Теоретические основы охлаждения элементов системного блока. Охлаждение компонентов
В предыдущей статье, посвященной вопросам охлаждения процессора , мы уже упоминали о том, что любой потребитель электрического тока в той или иной степени нагревается в процессе работы. Определить примерное количество выделяемой теплоты очень легко, достаточно определить суммарную электрическую мощность, потребляемую системным блоком. Потребление современных игровых систем, например, находится в диапазоне 500-1000 Вт. Несложно подсчитать, что компоненты таких компьютеров выделяют до 1 кДж тепловой энергии в секунду. Приближенные вычисления показывают, что при массе системного блока около 10 кг его нагрев на 1 °C происходит менее чем за пять секунд. Получается, что, для того чтобы нагреть весь системный блок до температуры отказа полупроводниковых элементов (85-90 °C), требуется всего пять-семь минут работы ПК. А с учетом неравномерности нагрева отказ системы на практике произойдет менее чем через минуту. Очевидно, что, для того чтобы не допустить перегрева системного блока и его отдельных элементов, необходимо правильно организовать их охлаждение.
Фактически задачу правильного охлаждения в системнике персонального компьютера можно условно разбить на два дополняющих друг друга этапа: охлаждение отдельных компонентов и организация отвода тепла из корпуса системного блока. Рассмотрим эти этапы по отдельности.
Отвод тепла из системного блока
Задача отвода излишков тепла из системного блока ПК не так тривиальна, как может показаться на первый взгляд. Для начала давайте вспомним устройство типового компьютерного корпуса типа tower с верхним расположением блока питания.
В типичном корпусе без дополнительных средств охлаждения вентилятор блока питания, работающий на вытяжку, создает разреженность внутри системного блока. Холодный "забортный" воздух входит через вентиляционные отверстия внизу лицевой панели, проходит, нагреваясь, через область расположения оперативной памяти и процессора и через блок питания выходит наружу.
На схеме хорошо видно, что крупногабаритная видеокарта, платы расширения, а также жесткие диски и устройства на 5,25" являются серьезными препятствиями для прохождения воздуха и из-за этого создаются устойчивые зоны горячего воздуха, что приводит к повышению температуры расположенных в них компонентов.
Установка дополнительных корпусных вентиляторов напротив центрального процессора и нагнетающего вентилятора на передней панели несколько уменьшит размеры "горячих зон", но полностью их не уберет, так как сам воздушный мешок никуда не денется и крупногабаритные устройства по-прежнему будут препятствовать прохождению воздуха. Воздух, как и текущая вода, всегда ищет кратчайший путь от входа к выходу, а образующиеся при его столкновении с препятствиями турбулентности не решают кардинально проблему охлаждения укромных уголков системного блока.
Тем не менее решить задачу правильного обдува достаточно просто. Шаг первый - установите корпусные вентиляторы так, чтобы в корпусе создавалась разреженная атмосфера. Суммарная мощность работающих на выдув вентиляторов должна быть больше тех, которые обеспечивают приток воздуха внутрь. Знаю, что многие знатоки сразу возразят: "Таким образом мой компьютер превратится в пылесос..." и т. п. Но ответ подобным "знатокам" один - пылесосьте почаще вокруг компьютера, тогда ему нечего будет затянуть в себя. Кроме того, никто не отменял необходимость регулярной чистки компьютерной начинки с помощью обычного пылесоса.
Шаг второй - обеспечьте приток воздуха в системный блок не только через штатные вентиляционные отверстия (в угоду красивому дизайну производители нередко делают их слишком мало), но и возле каждого тепловыделяющего объекта. Делается это достаточно просто. На задней панели снимаются заглушки под видеокартой и платами расширения, а на передней удаляются заглушки слотов для установки флоппи-дисковода и незанятых слотов на 5,25". Если вас беспокоит дизайн передней панели, то на место снятых можно купить декоративные сетчатые заглушки на свой вкус. Результат подобных манипуляций с корпусом представлен на нижеследующей схеме.
Автор статьи простым снятием заглушки под видеокартой снизил ее температуру на 21°С, чем был сам немало удивлен, так как планировал замену кулера на графическом процессоре, с общим бюджетом всего мероприятия около 20 у. е.
Разумеется, приведенная схема не является догмой. Большое разнообразие компьютерных корпусов, различная организация их штатного охлаждения, разное расположение вентиляционных отверстий и компонентов системного блока явно не могут соответствовать одному шаблону. На данном типовом примере просто показан общий принцип правильной организации воздушных потоков. Обеспечьте прохождение холодного воздуха мимо всех тепловыделяющих элементов, уделив особое внимание видеокарте и винчестерам, и этим вы на порядок увеличите стабильность и надежность системы в целом без дополнительных вложений в дорогие системы охлаждения.
