - вверху (т.е. на том месте, где у большинства стандартных системников устанавливается блок питания).
Примечание: Многие пользователи любят устанавливать дополнительные вентиляторы в верхней крышке корпуса для нагнетания воздуха вовнутрь. В результате они только снижают эффективность всей системы охлаждения.
Для системных блоков существует три самых распространенных типоразмера вентиляторов:
Все они различаются типом (по типу используемого подшипника) и видом устанавливаемых электродвигателей: они обеспечивают разную скорость вращения крыльчатки (при этом потребляют различный ток). Кроме того, вентиляторы имеют разную полезную площадь лопастей. А уже от скорости вращения лопастей и размеров самого вентилятора зависит его производительность, а именно величина статического давления (т.е. нагнетание в замкнутую систему под давлением) и максимальный объём этого нагнетенного воздуха за единицу времени. Объём переносимого воздуха обозначается как CFM (cubic feet per minute), а скорость вращения - RPM (rotates per minute).
При выборе вентиляторов следует обращать внимание на размер его крыльчатки (т.е. диаметральная площадь, по которой вращаются лопасти). Ведь при одной и той же скорости вращения кулер с большей площадью крыльчатки, другими словами больше размером, является более эффективным. Кроме того, такой вентилятор меньше шумит, так как может работать при меньших оборотах (а объем прокачивать тот же). Фото 3.
Примечание: если в задней части корпуса вентилятор работает интенсивнее (т.е. имеет более высокую скорость вращения, чем вентилятор спереди и при условии, что он не меньше по типоразмеру), то таким образом через всю систему прокачивается намного больший объем воздуха. Тем самым охлаждение является более эффективным.
Что касается требований к радиаторам для процессора, то здесь стоит выбирать радиаторы из меди или с медным сердечником. Если вы готовы приобрести радиатор на тепловых трубках, то такая система охлаждения будет еще эффективней, так как в таких радиаторах отвод тепла происходит по тепловым трубкам до самых дальних ребер.
Вообще стоит отметить, что эффективность охлаждения процессора является проблемой комплексной. Так если радиатор имеет низкую теплопроводность (его основание греется быстрее, чем концы его ребер) или если он обладает высоким гидравлическим сопротивлением (т.е. более густое оребрение радиатора требует большего давления, чтобы прокачать сквозь него воздух), то данные проблемы одним только увеличением скорости вращения вентилятора не решишь. Мнение, чем быстрее вращается кулер, тем лучше – является не верным. В таких случаях решение выглядит таким образом (фото 4): радиатор на тепловых трубках с двумя кулерами от Venom.
Если вы обладатель только лишь боксового варианта радиатора (от англ. Box – коробка, т.е. коробочный вариант, стандартный, заводской), не стоит отчаиваться. Помните, что правильная организация воздушного потока внутри корпуса прекрасно справится с охлаждением всей системы.
Относительно вентилятора для радиатора следует знать, что кулер должен соответствовать габаритам радиатора. Нет смысла на боксовый радиатор от AMD лепить чудо 120х120 мм, так как необходимо не обдувать сам радиатор, а именно продувать воздух сквозь ребра радиатора, что, согласитесь, невозможно при несоответствии размеров кулера (площади его крыльчатки) и радиатора (поперечной площади его ребер).
Немаловажным является выбор типа подшипника вертушки. Так подшипники качения (ball bearing) являются самыми долговечными и тихими, однако подшипники скольжения (slide bearning) менее долговечны, но при этом имеют меньшую стоимость.
Вопрос, с какой скоростью должен вращаться кулер, является довольно тривиальным. Дело в том, что чем выше скорость вращения, тем интенсивнее воздушный поток. И вместе с тем трудно сказать, достаточен ли этот поток процессору в данный момент, пока не узнаешь текущую температуру ядра. Другими словами температуру нужно отслеживать и в зависимости от нагрузки регулировать скорость вращения кулера. Заниматься этим вручную (если вы не фанат оверлокинга) нет никакого смысла. Материнские платы уже давно регулируют скорость вращения кулеров автоматически.
