Водяное охлаждение не охлаждает процессор
Сегодня обсудим что лучше водяное или воздушное охлаждение процессора. Дилемма на этот счет идет уже не первый год, а в последние пару лет лишь усилилась, поскольку на рынок выходят все более мощные и производительные камни, которые под максимальными частотами уже не так и просто охладить штатными средствами.
Сравнение будет носить исключительно показательный характер, ведь я не хочу опорочить ни жидкостное, ни воздушное охлаждение. Разберем, чем отличается система, что тише, в чем разница между башнями и помпами и какое преимущество дает та или иная «нашлепка» на процессор.
Плюсы и минусы воздуха
Начать стоит с того , что охлаждение с использованием связки радиатор+вентилятор является на сегодняшний день самым распространенным вариантом. Достаточно вспомнить боксовые версии процессоров, где уже из коробки можно достать небольшого карлсона и прилепить его на камень для мало‐мальски качественного охлаждения.
Другое дело, что подобные турбины рассчитаны лишь на работу при штатных частотах, но любителей разогнать железки на самом деле чертовски мало, а потому комплектные кулера пользуются большим спросом.
Второе преимущество воздуха – цена. Если капнуть в сегмент супер‐кулеров вроде Noctua NH‐D15 или Skythe Ninja 5, то можно напороться на башню стоимостью с хорошую водянку, но в подавляющем большинстве случаев кулеры за 5–10$ уже могут исправно охлаждать не самые горячие чипы, да и сама технология элементарна до безобразия. У вас может в самом худшем случае повредиться лопасть вентилятора или подшипник, что «лечится» покупкой аналога за 2–3$ и все повторяется заново.
Последний плюс – простота монтажа. Боксовые вертушки, изначально рассчитанные на определенный сокет, ставятся за 2–3 минуты, причем даже не надо заморачиваться насчет термопасты (иногда она уже нанесена на поверхность радиатора).
А теперь к минусам.
Косяк номер 1 – цена. Цена хорошей водянки никогда не будет ниже 100 баксов, если только пользователи не устроят массовую забастовку против производителей СВО. Ну а что вы хотели, технология достаточно сложная и приходится учитывать несколько нюансов. Некоторые наборы обслуживаемых водянок могут переваливать за 1000 долларов, причем лишь за базовый набор.
А теперь добавим сюда красивые вертушки, жидкость с эффектом люминесценции, RGB‐подсветку, кастомные фитинги и прочие свистоперделки, включая процесс сборки. Становится страшно. Есть и необслуга, но и ее стоимость будет колебаться от 100 до 200 долларов включительно.
Косяк номер 2 – постоянное слежение за качеством продукта. Тарахтящий вентилятор легко меняется на новый после непродолжительной полемики с продавцом. А вот протекающая помпа уже грозит более серьезными последствиями, как и низкокачественные трубки. Залить дорогую систему водой – то еще удовольствие. Несмотря на тот факт, что в СВО используется диэлектрический дистиллят, приятного все равно мало.
Косяк номер 3 – сложность монтажа. Если обычный кулер встанет в самый дешевый корпус без особых проблем, то водянку нужно где‐то разместить и сделать это правильно. Первая проблема – установка радиатора на 2 или 3 секции. Например, мой корпус и близко не располагает отверстиями для этих целей, как и большинство остальных. А это значит, что нужно подыскивать вариант, ориентированный под монтаж СВО.
Также нужно грамотно распределить трубки, кабели подключения вентиляторов и прочий клубок проводов, чтобы итоговая картина выглядела более‐менее гармонично. А вот это уже задача посложней. С кастомными обслужками все куда серьезней, поскольку человек без опыта попросту не сможет ее нормально организовать.
Но есть и минусы, куда ж без них.
Во‐первых , эффективность воздуха с каждым годом падает, поскольку железо регулярно растет в мощности, а видеокарты потребляют все больше электричества. В результате воздуха в корпусе не хватает, СО крутится на полных оборотах, но гоняет по коробке горячие воздушные массы.
Не знаете, какая максимальная температура процессора? Поработайте несколько часов в теплой комнате, а затем посмотрите показатели AIDA 64 – вы сильно удивитесь. И да, стенку системного блока лучше не задевать, наверняка она будет довольно горячей.
Во‐вторых , хорошие кулеры имеют просто огромный радиатор, способный перекрыть множество ключевых портов и разъемов, включая многострадальные DIMM‐слоты для ОЗУ. Наверняка многие даже не столкнутся с подобным недостатком, но приятного в этом мало, поскольку часть комплектующих будет попросту лежать и пылиться в коробках. Любой топ кулеров для процессора обладает подобным недостатком.
В‐третьих , вертушки на максимальных оборотах гремят так, словно у вас дома разыгрывается инсталляция войны во Вьетнаме при участии парочки боевых вертолетов. Эта проблема наверняка знакома обладателям процессоров Intel со штатным охлаждением, которое гудит, дребезжит и всячески старается наделать шума в комнате даже при просмотре роликов на Youtube.
Системы Водяного Охлаждения
Системы жидкостного охлаждения (СЖО) или системы водяного охлаждения (СВО) – решение для тех, кто знает цену каждому дополнительному мегагерцу. Качественная СВО способна подарить тишину, несколько сотен дополнительных мегагерц и уважение друзей и коллег. Что же такое эта СВО? Само название говорит за себя. В системе СВО в качестве теплоносителя используется вода. То есть сначала тепло от нагревающих элементов передается напрямую в воду, в отличии от воздушного, где передача происходит сразу в воздух.
Законы Физики.
Естественно, что с ростом тактовой частоты увеличивается температура на всех компонентах, - это законы физики. Слишком высокая температура может стать причиной термического повреждения кристалла процессора. Именно поэтому в современных компьютерах на аппаратном уровне реализован целый ряд защитных механизмов, направленных на то что бы уберечь процессор от повреждения в случае перегрева.
Один из таких механизмов называется Троттлинг (от английского throttling): чем выше температура на кристалле процессора, тем больше машинных тактов он пропускает. Такты пропускаются, соответственно снижается эффективность и производительность – это и есть троттлинг процессора.
