Электродвигатели, применяемые в компьютерных вентиляторах, построены по несколько иному принципу. Соответственно своему имени, такие моторы не имеют щёточно-коллекторного узла со скользящими контактами.
В предыдущем разделе статьи было объяснено, что у brushed двигателей в движение приводится центральная часть с электромагнитом и обмоткой, тогда как постоянные магниты стационарны. Brushless двигатели, напротив, сконструированы таким образом, что индуктор в виде магнитов находится в роторе, а обмотка - в статоре.
В случае с компьютерными кулерами, магниты прикреплены к крыльчатке с лопастями вентилятора и зафиксированным валом. Данная конструкция в рассматриваемой системе и будет считаться ротором. Тогда статором окажется рамка вентилятора с необходимыми компонентами, такими как неподвижный электромагнит, и местом сочленения статора и ротора, в котором и располагаются интересующие нас подшипники.
Бесколлекторные моторы могут иметь различное число катушек, в интересующих нас вентиляторах их обычно восемь. Если разобрать такой вентилятор, в глаза сразу же бросятся четыре Т-образных металлических “руки”, причем на каждой из них будет присутствовать двойная обмотка (на следующей фотографии легко различить красный и жёлтый медные провода).
Естественно, в вентиляторах для питания различных катушек используются не громоздкие провода, а компактные печатные платы. Хотя существуют сложные и функциональные бесколлекторные двигатели с большим количеством обмоток и соответствующих им фаз (например, двигатели НЖМД обычно бывают трёхфазными), в вентиляторах устанавливают простые двухфазные двигатели. Для запуска и вращения им достаточно синусной и косинусной составляющих тока. Сама движущая сила brushless моторов не отличается от коллекторных двигателей, только в бесколлекторных электромоторах уже на сами обмотки напряжение подается таким образом, чтобы отталкивать постоянный магнит ротора и поддерживать постоянное вращение последнего.
Максимально упрощенные бесколлекторные вентиляторы оснащаются лишь двумя проводами для подачи питания. Дополнительно может присутствовать третий провод, который необходим для обратной связи кулера с (или другой платой, если речь идет, например, о ). Показания таких вентиляторов преобразуются специальными чипами в количество оборотов в минуту (RPM), и это понятное человеку число может быть считано в BIOS или с помощью специальных программ для мониторинга. Добавление такой возможности несколько удорожает схему, однако сегодня вентилятор без датчика числа оборотов можно встретить только на самых бюджетных компьютерных устройствах.
Повторимся - это очень упрощенное описание алгоритма работы бесколлекторных двигателей, однако его вполне достаточно для понимания работы компьютерных вентиляторов.
Стоит сказать и о преимуществах моторов такого типа над коллекторными двигателями: они существенно менее шумны, никаких искр от соприкосновений контактов возникнуть не может, а надежность устройств такого типа заметно выше.
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…
Столкнувшись с необходимостью установить дополнительные кулеры (вентиляторы) на корпус компьютера, пользователи часто задаются вопросом, как определить размер кулера для корпуса. Проблема в том, что обычно на компьютерном корпусе нет никаких обозначений о том, какого размера кулер нужно устанавливать. Есть только посадочное место под кулер и определить какой кулер для него подойдет не так просто.
Если вы знаете как называется модель вашего , то вы можете узнать размер кулеров на сайте производителя. Для примера возьмем такой популярный корпус как FRACTAL DESIGN Core 2500 .
Если ввести его название в любую поисковую систему, то можно без труда найти официальный сайт производителя.
А уже на сайте производителя можно найти детальную информацию обо всех посадочных местах для корпусных кулеров, а также их размер и расположение.
Но, к сожалению, в большинстве случае данный способ не работает. Чаще всего, корпус был куплен давно и информации о нем в интернете нет либо определить производителя и модель корпуса невозможно. В таких ситуациях нужно самостоятельно измерить посадочное место под кулер и определить подходящую модель. Измерять посадочное место проще всего между центрами крепежных отверстий.
