Охлаждение различных компонентов - одна из любимых тем оверклокеров (впрочем, не только их). Большое значение тут имеет хорошая вентиляция корпуса - ведь, снизив в нем температуру хотя бы на пару градусов, мы на столько же снизим и температуру всех находящихся внутри элементов. К сожалению, более-менее точной методики расчета вентиляции корпуса мне пока не встречалось. Зато в избытке из статьи в статью кочуют общие рекомендации, которые от частого употребления забронзовели и критически уже не воспринимаются.
Вот самые распространенные из таких мифов:
- Производительность вентиляторов на вдув должна примерно соответствовать производительности вентиляторов на выдув
- Впускать холодный воздух надо обязательно снизу, а выпускать сверху
- Чем больше в корпусе заполнено слотов расширения и 5-дюймовых отсеков, тем хуже его вентиляция
- Замена обычных шлейфов круглыми заметно улучшает вентиляцию корпуса.
- Передний вентилятор заметно снижает температуру в корпусе.
В результате борьба за вентиляцию корпуса зачастую сводится к установке вентиляторов максимально возможного размера и производительности во все штатные места, после чего в руки берется дрель (ножовка, электролобзик, зубило, кувалда, "болгарка", автоген - нужное подчеркнуть:-), и вентиляторы засовываются в нештатные места. После этого для пущего эффекта добавляется пара вентиляторов внутрь корпуса - обычно на обдув видеокарты и винчестера.
О затратах времени, сил и средств на все это лучше не говорить. Правда, результат обычно бывает неплохой, но вот шум, испускаемый этой "батареей" на полных оборотах, выходит за все мыслимые рамки, да и пыль он сосет со скоростью пылесоса. Как следствие, скоро корпус начинает обрастать фенбасами и реобасами, становясь похожим на микшерский пульт средней руки. А процесс запуска игры вместо простого кликанья мышкой теперь напоминает подготовку к взлету авиалайнера - надо не забыть прибавить обороты всем этим вентиляторам. В этой статье я постараюсь показать, как можно добиться похожего эффекта "малой кровью".
Бег по диагонали
Все массовые корпуса можно разделить на три вида - десктоп, тауэр с верхним (горизонтальным) БП и тауэр с боковым (вертикальным) БП. Основную долю рынка занимают два последних. У каждого есть свои достоинства и недостатки, но наихудшим с точки зрения вентиляции считается третий вид - тут процессор оказывается в непродуваемом "кармане" рядом с блоком питания, и организовать туда подачу свежего воздуха достаточно трудно.
Общие принципы вентиляции достаточно просты. Во-первых, вентиляторы должны не мешать естественной конвекции (снизу вверх), а помогать ей. Во-вторых, нежелательно иметь непродуваемые застойные зоны, особенно в местах, где естественная конвекция затруднена (в первую очередь это нижние поверхности горизонтальных элементов). В-третьих, чем больше объем воздуха, прокачиваемого через корпус, тем меньше в нем разница температур по сравнению с "забортной". В-четвертых, поток очень не любит различных "выкрутасов"- изменения направления, сужения-расширения и т.п.
Как происходит воздухообмен? Допустим, вентилятор закачивает воздух в корпус, при этом давление в нем растет. Зависимость расхода от давления называется рабочей характеристикой вентилятора. Чем больше давление, тем меньше будет закачивать воздух вентилятор и тем больше его будет выходить через вентиляционные отверстия. В какой-то момент количество закачиваемого воздуха сравняется с количеством выходящего, и давление дальше повышаться не будет. Чем больше площадь вентиляционных отверстий, тем при меньшем давлении это произойдет и тем лучше будет вентиляция. Поэтому простым увеличением площади этих отверстий "без шума и пыли" иногда можно добиться большего, чем установкой дополнительных вентиляторов. А что изменится, если вентилятор не вдувает, а выдувает воздух из корпуса? Поменяется только направление потоков, расход останется тем же самым.
"Классические" варианты организации вентиляции корпуса с верхним БП показаны на рис.1-3. Собственно, это фактически три разновидности одного и того же способа, когда воздух идет по диагонали корпуса (от переднего нижнего угла в задний верхний). Красным цветом показаны непродуваемые зоны. От того, насколько плотно они заполнены, сопротивление потоку никак не зависит - он все равно проходит мимо них. Обратите внимание на нижнюю зону, в которой находится видеокарта - один из самых критических к перегреву компонентов компьютера. Установка переднего вентилятора позволяет подать к ней (а заодно и к южному мосту) немного свежего воздуха, сбив температуру на пару градусов. Правда, при этом "на обочине жизни" оказывается винчестер (если он установлен в штатное место). На рис.4 показано, почему так происходит. Тут схематически представлены потоки воздуха через вентилятор (более темный цвет соответствует большей скорости). Со стороны всасывания воздух входит равномерно со всех сторон, при этом его скорость по мере удаления от вентилятора быстро падает. Со стороны нагнетания "дальнобойность" воздушного потока заметно больше, но только вдоль оси - в стороне от нее образуется непродуваемая зона. Такая же "аэродинамическая тень" получается и за втулкой вентилятора, но она быстро сходит на нет.
Для иллюстрации приведу пример из жизни. В поисках наилучшего способа охлаждения своего десктопа, я перевернул вентилятор в БП на вдув. По идее, это должно улучшить охлаждение БП - ведь теперь он обдувается свежим воздухом, а не б/у из корпуса. Однако термодатчик БП показал прямо противоположное - температура выросла на 2 градуса! Как такое могло произойти? Ответ прост - плата с датчиком установлена в стороне от вентилятора и поэтому оказалась в аэродинамической тени. Поскольку вместе с термодатчиком в этой тени оказались и некоторые другие элементы, во избежание выхода их из строя был восстановлен статус кво.
Критерий истины
Теперь от теории перейдем к практике. Наша главная задача - увеличить площадь вентиляционных отверстий, причем желательно быстро и без применения слесарных инструментов. Их площадь должна быть как минимум равна эффективной площади вентилятора (то есть площади, ометаемой лопастями), а лучше превышать ее раза в полтора. Например, для 80-мм вентилятора эффективная площадь равна примерно 33 кв.см. Если вентиляторов несколько и они все работают на выдув (или, наоборот, все на вдув), их эффективная площадь складывается. Особенно эта мера актуальна для корпусов старых конструкций, которые еще помнят Пентиум-2 и тем не менее продолжают выпускаться (и продаваться) до полного износа штампов.
К подобным "ветеранам" относится и мой десктоп Codegen, переживший уже три материнки. Из "удобств" он имеет место под 90-мм передний вентилятор, который по мысли конструкторов должен засасывать воздух через щель внизу передней панели площадью всего 5 кв. см., да символические дырочки диаметром 1,5 мм напротив него (позже я их рассверлил в шахматном порядке до 4 мм - так даже красивее стало). Разумеется, корпус не подводная лодка, воздух будет подсасываться и через другие мелкие щели и неплотности, точный учет которых невозможен. Но все равно вентиляция в штатном режиме напоминает бег в противогазе.
Конфигурация компьютера при тестировании:
- CPU Athlon T-red-B 1,6v. 1800+@166Х11, кулер Evercool ND15-715 подключен через 3-поз. переключатель (использовалась вторая скорость, 2700 об/мин)
- M/b Epox 8RDA3, обдув моста отключен
- video Asus 8440 Deluxe (GF4ti4400), акт. кулер закрывает чип и память.