Таким образом мы плавно подошли к сути нашей проблемы, с одной стороны нам нужна максимальная производительность нашей игровой системы, с другой стороны необходимо обеспечить максимально эффективное охлаждение и не допустить повышения температуры до уровня, при котором включаются защитные механизмы.
Необслуживаемые СВО
Для тех, кто только начинает свой путь в мире компьютеров существуют необслуживаемые системы водяного охлаждения. Многие именитые производители предлагают готовые и надежные необслуживаемые (замкнутые) системы охлаждения по относительно невысокой цене, например: Corsair Hydro Series (существует несколько вариантов с разными типами радиаторов), Cooler Master Seidon, NZXT Kraken, Silverstone Tundra, да что там говорить, даже компания Intel рекомендует к своим процессорам Intel Core i7 в исполнении LGA 2011 в качестве штатной СО – систему водяного охлаждения от компании Asetek.
Как это работает:
От процессора или графического чипа тепло сначала передается через теплообменник воде. Далее нагретая вода двигается в радиатор, где тепло из водной среды отдается воздуху и отрабатывается во внешнюю среду. Качает же водный поток, как водится, специальный насос – помпа. Весьма стандартная система, которая используется во многих сферах, таких как двигатели внутреннего сгорания (куда уж без нашей любимой автомобильной аналогии). Большим преимуществом выбора СВО объясняется просто, Вода имеет куда более высокий уровень теплоемкости, что позволяет намного эффективнее охлаждать элементы и поддерживать низкий температурный режим.
Кастомные системы:
Но это лишь старт. Безусловно удобное и компактное решение не всегда дает выжать максимум производительности и раскрыть потенциал процессора. Тогда на помощь приходят системы водяного охлаждения, которые собираются по компонентам – “кастомные”, от англ. custom (custom-made) - изготовленные на заказ, системы водяного охлаждения.
Cложность “кастомной СВО” может быть просто космической, и ограничивается только количеством денег у энтузиаста. Преимущества такого подхода перед готовыми СВО следующие: более мощная помпа, радиатор большего размера, возможность включить в контур СВО другие компоненты (чипсет, систему питания материнской платы, видеокарту и даже оперативную память). В дальнейшем при замене материнской платы или процессора, можно проапгрейдить систему охлаждения, а не менять ее целиком. Или заменить радиатор на более мощный и тем самым еще увеличить частоты до запредельных значений.
Эффективность водяного охлаждения. Точно ли нужно?
В этом нет никаких сомнений, водяное охлаждение намного эффективнее и мощнее, чем воздушная система, в первую очередь потому что гораздо больший объем жидкого хладагента может циркулировать быстрее.
Тем не менее, более важный вопрос, который нужно рассмотреть, - нужна ли вам эта дополнительная охлаждающая способность. Для процессора который работает на заводских тактовых частотах, воздушного устройства будет достаточно. Даже если планируется легкий разгон, жидкостное охлаждение все равно не требуется, если процессор действительно не доведен до предела.
В то время как жидкостное охлаждение повсеместно более эффективно, преимущество воздушной системы в том, что оно гораздо доступнее. Это в основном связано с более низкими производственными затратами, а разница в ценах может измеряться сотнями долларов.
Напишите в комментарии к статье что по вашему мнению лучше? Воздушное охлаждение, водяное охлаждение или суровое пассивное охлаждение?
Помощь по физике, математике, программировании, информатике и другим техническим предметам найдете в
Репетитор | IT mentor
При использовании в компьютерах систем водяного охлаждения существуют риски выхода из строя комплектующих по вине этих систем охлаждения. И владельцам подобных систем необходимо знать об этом, чтобы свести эти риски к минимуму
Многие продвинутые пользователи, которые занимаются разгоном своих компьютеров, используют в них системы водяного охлаждения (далее СВО) или же просто приобретают компьютер с уже установленной СВО.
реклама
И беззаботно их эксплуатируют, не задумываясь, что порой подобные системы в зависимости от их качества изготовления, времени эксплуатации могут стать бомбой замедленного действия и вывести из строя дорогостоящие комплектующие. И к сожалению рано или поздно оверклокерам использующих на своих компьютерах СВО придется столкнуться с проблемой протечки охлаждающей жидкости. Со многими моделями СВО это произойдет "поздно", а с некоторыми моделями, такими, как DeepCool это может произойти достаточно "рано" и как всегда неожиданно. В качестве охлаждающей жидкости в подавляющем большинстве СВО используется вода с различными присадками или различные антифризы, и то и другое проводит электрический ток, а антифриз еще и является довольно сильной химически агрессивной жидкостью.
Очень кратко об устройстве СВО. Приведу лишь схему устройства, описание работы приводить не буду, так как оно есть на всех ресурсах и темой данной статьи не является.
реклама
И поэтому любая протечка выведет из строя все комплектующие, которые находятся ниже по течению. И в первую очередь этот адский, убивающий электронику поток героически примет видеокарта. И мне страшно представить, сколько будет стоить она в нынешнее время майнеробезумства в компьютере у человека, пользующегося эдакой гламурной системой охлаждения, которая как бы намекает на то, что все комплектующие в этой сборке обязаны быть высокопроизводительными и соответствующей этому стоимости. Пострадать может и материнская плата в зависимости от места утечки, и блок питания, если видеокарта героически не сдержит собой натиск этого уничтожающего безумия.
Очень часто утечка охлаждающей жидкости происходит из-под прокладки между основанием и подошвой ватерблока. Ватерблок это теплообменник при помощи которого тепло от нагревающегося элемента (центрального процессора, видеочипа или другого элемента) передается жидкому теплоносителю. Происходит подобное по причине выхода из строя уплотнительной прокладки ватерблока.
Давайте на примере ватерблока разберемся, как это происходит. Кратко рассмотрим устройство ватерблока и физику этого разрушительного процесса.
реклама
Ватерблок (водоблок) состоит из следующих основных элементов:
1. Подошва водоблока – металлическое основание, непосредственно контактирующее с теплораспределителем процессора.