Ниже приводим расстояния между центрами крепежных отверстий для корпусных кулеров популярных размеров.
| Расстояние между крепежными отверстиями | Размер кулера |
| 32 мм | 40×40 мм |
| 50 мм | 60×60 мм |
| 71.5 мм | 80×80 мм |
| 82.5 мм | 92×92 мм |
| 105 мм | 120×120 мм |
| 125 мм | 140×140 мм |
| 154 мм | 200×200 мм |
| Информация о размерах кулеров взята с сайтов noctua.at и arctic.ac. | |
Используя данную таблицу можно без труда определить размер кулера, который нужен для вашего корпуса.
После того, как вы определили, какой размер кулера подходит для вашего корпуса, вам нужно выбрать конкретную модель кулера. На этом этапе нужно обращать внимание в основном на уровень шума, который производит кулер. Уровень шума обычно указывается в децибелах и чем он ниже, тем лучше.
Также немаловажным является тип подшипника, который используется в конструкции кулера. Самый простой вариант – это подшипники скольжения, он отличается тихой работой, но коротким сроком службы. Вариант чуть лучше – это шарикоподшипник или подшипник качения, он работает чуть громче, но зато его срок службы намного больше. Кулер на шарикоподшипнике может проработать до 15 тысяч часов. Самый современный вариант – это гидродинамический подшипник, он отличается тихой работой и продолжительным сроком службы, но кулеры с его использованием заметно дороже.
Еще один важный момент – это способ подключение кулера. Изучите инструкцию к вашей материнской плате, для того чтобы узнать какой разъем для подключения корпусных кулеров на ней используется (3 или 4 pin) и, соответственно, учитывайте это при выборе кулера.
Охлаждение различных компонентов - одна из любимых тем оверклокеров (впрочем, не только их). Большое значение тут имеет хорошая вентиляция корпуса - ведь, снизив в нем температуру хотя бы на пару градусов, мы на столько же снизим и температуру всех находящихся внутри элементов. К сожалению, более-менее точной методики расчета вентиляции корпуса мне пока не встречалось. Зато в избытке из статьи в статью кочуют общие рекомендации, которые от частого употребления забронзовели и критически уже не воспринимаются.
Вот самые распространенные из таких мифов:
В результате борьба за вентиляцию корпуса зачастую сводится к установке вентиляторов максимально возможного размера и производительности во все штатные места, после чего в руки берется дрель (ножовка, электролобзик, зубило, кувалда, "болгарка", автоген - нужное подчеркнуть:-), и вентиляторы засовываются в нештатные места. После этого для пущего эффекта добавляется пара вентиляторов внутрь корпуса - обычно на обдув видеокарты и винчестера.
О затратах времени, сил и средств на все это лучше не говорить. Правда, результат обычно бывает неплохой, но вот шум, испускаемый этой "батареей" на полных оборотах, выходит за все мыслимые рамки, да и пыль он сосет со скоростью пылесоса. Как следствие, скоро корпус начинает обрастать фенбасами и реобасами, становясь похожим на микшерский пульт средней руки. А процесс запуска игры вместо простого кликанья мышкой теперь напоминает подготовку к взлету авиалайнера - надо не забыть прибавить обороты всем этим вентиляторам. В этой статье я постараюсь показать, как можно добиться похожего эффекта "малой кровью".
Бег по диагонали
Все массовые корпуса можно разделить на три вида - десктоп, тауэр с верхним (горизонтальным) БП и тауэр с боковым (вертикальным) БП. Основную долю рынка занимают два последних. У каждого есть свои достоинства и недостатки, но наихудшим с точки зрения вентиляции считается третий вид - тут процессор оказывается в непродуваемом "кармане" рядом с блоком питания, и организовать туда подачу свежего воздуха достаточно трудно.
Общие принципы вентиляции достаточно просты. Во-первых, вентиляторы должны не мешать естественной конвекции (снизу вверх), а помогать ей. Во-вторых, нежелательно иметь непродуваемые застойные зоны, особенно в местах, где естественная конвекция затруднена (в первую очередь это нижние поверхности горизонтальных элементов). В-третьих, чем больше объем воздуха, прокачиваемого через корпус, тем меньше в нем разница температур по сравнению с "забортной". В-четвертых, поток очень не любит различных "выкрутасов"- изменения направления, сужения-расширения и т.п.