При планировании вентиляции корпуса учтите еще один момент - всегда общее направление воздушных потоков должно помогать естественной воздушной конвекции. Теплый воздух поднимается вверх, поступая в системный блок снизу.
Охлаждение элементов материнской платы
Материнская плата является тем устройством, надлежащему охлаждению которого, как правило, уделяют достаточное внимание только ее производители. Рядовой же пользователь ПК по умолчанию предполагает, что разработчики предусмотрели все необходимые меры по ее тепловой защите. И радиаторы расставил там, где они нужны, и вон, смотрите, даже тепловые трубки проложены там, где надо. А значит, и беспокоиться совершенно не о чем. К сожалению, подобное отношение к охлаждению элементов материнки нередко приводит к преждевременному выходу ее из строя.
Прежде всего давайте разберемся, какие элементы материнской платы выделяют достаточно тепла, чтобы стоило озаботиться их принудительным охлаждением. "Горячих" элементов на материнке всего три:
Из всех перечисленных наименее проблемным является южный мост. Так как он отвечает за работу с медленными компонентами, то даже увеличение штатных частот при разгоне компьютера мало сказывается на его тепловыделении. Если все же тестовые утилиты показывают слишком высокую температуру, в большинстве случаев достаточно установки на южный мост небольшого радиатора. Так как крепежных отверстий в платах возле южного моста не бывает, радиатор устанавливается на термоклей.
Северный мост, в отличие от южного, является более мощным источником тепла. Практически все производители материнских плат устанавливают на него штатные радиаторы. В случае недостаточной скорости рассеивания тепла на этот радиатор следует закрепить малогабаритный кулер. Как правило, для его установки в материнках предусмотрены монтажные отверстия вокруг чипа моста. Если же этих отверстий нет, то установка вентилятора на радиатор производится с помощью обычного суперклея.
Охлаждаем все, что можно
Стабилизаторы напряжения подвержены перегреву не меньше северного моста. Располагается группа стабилизаторов, как правило, между процессором и блоком разъемов. В современных материнских платах на них нередко устанавливаются штатные радиаторы. В топовых материнках даже организуется единая система охлаждения для мостов и стабилизаторов на тепловых трубках. Однако для нормального охлаждения стабилизаторов хороший обдув гораздо важнее солидных радиаторов. Это необходимо учитывать при выборе кулера для центрального процессора. Если у вас установлен супермощный кулер с направлением воздушного потока параллельно материнской плате или же имеется система жидкостного охлаждения, вообще не создающая воздушных потоков, то стабилизаторы могут запросто перегреться даже при наличии хороших радиаторов на них.
Такой кулер отлично охлаждает только процессор
При использовании подобных систем охлаждения центрального процессора необходимо в обязательном порядке предпринимать дополнительные меры по охлаждению зоны расположения стабилизаторов напряжения. Если же ваш процессорный кулер направляет воздушный поток на материнскую плату, то в большинстве случаев этого будет достаточно для охлаждения стабилизаторов с радиаторами до нормальной температуры.
В том случае, если, на ваш взгляд, система охлаждения продумана правильно, все радиаторы и вентиляторы на месте, обдув нормальный, но мост или стабилизаторы все же перегреваются, поменяйте термопасту. Нередко причиной перегрева является плохой термоинтерфейс между тепловыделящими компонентами ПК и системами их охлаждения.
Охлаждение оперативной памяти
К вопросам охлаждения модулей оперативной памяти серьезные оверклокеры подходят с не меньшей ответственностью, чем к охлаждению процессора. Если для работы в штатных режимах в большинстве случаев достаточно правильной организации воздушных потоков в корпусе системного блока и установки простейших радиаторов для полного успокоения, то при разгоне качественное охлаждение - залог успеха.
Радиатор на планке оперативной памяти
Для более надежного охлаждения оперативки производители предлагают широкий спектр устройств различного типа. Самые недорогие - системы воздушного охлаждения, которые представляют собой комплект радиаторов, надеваемых на каждую планку памяти, и перекрывающий весь ряд планок блок вентиляторов. Такие системы имеют существенный недостаток - довольно большие габариты, из-за которых нередко невозможно или нежелательно их устанавливать рядом с крупным процессорным кулером.