- 512 Mb RAM Hynix
- HDD Samsung 7200 об/мин
- CD-ROM, FDD, Rack-контейнер
- Modem
- TV/capture card Flyvideo
- БП Codegen 250w
- Суммарная мощность (без БП) - порядка 180 Вт
Температура процессора мерялась через Сандру, видеокарты - по встроенным датчикам через SmartDoctor, в корпусе под верхней крышкой над процессором (не забыли - корпус десктоп) был размещен выносной датчик электронного термометра, вторым датчиком этого термометра измерялась температура в комнате. Затем результаты были приведены к внешней температуре 23 градуса.
Система нагружалась запуском в цикле игровых тестов 3DMark2001SE. В исходном состоянии температура в корпусе превышала внешнюю на 15 градусов, температура видеокарты (чип/память) была больше на 55/38 град., процессора на 39 град. Для сравнения были проведены измерения с открытой крышкой. Результаты: температура видеокарты больше внешней на 44/30 градусов, процессора - на 26 градусов.
Сначала попробуем пойти по традиционному пути. Какая первая мысль приходит в голову при взгляде на этот корпус? "Раз есть отверстие под вентилятор, так должно же там хоть что-то стоять" (вполне по "Золотому теленку"). Ну что же, поставим. Каков результат? Датчик температуры в корпусе вообще не отреагировал на наши манипуляции, температура процессора снизилась на 1 градус, а видеокарты на 4-5 градусов (кстати, примерно такой же результат дал и другой традиционный шаг - установка рядом с видеокартой бловера Gembird SB-A). Собственно, на этом "традиционный путь" и заканчивается.
Теперь все вернем в исходное состояние и пойдем другим путем - вытащим две заглушки слотов расширения рядом с видеокартой. Этим убивается сразу два зайца: появляется новая "дыра" для вентиляции корпуса и ликвидируется застойная зона у видеокарты. Вдобавок выломаем защитную "гребенку" у переднего воздухозаборника (благо он снизу и его все равно не видно) - его площадь при этом утроится, а суммарный размер вентиляционных отверстий составит 45 кв. см.
Результат не заставил себя ждать - температура в корпусе упала на два градуса, а видеокарта порадовала еще больше, скинув сразу 9 градусов на чипе и 7 градусов на памяти. Согласитесь, неплохой результат, к тому же совершенно бесплатный. Этот вариант можно рекомендовать для карт с пассивным кулером как альтернативу установке вентилятора. А если этого мало? Добавление переднего вентилятора на вдув приводит к парадоксальному результату - температура и корпуса, и видеокарты... повышается! Немного, всего на один градус, но тем не менее... Объясняется это просто - теперь больше воздуха входит в корпус через переднее отверстие и меньше - через заднее мимо видеокарты.
А если поставить его на выдув? Тут совсем другое дело. Оба вентилятора (в БП и дополнительный) теперь включены параллельно, их расходы складываются, и вот вам результат - видеокарта "похолодала" еще на 3-4 градуса, а общее понижение температуры по сравнению с исходным вариантом составило 12 градусов по видеочипу, 10 градусов по видеопамяти и 5 градусов в корпусе (и, соответственно, у процессора). Обратите внимание, что видеокарта здесь холоднее, чем в открытом корпусе! Расходы же ограничились покупкой одного корпусного вентилятора средней мощности.
Наконец, последний вариант, "экстремальный" - все три вентилятора (БП, передний и бловер) на выдув, дополнительно сзади открываем еще один слот. Бловер был установлен в нижнем (из двух) пятидюймовом отсеке вместо вынутого Rack-контейнера. Результаты - процессор "похолодал" по сравнению с предыдущим вариантом на 4 градуса (и теперь на те же 4 градуса горячее самого себя в открытом корпусе), а видеокарта скинула еще пару градусов. Правда, датчик температуры в корпусе никакого снижения не показал - холодный воздух проходит ниже его, поскольку дополнительные вентиляторы забирают воздух не сверху, а из середины корпуса. Общие результаты сведены в таблицу. На ней показана абсолютная температура компонентов, приведенная к 23 градусам в комнате.
Снизу вверх, наискосок
Теперь, когда мы уяснили и проверили на практике общие принципы эффективной вентиляции, применим их к самому распространенному корпусу - тауэру с верхним БП.
На рис.6 показан самый эффективный способ охлаждения такого корпуса. Дополнительный вентилятор на задней стенке фактически обеспечивает такой же режим продувки, как в моем последнем эксперименте. Поскольку практически половина тепла выделяется процессором, есть смысл подавать часть холодного воздуха непосредственно в зону его работы. Это осуществляется через свободный трехдюймовый или пятидюймовый отсек на передней стенке - обе его заглушки (пластмассовая и металлическая) удаляются, а уж как декорировать образовавшуюся дыру - вопрос умения и фантазии. В простейшем случае можно купить панельку с парой маленьких вентиляторов (которые сразу снять, толку от них ноль), благо таких "прибамбасов" для пятидюймовых отсеков выпускается множество разновидностей - от обычной решетки до панелек со встроенным электронным индикатором, USB-портами или фенбасами (хотя площадь решетки у них меньше).
Неплохую продувку обеспечивает и установка Rack-контейнера. Учтите, что все это хозяйство надо ставить в самый нижний отсек. Выбор конкретного варианта зависит от того, что в первую очередь надо "заморозить". Если перегревается процессор или память, отверстия надо сделать побольше, а если видеокарта - можно вообще обойтись без них, зато внизу открыть побольше слотов. Суммарная площадь отверстий при этом должна быть как минимум 70-80 кв. см. в зависимости от размера вентиляторов. Для справки: площадь одного отверстия слота равна 13 кв. см., открытого трехдюймового отсека - 30 кв. см., пятидюймового - 15-30 кв. см. с вышеописанной декоративной решеткой и 60 кв. см для полностью открытого. Еще 10-15 кв. см. может дать удаление заглушек с отверстий под порты на задней стенке. Ах да, чуть не забыл, есть же еще штатный воздухозаборник в нижней части передней панели площадью 5-30 кв. см., а у некоторых корпусов еще и дырочки в боковых стенках.
Если на верхней панели есть штатное отверстие под вентилятор, грех его не использовать. Поставьте туда что-нибудь не слишком мощное на выдув. Если такого отверстия нет, вырезать его не стоит. Лучше купите специальный бловер и установите его в самый верхний 5-дюймовый отсек (рис. 7). Это будет особенно полезно тем, у кого по какой-либо причине отсутствует отверстие под дополнительный вентилятор под БП или оно задействовано для непосредственного охлаждения процессора. Но в этом варианте стоит сделать воздуховод, направляющий свежий воздух из нижнего пяти- или трехдюймового отсека в зону процессора. Без него значительная часть этого потока может сразу уйти в бловер, не захватив по дороге достаточно тепла.