Как происходит воздухообмен? Допустим, вентилятор закачивает воздух в корпус, при этом давление в нем растет. Зависимость расхода от давления называется рабочей характеристикой вентилятора. Чем больше давление, тем меньше будет закачивать воздух вентилятор и тем больше его будет выходить через вентиляционные отверстия. В какой-то момент количество закачиваемого воздуха сравняется с количеством выходящего, и давление дальше повышаться не будет. Чем больше площадь вентиляционных отверстий, тем при меньшем давлении это произойдет и тем лучше будет вентиляция. Поэтому простым увеличением площади этих отверстий "без шума и пыли" иногда можно добиться большего, чем установкой дополнительных вентиляторов. А что изменится, если вентилятор не вдувает, а выдувает воздух из корпуса? Поменяется только направление потоков, расход останется тем же самым.
"Классические" варианты организации вентиляции корпуса с верхним БП показаны на рис.1-3. Собственно, это фактически три разновидности одного и того же способа, когда воздух идет по диагонали корпуса (от переднего нижнего угла в задний верхний). Красным цветом показаны непродуваемые зоны. От того, насколько плотно они заполнены, сопротивление потоку никак не зависит - он все равно проходит мимо них. Обратите внимание на нижнюю зону, в которой находится видеокарта - один из самых критических к перегреву компонентов компьютера. Установка переднего вентилятора позволяет подать к ней (а заодно и к южному мосту) немного свежего воздуха, сбив температуру на пару градусов. Правда, при этом "на обочине жизни" оказывается винчестер (если он установлен в штатное место). На рис.4 показано, почему так происходит. Тут схематически представлены потоки воздуха через вентилятор (более темный цвет соответствует большей скорости). Со стороны всасывания воздух входит равномерно со всех сторон, при этом его скорость по мере удаления от вентилятора быстро падает. Со стороны нагнетания "дальнобойность" воздушного потока заметно больше, но только вдоль оси - в стороне от нее образуется непродуваемая зона. Такая же "аэродинамическая тень" получается и за втулкой вентилятора, но она быстро сходит на нет.
Для иллюстрации приведу пример из жизни. В поисках наилучшего способа охлаждения своего десктопа, я перевернул вентилятор в БП на вдув. По идее, это должно улучшить охлаждение БП - ведь теперь он обдувается свежим воздухом, а не б/у из корпуса. Однако термодатчик БП показал прямо противоположное - температура выросла на 2 градуса! Как такое могло произойти? Ответ прост - плата с датчиком установлена в стороне от вентилятора и поэтому оказалась в аэродинамической тени. Поскольку вместе с термодатчиком в этой тени оказались и некоторые другие элементы, во избежание выхода их из строя был восстановлен статус кво.
Критерий истины
Теперь от теории перейдем к практике. Наша главная задача - увеличить площадь вентиляционных отверстий, причем желательно быстро и без применения слесарных инструментов. Их площадь должна быть как минимум равна эффективной площади вентилятора (то есть площади, ометаемой лопастями), а лучше превышать ее раза в полтора. Например, для 80-мм вентилятора эффективная площадь равна примерно 33 кв.см. Если вентиляторов несколько и они все работают на выдув (или, наоборот, все на вдув), их эффективная площадь складывается. Особенно эта мера актуальна для корпусов старых конструкций, которые еще помнят Пентиум-2 и тем не менее продолжают выпускаться (и продаваться) до полного износа штампов.
К подобным "ветеранам" относится и мой десктоп Codegen, переживший уже три материнки. Из "удобств" он имеет место под 90-мм передний вентилятор, который по мысли конструкторов должен засасывать воздух через щель внизу передней панели площадью всего 5 кв. см., да символические дырочки диаметром 1,5 мм напротив него (позже я их рассверлил в шахматном порядке до 4 мм - так даже красивее стало). Разумеется, корпус не подводная лодка, воздух будет подсасываться и через другие мелкие щели и неплотности, точный учет которых невозможен. Но все равно вентиляция в штатном режиме напоминает бег в противогазе.