Кулер отлично охлаждает память, но съедает половину воздуха у процессора
Лишены этого недостатка жидкостные системы охлаждения оперативной памяти. В таких системах к специальным радиаторам крепится контактная площадка, через которую прокачивается охлаждающая жидкость. Подобные жидкостные системы показывают максимальную эффективность, тем более что существуют системы, использующие в качестве теплоносителя жидкий азот.
Напомним, что столь радикальные меры по охлаждению оперативной памяти необходимы только при разгоне системы. Если же вы не собираетесь повышать штатные частоты, то вполне достаточно радиаторов на планках памяти и правильной организации воздушных потоков в корпусе ПК.
Охлаждение видеокарт
Современные видеокарты в подавляющем большинстве случаев являются устройствами, хорошо сбалансированными в отношении охлаждения их элементов. Штатные радиаторы и вентиляторы, устанавливаемые на модули графической памяти и на графический процессор, обеспечивают достаточное охлаждение этих элементов в штатных режимах. Тем не менее широкие ряды компьютерных энтузиастов предпринимают серьезные усилия по снижению температуры элементов видеокарт при их разгоне, так как в этом случае производительности штатных кулеров уже недостаточно. Ну и, конечно же, дополнительные меры по снижению рабочей температуры компонентов графических карт необходимо предпринимать, если замечена нестабильность их работы при серьезных нагрузках или тестовые программы показывают близкие к критическим данные с датчиков температуры.
Гибридная система охлаждения видеокарты
Основные шаги по повышению эффективности охлаждения видеокарт мало отличаются от описанных выше для других компонентов. В первую очередь необходимо проанализировать воздушные потоки в системном блоке и обеспечить стабильный приток холодного воздуха в область радиатора системы охлаждения видеокарты. Если с обдувом все в порядке, но температура чипа не снижается, то стоит задуматься о замене штатной системы охлаждения на более производительную. Ассортимент кулеров для видеокарт немногим уступает ассортименту процессорных - мощные радиаторы с двумя-тремя высокопроизводительными вентиляторами, системы жидкостного охлаждения, гибридные кулеры, сочетающие достоинства воздушного и жидкостного охлаждения в самых разнообразных вариантах. И, конечно же, для самых радикальных оверклокеров есть системы охлаждения, использующие в качестве теплоносителя (скорее хладоносителя) жидкий азот.
Охлаждение жестких дисков, оптических приводов и других устройств
Жесткие диски и прочие "медленные" устройства являются менее подверженными перегреву устройствами. Однако, если учесть, что зачастую они устанавливаются в места с недостаточной вентиляцией, случаи выхода из строя электроники жестких дисков из-за перегрева не так уж и редки. Поэтому необходимо все же правильно организовывать обдув контроллеров даже таких "медленных" устройств как с помощью правильной организации воздушных потоков внутри системного блока, так и с помощью специальных винчестерных кулеров, принудительно обдувающих непосредственно платы электроники. Такие кулера могут крепиться непосредственно на устройство, а могут представлять собой своеобразный карман формата 5,25" с системой принудительной вентиляции, внутрь которого уже устанавливаются жесткие диски на 3,5".
Вывод
Организация эффективного охлаждения элементов системного блока является одним из важных элементов обеспечения стабильности и долговечности работы всего ПК в целом. Одним из важнейших этапов этой работы является обеспечение эффективного отвода излишков тепла из корпуса. В подавляющем большинстве случаев этот этап окажется и единственным необходимым для тех, кого устраивает производительность работы своего компьютера в штатном режиме.
Для широкого же круга экстремалов, стремящихся выжать максимум возможного из имеющегося в их руках компьютерного "железа", существует большой спектр разнообразных высокопроизводительных систем охлаждения любого из элементов системного блока, короткий обзор которых мы постарались дать в этой статье.
Самым энергоемким в компьютере является процессор и отвод выделяемой тепловой энергии является актуальной задачей, особенно когда температура окружающей среды высокая. От температуры нагрева процессора зависит не только стабильность и долговечность его работы, но быстродействие, о чем производители процессоров обычно умалчивают.
В подавляющем числе компьютеров система охлаждения процессора выполнена с игнорированием элементарных законов физики. Кулер системы работает в режиме короткого замыкания, так как нет экрана, исключающего возможность всасывания кулером горячего воздуха, выходящего из радиатора процессора. В результате эффективность работы системы охлаждения процессора не превышает 50%. В дополнение, охлаждение производится воздухом, подогретым другими компонентами и узлами, размещенными в системном блоке.