2. Основание водоблока – основная часть, крепящаяся к материнской плате и к которой крепится подошва и фитинги со шлангами.
3. Уплотнительная прокладка.
реклама
В процессе эксплуатации СВО вследствие изменения температур ватерблока происходит изменение геометрических размеров подошвы и основания ватерблока (коэффициент теплового расширения материалов). Что и приводит при каждом нагревании и остывании ватерблока к изменению размера уплотнительного зазора между его составными частями, где и размещена уплотнительная резиновая прокладка для герметизации охлаждающего контура от окружающей среды. В процессе эксплуатации она постоянно подвергается деформации. При этом она должна компенсировать (поглощать) приложенные к ней деформации этим зазором, сохраняя полную герметизацию охлаждающего контура.
И другие составные части СВО имеют такие же уплотнительные прокладки с такими же проблемами.
И ничто не вечно под луной. И через некоторое время из-за постоянных деформаций прокладки под воздействием высоких температур, да ещё если и произведена она была нашими друзьями из поднебесной из неизвестного науке материала, например "китайрезинадлярусских"
произойдет утрата ее эластичности (упругости) и более она не сможет компенсировать прилагающиеся к ней деформации, сохраняя при этом полную герметизацию охлаждающего контура.
И что тогда произойдет?
Правильно, тогда страшный сон "водянщика" произойдет наяву. Кроме всего прочего часто возникает необходимость разборки СВО например с целью чистки, промывки забитых шламом полостей, водоводов, помпы. После подобной разборки, сборки СВО полностью или ее отдельных составных частей, вероятность протечек увеличится. В идеале после вышеуказанных процедур все прокладки, которые при разборке так сказать были вскрыты необходимо заменить на новые. Например, все грамотные автослесари и автолюбители занимающиеся ремонтом автомобилей самостоятельно знают, что в процессе ремонта старые уплотнительные прокладки, даже если они в хорошем состоянии повторно при сборке не используются, а устанавливаются новые. Как вы думаете почему? Потому что после повторного применения использованной прокладки, которая уже деформирована надёжность герметизации этих соединений будет значительно хуже, и вероятность протечек увеличится. И по этой же причине при проведении ремонта СВО необходима замена использованных прокладок на новые. Но новые попробуй ещё и найди. Поэтому частенько сборка СВО после ремонта производится со старыми, использованными, деформированными прокладками. И судный день водянщика станет еще ближе.
А какие же сейчас видеокарты дорогие!
Есть и другие слабые места СВО в плане протечек, например это шланги и их надежность крепления к фитингам, которые очень часто протекают. Но здесь можно хотя бы путем осмотра и своими ручками проверить надежность соединения этих элементов и предупредить большую беду.
И да, конечно же я знаю, что СВО обладают самой большой эффективностью охлаждения в сравнении с «воздушными» кулерами. Да, и шумность гораздо меньше, и отводимое тепло выводится за пределы корпуса компьютера, облегчая тем самым температурный режим остальным комплектующим. Но я еще знаю, что они довольно часто, особенно бюджетные модели протекают. И это очень серьезный недостаток.
Нет, я не призываю к полному отказу от использования СВО, понятно что при экстремальном разгоне без СВО не обойтись, но в таком случае при ее выборе также нельзя экономить, как и нельзя экономить при покупке блока питания. Так как при выходе из строя, как одного, так и другого, они могут унести за собой и другие дорогостоящие комплектующие. А для тех кто не занимается разгоном, я бы всё-таки рекомендовал обратить внимание в сторону хороших «воздушных» кулеров, которые не очень то и много будут проигрывать в эффективности охлаждения системам водяного охлаждения. И никогда не зальют комплектующие вашего компьютера токопроводящей и химически агрессивной жидкостью.
Надеюсь, моя статья будет для вас полезна. Кто не знал, будет знать, а кто знал - тому напомнил.
Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен или telegram-канал @overclockers_news - это удобные способы следить за новыми материалами на сайте. С картинками, расширенными описаниями и без рекламы.
Сейчас я хочу поделиться с вами своим небольшим опытом в создании водяного охлаждения компа.
И СРАЗУ С САМОГО НАЧАЛА (некоторые просто не читают до конца) БОЛЬШИМИ БУКВАМИ НАПИШУ ЦЕЛИ ЭТОГО ПРОЕКТА:
А ЦЕЛЬ ЭТОГО ПРОЕКТА ЭТО СДЕЛАТЬ СВОЙ КОМПЬЮТЕР МАКСИМАЛЬНО ТИХИМ ЗА МИНИМАЛЬНЫЕ СРЕДСТВА. Я НЕ СТАВИЛ ЦЕЛИ СОЗДАТЬ СУПЕР ОХЛАЖДЕНИЯ ДЛЯ РАЗГОНА СИСТЕМЫ И Т.Д.
Ну а теперь по порядку.
Начилась вся эта история с того что я в позднее время суток любил посидеть в нете, ну а жена в это время уже ложилась спать. И так как комп стоял у нас в спальне то шум который он издавал очень сильно ей мешал.
И действительно куллер который остужал процессор гудел как турбина самолета. Днем вроде терпимо но вот когда включаешь комп в полной тишине то этот звук мертвого разбудит. На тот момент с деньгами была напряженка и я решил сделать водянку из того что было.
Начал я с самого шумного — процессора.
В качестве водоблока я использовал заглушку от медной трубы.
Дома валялось пару таких заглушек. В качестве контактной площадки использовал тонкую медную пластину. А для подвода воды использовал кусок медной трубки.
Вот что в итоге получилось.
Далее убираем второй вентилятор который был на блоке питания. В начале я попробывал просто убрать куллер и верхнюю крышку для естественной циркуляции воздуха. Но этого было мало, радиаторы очень сильно грелись даже при минимальной нагрузки на систему. Чтобы их остудить кусок медной трубки зажал лепистками радиатора и промазал все термопастой.
В итоге тепло с радиаторов очень хорошо отводится и даже при большой нагрузки радиаторы остаются теплыми.