Конфигурация компьютера при тестировании:
Температура процессора мерялась через Сандру, видеокарты - по встроенным датчикам через SmartDoctor, в корпусе под верхней крышкой над процессором (не забыли - корпус десктоп) был размещен выносной датчик электронного термометра, вторым датчиком этого термометра измерялась температура в комнате. Затем результаты были приведены к внешней температуре 23 градуса.
Система нагружалась запуском в цикле игровых тестов 3DMark2001SE. В исходном состоянии температура в корпусе превышала внешнюю на 15 градусов, температура видеокарты (чип/память) была больше на 55/38 град., процессора на 39 град. Для сравнения были проведены измерения с открытой крышкой. Результаты: температура видеокарты больше внешней на 44/30 градусов, процессора - на 26 градусов.
Сначала попробуем пойти по традиционному пути. Какая первая мысль приходит в голову при взгляде на этот корпус? "Раз есть отверстие под вентилятор, так должно же там хоть что-то стоять" (вполне по "Золотому теленку"). Ну что же, поставим. Каков результат? Датчик температуры в корпусе вообще не отреагировал на наши манипуляции, температура процессора снизилась на 1 градус, а видеокарты на 4-5 градусов (кстати, примерно такой же результат дал и другой традиционный шаг - установка рядом с видеокартой бловера Gembird SB-A). Собственно, на этом "традиционный путь" и заканчивается.
Теперь все вернем в исходное состояние и пойдем другим путем - вытащим две заглушки слотов расширения рядом с видеокартой. Этим убивается сразу два зайца: появляется новая "дыра" для вентиляции корпуса и ликвидируется застойная зона у видеокарты. Вдобавок выломаем защитную "гребенку" у переднего воздухозаборника (благо он снизу и его все равно не видно) - его площадь при этом утроится, а суммарный размер вентиляционных отверстий составит 45 кв. см.
Результат не заставил себя ждать - температура в корпусе упала на два градуса, а видеокарта порадовала еще больше, скинув сразу 9 градусов на чипе и 7 градусов на памяти. Согласитесь, неплохой результат, к тому же совершенно бесплатный. Этот вариант можно рекомендовать для карт с пассивным кулером как альтернативу установке вентилятора. А если этого мало? Добавление переднего вентилятора на вдув приводит к парадоксальному результату - температура и корпуса, и видеокарты... повышается! Немного, всего на один градус, но тем не менее... Объясняется это просто - теперь больше воздуха входит в корпус через переднее отверстие и меньше - через заднее мимо видеокарты.
А если поставить его на выдув? Тут совсем другое дело. Оба вентилятора (в БП и дополнительный) теперь включены параллельно, их расходы складываются, и вот вам результат - видеокарта "похолодала" еще на 3-4 градуса, а общее понижение температуры по сравнению с исходным вариантом составило 12 градусов по видеочипу, 10 градусов по видеопамяти и 5 градусов в корпусе (и, соответственно, у процессора). Обратите внимание, что видеокарта здесь холоднее, чем в открытом корпусе! Расходы же ограничились покупкой одного корпусного вентилятора средней мощности.
Наконец, последний вариант, "экстремальный" - все три вентилятора (БП, передний и бловер) на выдув, дополнительно сзади открываем еще один слот. Бловер был установлен в нижнем (из двух) пятидюймовом отсеке вместо вынутого Rack-контейнера. Результаты - процессор "похолодал" по сравнению с предыдущим вариантом на 4 градуса (и теперь на те же 4 градуса горячее самого себя в открытом корпусе), а видеокарта скинула еще пару градусов. Правда, датчик температуры в корпусе никакого снижения не показал - холодный воздух проходит ниже его, поскольку дополнительные вентиляторы забирают воздух не сверху, а из середины корпуса. Общие результаты сведены в таблицу. На ней показана абсолютная температура компонентов, приведенная к 23 градусам в комнате.
Снизу вверх, наискосок
Теперь, когда мы уяснили и проверили на практике общие принципы эффективной вентиляции, применим их к самому распространенному корпусу - тауэру с верхним БП.