На рис. 8 показана довольно экзотическая схема с нижним вентилятором, работающим на выдув. Она хуже двух предыдущих и может использоваться лишь в крайнем случае, когда в первую очередь надо охладить видеокарту. Фактически эта схема обеспечивает два независимых потока - первый (нижний, от задней стенки к передней) охлаждает видеокарту, платы расширения и южный мост, а второй (от передней стенки к задней) охлаждает верхнюю половину корпуса. Преимущества такой схемы - увеличивается суммарная производительность вентиляторов на выдув, значительная часть горячего воздуха от видеокарты сразу удаляется наружу, меньше общее сопротивление потоку в корпусе.
Но есть и существенные недостатки. Главный из них в том, что в угоду дизайну нижние отверстия в передней стенке, через которые выдувается воздух, обычно имеют площадь намного меньшую, чем эффективная площадь переднего вентилятора. Вдобавок потоку приходится дважды менять направление, что он очень не любит. В результате получается тот же "бег в противогазе" - например, если отверстие в корпусе вдвое меньше, чем у вентилятора, производительность последнего тоже падает примерно вдвое, и это еще без учета противодавления в корпусе. А вот шум, наоборот, будет больше - просачиваясь через узкие щели, маленькие отверстия, затейливые "загогулины" и прочие дизайнерские изыски в передней панели, поток воздуха может издавать отнюдь не художественный свист. Вдобавок шум переднего вентилятора (в отличие от заднего) не экранируется корпусом.
Повысить эффективность переднего вентилятора можно, если впустить дополнительный воздух в полость между передней панелью и металлической передней стенкой корпуса. Для этого пойдем по проторенному пути - вытащим пластмассовую (на этот раз только пластмассовую!) заглушку нижнего трехдюймового отсека. Но ведь нам надо еще подать холодный воздух в верхнюю половину корпуса, причем тоже спереди. Эти потоки надо разделить с помощью перегородки под нижним пятидюймовым отсеком.
Теперь посмотрим на движение потока в корпусе. В первой и второй схеме основной поток движется снизу вверх. Сопротивление потоку определяется самым узким местом на его пути. В данном случае это сечение на уровне видеокарты: она сама занимает добрую половину корпуса, а с другой стороны стоит винчестер с торчащим шлейфом. Поскольку видеокарту в другое место сдвинуть нельзя, остается переставить винчестер. Его можно опустить вниз или поставить в один из 5-дюймовых отсеков (лучше в тот, который используется в качестве воздухозаборника). В обоих случаях винчестер будет отлично обдуваться, что благотворно скажется на его здоровье. Впрочем, самое узкое место на пути потока на самом деле не здесь, а при входе в корпус - там его скорость больше на порядок, а аэродинамические потери пропорциональны квадрату скорости. Поэтому "прилизывание" и укладка шлейфов с точки зрения воздухообмена практически ничего не дает.
Слышу, слышу ехидные голоса - а как же страшилки про пыль, которую при установке всех вентиляторов на выдув якобы будет засасывать в диких количествах через CD-ROM и FDD? Отвечаю. Воздух идет по пути наименьшего сопротивления и при хорошей вентиляции не пойдет в узкие щели, когда рядом есть большие окна. Да и штатная система вентиляции, напомню, работает на выдув, причем в брендовых корпусах и ноутбуках тоже (а там не дураки сидят, как любят говорить некоторые коллеги, когда другие аргументы заканчиваются:-)
В заключение скажем пару слов про тауэры с боковым БП. Несмотря на большое количество отверстий, расположенных в самых неожиданных местах, вентиляция у этих корпусов отвратительная. Если обдув видеокарты еще можно улучшить традиционным способом (открыванием соседних слотов), то с процессором придется повозиться. Для хорошего продува его "кармана" нужно как-то удалить оттуда горячий воздух. Самое эффективное - врезка в верхнюю панель вентилятора на выдув, но это весьма трудоемко. Поэтому попробуем альтернативные способы. В корпусах InWin вверху на задней стенке есть вентиляционные отверстия непонятного назначения - теплый воздух оттуда выходить не будет, т.к. в корпусе разрежение от вентилятора БП, а подача холодного воздуха под самый потолок малоэффективна. Чтобы они не пропадали, поставьте там бловер на выдув. В корпусах, где нет и этого, бловер можно направить вперед и соединить воздуховодом с пустым пятидюймовым отсеком (разумеется, вытащив из него обе заглушки, рис.9).
Другой вариант - установка БП с мощным вентилятором, в котором забор воздуха осуществляется только со стороны "кармана". В продаже встречаются БП, имеющие на боковой стенке 120-мм вентилятор - по идее, его должно хватить для хорошего проветривания. Можно сделать и наоборот - подать вентилятором или бловером по воздуховоду в эту зону свежий воздух в расчете на то, что струя "добьет" до непродуваемых уголков. В общем, поле для экспериментов эти корпуса дают необъятное.
Еще осталось несколько мифов по поводу выбора вентиляторов... но этому вопросу стоит посвятить отдельную статью.
Владимир Куваев aka kv1
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:
- северный мост;
- южный мост;
- стабилизаторы напряжения.
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.
На самых первых компьютерах охлаждение не имело ключевой роли, так как теплоотдача первых процессоров была очень невелика, и они вполне могли без него обходиться. Но с развитием технологий системы охлаждения и вентиляции стали неотъемлемой частью компьютерной жизни. Повышение тактовой частоты центрального и графического процессоров и увеличение числа транзисторов в них до астрономических величин привело к тому, что эти компоненты стали очень сильно выделять тепло, нагреваясь при этом сами и нагревая пространство внутри системного блока. И без специального охлаждения уже стало не обойтись.
Также, если вы занимаетесь разгоном системы, стремясь сделать ее чуть быстрее, вы наверняка заметили, что при этом она наверняка станет намного горячее. Эта статья даст вам несколько советов, как понизить слишком высокую температуру вашего компьютера.
В корпусе современного компьютера собрано много устройств, и практически все из них при работе нагреваются. Особенно интенсивно тепло выделяют центральный процессор, видеокарта, чипсет материнской платы, оперативная память, контроллер жесткого диска и электрические элементы блока питания. Всё это "хозяйство" необходимо охлаждать. Иначе перегрев любого из этих компонентов может привести к его выходу из строя.
Для охлаждения в любом корпусе используют вентилятор , встроенный в блок питания. Он обычно выкачивает воздух наружу, при этом всасывая его извне через различные отверстия и щели в корпусе системного блока. Однако в современных системах такого охлаждения зачастую оказывается уже недостаточно, и приходится использовать дополнительные вентиляторы, устанавливаемые в корпус.
Следует проследить, чтобы все вентиляторы перемещали воздух примерно в одном направлении. Так, если блок питания находиться сверху и сзади корпуса, и его вентилятор вытягивает воздух наружу, то можно установить вентилятор, втягивающий воздух спереди и снизу корпуса.
В какую сторону дуют вентиляторы в корпусе вашего компьютера? Если у вас только один вентилятор - в блоке питания - то у вас серьезные проблемы, независимо от того, как вы ответили на вопрос. Если вентилятор выдувает воздух наружу, то он весьма слабо помогает охлаждению внутренних устройств, особенно если в передней панели корпуса нет вентиляционных отверстий. Если же он наоборот засасывает воздух внутрь, то нормальный поток воздуха возникает только в том случае, если непосредственно перед блоком питания не находится никакого устройства. А это маловероятно, поскольку в большинстве современных системных блоков напротив блока питания располагаются 5-дюймовые отсеки для дисководов. Впоследствии такая ситуация, при которой имеется лишь один вентилятор, работающий на вдув, и нет вентилятора работающего на выдув, может стать очень опасной для "здоровья" компьютера.