На что стоит обратить внимание, так это на максимальную скорость вращения вентилятора. Современные кулеры поддерживают максимальную скорость вращения от 2000 до 8000 оборотов в минуту. А вот обычное (штанное) значение для боксовых кулеров Intel находится в пределах от 3000 до 4000 оборотов в минуту.
Радиаторы для материнской платы
Кроме всего прочего, охлаждению также подлежат компоненты материнской платы. Так, например, производители устанавливают уже готовый комплект радиаторов на южный и северный мост, а также на группу силовых транзисторов (фото 5).
Такое решение, очевидно, очень повышает эффективность всей системы охлаждения в целом. Ведь рассеянное тепло легче отвести даже слабым воздушным потоком.
Как видеокарта снижает эффективность охлаждения
Как ни странно, но видеокарта, несмотря на наличие собственной системы охлаждения, также может негативно влиять на всю остальную систему охлаждения системного блока.
Это происходит от того, что отводя тело от графического процессора, система охлаждения выбрасывает его внутрь системного блока. А некоторые и вовсе просто перемешивают воздух внутри корпуса компьютера. Кроме того, из-за большой площади самой платы видеокарты внутренний объем системного блока становится как бы разделенным пополам, что препятствует свободному движению воздуха (фото 6). Для решения этой проблемы рекомендуется устанавливать дополнительный вентилятор на боковой стенке кожуха.
Доброго дня, дорогие читатели!
Как я и обещал в комментариях к статье «Что нужно знать о накопителях и безопасности данных - 20 самых важных моментов» , сегодняшняя статья будет посвящена вопросам охлаждения компьютеров.
Актуальность вопроса очень высока. Об этом свидетельствует хотя бы то, какой поток писем я получаю на данную тему. И дело здесь не только в том, что уже совсем скоро придет солнечное и жаркое лето…
Вопрос актуален применительно и к настольным компьютерам, и к ноутбукам, потому как совершенно любой компьютер совершенно любого уровня нуждается в охлаждении для нормальной работы. Разница лишь в том, что одни устройства выделяют больше тепла, а другие - меньше…
Сегодняшнюю статью я предлагаю вам в виде сборника наиболее важных вопросов и нюансов, как это было в предыдущем материале про жесткие диски, чтобы вы могли, не тратя много времени, сразу же понять самое важное и главное.
Да, всех аспектов не затронешь в рамках одной статьи, но я постарался собрать всё особенно важное под одним заголовком, чтобы получившийся материал дал ответы на самые критичные вопросы.
Итак, начнем!
Начнем с самого главного. Несмотря на то, что сегодня ноутбуков продается больше, чем настольных ПК, тем не менее - от «настольников» никто не отказывался и отказываться в будущем не собирается. В конце концов, пока заменить полноценную настольную рабочую станцию ноутбуком или чем-то другим просто невозможно.
Как следствие своей мощности, вопрос охлаждения настольных ПК не снимается с повестки дня обычных пользователей никогда.
1. Основные источники тепла.
Таковыми в настольном ПК являются: процессор, видеокарта, элементы системной платы (такие как чипсет, питание процессора…) и блок питания. Тепловыделение остальных элементов не так значительно, по сравнению с вышеприведенными.
Да, многое зависит от конкретной конфигурации и ее мощности, но все же в пропорциональном отношении мало что меняется.
Процессоры средне-производительного сегмента могут выделять от 65 до 135 ватт тепла; обычная видеокарта игрового уровня в процессе работы может разогреваться до 80-90 градусов Цельсия и это является абсолютно нормальным для таких производительных решений; блок питания может запросто разогреться до 50 градусов; чипсет на системной плате так же может разогреваться до 50-60 градусов и т.п.
Всегда стоит помнить, что чем мощнее используемые компоненты, тем больше тепла они выделяют.
Процессор и видеочип графической карты можно сравнить с конфорками электрической плиты. В плане тепловыделения - аналогия абсолютная. Всё то же самое, только чипы способны разогреваться гораздо быстрее, чем конфорка современной печи: всего за секунды…
2. Насколько это важно?