На рис.6 показан самый эффективный способ охлаждения такого корпуса. Дополнительный вентилятор на задней стенке фактически обеспечивает такой же режим продувки, как в моем последнем эксперименте. Поскольку практически половина тепла выделяется процессором, есть смысл подавать часть холодного воздуха непосредственно в зону его работы. Это осуществляется через свободный трехдюймовый или пятидюймовый отсек на передней стенке - обе его заглушки (пластмассовая и металлическая) удаляются, а уж как декорировать образовавшуюся дыру - вопрос умения и фантазии. В простейшем случае можно купить панельку с парой маленьких вентиляторов (которые сразу снять, толку от них ноль), благо таких "прибамбасов" для пятидюймовых отсеков выпускается множество разновидностей - от обычной решетки до панелек со встроенным электронным индикатором, USB-портами или фенбасами (хотя площадь решетки у них меньше).
Неплохую продувку обеспечивает и установка Rack-контейнера. Учтите, что все это хозяйство надо ставить в самый нижний отсек. Выбор конкретного варианта зависит от того, что в первую очередь надо "заморозить". Если перегревается процессор или память, отверстия надо сделать побольше, а если видеокарта - можно вообще обойтись без них, зато внизу открыть побольше слотов. Суммарная площадь отверстий при этом должна быть как минимум 70-80 кв. см. в зависимости от размера вентиляторов. Для справки: площадь одного отверстия слота равна 13 кв. см., открытого трехдюймового отсека - 30 кв. см., пятидюймового - 15-30 кв. см. с вышеописанной декоративной решеткой и 60 кв. см для полностью открытого. Еще 10-15 кв. см. может дать удаление заглушек с отверстий под порты на задней стенке. Ах да, чуть не забыл, есть же еще штатный воздухозаборник в нижней части передней панели площадью 5-30 кв. см., а у некоторых корпусов еще и дырочки в боковых стенках.
Если на верхней панели есть штатное отверстие под вентилятор, грех его не использовать. Поставьте туда что-нибудь не слишком мощное на выдув. Если такого отверстия нет, вырезать его не стоит. Лучше купите специальный бловер и установите его в самый верхний 5-дюймовый отсек (рис. 7). Это будет особенно полезно тем, у кого по какой-либо причине отсутствует отверстие под дополнительный вентилятор под БП или оно задействовано для непосредственного охлаждения процессора. Но в этом варианте стоит сделать воздуховод, направляющий свежий воздух из нижнего пяти- или трехдюймового отсека в зону процессора. Без него значительная часть этого потока может сразу уйти в бловер, не захватив по дороге достаточно тепла.
На рис. 8 показана довольно экзотическая схема с нижним вентилятором, работающим на выдув. Она хуже двух предыдущих и может использоваться лишь в крайнем случае, когда в первую очередь надо охладить видеокарту. Фактически эта схема обеспечивает два независимых потока - первый (нижний, от задней стенки к передней) охлаждает видеокарту, платы расширения и южный мост, а второй (от передней стенки к задней) охлаждает верхнюю половину корпуса. Преимущества такой схемы - увеличивается суммарная производительность вентиляторов на выдув, значительная часть горячего воздуха от видеокарты сразу удаляется наружу, меньше общее сопротивление потоку в корпусе.
Но есть и существенные недостатки. Главный из них в том, что в угоду дизайну нижние отверстия в передней стенке, через которые выдувается воздух, обычно имеют площадь намного меньшую, чем эффективная площадь переднего вентилятора. Вдобавок потоку приходится дважды менять направление, что он очень не любит. В результате получается тот же "бег в противогазе" - например, если отверстие в корпусе вдвое меньше, чем у вентилятора, производительность последнего тоже падает примерно вдвое, и это еще без учета противодавления в корпусе. А вот шум, наоборот, будет больше - просачиваясь через узкие щели, маленькие отверстия, затейливые "загогулины" и прочие дизайнерские изыски в передней панели, поток воздуха может издавать отнюдь не художественный свист. Вдобавок шум переднего вентилятора (в отличие от заднего) не экранируется корпусом.