Далее видеокарта. Так как я практически не играю в игры то и видеокарта у меня не самая мощная и изначально она уже была с пасивным охлаждением. Но проблема в том что для такого охлаждения в корпусе должны стоять вентиляторы которые гоняли бы воздух внутри. Но у меня небыло ни одного куллера. В итоге под нагрузкой видюха начинала сильно греться. И пришлось еще и к ней приделывать водянку. Сделал все так же с помощью медной трубки.
Теперь даже при максимальной нагрузке температура держится в оптимальном диапазоне.
Ну и теперь самая главная и дорогая часть водянки это насос. Я использовал обычный аквариумный насос. Его я просто опустил в ведро с водой.
Так как у меня не было никакого радиатора то его роль выполняло ведро. За счет большого объема воды вся система не успевала за день сильно нагреваться. И за счет испарения воды из ведра все это благополучно охлаждалось, за неделю из ведра испарялось около 7 литров воды. Если закрыть ведро пленкой и не давать воде испаряться вся система начинала очень быстро греться.
Конечно все выглядет не очень эстетично но все прекрасно работало. Все это запихивалось под стол закрывалось и все выглядело прилично.
Но и самое главное стало тихо. Ведь теперь всего две детали издавали звук это насос и винчестер. И хоть я раньше я даже и не подозревал что винчестер издает какие то звуки, его не было вообще слышно, теперь звук его работы был отчетливо слышен. Но это было терпимо.
Конечно были и минусы данного исполнения. Из за того что использовалась обычная вода из под крана через определенное время но стенках ведра начинала образовываться какая то слизь, ну понятно что из за того что ведро открыто то в него попадала грязь и засорялись водоблоки.
Вот вскрытый водоблок после года работы.
В итоге решил провести модернизацию системы.
Для начала я выкинул корпус системного блока. И все потроха закрепил в своем столе. Благо было там место для этого.
Далее увеличил диаметр водяных магистралей. Заменил обычную воду на автомобильную охлаждающую жидкость. И так как она является ядом то сделал всю систему закрытой. Насос поместил в герметично закрытый контейнер. А охлаждение теперь выполняется с помощью автомобильного радиатора от печки.
Так как для его обдува все таки нужен куллер а он издает звуки то и тут было все доработано.
С Китая был заказан термостат: goo.gl/FFs7Fb
Датчик закреплен на радиаторе с помощью алюминиевого скотча.
Теперь суть этой доработки. При нормальной работе компьютера (лазанье в нете) на куллер подается 5 В при этом он вращается медленно и бесшумно. Но этого воздушного потока хватает что бы остужать всю систему. Но если начинать грузить систему то температура повышается срабатывает реле термостата и куллер начинает вращаться на полной мощности. Все охлаждает и переключается опять на 5 В.
Еще одна доработка была сделана с винчестером. Из за того что он лежал непосредственно в столе то вибрация от его работы передавалась на весь стол. Ситуацию немного спасал кусок паралона подложенный под винчестер но этого было мало. Поэтому я пошел другим путем.
Теперь вибрации нет абсолютно.
И вот так выгледет все это в нормальном собранном виде.
Ну а теперь выводы о проделанной работе.
Комп теперь работает абсолютно беззвучно. Даже в полной тишине его можно услышать если только прислушиваться. Ну а днем его услышать не реально. Так что проделанной работай абсолютно доволен. Ведь рабочую систему удалось собрать за минимальные средства.
Всем удачи в ваших начинаниях.
C приближением лета, весьма актуальна, стала проблема тепловыделения домашнего компьютера. Если зимой системный блок грел комнату так, что приходилось закрывать батарею центрального отопления, то с наступлением теплых дней, была уверенность в том, что старенький оконный кондиционер не справится с потоком тепла. А поскольку подошло и время апгрейда, было решено, сделать максимум возможного, с целью обеспечить комфортные условия работы.Распостраненные подходы к проблеме охлаждения компьютера
Базовый приобрести готовый компьютер или комплектующие со штатными системами охлаждения. Типичный подход неискушенного пользователя, которых, кстати, подавляющее большинство, позволяет приобрести систему которая скорее всего будет работать и не перегреваться, но показатели шума вплотную приблизятся к медицинской норме в 45 Дб. Штатные кулера, как процессорные, так и для видеоплат, изготавливаются с целью минимизировать массу и соответственно цену. Производители видеокарт несколько более внимательны к ушам своих покупателей, существует достаточно много моделей видеокарт с пассивным охлаждением, а так же на рынке встречаются видеокарты с высокоэффективной и малошумящей системой охлаждения IceQ. Следует учесть, что производители компьютеров, оптимизируя соотношение цена/производительность, обычно, не ставят комплектующие имеющие качественные системы охлаждения, просто по причине их более высокой стоимости.
Пример правильного подхода к реализации системы охлаждения видеокарты, низкоскоростной вентилятор прогоняет воздух через радиатор и выбрасывает за пределы корпуса.
Продвинутый заапгрейдить систему охлаждения компьютера более совершенными вентиляторами, кулерами и реобасами. Большинство наших читателей отличаются именно таким подходом. Наиболее распространена в России продукция Arctic Cooling и
Те, кто решил собрать бесшумный медиацентр, могут обратить внимание на более компактный MiniATX вариант, стоящий вдвое дешевле.
Впрочем, и эти, рассчитанные на пассивное охлаждение корпуса, производитель рекомендует для разогнанных и производительных систем, обдувать внешним вентилятором. Отказавшись от корпуса вовсе, можно попробовать обойтись пассивным охлаждением. Компьютер ваш будет выглядеть примерно вот так:
Системы водяного охлаждения пользуются заслуженной популярностью у оверклокеров. Принцип их действия основан на циркуляции теплоносителя. Нуждающиеся в охлаждении компоненты компьютера нагревают воду, а вода в свою очередь, охлаждается в радиаторе. При этом радиатор может находиться снаружи корпуса, и даже быть пассивным.
Следует отметить существование криогенных систем охлаждения для ПК, работающих по принципу смены фазового состояния вещества, подобно холодильнику и кондиционеру. Недостатком криогенных систем является высокий шум, большая масса и стоимость, сложность в инсталляции. Но только используя подобные системы, возможно добиться отрицательной температуры процессора или видеокарты, а соответственно и высочайшей производительности.