По сути, если, скажем, графический чип работает без охлаждения, то он может выйти из строя за считанные секунды, максимум - за несколько минут. То же самое касается процессоров.
Другое дело - что все современные чипы оснащаются защитой от перегрева. При превышении определенного порога температуры он просто выключиться. Но не стоит испытывать судьбу - здесь это правило верно как никогда, поэтому, проблем с охлаждением лучше не допускать.
3. Всё замыкается на корпус…
Нельзя забывать, что все эти «жаркие» компоненты находятся в рамках довольно ограниченного пространства корпуса системного блока:
Следовательно: все эти большие объемы тепла не должны «застаиваться» и «прогревать» весь компьютер. Отсюда вытекает небольшое важное правило, которого нужно всегда придерживаться при организации охлаждения:
«Внутри корпуса всегда должен быть «сквозняк».
Да, только так, когда горячий воздух выбрасывается за пределы корпуса можно исправить ситуацию.
4. Следите за температурами.
Старайтесь хотя бы иногда интересоваться температурами компонентов компьютера. Это поможет вам вовремя выявить и устранить проблему.
В этом вам может помочь программа EVEREST или SiSoftware Sandra Lite (бесплатная). В этих системных утилитах есть соответствующие модули, которые выводят температуру устройств.
Приемлемые «градусы»:
Процессор: рабочая температура в 40-55 градусов Цельсия считается нормальной.
Видеокарта: все зависит от ее мощности. Бюджетные недорогие модели могут не прогреваться и до 50 градусов, а для топовых решений, класса Radeon HD 4870X2 и 5970 - 90 градусов при нагрузке может считаться нормой.
Жесткий диск: 30-45 градусов (полный диапазон).
Примечание: По своему опыту могу сказать, что относительно точно можно измерить программным способом только температуру вышеприведенных устройств. А состояние всех остальных компонентов (чипсет, память, окружение видеокарты и системной платы) довольно часто определяется ошибочно измерительными утилитами.
Например, достаточно часто можно встретить, что какая-то программа показывает температуру чипсета, скажем, в 120 градусов или температуру окружения в 150 градусов. Естественно - это не реальные значения, при которых компьютер уже бы давно не работал исправно.
Однако, если Вы организуете правильное охлаждение внутри корпуса, используя дальнейшие советы, то я могу гарантировать - что измерять что-либо кроме температуры процессора, видеокарты и диска попросту не придется, т.к. при правильных условиях охлаждения они не будут перегреваться.
Так что вполне достаточно будет временами поглядывать на значения температур основных компонентов, приведенных выше, для отслеживания общей ситуации…
5. Хороший корпус…
Да, тепловыделение компонентов компьютера может сильно различаться. Если вести речь про маломощные машины «офисного» уровня, то да - тепловыделение будет небольшим.
Что касается средне-производительных и «топовых» решений, которые составляют большинство современных домашних настольных ПК, то здесь системный блок может вполне себе играть роль обогревателя.
В современных условиях наличие корпуса, с достаточным внутренним пространством для циркуляции воздуха - необходимость. Причем не важно, какова производительность вашего компьютера.
В любом случае - и офисный и игровой ПК нуждается в нормальной циркуляции воздуха внутри корпуса. Иначе, даже простой офисный ПК из-за образования так называемых “воздушных пробок” внутри корпуса может начать перегреваться.
Воздушные пробки внутри корпуса - “бытовое” название явления, когда воздушные потоки (вызываемые вентиляторами и кулерами) циркулируют неправильно. Например: когда нагретый воздух не выводится наружу; или если отсутствует подача свежего воздуха в корпус; или когда какие-либо вентиляторы установлены неправильно, скажем, если из-за особенности конструкции процессорный кулер
6. Немного о мебели…
Особый вопрос в теме качественного охлаждения касается мебели - вашего рабочего стола.
Конструкция стола может либо сильно затруднять охлаждение, либо же наоборот способствовать максимальной вентиляции.
Одно дело, когда системный блок просто стоит рядом со столом - здесь претензий никаких, за исключением разве что того, что категорически не рекомендуется размещать системный блок рядом с радиатором отопления и обогревателями, не рекомендуется ставить какие-либо еще предметы вплотную к системному блоку.
Если рядом находится какая-то мебель или предметы, позаботьтесь о том, чтобы со всех сторон от системного блока оставались зазоры хотя-бы 7-10 см.
Однако, в большинстве случаев системный блок расположен не рядом со столом, не на столе, а в столе:
Как видите - в этом случае пространство вокруг системного блока жестко ограничено столом и пространства для циркуляции и выхода воздуха - минимум…
Поскольку основные отверстия для вентиляции в системном блоке находятся сзади, впереди и на левой стенке, то я рекомендую сдвинуть системный блок относительно бокса стола вправо, чтобы слева (см. снимок выше) оставалась как можно бОльшее пространство.
Чтобы избежать “воздушных пробок”: когда весь нагретый воздух поднимется вверх и будет там находится - не рекомендуется закрывать дверцу бокса для системного блока вашего стола.
При соблюдении всех этих пунктов охлаждение будет вполне достойным: горячий воздух будет скапливаться вверху и выходить из стола под действием естественного перемешивания (т.к. слева имеется достаточный зазор).
В некоторых случаях, если в вашем компьютере очень производительное «железо», рекомендуется полностью снять левую сторону корпуса системного блока - в таком случае эффективность охлаждения повышается в разы.
Например, я сам сделал точно так же, поскольку мой компьютер выделяет ну очень много тепла:
7. О процессорном кулере.
Этот вопрос больше актуален для производительных ПК. Если говорить о маломощных ПК, то смысла говорить о кулерах нет, т.к. такой процессор выделяет немного тепла, и штатного (идущего в комплекте с процессором) более чем достаточно.
Если вы покупаете процессор и в его названии присутствует слово BOX - значит он поставляется в полной комплектации, которая предусматривает кулер.
Если в прайс-листе вы видите пометку ОЕМ - это значит при покупке, кроме самого процессора вы не получите больше ничего.
Здесь можно дать такой совет: если вы покупаете недорогой современный процессор - то лучше выбрать BOX-комплектацию. В конечном счете такой процессор не потребует мощного кулера - производительность невысока, а нынешние технологии обеспечивают небольшое энергопотребление, следовательно, большого выделения тепла здесь ждать не приходится.
А если вы желаете приобрести какую-либо мощную модель, скажем, для домашнего ПК, то лучше выбирать ОЕМ-комплектацию - в любом случае, штатного кулера вам будет недостаточно.
Почему так происходит?
Сегодня производители, на мой взгляд, стали крайне халатно относиться к штатным кулерам - его размеры и характеристики не всегда соответствуют мощности процессора. Например:
Такой кулер идет в комплекте с двухъядерными и четырехъядерными процессорами Intel Core 2. Ладно, для 2-ядерных моделей его, может быть, и хватит, но для 4-ядерных - явно недостаточно…
Кроме того, если затронуть устаревшие модели, то ситуация такая: если вы купили, скажем, процессор 3 года назад, то в то время технологии не обеспечивали такого энергосбережения, как сейчас.
Именно поэтому, скажем, вполне себе недорогой и маломощный Pentium D 4-х летней давности греется даже сильнее, чем современные Core i7 топового уровня.
В этом случае - хороший кулер просто необходим. И я рекомендую устанавливать кулер башенного типа на тепловых трубках:
Тепловые трубки - выполненные из меди элементы, которые пронизывают алюминиевые (как на фото выше) или медные пластины кулера и способствуют более быстрому и эффективному отводу тепла от горячего процессора. Они обеспечивают в разы более эффективное охлаждение, по сравнению с обычными кулерами.
Тепловая трубка - устройство герметичное, внутри которого находится вода, которая циркулирует по трубке естественным образом. Этому движению способствуют тысячи мельчайших «зазубрин» на внутренней стороне трубки, которые позволяют воде подниматься вверх.