Повысить эффективность переднего вентилятора можно, если впустить дополнительный воздух в полость между передней панелью и металлической передней стенкой корпуса. Для этого пойдем по проторенному пути - вытащим пластмассовую (на этот раз только пластмассовую!) заглушку нижнего трехдюймового отсека. Но ведь нам надо еще подать холодный воздух в верхнюю половину корпуса, причем тоже спереди. Эти потоки надо разделить с помощью перегородки под нижним пятидюймовым отсеком.
Теперь посмотрим на движение потока в корпусе. В первой и второй схеме основной поток движется снизу вверх. Сопротивление потоку определяется самым узким местом на его пути. В данном случае это сечение на уровне видеокарты: она сама занимает добрую половину корпуса, а с другой стороны стоит винчестер с торчащим шлейфом. Поскольку видеокарту в другое место сдвинуть нельзя, остается переставить винчестер. Его можно опустить вниз или поставить в один из 5-дюймовых отсеков (лучше в тот, который используется в качестве воздухозаборника). В обоих случаях винчестер будет отлично обдуваться, что благотворно скажется на его здоровье. Впрочем, самое узкое место на пути потока на самом деле не здесь, а при входе в корпус - там его скорость больше на порядок, а аэродинамические потери пропорциональны квадрату скорости. Поэтому "прилизывание" и укладка шлейфов с точки зрения воздухообмена практически ничего не дает.
Слышу, слышу ехидные голоса - а как же страшилки про пыль, которую при установке всех вентиляторов на выдув якобы будет засасывать в диких количествах через CD-ROM и FDD? Отвечаю. Воздух идет по пути наименьшего сопротивления и при хорошей вентиляции не пойдет в узкие щели, когда рядом есть большие окна. Да и штатная система вентиляции, напомню, работает на выдув, причем в брендовых корпусах и ноутбуках тоже (а там не дураки сидят, как любят говорить некоторые коллеги, когда другие аргументы заканчиваются:-)
В заключение скажем пару слов про тауэры с боковым БП. Несмотря на большое количество отверстий, расположенных в самых неожиданных местах, вентиляция у этих корпусов отвратительная. Если обдув видеокарты еще можно улучшить традиционным способом (открыванием соседних слотов), то с процессором придется повозиться. Для хорошего продува его "кармана" нужно как-то удалить оттуда горячий воздух. Самое эффективное - врезка в верхнюю панель вентилятора на выдув, но это весьма трудоемко. Поэтому попробуем альтернативные способы. В корпусах InWin вверху на задней стенке есть вентиляционные отверстия непонятного назначения - теплый воздух оттуда выходить не будет, т.к. в корпусе разрежение от вентилятора БП, а подача холодного воздуха под самый потолок малоэффективна. Чтобы они не пропадали, поставьте там бловер на выдув. В корпусах, где нет и этого, бловер можно направить вперед и соединить воздуховодом с пустым пятидюймовым отсеком (разумеется, вытащив из него обе заглушки, рис.9).
Другой вариант - установка БП с мощным вентилятором, в котором забор воздуха осуществляется только со стороны "кармана". В продаже встречаются БП, имеющие на боковой стенке 120-мм вентилятор - по идее, его должно хватить для хорошего проветривания. Можно сделать и наоборот - подать вентилятором или бловером по воздуховоду в эту зону свежий воздух в расчете на то, что струя "добьет" до непродуваемых уголков. В общем, поле для экспериментов эти корпуса дают необъятное.
Еще осталось несколько мифов по поводу выбора вентиляторов... но этому вопросу стоит посвятить отдельную статью.
Владимир Куваев aka kv1
Кулер (от англ. cooler) - дословно переводится как охладитель. По существу - это устройство, призванное охлаждать нагревающийся элемент компьютера (чаще всего центральный процессор). Кулер представляет из себя металлический радиатор с вентилятором, прогоняющим через него воздух. Чаще всего кулером называют именно вентилятор в системном блоке компьютера. Это не совсем правильно. Вентилятор - это вентилятор, а кулер - это именно устройство (радиатор с вентилятором), охлаждающее конкретный элемент (например, процессор).