Исторически так сложилось, что блоки питания обделены бесшумными системами охлаждения. Во многом это обусловлено тем, что они рассеивают 15-25% потребляемой компьютером энергии. Вся эта мощность выделяется на разных, активных и пассивных компонентах блока питания. Греются силовые диоды и ключи инверторов, трансформаторы и дроссели… Традиционная схема компоновки блока питания требует переосмысления с переходом на внешнее охлаждение. Блоки питания с возможностью подключения к водяной системе охлаждения производит только одна компания.
Бесшумные блоки питания других производителей маломощны, либо являются бесшумными только до определенной, весьма небольшой нагрузки.
Gembird CCC-PSU4X-S держит до 13 А по 12В шине | Topower Top-570NF пиковая мощность 570 Вт бесшумен до 150 Вт |
К сожалению, производители БП в настоящее время не выпускают блоки питания мощностью свыше 400 Вт с пассивной системой охлаждения. Отчасти это связано с возросшими требованиями к мощностным параметрам БП, отчасти с нежеланием производителей искать новые решения (таким решением могло бы быть к примеру, заливка внутренностей ИБП теплопроводным компаундом, использование тепловых трубок). В сложившейся ситуации, можно рекомендовать обратить внимание на блоки питания, отвечающие требованиям программы 80plus gold. Обладая КПД около 90%, такие БП могут обеспечить минимальный уровень шума системы охлаждения.Создание полностью бесшумного компьютера
Учитывая вышеизложенное, и имея определенные финансовые ограничения, было начато проектирование бесшумного компьютера. Очевидно, система охлаждения была выбрана жидкостная. На барахолке, по весьма сходной цене, был приобретен корпус с интегрированной системой охлаждения, Koolance PS2-901BW.
Система охлаждения включает в себя помпу, радиатор в верхней части корпуса, три низкооборотистых вентилятора GlacialTech GT80252BDL-2, блок термоконтроля и индикации.
Выбор блока питания оказался однозначен, только FSP ZEN 400 обладает полностью пассивной системой охлаждения, высоким КПД и достаточной мощностью. Несмотря на это, при тестировании на нагрузке в 300 Вт, радиатор БП разогрелся до 78 градусов. В связи с чем, было принято решение, установить на радиатор блока питания парочку имеющихся у меня водоблоков Zalman ZM-WB1, и проблема перегрева была решена.
Материнская плата была выбрана Elitegroup P35T-A, бюджетное решение, тем не менее, собранная на чипсете, поддерживающий новые 45 нм процессоры на 1333 МГц шине и гигабитную сеть на чипе Intel 82566. С целью предотвращения перегрева в условиях отсутствия обдува, на северный мост был установлен водоблок Zalman ZM-NWB1, а на процессор Intel Core 2 Duo E7500 соответственно Zalman ZM-WB4 Plus.
Имеющийся на северном мосту радиатор был переставлен на южный мост, сменив там тонкую алюминиевую пластинку. Охлаждение стабилизатора напряжений мне показалось достаточным, но возможно, после установки четырехядерника придется ставить ватерблок и туда. Впрочем, к тому времени я надеюсь обзавестись материнской платой с интегрированной системой охлаждения, к примеру Foxconn BlackOps или ASUS Blitz . Поскольку Zalman ZM-GWB3850 найти в продаже не удалось, на видеокарту Sapphire HD 3870 был установлен ватерблок Zalman ZM-GWB2, а на микросхемы памяти и радиатор стабилизатора питания, были наклеены с помощью термоклея Алсил-5, дополнительные радиаторы.
C целью сделать систему полностью бесшумной, в компьютер установлен твердотельный жесткий диск Transcend 2,5 SSD SATA, размером 32 Гб.
В дальнейшем, по мере удешевления дисков, планируется покупка четырехканального кэширующего контроллера и сборка массива RAID0 на основе твердотельных накопителей.
Изюминкой данного технического решения является двухконтурная система охлаждения. Предстоящая перспектива рассеивать в комнате несколько сотен Ватт меня нисколько не радовала, как по причине затрат на бесшумную реализацию этого проекта, так и по причине предстоящей летней жары. В поисках эффективного решения, был использован мировой опыт. В частности, уже достаточно давно, стойки датацентров охлаждают водопроводной водой.
Для начала было необходимо понизить давление с 6 атмосфер в водопроводе, до уровня который способен выдержать водоблок. Надежды на то, что они выдержат давление, более чем в одну-две атмосферы не было, и на отвод холодной воды был установлен понижающий давление редуктор.
Для предотвращения засоров в тонких подающих трубках и каналах водоблока, после редуктора вода очищается фильтром тонкой очистки.
Для осуществления теплообмена между водопроводной водой и охлаждающей жидкостью в компьютере, был взят водоблок Zalman ZM-WB3 Gold на внутренний контур и полностью медный водоблок от Thermaltake Big Water на внешний контур. Они были соединены между собой через термоинтерфейс и образовали теплообменник для передачи тепла от внутреннего контура охлаждения к внешнему. В случае прекращения подачи холодной воды, по достижению устанавливаемого порога температуры теплоносителя, включаются три вентилятора штатной системы охлаждения.
Во внутреннем контуре циркулирует смесь из дистиллированной воды и автомобильной охлаждающей жидкости G11, соотношением 80 к 20, добавка антифриза не дает воде загнивать и защищает систему от коррозии. Так как счетчика воды у меня не предусмотрено, после выполнения функции охлаждения, проточная вода стекает в канализацию. При очень небольшом расходе воды, текущей тоненькой струйкой, температура воды в системном блоке не превышала 30 градусов! И это при полной бесшумности системы.
* — В этой полной тишине, если прислушиваться, можно услышать шум текущей воды и урчание помпы. Поэтому, сама помпа и корпус компьютера изнутри, были шумоизолированы материалами Noisebuster.
Для проверки эффективности системы охлаждения, использовались две конфигурации программного обеспечения.
Idle загружен рабочий стол операционной системы Windows Vista Ultimate x64 SP1.