Вне зависимости от того, насколько мощный процессор вы хотите охладить - я всегда рекомендую кулеры только на тепловых трубках. Покупка обычного кулера на базе алюминиевого или медного радиатора - не оправдана.
Именно башенный кулер на тепловых трубках обеспечивает наибольшую эффективность.
Еще пример такого кулера:
8. Корпусный вентилятор - обязателен.
Следующее, что необходимо для организации правильного охлаждения - наличие корпусного вентилятора.
Современные корпуса предлагают возможность установки как минимум двух вентиляторов.
На передней панели: воздух при этом может поступать через перфорацию (как на фото), либо же снизу - если передняя панель не перфорирована:
При этом получается, что вентилятор становится как раз напротив жестких дисков и поэтому выполняет две важные функции: подает свежий воздух внутрь корпуса и охлаждает жесткие диски:
Наличие как минимум одного корпусного вентилятора - обязательно для любого компьютера! Вентилятор «прокачивает» воздух внутри и препятствует образованию «воздушных пробок».
Установка вентилятора на выдув на задней стороне не является обязательным, но тем не менее в некоторых случаях помогает сделать систему охлаждения еще лучше:
Но при этом не стоит забывать, что если у вас установлен кулер башенного типа, то в этом случае вентилятор кулера в большинстве случаев будет напротив гнезда для корпусного вентилятора на задней стенке (см. фото ниже), с той лишь разницей, что вентилятор кулера может располагаться с левой или правой стороны кулера
Если (как на фото) У вас не установлено корпусного вентилятора - то все нормально. Вентилятор кулера будет либо выбрасывать горячий воздух в это отверстие, либо затягивать его оттуда (в зависимости от расположения вентилятора на кулере). При этом лучше, чтобы он выбрасывал туда уже нагретый воздух, а не затягивал его.
На фото расположение кулера неоптимальное: горячий воздух при этом выбрасывается в корпус, а не в отверстие для крепления корпусного вентилятора.
Если же вы захотите установить еще и корпусный вентилятор, убедитесь, чтобы вентилятор и кулер не «конфликтовали», т.е. не направляли воздух друг на друга. Устанавливайте корпусный вентилятор так, чтобы он помогал процессорному кулеру.
Вне зависимости от того, на какую панель вы хотите установить вентилятор, я рекомендую использовать ТОЛЬКО 140-мм вентиляторы!
9. Расположение кабелей.
Большой проблемой для охлаждения являются неправильно уложенные кабели. Находясь в разбросанном состоянии они затрудняют циркуляцию воздуха внутри корпуса, иногда до такой степени, что даже мощный вентилятор не в состоянии «прокачать» весь объем корпуса…
Но при укладке кабелей внутри корпуса - не переусердствуйте! Не стоит излишне гнуть (на излом) и создавать натяжение - это может повредить кабели и привести к ошибкам и сбоям в работе ПК! Такие случаи не редки…
Просто постарайтесь уложить кабели максимально компактно. Настолько, насколько это возможно:
10. Позаботьтесь об особо горячих поверхностях.
Таковыми в компьютере являются прежде всего видеокарты. Особенно, если говорить о таких горячих и мощных моделях, как Radeon HD 4870X2 и HD 5970.
Позаботьтесь о том, чтобы сверху на видеокарте не лежали никакие кабели:
Это очень важно! В процессе работы видеокарта может разогреваться до температуры, близкой к 100 градусам!
11. О термопасте…
Устанавливая кулер всегда используйте термопасту. Ни в коем случае не ставьте кулер «на сухую»! Эффективность охлаждения упадет в разы…
Наносить термопасту нужно только на процессор, очень тонким, полупрозрачным слоем.
«Чем больше термопасты - тем лучше охлаждение» - это самый большой миф, среди начинающих пользователей!
Термопаста является связующим звеном, она соединяет поверхность процессора с поверхностью кулера, заполняя микроскопические неровности между этими поверхностями, в которых может находится воздух. А воздух, как известно, очень сильно препятствует отводу тепла.
А если термопаста будет наложена толстым слоем, то она превращается уже не в проводник тепла, а в изолятор - толстое «одеяло» между кулером и процессором.
Наносить ее можно чем угодно: выдавливаете небольшое количество пасты в центр на процессор, и затем немного размазываете по сторонам. Затем приступайте к установке кулера. Окончательно термопаста разойдется идеальным слоем только после того, как вы установите кулер.
Примечание: подробно процедуру установки кулера я показываю в бесплатном курсе по самостоятельной сборке компьютера .
Многие спорят о том, какая паста лучше… По своему опыту могу сказать, что разница между различными ее марками минимальна. Поэтому, не стоит обращать на это внимание.
Например, термопаста TITAN, продается вот в таких маленьких тюбиках:
Один такой тюбик рассчитан, как минимум, на ДВА раза.
При условии выполнения всех вышеприведенных рекомендаций по сути никаких проблем с охлаждением у вашего ПК не будет.
12. Особенности ноутбуков.
Все компоненты внутри ноутбука собраны в крайне малом пространстве мобильного корпуса. Помимо процессора в ноутбуке может быть установлена мощная видеокарта, жесткий диск…
Эти и другие устройства отделяют друг от друга считанные сантиметры, и при этом никакого пространства для циркуляции воздуха - внутри ноутбука просто нет.
Именно поэтому компоненты практически всегда работают при повышенных температурах. Исправить это, к сожалению, никак нельзя; но однако же можно уберечь ноутбук от дополнительного нагрева, таким образом продлив ему срок службы и избавив от критического перегрева.
13. Рабочее место…
Как я уже не раз упоминал здесь на блоге - старайтесь по возможности не располагать ноутбук на мягких поверхностях и коленях, особенно - когда за ноутбуком вы работаете с ресурсоемкими задачами (например, обработка фото или видео). При несоблюдении этого простого правила перегрев компонентов ноутбука, включая батарею - обеспечен…
Старайтесь располагать ноутбук на ровной и твердой поверхности рабочего стола. При этом убедитесь, что никакие предметы, которые лежат лядом, не мешают току воздуха под- и вокруг ноутбука:
По сути - это самое главное и самое эффективное, что только можно сделать для избежание перегрева.
14. Погода…
Не работайте за ноутбуком под прямыми солнечными лучами. Они очень быстро и очень сильно нагревают его поверхность (особенно, если ноутбук темный) и быстро прогревают всё внутри корпуса.
В этом случае возможны даже повреждения отдельных компонентов от перегрева.
И последний совет, который я бы хотел дать в рамках этой статьи, для всех пользователей, в не зависимости от того, ноутбук ли у вас или же настольный ПК:
15. Регулярно выполняйте очистку от пыли!
Для настольных ПК: Они очень быстро накапливают пыль. Старайтесь по крайней мере раз в 6 месяцев открывать системный блок и очищать все внутренние компоненты от пыли.
Пыль препятствует отводу тепла от компонентов и существенно ухудшает теплообмен. Из-за пыли особенно могут перегреваться жесткие диски, видеокарта и процессор.
Отдельно хочу упомянуть о вентиляторах. Помните: забитый пылью вентилятор подает воздух намного менее эффективно:
Для очистки внутренних компонентов я обычно использую кисть и слегка влажную ткань. КАТЕГОРИЧЕСКИ не рекомендую использовать пылесос! В процессе чистки им можно случайно повредить хрупкие компоненты. Такое случается довольно часто.
Приступайте к процедуре очистки ТОЛЬКО если компьютер выключен!
Для ноутбуков: Здесь ситуация несколько сложнее…
Дело в том, что ноутбуки обладают различными корпусами: некоторые открывают сразу доступ к системе охлаждения так, что можно почистить кистью вентилятор; а в некоторых, чтобы добраться до вентиляторов нужно разобрать полноутбука…
Здесь единственный совет, который я могу вам дать: не беритесь за разбор ноутбука, если вы не уверены в том, что сможете собрать всё назад…