Вентиляторы, установленные в корпусе системного блока компьютера, обеспечивают общую вентиляцию в корпусе, поступление холодного воздуха и вывод горячего наружу. Тем самым происходит общее понижение температуры внутри корпуса.
Кулер, в отличие от корпусных вентиляторов, обеспечивает локальное охлаждение конкретного элемента, который сильно греется. Кулер чаще всего стоит на центральном процессоре и видеокарте. Ведь видеопроцессор греется не меньше ЦП, а порой нагрузка на него гораздо сильнее, например, во время игры.
В блоке питания тоже стоит вентилятор, который одновременно служит как для охлаждения нагревающихся элементов в блоке питания, так как продувает через него воздух, так и для общей вентиляции внутри компьютера. В простейшем варианте системы охлаждения ПК именно вентилятор внутри блока питания обеспечивает вентиляцию воздуха внутри всего корпуса.
Итак, рассмотрим схему вентиляции и охлаждения компьютера. Ведь у многих новичков при самостоятельной сборке компьютера возникает вопрос "Куда должен дуть вентилятор" или "В какую сторону должен крутиться кулер". На самом деле это действительно важно, ведь правильно организованная вентиляция внутри компьютера - залог его надежной работы.
Холодный
воздух подается в корпус из передней нижней части (1). Это
нужно учитывать и при чистке компьютера от пыли. Нужно
обязательно пропылесосить место, где засасывается воздух
внутрь компьютера. Воздушный поток постепенно нагреваясь
поднимается вверх и в верхней задней части корпуса
выдувается через блок питания (2) уже горячий воздух.
В случае большого числа греющихся элементов внутри корпуса (например, мощная видеокарта или несколько видеокарт, большое количество жестких дисков и т.д.) или малого объема свободного пространства внутри корпуса для увеличения воздушного потока и повышения эффективности охлаждения в корпус устанавливают дополнительные вентиляторы. Лучше устанавливать вентиляторы с большим диаметром. Они обеспечивают больший поток воздуха при меньших оборотах, а следовательно эффективнее и тише, чем вентиляторы с меньшим диаметром.
При установке вентиляторов следует учитывать направление, в котором они дуют. Иначе можно не только не улучшить охлаждение компьютера, но и ухудшить его. При большом количестве жестких дисков, либо при наличии дисков, работающих на высоких скоростях (от 7200 об/мин), следует установить дополнительный вентилятор в переднюю часть корпуса (3) так, чтобы он продувал жесткие диски.
При наличии большого количества греющихся элементов (мощная видеокарта, несколько видеокарт, большое количество плат, установленных в компьютер) или при нехватке свободного пространства внутри корпуса рекомендуется установить дополнительный вентилятор в задней верхней части корпуса (4). Этот вентилятор должен выдувать воздух наружу. Таким образом увеличится воздушный поток, проходящий через корпус и охлаждающий все внутренние элементы компьютера. Нельзя устанавливать задний вентилятор так, чтобы он дул внутрь корпуса! Так нарушится нормальная циркуляция внутри ПК. На некоторых корпусах возможно установить вентилятор на боковую крышку. В этом случае вентилятор должен крутиться так, чтобы он всасывал воздух внутрь корпуса. Ни в коем случае нельзя, чтобы он выдувал его наружу, иначе будет недостаточно охлаждаться верхняя часть компьютера, в частности блок питания, материнская плата и процессор.
Повторюсь, что кулер предназначен для локального
охлаждения конкретного элемента. Поэтому здесь не
учитывается общая циркуляция воздуха в корпусе. Вентилятор
на кулере должен продувать воздух через радиатор, тем самым
охлаждая его. То есть вентилятор на кулере процессора должен
дуть в сторону процессора.
На некоторых моделях кулеров
вентилятор устанавливается на вынесенный радиатор. В этом
случае лучше его ставить так, чтобы воздушный поток
направлялся в строну задней стенки корпуса либо вверх в
сторону блока питания.
На большинстве мощных видеокарт кулер представляет из себя радиатор и крыльчатку, которая не вдувает воздух сверху внутрь, а гонит его по кругу. То есть в этом случае через одну половину радиатора воздух засасывается, а через другую выдувается.