Вообще, основным предназначением системного блока является защита электронных компонентов от пыли, грязи и домашних животных. Однако если вы полностью закроете системный блок и установите лишь один вентилятор, закачивающий воздух внутрь, то можете считать себя счастливым обладателем очень дорогого пылесоса. Накапливающаяся внутри корпуса пыль, грязь, мелкие волокна ткани, волосы, шерсть и т.п. могут проводить электричество. В современных же системах компоненты работают на низких напряжениях, и если часть тока будет забирать себе пыль, существует реальная опасность некорректной работы компьютера.
Таким образом, хорошего охлаждения системы можно добиться, используя два или более вентиляторов в корпусе. Как правило, вентилятор в блоке питания работает на вдув, а системный вентилятор, находящийся в противоположной точке корпуса работает на выдув. Впрочем, возможна и обратная ситуация, все зависит от того, может ли системный вентилятор забирать снаружи достаточно воздуха.
Выполните следующий нехитрый тест. Откройте системный блок, включите компьютер. Возьмите кусочек бумаги и поднесите ее к каждому вентилятору. Так вы определите примерное направление и силу потоков воздуха.
В ходе такой проверки вы можете столкнуться с одной из следующих ситуаций:
1. Вентилятор блока питания всасывает воздух внутрь корпуса, но системный вентилятор располагается прямо напротив него и сразу же выбрасывает этот воздух наружу (или наоборот). В подобной ситуации почти наверняка вокруг остальных устройств системного блока воздух практически вообще не будет двигаться.
2. Два или более вентиляторов, расположенные в противоположных концах корпуса, вдувают воздух внутрь. Так вы действительно сможете снизить внутрисистемную температуру, но данный вариант совершенно не годиться в том, что касается чистоты. В системные вентиляторы не вставляются воздушные фильтры, поэтому вся пыль, содержащаяся в воздухе, оказывается в конечном счете внутри корпуса. Учитывая, что корпуса типа «башня», как правило, ставятся на пол, ваш компьютер рискует стать настоящим складом пыли, грязи и шерсти от ваших домашних любимцев.
3. Системный вентилятор, расположенный внутри корпуса, в нижней его части, закачивает воздух внутрь, в то время как блок питания, находящийся в верхней части корпуса, выдувает этот воздух наружу. Как правило, такое расположение обеспечивает достаточно хорошую вентиляцию, если только жесткие диски не выдвинуты чересчур назад и не препятствуют потока воздуха, идущего от системного вентилятора к блоку питанию.
4. Вентилятор системного блока располагается ниже или выше блока питания и дует в том же направлении. Это неплохо, потому что вентиляторы не препятствуют работе друг друга. Однако было бы гораздо лучше, если бы внизу передней части корпуса имелся третий вентилятор, помогающий организовать правильную циркуляцию воздуха.
Как можно изменить направление работы системного вентилятора? Например, заставить его работать на выдув, а не на вдув? Если вы ответили просто - «повернуть его другой стороной» - то вы абсолютно правы!
Поток воздуха должен охлаждать и жесткий диск компьютера, для этого достаточно будет того, что вокруг диска имеется свободное пространство - несколько сантиметров в каждом направлении. В этом случает температура корпуса винчестера не превысит 45° по Цельсию, а при плохом охлаждении о его корпус можно обжечься. Если вы замечаете, что жесткий диск стал работать очень медленно, при этом затормаживая работу всей системы, причиной может быть именно перегрев.
Пластины жесткого диска делают из материала, устойчивого к нагреву, и главная неприятность состоит в том, что все тепло переходит на близлежащие, склонные к нагреву материалы. Следует также учитывать, что циркулирующий внутри воздух уносит тепло прочь, но только если есть достаточно пространства для циркуляции. Если же воздух находится без движения, то тепло будет медленно расходиться в нем во всех направлениях.
Вообще, для большинства жёстких дисков температура около 50° является критической, которая резко повышает вероятность поломок или потери данных на винчестере. Поэтому, если ваш жёсткий диск активно используется, рекомендуется установить на него специальный небольшой вентилятор. Устройства эти очень простые и недорогие.
Перейдём к центральному процессору. Это самая горячая часть системного блока. В настоящее время почти над всеми процессорами "растёт" настоящий лес алюминиевых колонн или лепестков. Это радиатор, который забирает тепло у процессора и рассеивает его в воздухе. Радиатор может быть пассивным - это если на нем не установлен вентилятор. Но если таковой присутствует, то у нас получается активный радиатор, другими словами - кулер. В современных системах полагаться на один лишь радиатор не стоит. Это равносильно тому, как если бы мы попытались остудиться в знойный летний день, прижимаясь к холодной выключенной батарее центрального отопления - в одном месте нам прохладно, а во всех остальных нет никакого эффекта.
Связующим звеном между любым радиатором и процессором служит специальная термопаста либо термоклей, которые заполняют собой любые микронеровности, образуя плотный контакт соприкасающихся поверхностей процессора и радиатора. Термопаста обладает высокой теплопроводностью, тем самым способствуя лучшему отводу тепла от процессора.
ВНИМАНИЕ . Никогда не пользуйтесь кулером, если он сидит на процессоре неровно, и радиатор не имеет плотного контакта с поверхностью процессора!
Во многих BIOS есть возможность просмотреть показания термодатчиков, установленных в системном блоке. Если температура процессора достигает критической величины, материнская плата подаст предупреждающий сигнал через системный динамик. А при превышении допустимого порога температуры может даже автоматически отключить компьютер.
Надо заметить, что подобные параметры материнской платы обычно по умолчанию отключены. И если вы хотите их использовать, вам придётся самостоятельно включить соответствующие настройки BIOS. Перед этим очень желательно узнать, какая температура является критической именно для вашего процессора, т.к. в первых моделях она составляла всего 65°, а многие современные процессоры достаточно уверенно работают и при 100° и даже чуть выше.
Когда вы установите хорошую систему охлаждения, при этом не экспериментируя с жидким азотом или фреоном (это не шутка, такие системы на самом деле есть), то обычный температурный режим неразогнанного процессора не будет выходить за пределы 40° Цельсия. Правда это не будет относиться к современным компьютерным играм - под такой нагрузкой процессоры греются намного сильнее.
Однако даже довольно хорошие системы охлаждения иногда не смогут уместиться в системном блоке. Например, процессор современной видеокарты, как правило, довольно горячий. Но так как он находится на AGP или PCI-EXPRESS карте, поставить на него большой кулер не всегда удаётся - он просто не помещается. Даже если вдруг, у вас получится установить этот кулер, то скорее всего, начнутся затруднение с налаживанием движением воздушных потоков.