3D выполняется тестовый пакет Futuremark 3Dmark Vantage.
В обоих режимах использовалась штатная система водяного охлаждения Koolance, без подключения к холодной воде.
Idle Water и 3D Water в теплообменник внешнего контура подавалась холодная вода температурой около 17 градусов, вентиляторы штатной системы ошлаждения не работали.
Idle Air и 3D Air использовалась штатная, однослотовая, система охлаждения видеокарты ATI Radeon HD 3870 и процессорный кулер Neon 775 производства GIGABYTE.
Теплоносителем в первых четырех тестах является вода внутреннего контура охлаждения, а в двух последних тестах воздух внутри системного блока. Для получения стабильных результатов, все тесты выполнялись в течении часа, а показания о максимальной температуре снимались с помощью программы HWMonitor.
Из графика следует, что охлаждение водой значительно эффективнее, чем охлаждение воздухом. В частности, в системе охлаждаемой воздухом, во время простоя, зафиксированы параметры нагрева аналогичные нагруженной системы охлаждаемой водой! Система, охлаждаемая во время работы 3D теста воздухом, достаточно быстро прогрела воздух внутри системного блока до температуры выше 45 градусов. Неудивительно, что температура процессоров приблизилась к 80 градусам, а вентиляторы зашумели на полную мощность.
- Процессор Intel Core Duo E7200 3600р.
- Кулер GlacialTech Igloo 5062 250р
- Материнская плата Elitegroup P35T-A 2050р
- Память 2x2 ГБ DDR2 PC6400 1900р
- Видеокарта Sapphire Radeon HD 3870 512 МБ 4350р
- Жесткий диск 250 ГБ Seagate Barracuda 7200.10 SATA 1400р
- DVD-RW NEC-7190 SATA 700
- Корпус Delux DLC-SH496 400 Вт 2000р
- Дисковод FDD 3,5 TEAC 150р
- Итого: 16400р
Охлаждение | Улучшенное воздушное | Бесшумное воздушное | Водяное | Бесшумное водяное |
Компоненты | CPU Cooler Zalman CNPS9700Видеоплата HIS 3870 ICEQ3 | Zalman TNN 300 | Thermaltake Big Water 745ватерблоки Zalman NWB1 и GWB2 | Zalman Reserator 2БП FSP ZEN 400 |
Удорожание | 2300р 14% | 14800р 90% | 5000р 30% | 10900р 65% |
Для корректного подсчета, цена заменяемых компонент вычиталась из общей суммы, и графа удорожание содержит «чистую» сумму, на которую данная конфигурация становится дороже базовой.
- Корпус Koolance PS2-901BW Б/У 1000р
- Ватерблок Zalman ZM-WB4 Plus 700р
- Ватерблок Zalman ZM-NWB1 500р
- Ватерблок Zalman ZM-GWB1 500р
- Ватерблок Zalman ZM-NWB2 500р
- Ватерблок Thermaltake Big Water Б/У 200р
- Трубка силиконовая 10 метров 250р
- БП FSP ZEN 400 3700р
- Твердотельный жесткий диск 32 ГБ Transcend 3100р
- Фильтр тонкой очистки воды 300р
- Регулятор давления воды 250р
- Шумоизолирующий материал Noisebuster 350р
С зачетом корпуса и блока питания, сумма удорожания составляет 8250р или 50%, бесшумный жесткий диск прибавляет к этому еще 3200р (20%). Такова на настоящее время цена полной бесшумности компьютера.
А это точно эффективнее?
Эффективность замкнутых систем водяного охлаждения можно оценить на графике приведенном справа. Из дополнительных преимуществ необслуживаемых систем водяного охлаждения можно назвать освобождение места в пространстве рядом с сокетом для установки центрального процессора, поскольку аналогичные по производительности воздушные кулеры весьма громоздки и часто мешают установке памяти с высокими "рубашками". Снижается нагрузка на подложку системной платы, что может быть критично в случаях, когда компьютер часто транспортируется или отправляется через Транспортные компании.
Плюсы и минусы водяного охлаждения
Переходим к водянкам. Вот тут можно узнать принцип их работы.
Ключевые элементы СВО
Теплообменник – главный элемент, который вбирает в себя все тепло при нагреве процессора, видеокарты и прочих горячих железок;
Помпа – механизм, который гоняет хладагент по контуру СВО. Некий аналог можно наблюдать в аквариуме для рыбок – принцип работы практически идентичный;
Трубопровод – канал, по которым гоняется водичка от помпы к комплектующим и радиатору. И так по кругу;
Переходники, фитинги и соединители – элементы, соединяющие конструкцию СВО;
Расширительный бачок – резервуар, в котором находится жидкость, не активная в данный момент. Несмотря на тот факт, что контур закрыт и жидкость испариться не может, бачок нужен для того, чтобы спрятать в него помпу, которая при работе на свежем воздухе элементарно выходит из строя;
Теплоноситель (он же жидкость, хладагент, дистиллят) – теплопроводящая субстанция, которая и охлаждает железо;
Радиатор – конструкция, в которой остывает горячая вода, проходя через тонкие капилляры из меди или латуни;
Кулер – вертушка, продувающая ребра радиатора.
Итак, преимущество первое и самое веское – эффективность охлаждения, ради которого все и затевается. Если вы фанатеете от разгона и мечтаете достичь тех самых пиковых частот везде и во всем – берите водянку, и желательно 2–3 секционную. Одна секция по эффективности будет находиться на одном уровне с кулерами вроде Zalman CNPS10X Optima или Cooler Master Hyper 212, но занимать значительно меньше места в корпусе, что позволит более грамотно продумать cable‐менеджмент.
Второй плюс – уровень шума помпы, который всегда будет меньше, чем у кулера. Шумит помпа – у вас проблемы, либо попался брак. Если вы плохо воспринимаете посторонние звуки или шумы, то можете обратить внимание на данную особенность водянок. Да и в офисах проблема излишнего «локального вертолетного противостояния» всегда стояла особенно остро.