Иногда в системном блоке на задней стенке устанавливают дополнительный кулер, но это не лучшее решение. Дополнительный кулер работает на выталкивание воздуха из системного блока в окружающую среду, как и кулер блока питания. В результате эффективность обоих кулеров намного ниже, если бы они работали по отдельности - один всасывал воздух в системный блок, а другой выталкивал. В результате потребляется дополнительная электроэнергия и что самое не приятное, появляется дополнительный акустический шум.
Предлагаемая конструкция системы охлаждения процессора освобождена от выше перечисленных недостатков, проста в реализации и обеспечивает высокую эффективность охлаждения процессора и как следствие, других компонентов материнской платы. Идея не новая и простая, воздух для охлаждения радиатора процессора берется из-за пределов системного блока, то есть из помещения.
Решил улучшить систему охлаждения процессора своего компьютера, когда на глаза попался конструктив от системы охлаждения брендового, морально устаревшего системного блока.
Осталось закрепить эту деталь в системном блоке и соединить с кулером процессора. Так как длина патрубка была недостаточной, пришлось ее нарастить с помощью полиэтиленовой ленты, свитой в трубку. Диаметр трубки выбран с учетом плотной посадки на корпусе кулера процессора. Чтобы лента не развилась, она зафиксирована металлической скобкой с помощью степлера.
Система закреплена с помощью самостоятельно изготовленных двух уголков саморезами к задней стенке системного блока. Точное позиционирование относительно центра кулера достигнуто за счет длин сторон уголков.
Такая простая конструкция позволила практически исключить поступление горячего воздуха из системного блока в систему охлаждения процессора.
В крышке моего системного блока уже было готовое отверстие, что упростило работу. Но сделать самостоятельно отверстие не сложно, нужно спроецировать точку центра кулера на боковую крышку, циркулем начертить окружность, чуть меньше диаметра трубки. Просверлить сверлом диаметром 2,5-3 мм с шагом 3,5 мм по всей длине линии окружности отверстия. Точки сверления обязательно нужно предварительно наметить керном. Затем рассверлить просверленные отверстия сверлом диаметром 4 мм. Края полученного отверстия обработать круглым напильником. Останется только установить декоративную решетку, хотя она не обязательна.
В качестве воздуховода с успехом можно использовать пластиковую бутылку от напитков. Если подходящего диаметра нет, то можно взять большего, разрезать вдоль и сшить нитками. Высокая герметичность тут не обязательна. Закрепить трубку можно и маленькими винтами непосредственно к корпусу кулера. Главное, обеспечить подачу воздуха в систему охлаждения процессора извне.
Измерения температуры показали высокую эффективность сделанной системы охлаждения процессора Pentium 2,8 ГГц. При 10% нагрузке процессора, при температуре окружающей среды 20°С, температура процессора не превышала 30°С, на ощупь радиатор был холодным. При этом кулер эффективно охлаждал радиатор в режиме самых низких оборотов.
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).
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…
Охлаждение компьютера является неотъемлемой системой стационарного ПК. Все детали данного устройства подвержены нагреву из-за питания от электрического тока, при этом уровень нагрузки напрямую влияет на величину нагрева. Для предотвращения поломки ПК и обеспечения более быстрой работы необходимо позаботиться об охлаждении. Оно важно даже для самого простого устройства, не подвергающегося высоким нагрузкам.
Охлаждение компьютера разделяется на два основных типа - это водяное и воздушное. Последний вариант сегодня приобрел наибольшее распространение. Данная система имеет следующий механизм действия: нагревающиеся детали передают тепло на радиатор, которое после выходит за пределы ПК. Скорость потока воздуха, материалы, используемые для и его полезная площадь влияют на эффективность данного вида. Например, медь лучше проводит тепло по сравнению с другими материалами, но и стоимость у нее соответствующая. Увеличение теплоотдачи также возможно путем чернения поверхности радиатора. Воздушная методика подразделяется на два типа: пассивную и активную.
Пассивный вариант подходит для персональных компьютеров, которые не предназначены для интенсивной нагрузки. Он имеет достаточно низкую эффективность. Несмотря на это, в составе бесшумной системы обеспечивает интенсивное отведение теплого воздуха в процессе медленного потока.
Активный вид содержит и вентилятор, и радиатор одновременно - так тепло намного быстрее уходит от внутренних элементов за пределы системного блока. Возможна установка дополнительных кулеров для наиболее нагреваемых деталей ПК - видеокарты и процессора.
Ранее такая методика встречалась лишь в серверных системах, но современное распространение технологий обеспечило возможность использования в домашних устройствах. компьютера основывается на рабочем составе - специальном хладагенте, который переносит тепло к радиатору от нагреваемых составных элементов. Главным достоинством является скорость, обеспечиваемая физическими свойствами жидкости, так как она намного быстрее проводит тепло по сравнению с воздухом. В роли хладагента может выступать антифриз, очищенное масло и даже обычная вода.
Такое охлаждение компьютера состоит из стальной пластины, выполняющей функции теплосъемника, насоса для циркуляции, трубок, через которые проходит жидкость и радиатора. Он обладает сложным конструктивным исполнением, поэтому его монтаж не может производиться неопытными пользователями. Неграмотная установка или использование некачественных материалов может привести к протечке, последствиями которой может стать поломка важных внутренних элементов. При отсутствии соответствующего опыта стоит приобрести ПК с уже установленной системой или обратиться к профессионалам.
Жидкостное охлаждение компьютера используется для обеспечения бесшумности в процессе работы и высокой производительности. Для получения высокой результативности требуется дополнение в виде мощного насоса, который может издавать больший шум по сравнению с воздушной активной системой. При этом бесшумная методика не способна на такие результаты и не подходит для профессиональных и игровых ПК.
Компьютера даже в самом простом исполнении отличается достаточно высокой стоимостью, поэтому она не приобрела обширного распространения. Она наиболее популярна среди геймеров и веб-дизайнеров, так как в большинстве случаев для нормальной работы ПК достаточно воздушного варианта.
Определенные детали обладают большим нагревом, и как следствие, им необходимо более качественное отведение тепла, это должно учитываться при распределении элементов охлаждения.
При возникновении необходимости в увеличении качества охлаждения, стоит приобрести новый радиатор и вентилятор, а также обновить слой термопасты.
Новый кулер также становится выходом из ситуации, когда отмечается нестабильное функционирование вентилятора. Стоит обратить внимание на необходимость соответствия системной платы и приобретаемых устройств. При этом новый вентилятор должен быть более мощным по сравнению с имеющимся аналогом.
Кулеры располагаются таким образом, чтобы вращение их лопастей происходило в различных направлениях, благодаря этому можно достичь заметного улучшения эффективности охлаждения.
Одним из основных условий высокой производительности компьютера является тщательное очищение внутренних элементов от пыли и скопившегося мусора.
Обмен воздуха в бюджетных вариантах домашних компьютеров производится вытяжным кулером, расположенным на блоке питания, и вентиляционной решеткой. попадает в проходит через его составные части, и через питающий элемент тепло оказывается снаружи. Но с увеличением мощности персонального компьютера этого становится недостаточно, и возникает необходимость в использовании дополнительных кулеров. Они должны устанавливаться в определенных местах, при несоблюдении данного правила, они не принесут должной эффективности, из-за того, что через системный блок будут постоянно проходить теплые потоки воздуха. Как правило, для поступления воздушного потока используется большой вентилятор охлаждения компьютера, располагаемый в нижней части, а несколько кулеров меньшего размера обеспечивают его выход.
Наибольшему нагреву подвергается именно эта деталь, из-за чего, впоследствии, снижается скорость работы ПК. Выходом из ситуации становится с вентилятором среднего размера, так можно достичь достаточной эффективности и одновременно низкой степени воспроизводимого шума.
Особое значение имеет систематический контроль наличия термопасты. Она наносится на участок между радиатором и процессором и предотвращает формирование слоя воздуха, имеющего низкий уровень теплопроводности.
Весомая нагрузка в процессе работы приходится на видеокарту, что особенно заметно в процессе использования графических редакторов и других программ. Данный элемент зачастую оснащается встроенным вентилятором. Также существуют варианты с пассивным охлаждением, распространенные среди тех, кто предпочитает бесшумные системы или же хочет увеличить производительность путем установки дополнительного кулера.
Для обычных пользователей охлаждение компьютера,в частности, таких элементов, как жесткий диск или материнская плата, не имеет такого значения, как для любителей игр. Тяжелее всего приходится чипсету материнской платы - температура его нагрева может доходить до 70 градусов.
Для обеспечения высокой эффективности недостаточно сделать охлаждение компьютера своими руками, необходимо систематически очищать внутреннюю часть корпуса. Качество работы радиаторов, забитых пылью, практически сводится на нет, а засоренные пылью кулеры не могут создать должную воздушную циркуляцию в системном блоке. Именно поэтому требуется регулярное проведение очистки ПК от пыли. Особое внимание при этом должно уделяться контактным плоскостям деталей, блоку питания, радиатору и кулерам.