Если вы соберетесь менять кулер процессора, вы встретитесь со следующей классификацией: вентиляторы на подшипниках скольжения, состоящие из ротора, который подвешен внутри металлической втулки, смоченной долговечной смазкой или покрытой тефлоном. Кулеры, смоченные в смазке, стоят дешево и являются тихими, но менее долговечны, а тефлоновые вентиляторы дольше служат, но, как следствие, дорого стоят. Золотой серединой, которая вам требуется, являются вентиляторы на шариковых подшипниках (подшипниках качения), которые еще более долговечны, так как поверхность контакта между частями механизма уменьшается. Только у них существует одна не решаемая проблема, с которой вам придется смириться - они самые шумные. Кроме того, следует обратить внимание на материал, из которого сделан радиатор кулера. Алюминиевые радиаторы самые дешёвые, но и наименее эффективные. А вот медные, хоть и чуть дороже, но работают намного лучше. Ещё эффективнее медные радиаторы с золотым напылением, но они, естественно, и самые дорогие.
Главной единицей измерения эффективности работы любого вентилятора является кубический фут в минуту (CFM). Средний системный вентилятор прогоняет через себя 40 CFM, а вентиляторы блока питания и того меньше. Обычные процессорные вентиляторы прокачивают 4 CFM, а вот классные системы охлаждения, причем стОящие вполне разумные деньги, поднимают эту цифру до 40 CFM.
Многие спросят, а как я могу охладить центральный процессор сейчас, вообще ничего не покупая? Подумайте, может можно переставить внутренние устройства таким образом, чтобы выполнялись следующие условия:
- 1. Внутренние устройства не должны нависать над процессором, затрудняя движение воздуха.
- 2. Все внутренние устройства должны располагаться на достаточном расстоянии друг от друга, чтобы самим не стать источником горячего воздуха.
- 3. Ни одно устройство не должно препятствовать движению воздуха от системных вентиляторов к кулеру процессора.
- 4. Все провода внутри системного блока, кабели, шлейфы и т.д. не должны препятствовать свободному движению воздуха внутри корпуса.
Ну и напоследок ещё один параметр, на который стоит обратить внимание при покупке вентилятора - частота оборотов. Чем больше это число - чем быстрее вращается вентилятор - тем лучше он охлаждает. Но при этом и шума от него тоже больше.
Теоретические основы охлаждения
Итак, немного теории. Из курса физики известно, что любой проводник, по которому протекает электрический ток, выделяет тепло. Это означает, что абсолютно все составляющие компьютера, начиная от центрального процессора и заканчивая проводами питания, подогревают окружающий воздух. Количество теплоты, выделяемое тем или иным компонентом компьютера напрямую зависит от его энергопотребления, которое, в свою очередь, определяется множеством других факторов: если мы говорим о жёстком диске, то мощностью электромоторчика и электроникой контроллера, а если о процессоре или другом чипе, то числом интегрированных в него элементов и технологическим процессом его производства. Такова физика нашего мира, и от этого никуда не деться. Но ведь никому до сих пор не пришла в голову идея клеить радиаторы на электрические провода и обдувать, скажем, внутренние модемы! Это потому, что различные компоненты компьютера влияют на температуру в корпусе по-разному, и если такое "холодное" устройство, как модем не требует никакого дополнительного охлаждения, то той же самой видеокарте мы уделяем слишком много внимания, поэтому на современные платы и ставят огромные кулеры, иногда даже с двумя вентиляторами.Но прежде всего, давайте повторим, что же такое кулер. Кулер (от англ. Cool - холод) представляет собой устройство для охлаждения чего-либо. Основной задачей любого кулера является снижение и поддержание температуры охлаждаемого тела на заданном уровне. И в зависимости от типа охлаждаемого устройства, будь то транзистор, чип, процессор или даже винчестер, применяются различные типы кулеров. В нашем понятии кулер укрепился, как "большая железяка с пропеллером", и чем она больше, тем она лучше. Однако, кулеры могут представлять из себя и более сложные устройства, стоимостью сотни долларов. Обычно, кулеры, применяющиеся в компьютерах, состоят из вентилятора, радиатора и крепления.
Радиаторы
Радиатор (от англ. Radiate - излучать) служит для отвода тепла от охлаждаемого объекта. Он находится в непосредственном контакте с охлаждаемым объектом, и его основная функция - принять на себя часть выделяемого телом тепла и рассеять её в окружающий воздух. Как известно, опять же из курса физики, объект отдаёт тепло только со своей поверхности, а это означает, что для достижения наилучшего отвода тепла, охлаждаемый объект должен иметь как можно большую площадь поверхности. В сегодняшних радиаторах площадь поверхности увеличивается за счёт установки большего количества рёбер. Тепло от охлаждаемого объекта переходит к основанию радиатора, а потом равномерно распределяется по его рёбрам, после чего оно уходит в окружающий воздух, и этот процесс называется излучением. Воздух вокруг радиатора постепенно нагревается, и процесс теплообмена становится менее эффективным, поэтому эффективность теплообмена можно будет поднять, если постоянно подавать холодный воздух к рёбрам радиатора. Для этого сегодня используются вентиляторы. Но о них мы поговорим чуть позже.Радиатор должен иметь хорошую теплопроводность и теплоёмкость. Теплопроводность определяет скорость распространения тепла по телу. Для радиатора теплопроводность должна быть как можно более высокой, потому что зачастую площадь охлаждаемого объекта в разы меньше, чем площадь основания радиатора, и при низкой теплопроводности тепло от охлаждаемого объекта не сможет равномерно распределиться по всему объёму, по всем рёбрам радиатора. Если радиатор выполнен из материала с высокой теплопроводностью, то в каждой его точке температура будет одинакова, и со всей площади его поверхности тепло будет выделяться с одинаковой эффективностью, то есть не возникнет ситуации, когда одна часть радиатора будет раскалённой, а другая - останется холодной и не будет отдавать тепло в окружающий воздух. Теплоёмкость определяет количество теплоты, которое нужно сообщить телу, чтобы повысить его температуру на 1 градус. Для радиаторов теплоёмкость должна быть как можно более высокой, потому что при остывании на один градус тело отдаёт то же самое количество теплоты. Теплоёмкость и теплопроводность радиатора зависят от материала, используемого для его изготовления.
Таблица термических свойств материалов
Как видно, для изготовления радиаторов выгоднее всего использовать два материала: алюминий и медь. Первый из-за низкой стоимости и высокой теплоёмкости, а второй - из-за большой теплопроводности. Серебро слишком дорого стоит, чтобы его можно было использовать для создания радиаторов, но даже если не брать в расчёт его высокую цену, благодаря хорошей теплопроводности, этот металл лучше всего применять для изготовления только лишь оснований радиаторов.
Конструкция радиатора также имеет большое значение. К примеру, рёбра могут быть установлены под разным углом к воздушному потоку. Они могут быть прямыми по всей длине радиатора, или рассечены поперёк, они бывают толстые и с заусенцами, если радиатор произведён по технологии выдавливания, или тонкими и гладкими, если он был отлит из расплавленного металла. Рёбра могут быть плоскими, согнутыми из пластин и впрессованными в основание. Радиатор вообще может быть игольчатым, то есть вместо рёбер иметь цилиндрические или квадратные иглы. Сегодня известно, что по конструкции рёбер лучше всего показывают себя игольчатые радиаторы.
Тепловой интерфейс
Радиаторы прилегают своим основанием к охлаждаемому объекту, и тепло от него к радиатору переходит лишь через поверхность их соприкосновения, поэтому надо стремиться, чтобы она была как можно больше. Но даже имеющуюся обычно площадь соприкосновения (к примеру, поверхность ядра процессора) надо использовать на все сто процентов. Дело в том, что при соприкосновении двух поверхностей, между ними остаются мельчайшие полости, заполненные воздухом. Этого невозможно избежать, и какой бы ровной и гладкой не казалась Вам поверхность радиатора, она всё равно имеет трещинки и впадины, где собирается воздух. Воздух очень плохо проводит тепло, а потому эффективность охлаждения будет существенно ниже возможностей радиатора.Чтобы избавиться от воздушных подушек и увеличить эффективность охлаждения, применяют различные тепловые интерфейсы. Они имеют высокую теплопроводность и за счёт текучести заполняют собой все неровности основания радиатора. В результате, те места, где раньше был мешающий нам воздух, теперь заполнены хорошо проводящим тепло материалом, и радиатор уже работает с максимальной отдачей. Тепловые интерфейсы бывают различных типов: термопасты или проводящие прокладки. Прокладки представляют собой резиноподобные полимерные пластинки, нанесённые на основание радиаторов. При нагреве они изменяют своё агрегатное состояние и размягчаясь заливают собой все неровности. Сейчас термопасты поставляются в комплекте с подавляющим большинством фирменных кулеров. Чаще термопаста просто вкладывается в коробочку с кулером в шприце или маленьком целофановом пакетике. Но бывает, что она уже нанесена на основание радиатора. В этом случае её хватит лишь на одну-две установки, так как собрать её с охлаждаемого чипа или процессора будет сложнее, чем купить ещё один пакетик с пастой. При выборе термоинтерфейса я бы рекомендовал использовать термопасты, а не термопрокладки. Большая текучесть термопаст позволяет им лучше заполнять собой все неровности радиатора, а за счёт использования в своём составе таких материалов, как серебро или алюминий, они обладают более высокой теплопроводностью. Сегодня в продаже можно встретить термопасты с 90%-ным содержанием серебра. И хотя серебро является отличным электрическим проводником, изготовители гарантируют, что термопаста не замкнёт контакты элементов платы или устройства, на которое она нанесена, но всё же рекомендуют не проверять изолирующие свойства их продукта и по возможности избегать попадания термопаст на электрические элементы компьютера.
Вентиляторы
Вентиляторы обеспечивают непрерывный поток воздуха, обдувающий радиатор, превращая менее эффективный процесс излучения в более эффективный - конвекцию. Конвекция - это процесс обмена тепла, отличающийся от излучения тем, что охлаждающий воздух постоянно находится в движении. В активных кулерах он принудительно поступает в радиатор и нагреваясь, рассеивается в окружающей среде. С использованием вентилятора кулер становится намного производительнее, и температура охлаждаемого объекта может падать в два раза, а то и больше, в зависимости от производительности вентилятора. Производительность вентилятора - это основная его характеристика, измеряющаяся в количестве кубических футов воздуха, перегоняемых им в минуту, сокращённо - CFM (Cubic Feet per Minute). Она главным образом зависит от площади вентилятора, его высоты, профиля лопастей и частоты их вращения. Чем эти величины больше, тем большее количество воздуха сможет перегонять вентилятор, и соответственно тем более эффективным будет охлаждение. Сегодня в вентиляторах для компьютерных кулеров нет возможности бесконечно увеличивать ни размеры, ни скорость вращения крыльчатки. Понятно, что вентилятор размером больше 80 мм уже трудно разместить в корпусе, а частота вращения пропеллера напрямую влияет на уровень его шума. Кроме того, больший по размерам вентилятор должен будет иметь более мощный и более дорогой электрический моторчик, что скажется на его стоимости.Все вентиляторы, используемые сегодня в компьютерах, питаются от постоянного тока, чаще всего напряжением 12В. Для подключения к питанию они используют трёхконтактные Molex-коннекторы (для Smart-вентиляторов) или четырёхконтактные PC-Plug коннекторы.
Разъём Molex имеет три провода: чёрный (земля), красный (плюс) и жёлтый (сигнальный). PC-Plug имеет четыре провода: два чёрных (земля), жёлтый (+12 Вольт) и красный (+5 Вольт). Разъёмы Molex устанавливаются на материнских платах, чтобы система сама могла контролировать скорость вращения вентилятора, подавая на красный провод различное напряжение (обычно от 8 до 12 В), и изменять её в случае необходимости. По жёлтому сигнальному проводу материнская плата получает от вентилятора информацию о частоте вращения его лопастей. Сегодня это стало очень актуальным, поскольку остановившийся на кулере процессора вентилятор может привести к повреждению процессора. Поэтому современные материнские платы следят, чтобы вентилятор всегда вращался, и если он останавливается, то выключают компьютер. Подключение через Molex имеет один недостаток: к материнским платам опасно цеплять вентиляторы с потребляемой мощностью более 6 Вт. Разъём же PC-Plug выдержит десятки Ватт, но при подключении к нему Вы не сможете узнать, работает ли Ваш вентилятор или нет. Сегодня всё чаще вентиляторы имеют в комплекте переходники PC-Plug - Molex, чтобы подключать их к блоку питания, или даже сразу оба разъёма: PC-Plug и Molex, чтобы получать питание от БП компьютера, а по сигнальному проводу Molex-а сообщать материнской плате о скорости работы моторчика.
Также вентиляторы могут иметь различный тип подвески ротора. Для этого используются подшипники скольжения (Sleeve bearing) или качения (Ball bearing). В вентиляторе может быть один или два подшипника, причём иногда в них совмещаются разные типы - Sleeve и Ball. Наиболее надёжными считаются вентиляторы с подшипниками качения (обычные шариковые подшипники). Компании-производители обещают им непрерывную работу в течение 50 000 часов, что составляет более пяти лет, а те же, которые используют подшипники скольжения, обещают жить не более 30 000 часов, около трёх с половиной лет. Сегодня уже существуют вентиляторы с керамическими подшипниками, которым обещают почти что бессмертие - 300 000 часов беспрерывной работы, а ведь это тридцать шесть лет! Однако, с одной стороны, заявленные времена жизни вентиляторов очень редко соответствуют действительности, и зачастую их надо делить на два, а то и на три, а с другой стороны, поверьте мне - тридцать шесть лет компьютер не проживёт. Стоит рассчитывать, что обычный вентилятор может жить год-два. Потом он начинает гудеть, и его надо смазывать, но даже смазка решит проблему лишь на время, и в скором времени вентилятор придётся заменить на новый.
Некоторые современные вентиляторы имеют автоматическую регулировку скорости, в зависимости от температуры окружающего воздуха или температуры радиатора. Мы расскажем Вам об одном таком в конце статьи. Практически у всех них датчик температуры стоит непосредственно на самом вентиляторе и может не отражать реальную температуру охлаждаемого объекта. То есть, при повышении температуры процессора, кулер, на котором установлен такой автоматический вентилятор, может только через пару минут повысить свои обороты. Другое дело, это вентиляторы с установленными на них сигнализациями остановки. При снижении частоты вращения ротора ниже определённого предела, специальный электронный блок на проводе вентилятора подаёт громкий писк, и Вы точно знаете, что пришло время выключить компьютер и заменить кулер.
Пассивные кулеры
Пассивные кулеры - это обычные радиаторы, установленные на охлаждаемый объект. Они отводят тепло только излучением, в случае, если не обдуваются какими-нибудь вентиляторами компьютера, и применяются для охлаждения маломощных и малых по размерам элементов, например, чипов памяти или транзисторов. Радиаторы устанавливаются сегодня на видеокарты, некоторые материнские платы, где ещё нет полноценных кулеров, модули памяти, да и вообще практически на всё, что приходится охлаждать, и даже на центральные процессоры, если они имеют малую мощность.
Частный случай пассивного кулера - распределитель тепла. Выглядит он как "лысый" радиатор, полученный из пластины, без рёбер и с небольшой площадью поверхности. Распределители тепла применяют сегодня для охлаждения системной памяти. В частности, компания Thermaltake выпускает специальные наборы для DDR SDRAM DIMM модулей. Недостатком распределителей тепла, как и пассивных кулеров, является их малая эффективность.
Активные кулеры
Активными называются кулеры, работающие за счёт конвекции. Проще говоря, это радиатор с установленным на него вентилятором. Чаще всего они используются для охлаждения процессоров. И сегодня, говоря слово "кулер", мы и подразумеваем, в первую очередь, именно их. Активные кулеры используются практически везде, где требуется охлаждение, заменяя собой обычные радиаторы. Преимуществами такого охлаждения можно назвать значительно большую эффективность в сравнении с обычными радиаторами. Активные кулеры в состоянии охлаждать раскалённые процессоры, имея при этом небольшие размеры. Но вентиляторы всегда являются источниками шума в компьютерах, а иногда и вибрации. Поэтому охлаждать ими надо лишь сильно греющиеся элементы, иначе работать за шумной машиной станет невыносимо. Ещё один недостаток активных кулеров в том, что они недолговечны. Лопасти вентилятора вращаются, и рано или поздно подшипники на роторе выйдут из строя, и он остановится. Естественно, в этом случае охлаждаемый элемент перегреется и, возможно, выйдет из строя. Но чаще всего вентиляторы перед остановкой начинают громко гудеть, так что Вы будете предупреждены заранее.
Теперь, когда мы разобрались в основах охлаждения компьютера, мы можем перейти к рассмотрению источников тепла в компьютере и способов их охлаждения.
Что в компьютере греется, и как оно охлаждается
Ну что же, имея представление о кулерах, давайте теперь составим картину, что же греется в компьютерах, и как это нужно (если нужно) охлаждать. Начнём мы с самого основного элемента любого ПК - центрального процессора. Сегодня охлаждению процессоров уделяется особое внимание, и поэтому каждый производитель кулеров для PC обязательно имеет в своём ассортименте и охладители для CPU.Процессоры
Если не рассматривать серверные и переносные компьютеры (в том числе и ноутбуки), то сегодня в персональных компьютерах используются процессоры двух компаний-производителей: Intel и AMD. Они используют три основные платформы: Socket 370, Socket 478 и Socket 462 (Socket A). Цифры в обозначении платформы показывают число контактов каждого процессора. Естественно, между собой все эти стандарты не совместимы, и Pentium III под Socket 370 не установишь в материнскую плату с каким-нибудь другим гнездом. До недавнего времени был распространён ещё и стандарт Socket 423 под первые Pentium 4, но с приходом более современного Socket 478, он почти исчез и сейчас успешно забывается. Для каждого типа процессоров существуют свои стандарты кулеров.
В Socket 370 используют процессоры Intel Pentium III, Intel Celeron (кроме новых под Socket 478) и VIA C3. Процессоры же производства AMD (Duron, Athlon на ядре Thunderbird, Palomino и Thoroughbred) используют разъём Socket A. Кулеры для Socket 370 и Socket A почти совместимы друг с другом. Точнее, можно сказать, что они и полностью совместимы, но это не означает, что Вы сможете установить кулер под Athlon на Pentium III. Дело в том, что хотя гнезда Socket 370 и Socket A имеют одинаковые размеры, всё же стандарты, по которым AMD рекомендует строить материнские платы, отличаются от Intel-овских. Прежде всего, посмотрите на фотографию. Гнездо Socket A имеет по три зубчика спереди и сзади для крепления кулера. Изначально подразумевалось, что на процессоры Athlon будут ставиться более мощные охладители, которые потребуют более жёсткое крепление, и один зубчик может сломаться под пружиной кулера. Кроме того, AMD рекомендовала производителям материнских плат оставлять так называемую свободную зону слева и справа от гнезда. В этой зоне не должно быть никаких элементов, которые бы могли помешать установке прямоугольных кулеров длиной более 55 мм (ширина гнезда). Таким образом, на процессоры Athlon и Duron можно устанавливать кулеры размером 60x80мм и высотой насколько позволяет Ваш корпус. На Pentium III, конечно же, такие большие охладители вряд ли станут, но это опять же зависит от материнской платы.
Кроме того, многие материнские платы под Athlon/Duron имеют вокруг гнезда четыре отверстия. Это ещё один способ крепления кулера - не к гнезду, а к материнской плате. С одной стороны, он более удобный, поскольку кулер уже не отвалится, отломав зубчик, а с другой стороны - для его замены или апгрейда процессора придётся снимать материнскую плату. Хорошо это или плохо, но недавно AMD перестала требовать наличия четырёх отверстий в свободной зоне возле гнезда процессора, и все будущие кулеры будут крепиться только к нему, а не к материнской плате.
Процессоры Athlon выделяют до 73 Вт тепла в неразогнанном состоянии. Для мощных серверов такое тепловыделение процессора - обычное дело, а вот для настольных компьютеров это очень много, а к тому же площадь ядра процессора постоянно уменьшается, поэтому охладители для современных процессоров активно используют медь в своих радиаторах. И в продаже Вы сможете увидеть кулеры не только с алюминиевыми радиаторами, но и с медным основанием, или полностью медные. Некоторые производители, пытаясь увеличить эффективность кулеров, покрывают сверху медь ещё и никелем, серебром или другими материалами с высокой теплопроводностью. Вентиляторы на таких кулерах чаще всего имеют размер 60x60x25 мм, хотя сейчас большое распространение получают 70мм и 80мм модели. Они имеют меньшую скорость вращения и работают намного тише.
| Процессор | Тепловыделение, Вт |
|---|---|
| AMD Duron 1100 | 51 |
| AMD Duron 1200 | 55 |
| AMD Duron 1300 | 57 |
| AMD Athlon Thunderbird 1400 | 73 |
| AMD AthlonXP (Palomino) 2100+ | 72 |
| AMD AthlonXP (Thoroughbred) 2600+ | 68.3 |
В случае с охладителями для Socket 370 всё намного проще: все они цепляются за два зубчика гнезда и имеют размеры, не превышающие размеров гнезда. Обычно от 50x50 до 60x60 мм. Тепловыделение процессоров Pentium III примерно в два раза меньше, чем у Athlon, поэтому охлаждать их проще, и на Pentium III чаще всего используются кулеры с полностью алюминиевыми радиаторами или с медным основанием. Они стоят дешевле полностью медных, в которых к тому же и нет необходимости.
Если продолжать разговор про Socket 370 и вспомнить про процессоры VIA C3, то можно и вовсе забыть про кулеры. Дело в том, что VIA C3 имеют репутацию "холодных" процессоров, потому что они выделяют слишком мало тепла и могут работать и с пассивными охладителями - обычными радиаторами, или совсем простенькими кулерами. Для них тепловыделение не проблема, и поэтому компьютеры на их базе работают очень тихо.
Сегодня выгоднее выпускать кулеры для процессоров Intel Pentium 4 и Celeron под Socket478. Дело в том, что рынок охладителей под Athlon уже достаточно насыщен, а к тому же цена на компьютеры с процессорами AMD невысоки, и не каждый пользователь готов дорого заплатить за хороший кулер. С Pentium 4 ситуация совсем другая, так как они стоят намного дороже конкурентов от AMD, и на рынок высокопроизводительных процессоров можно продавать кулеры стоимостью несколько десятков долларов.
В компьютерах с процессорами Pentium 4 и Celeron под Socket 478 кулер крепится к специальной стойке на материнской плате. Есть мнение, что процессоры Pentium 4 вообще не перегреваются. Оно в корне неверно, и первые Pentium 4 действительно грелись слабее своих товарищей Athlon, но сейчас энергопотребление Pentium 4 с частотой 2.8 ГГц находится в районе 64 Вт, а Pentium 4 3.0 ГГц обещает требовать до 80 Вт. Конечно, современные технологические процессы и конструкция Pentium 4 со встроенным распределителем тепла помогают ему лучше бороться с выделяемым теплом, но он также, как и Athlon требует большой кулер. Правда, коробочные варианты процессоров уже поставляются с кулерами, но при необходимости в магазинах можно найти широкий ассортимент охладителей для Pentium 4.
Кулеры под Socket 478 имеют, в основном, один вид крепления: двумя стальными скобами они цепляются за пластиковые упоры материнской платы и крепко прижимаются к поверхности процессора. Иногда от слишком сильных пружин кулера материнская плата слегка изгибается, но по большому счёту это не страшно. Для компьютеров, использующих Pentium 4 в низких или серверных корпусах, существуют кулеры, крепящиеся к материнской плате без использования стоек вокруг процессора.
Так же, как и в случае с некоторыми охладителями под Athlon, в них крепление проходит сквозь отверстия в материнской плате (для этого с неё придётся снять стандартные держатели для кулера) и фиксируется сверху на процессоре. В этом случае на плату подаётся куда меньшая физическая нагрузка. К сожалению, такие кулеры мало распространены.
Под Pentium 4 выпускаются кулеры с различными радиаторами. Здесь есть как чисто алюминиевые, так и с медными основаниями, или полностью медные. Вентиляторы для таких кулеров обычно ставятся тихие, потому что их низкая производительность компенсируется большими размерами радиаторов. Хотя, громкие модели тоже нередкое явление среди охладителей для Socket 478.
Кулер (от англ. cooler) - дословно переводится как охладитель. По существу - это устройство, призванное охлаждать нагревающийся элемент компьютера (чаще всего центральный процессор). Кулер представляет из себя металлический радиатор с вентилятором, прогоняющим через него воздух. Чаще всего кулером называют именно вентилятор в системном блоке компьютера. Это не совсем правильно. Вентилятор - это вентилятор, а кулер - это именно устройство (радиатор с вентилятором), охлаждающее конкретный элемент (например, процессор).
Вентиляторы, установленные в корпусе системного блока компьютера, обеспечивают общую вентиляцию в корпусе, поступление холодного воздуха и вывод горячего наружу. Тем самым происходит общее понижение температуры внутри корпуса.
Кулер, в отличие от корпусных вентиляторов, обеспечивает локальное охлаждение конкретного элемента, который сильно греется. Кулер чаще всего стоит на центральном процессоре и видеокарте. Ведь видеопроцессор греется не меньше ЦП, а порой нагрузка на него гораздо сильнее, например, во время игры.
В блоке питания тоже стоит вентилятор, который одновременно служит как для охлаждения нагревающихся элементов в блоке питания, так как продувает через него воздух, так и для общей вентиляции внутри компьютера. В простейшем варианте системы охлаждения ПК именно вентилятор внутри блока питания обеспечивает вентиляцию воздуха внутри всего корпуса.
В какую сторону должны крутиться вентиляторы в корпусе
Итак, рассмотрим схему вентиляции и охлаждения компьютера. Ведь у многих новичков при самостоятельной сборке компьютера возникает вопрос "Куда должен дуть вентилятор" или "В какую сторону должен крутиться кулер". На самом деле это действительно важно, ведь правильно организованная вентиляция внутри компьютера - залог его надежной работы.
Холодный
воздух подается в корпус из передней нижней части (1). Это
нужно учитывать и при чистке компьютера от пыли. Нужно
обязательно пропылесосить место, где засасывается воздух
внутрь компьютера. Воздушный поток постепенно нагреваясь
поднимается вверх и в верхней задней части корпуса
выдувается через блок питания (2) уже горячий воздух.
В случае большого числа греющихся элементов внутри корпуса (например, мощная видеокарта или несколько видеокарт, большое количество жестких дисков и т.д.) или малого объема свободного пространства внутри корпуса для увеличения воздушного потока и повышения эффективности охлаждения в корпус устанавливают дополнительные вентиляторы. Лучше устанавливать вентиляторы с большим диаметром. Они обеспечивают больший поток воздуха при меньших оборотах, а следовательно эффективнее и тише, чем вентиляторы с меньшим диаметром.
При установке вентиляторов следует учитывать направление, в котором они дуют. Иначе можно не только не улучшить охлаждение компьютера, но и ухудшить его. При большом количестве жестких дисков, либо при наличии дисков, работающих на высоких скоростях (от 7200 об/мин), следует установить дополнительный вентилятор в переднюю часть корпуса (3) так, чтобы он продувал жесткие диски.
При наличии большого количества греющихся элементов (мощная видеокарта, несколько видеокарт, большое количество плат, установленных в компьютер) или при нехватке свободного пространства внутри корпуса рекомендуется установить дополнительный вентилятор в задней верхней части корпуса (4). Этот вентилятор должен выдувать воздух наружу. Таким образом увеличится воздушный поток, проходящий через корпус и охлаждающий все внутренние элементы компьютера. Нельзя устанавливать задний вентилятор так, чтобы он дул внутрь корпуса! Так нарушится нормальная циркуляция внутри ПК. На некоторых корпусах возможно установить вентилятор на боковую крышку. В этом случае вентилятор должен крутиться так, чтобы он всасывал воздух внутрь корпуса. Ни в коем случае нельзя, чтобы он выдувал его наружу, иначе будет недостаточно охлаждаться верхняя часть компьютера, в частности блок питания, материнская плата и процессор.
В какую сторону должен дуть вентилятор на кулере
Повторюсь, что кулер предназначен для локального
охлаждения конкретного элемента. Поэтому здесь не
учитывается общая циркуляция воздуха в корпусе. Вентилятор
на кулере должен продувать воздух через радиатор, тем самым
охлаждая его. То есть вентилятор на кулере процессора должен
дуть в сторону процессора.
На некоторых моделях кулеров
вентилятор устанавливается на вынесенный радиатор. В этом
случае лучше его ставить так, чтобы воздушный поток
направлялся в строну задней стенки корпуса либо вверх в
сторону блока питания.
На большинстве мощных видеокарт кулер представляет из себя радиатор и крыльчатку, которая не вдувает воздух сверху внутрь, а гонит его по кругу. То есть в этом случае через одну половину радиатора воздух засасывается, а через другую выдувается.