Третий плюс – эстетика. Не оправдывайся, ты всегда смотришь со слюной у рта на кастомные системы с обслуживаемыми водянками, которые дополнительно используют не гибкие, а твердые акриловые шланги с цветной жидкостью. Выглядит действительно эффектно и просто радует глаз. С подобными системами можно создать потрясную сборку.
Что дальше?
С целью экономии воды, возможно изготовление трехконтурной системы охлаждения, в которой теплообменник крепится непосредственно на трубу магистрали холодной воды, и жидкость этой, промежуточной системы, прокачивается отдельной помпой. Весьма интересна возможность расположить между первым и вторым контуром полупроводниковый холодильник на эффекте Пельтье.
Применение подобных, прогрессивных решений, позволяет достигнуть рекордной производительности при полном отсутствии шума.
В связи с вышеизложенным, непонятна низкая активность производителей комплектующих по оснащению материнских плат, видеокарт и блоков питания системами водяного охлаждения. Крайне необходимой является разработка штуцера, конструкция которого позволит подключать компоненты без риска разлива теплоносителя.
Есть класс устройств для охлаждения процессоров — заводские или необслуживаемые системы водяного охлаждения. Но необслуживаемые они не потому что их не надо обслуживать, а потому что такие работы производителем не предусомтрены. Тем не менее не бывает таких водяных систем которые на самом деле не требуют обслуживания. И у меня есть СВО которая была моей основной системой охлаждения последние 2,5 года.
И настало время сменить в ней жидкость и промыть водяной контур от загрязнений. Подобные работы нужны не только в заводских, но и в кастомных системах.
Суть в том, что со временем происходит коррозия металлов, и алюминия и меди, из отделившихся частиц образуется осадок. Вдобавок антикоррозионные присадки в жидкости со временем теряют свои свойства, а порой также выпадают в осадок. И весь этот осадок забивает микроканальную систему водоблоков.
Забивание микроканалов ухудшает эффективность отвода тепла, вдобавок увеличивается сопротивление потоку жидкости, что также ухудшает работу системы охлаждения.
И в этой статье я распишу опыт по разборке, промывке, заправке и сборке обратно необслуживаемой СВО от Enermax.
Разборка и слив жидкости
На корпусе водоблока есть специальное отверстие для залива жидкости, но, к сожалению, через него не получиться промыть систему, да и слить жидкость будет сложно, так как при сливе нужно чтобы заходил в систему воздух, а когда на запуск воздуха и на слив отверстие одно и маленькое — процесс будет идти плохо.
Отверстие для заливки жидкости с установленным винтом
Так что откручиваю просто все винты, что только видны снаружи.
Сняв медную пластину с микроканалами сразу видно, что проблема забивания микроканалов уже начала проявляться. забит далеко не весь водоблок, так что на эффективности работы это ещё не так сильно сказывается, тем не менее — забивание — это вопрос времени.
Нажмите для увеличения
Стоит сказать, что перед разбором я повернул систему так чтобы воздушный пузырь, который есть в контуре поднялся к водоблоку. Чтобы понять как надо крутить СВО, чтобы поднять пузырь к водоблоку стоит разобраться с тем как устроен радиатор. И в закрытых СВО всё равно должен оставаться небольшой объём воздуха, иначе будут проблемы с тепловым расширением теплоносителя при работе, и если воздух не оставить, то при нагреве просто выдавит какие-то из уплотнителей или порвёт трубки.
Радиатор состоит из Трёх ресиверов, которые соединены друг с другом плоскими трубками. Один ресивер крупный — находиться со стороны противоположной отверстиям под штуцера и объединяет все плоские трубки. Два остальных ресивера находятся со стороны со штуцерами.
И каждый соединяется с половиной всех плоских трубок.
Если заглянуть в отверстие под штуцер в радиаторе — то можно увидеть концы плоских трубок (это не фото, а компьютерная реконструкция)
Соответственно жидкость движется змейкой, проходя один поворот. И когда перемещаете пузырёк воздуха надо представлять то где он находиться чтобы привести его в водоблок.
После снятия пластины с микроканалами — я слил жидкость в емкость в которой есть хоть какая-то градуировка.
Она нужна для того чтобы оценить объём жидкости который нужно будет в дальнейшем залить. Не знаю какого цвета жидкость была изначально, но стала она мутно рыжей. Вдобавок через некоторое время на дне ёмкости скопился осадок.
Дальше, после снятия пластины с микроканалами я водоблок разбирать полностью не стал так как для этого пришлось бы вытаскивать поворотные фитинги и уверенности в многоразовости установки их у меня нет. Но если кому-то это важно — для их демонтажа надо выкрутить два маленьких винта, которые зачиковывают фитинги от случайного вырывания.
А сама внутренняя часть водоблока из корпуса вытаскивается если выкрутить 4- винта. Выкрутив их можно даже было чуть сдвинуть внутренний корпус, но трубки не давали вытащить его полностью. А полностью я хотел разобрать чтобы можно было лучше промыть все детали и не бояться за то что затоплю электронику.
Промывка
Суть промывки заключается в заправке системы водой, а затем слива жидкости. Действия повторять необходимо до тех пор пока не перестали вымываться крупные хлопья загрязнений. Точное количество раз не считал, но было сделано что-то около 5-6 промывок.
Далее необходимо просушить ту часть где есть электроника. Для этого я использовал штатные вентиляторы СВО, а так как внутренностей было не видно — то для сравнения испарения жидкости поставил ещё и ёмкость которую почти полностью закрыл от проточного проветривания воронкой.
Её внутренности высохли минут через 15, водоблок я прослушивал около часа. но далее я ещё заметил, что на самом деле можно было снять декоративные части корпуса, и снять их можно без разборки водоблока просто поддев за края металлические и пластиковые панельки.
Благодаря этому стало возможным ещё определить какие из отверстий водоблока сообщаются с блоком электроники, чтобы понимать куда нельзя лить жидкость при заправке контура. И отверстие которое сообщается с частью с электроникой оказалось только одно. На время заправки я его заклеил изалентой, и чтобы наверняка — синей.
Заправка контура
И далее началась самая ответственная часть. Я подготовил жидкость количество которой было чуть больше, чем я слил из системы, чтобы точно хватило.
Так поднимем же с вами бокалы за долголетие наших помп и благополучие подшипников!
Чтобы проще было залить жидкость опять же надо соблюдать такое правило, что в одно отверстие заливается вода, а второе — должно выпускать воздух. Для того чтобы понять что куда течёт нужно понять конструкцию системы циркуляции жидкости. Она в водоблок поступает из центрального отверстий, далее по силиконовой вставке течёт в бок, распределять специальными столиками в корпусе, далее корпус разворачивает поток жидкости вверх на микроканалы водоблока, и после микроканалов жидкость уходит вбок, и проходит вглубь одной из сторон корпуса.
Заливать можно было либо в центр, и оставлять для выхода воздуха отверстие в глубине — либо можно было заливать в боковое отверстие в глубине корпуса. Штатное отверстие через которое в заводских условиях заправлялась система расположено именно у бокового отверстия, так что и я решил заливать в него. Если при заливки вы видите что жидкости осталось у вас ещё много, а вода не уходит, значит где-то образовалась воздушная пробка и надо покрутить радиатор чтобы собрать воздух вместе и чтобы он смог выйти наружу. Так же важно размещать место заливки выше радиатора, так как без принудительного движения потока — воздух можно выпустить только заполняя все части контура по принципу сообщающихся сосудов. У меня в систему поместился и подготовленный излишек жидкости. Но я решил часть жидкости удалить путём впитывания в салфетку чтобы привести уровень к тому, что был при разборке системы. При разборке — уровень воды не заполнял пространство над силиконовым вкладышем. Далее я собрал СВО в последовательности обратной разборке. Включил — стал ждать пока помпа прогонит все пузыри в контуре в один большой и он где-то задержится в ресиверах радиатора как это происходит и по заводу.
Но я ждал-ждал, а заветного прекращения разбивания воздуха о крыльчатку помпы так и не произошло. То есть воздуха было слишком много и он не мог занять какое-то положение, в котором его не уносило жидкостью. Для дозаправки я открыл заливное отверстие, но так как у меня нет шприцов с иглами, то я дозаправлял контур просто заливая жидкость в цековку под головку винта.
Естественно в таких условиях воздух выходил по мелкими пузырями очень долго, и делалась такая заправка уже на включенном СВО, то есть помпа активно перемешивала пузыри и часть из них выходило. Естественно тут так же надо держать сборку так чтобы отверстие для заправки было высшей точкой контура, иначе из него будет литься вода. Минут 10 выходил воздух и я периодически по каплям заполнял углубление под винт. В определённый момент я ещё раз попробовал дать системе собрать воздух в каком-то одном месте. Для этого я закрутил заливной винт на место и на рабочей системе покрутил СВО, на видео я это не снял, так как для этого требуется больше пространства, что у меня было для съёмки. Но делать надо примерно тоже самое что и, например, для калибровки магнитометров смартфона. То есть покрутить систему вокруг всех осей. А дальше дать минут 10 поработать. Если звук разбивания пузырей прекратился, и в радиаторе не будет звуков журчания воды — значит вы добились требуемого уровня жидкости и на этом процесс обслуживания СВО завершается.
Что касается этой системы водяного охлаждения, то в ней очень тихая помпа, тише, чем работа даже медленных 5400 жёстких дисков, и за 2,5 года это ничуть не изменилось. Вентиляторы тоже не требуют ещё никакого участия в дальнейшей эксплуатации. От этого предполагаемая одноразовость системы — кажется ещё более обидной, так как если бы не сейчас, то в скором времени она бы точно уже потребовала обслуживания. То есть нормально бы она проработала 3-4 года. Это, конечно, больше чем гарантийный срок, но всё равно вдвое ниже, чем ресурс работы подшипника помпы заявленный в 50 тысяч часов. А повторюсь — помпа тут крайне тихая, её вообще практически не слышно, и за эту тишину заплачено полностью при покупке, а не за половину. И подобная проблема характерна для всех заводских СВО. В целом — полагаю для большинства заводских систем охлаждения процедура обслуживания выглядеть будет примерно так же. Единственное — заливные отверстия в некоторых моделях бывают расположены на радиаторе, и тот долив что я делал через водоблок вам нужно будет делать через отверстие в радиаторе. Сложного в этой процедуре ничего нет. Тем более в процессе промывки вы неплохо натренируетесь в умении заправлять именно ваш водоблок, разберётесь куда надо заливать чтобы воздух эффективно выходил, как болтать чтобы воздушные пробки выходили и т.д. В общем — ничего страшного в этой процедуре нет. В целом — не сложнее, чем установить кулер, но гораздо дольше, если давать время на высыхание электроники.
Видео на YouTube канале "Этот компьютер"
Основательность воздушного охлаждения
Классическим решением данной задачи является использование воздушных систем охлаждения, естественно стандартные кулера идущие в комплекте с процессором не способны эффективно отводить излишки тепла. Именно поэтому многие геймеры, профессионалы в области графики и даже инженеры предпочитают штатным системам более дорогие и производительные кулера от таких вендоров как Zalman, Noctua, Skythe, Cooler Master. Огромные радиаторы, толстые тепловые трубки, большие вентиляторы – это все конечно отлично, но есть нечто более эффективное. То, что сразу переводит в разряд «настоящих энтузиастов».
Какой же сделать выбор?
Сейчас, когда разгон процессоров стал достаточно привычным делом, никто не откажется от повышенных частот для более быстрого выполнения задач, будь то профессиональная деятельность, или компьютерные игры с богатой и тяжелой графикой или высоконагруженными сценами с большим кол-вом персонажей и полигонов. Очевидно, что в таких условиях вопрос о надежной и максимально эффективной системе теплоотвода стоит очень остро. Чем мощнее процессор или графическая карта, тем эффективнее должна работать система охлаждения компьютера. А воздушные кулера, как правило, имеют очень неприятную особенность – вентиляторы при работе в экстремальных режимах, шумят очень сильно и это может вызвать негативные эмоции особенно у пользователей или геймеров в ночное время.
Читайте также: