Как правильно организовать охлаждение в игровом компьютере

Применение даже самых эффективных кулеров может оказаться бесполезным, если в компьютерном корпусе плохо продумана система вентиляции воздуха. Следовательно, правильная установка вентиляторов и комплектующих является обязательным требованием при сборке системного блока. Исследуем этот вопрос на примере одного производительного игрового ПК

⇣ Содержание

Эта статья является продолжением серии ознакомительных материалов по сборке системных блоков. Если помните, в прошлом году вышла пошаговая инструкция « », в которой подробно описаны все основные моменты по созданию и проверке ПК. Однако, как это часто бывает, при сборке системного блока важную роль играют нюансы. В частности, правильная установка вентиляторов в корпусе увеличит эффективность работы всех систем охлаждения, а также уменьшит нагрев основных компонентов компьютера. Именно этот вопрос и рассмотрен в статье далее.

Предупреждаю сразу, что эксперимент проводился на базе одной типовой сборки с использованием материнской платы ATX и корпуса форм-фактора Midi-Tower. Представленный в статье вариант считается наиболее распространенным, хотя все мы прекрасно знаем, что компьютеры бывают разными, а потому системы с одинаковым уровнем быстродействия могут быть собраны десятками (если не сотнями) различных способов. Именно поэтому приведенные результаты актуальны исключительно для рассмотренной конфигурации. Судите сами: компьютерные корпусы даже в рамках одного форм-фактора имеют разные объем и количество посадочных мест под установку вентиляторов, а видеокарты даже с использованием одного и того же GPU собраны на печатных платах разной длины и оснащены кулерами с разным числом теплотрубок и вентиляторов. И все же определенные выводы наш небольшой эксперимент сделать вполне позволит.

Важной «деталью» системного блока стал центральный процессор Core i7-8700K. Подробный обзор этого шестиядерника находится , поэтому не буду лишний раз повторяться. Отмечу только, что охлаждение флагмана для платформы LGA1151-v2 является непростой задачей даже для самых эффективных кулеров и систем жидкостного охлаждения.

В систему было установлено 16 Гбайт оперативной памяти стандарта DDR4-2666. Операционная система Windows 10 была записана на твердотельный накопитель Western Digital WDS100T1B0A. С обзором этого SSD вы можете познакомиться .

Видеокарта MSI GeForce GTX 1080 Ti GAMING X TRIO, как видно из названия, оснащена кулером TRI-FROZR с тремя вентиляторами TORX 2.0. По данным производителя, эти крыльчатки создают на 22 % более мощный воздушный поток, оставаясь при этом практически бесшумными. Низкая громкость, как говорится на официальном сайте MSI, обеспечивается в том числе и за счет использования двухрядных подшипников. Отмечу, что радиатор системы охлаждения , а его ребра выполнены в виде волн. По данным производителя, такая конструкция увеличивает общую площадь рассеивания на 10 %. Радиатор соприкасается в том числе и с элементами подсистемы питания. Чипы памяти MSI GeForce GTX 1080 Ti GAMING X TRIO дополнительно охлаждаются специальной пластиной.

Вентиляторы ускорителя начинают вращаться только в тот момент, когда температура чипа достигает 60 градусов Цельсия. На открытом стенде максимальная температура GPU составила всего 67 градусов Цельсия. При этом вентиляторы системы охлаждения раскручивались максимум на 47 % — это примерно 1250 оборотов в минуту. Реальная частота GPU в режиме по умолчанию стабильно держалась на уровне 1962 МГц. Как видите, MSI GeForce GTX 1080 Ti GAMING X TRIO имеет приличный фабричный разгон.

Адаптер оснащен массивным бекплейтом, увеличивающим жесткость конструкции. Задняя сторона видеокарты имеет L-образную полосу со встроенной светодиодной подсветкой Mystic Light. Пользователь при помощи одноименного приложения может отдельно настроить три зоны свечения. К тому же вентиляторы обрамлены двумя рядами симметричных огней в форме драконьих когтей.

Согласно техническим характеристикам, MSI GeForce GTX 1080 Ti GAMING X TRIO имеет три режима работы: Silent Mode — 1480 (1582) МГц по ядру и 11016 МГц по памяти; Gaming Mode — 1544 (1657) по ядру и 11016 МГц по памяти; OC Mode — 1569 (1683) МГц по ядру и 11124 МГц по памяти. По умолчанию у видеокарты активирован игровой режим.

С уровнем производительности референсной GeForce GTX 1080 Ti вы можете познакомиться . А еще на нашем сайте выходил MSI GeForce GTX 1080 Ti Lightning Z. Этот графический адаптер тоже оснащен системой охлаждения TRI-FROZR.

В основе сборки лежит материнская плата MSI Z370 GAMING M5 форм-фактора ATX. Это слегка видоизмененная версия платы MSI Z270 GAMING M5, которой вышел на нашем сайте прошлой весной. Устройство отлично подойдет для разгоняемых K-процессоров Coffee Lake, так как конвертер питания с цифровым управлением Digitall Power состоит из пяти двойных фаз, реализованных по схеме 4+1. Четыре канала отвечают непосредственно за работу CPU, еще один — за встроенную графику.

Все компоненты цепей питания соответствуют стандарту Military Class 6 — это касается как дросселей с титановым сердечником, так и конденсаторов Dark CAP с не менее чем десятилетним сроком службы, а также энергоэффективных катушек Dark Choke. А еще слоты DIMM для установки оперативной памяти и PEG-порты для установки видеокарт облачены в металлизированный корпус Steel Armor, а также имеют дополнительные точки пайки на обратной стороне платы. Для ОЗУ применена дополнительная изоляция дорожек, а каждый канал памяти разведен в своем слое текстолита, что, по заявлению производителя, позволяет добиться более «чистого» сигнала и увеличить стабильность разгона модулей DDR4.

Из полезного отмечу наличие сразу двух разъемов формата M.2, которые поддерживают установку накопителей PCI Express и SATA 6 Гбит/с. В верхний порт можно установить SSD длиной до 110 мм, в нижний — до 80 мм. Второй порт дополнительно оснащен металлическим радиатором M.2 Shield, который контактирует с накопителем при помощи термопрокладки.

За проводное соединение в MSI Z370 GAMING M5 отвечает гигабитный контроллер Killer E2500, а за звук — чип Realtek 1220. Звуковой тракт Audio Boost 4 получил конденсаторы Chemi-Con, спаренный усилитель для наушников с сопротивлением до 600 Ом, фронтальный выделенный аудиовыход и позолоченные аудиоразъемы. Все компоненты звуковой зоны изолированы от остальных элементов платы токонепроводящей полосой с подсветкой.

Подсветка материнской платы Mystic Light поддерживает 16,8 млн цветов и работает в 17 режимах. К материнской плате можно подключить RGB-ленту, соответствующий 4-пиновый разъем распаян в нижней части платы. Кстати, в комплекте с устройством идет 800-мм удлинитель со сплиттером для подключения дополнительной светодиодной ленты.

Плата оснащена шестью 4-контактными разъемами для подключения вентиляторов. Общее количество подобрано оптимально, расположение — тоже. Порт PUMP_FAN, распаянный рядом с DIMM, поддерживает подключение крыльчаток или помпы с током силой до 2 А. Расположение опять же весьма удачное, так как к этому коннектору просто подключить помпу и от необслуживаемой СЖО, и от кастомной системы, собранной вручную. Система ловко управляет в том числе «карлсонами» с 3-контактным коннектором. Частота регулируется как по количеству оборотов в минуту, так и по напряжению. Есть возможность полной остановки вентиляторов.

Наконец, отмечу еще две очень полезные «фишки» MSI Z370 GAMING M5. Первая — это наличие индикатора POST-сигналов. Вторая — блок светодиодов EZ Debug LED, расположенный рядом с разъемом PUMP_FAN. Он наглядно демонстрирует, на каком этапе происходит загрузка системы: на стадии инициализации процессора, оперативной памяти, видеокарты или накопителя.

Выбор на Thermaltake Core X31 пал неслучайно. Перед вами Tower-корпус, который соответствует всем современным тенденциям. Блок питания устанавливается снизу и изолируется металлической шторкой. Присутствует корзина для установки трех накопителей форм-факторов 2,5’’ и 3,5’’, однако HDD и SSD можно закрепить на заградительной стенке. Есть корзина для двух 5,25-дюймовых устройств. Без них в корпус можно установить девять 120-мм или 140-мм вентиляторов. Как видите, Thermaltake Core X31 позволяет полностью кастомизировать систему. Например, на базе этого корпуса вполне реально собрать ПК с двумя 360-мм радиаторами СЖО.

Устройство оказалось очень просторным. За шасси полно места для прокладки кабелей. Даже при небрежной сборке боковая крышка легко закроется. Пространство под железо позволяет использовать процессорные кулеры высотой до 180 мм, видеокарты длиной до 420 мм и блоки питания длиной до 220 мм.

Днище и передняя панель оснащены пылесборными фильтрами. Верхняя крышка снабжена сетчатым ковриком, который тоже ограничивает попадание пыли внутрь и облегчает установку корпусных вентиляторов и систем водяного охлаждения.

Лето стремительно вступило в свои права; столбик термометра ползет вверх, и все чаще приходится задумываться о том, как обеспечить комфортную температуру. Поверьте: для компьютеров проблема борьбы с жарой не менее актуальна, чем для их пользователей. Даже если условия в помещении вполне нормальные (20 - 22°С), температура в системном блоке достигает 30–32°С. И это в лучшем случае. Чем жарче на улице и в квартирах, тем острее вопрос защиты от перегрева и тем пристальнее внимание к системам охлаждения системного блока и его компонентов.

Чтобы грамотно решить проблему, необходимо хотя бы в общих чертах представлять, зачем вообще нужны компьютерам системы охлаждения, почему системные блоки перегреваются и как обезопасить «вычислительного друга» от теплового удара. В этой статье вы не найдете длинного перечня моделей кулеров, но, прочитав ее, сами сможете выбрать подходящие компоненты системы охлаждения ПК и грамотно подойти к выбору нового корпуса.

Почему он греется

Причина тривиальна: как любой электроприбор, компьютер рассеивает часть (порой весьма значительную) потребляемой электроэнергии в виде тепла – например, процессор переводит в тепло почти всю использованную энергию. Чем больше ее нужно системному блоку, тем сильнее нагреваются его компоненты. Если тепло вовремя не отводить, это может привести к самым неприятным результатам (см. «Последствия перегрева»). Особенно актуальна проблема теплоотведения и охлаждения для современных моделей процессоров (как центральных, так и графических), устанавливающих все новые рекорды производительности (а нередко и тепловыделения).

Каждый компонент ПК, рассеивающий много тепла, оснащается охлаждающим устройством. Как правило, в таких устройствах присутствуют металлический радиатор и вентилятор – именно из этих компонентов состоит типичный кулер. Важен также термоинтерфейс между ним и нагревающимся компонентом – обычно это термопаста (смесь веществ с хорошей теплопроводностью), обеспечивающая эффективную передачу тепла к радиатору кулера.

Прогресс в области систем охлаждения, благодаря которому появились такие технологические новинки, как термотрубки, обеспечил создателям компонентов для персональных компьютеров новые возможности, позволив отказаться от шумных кулеров. Некоторые компьютеры оснащаются водяными системами охлаждения – они имеют свои достоинства и недостатки. Обо всем этом рассказывается далее.

Рост тепловыделения ПК

Главная причина, по которой компьютеры выделяют все больше и больше тепла, состоит в том, что повышается их вычислительная мощность. Наиболее существенны следующие факторы:

• рост тактовых частот процессора, чипсета, шины памяти и прочих шин;
• рост числа транзисторов и ячеек памяти в чипах ПК;
• увеличение мощности, потребляемой узлами ПК.

Чем мощнее компьютер, тем больше электричества он «съедает» – следовательно, неизбежен рост тепловыделения. Несмотря на применение изощренных технологических процессов при производстве чипов, их потребляемая мощность все равно растет, увеличивая количество тепла, рассеиваемого в корпусе ПК. Кроме того, возрастает площадь плат видеокарт (например, из­за того, что необходимо разместить больше микросхем памяти). Результат – рост аэродинамического сопротивления корпуса: громоздкая плата просто перекрывает доступ охлаждающего воздуха к процессору и блоку питания. Особенно актуальна эта проблема для ПК в маленьких корпусах, где расстояние между видеокартой и «корзиной» для HDD составляет 2–3 см, – а ведь в этом пространстве еще проложены шлейфы приводов и прочие кабели... Микросхемы оперативной памяти тоже становятся все «прожорливее», а современные ОС требуют все большего ОЗУ. Например, в Windows 7 для него рекомендуется 4 Гб – таким образом, рассеивается несколько десятков ватт тепла, что дополнительно усугубляет ситуацию с тепловыделением. Микросхема системной логики на материнской плате тоже является весьма «горячим» компонентом.

УЯЗВИМОСТЬ ЖЕСТКИХ ДИСКОВ

Внутри корпуса жесткого диска над поверхностью вращающихся пластин скользят подвижные магнитные головки, управляемые высокоточной механикой. Они осуществляют запись и чтение данных. При нагревании материалы, из которых сделаны компоненты диска, расширяются. В рабочем диапазоне температур механика и электроника вполне справляются с тепловым расширением. Однако при перегреве оно превышает допустимые пределы, и головки жесткого диска могут «промахиваться», записывая данные не там, где нужно, пока компьютер не будет выключен. А когда его снова включат, остывший жесткий диск не сможет найти данные, записанные в перегретом состоянии. В подобном случае информацию удается спасти только при помощи сложного и дорогого спецоборудования. Если температура превышает 45°С, для охлаждения жесткого диска рекомендуется установить дополнительный вентилятор.

Налицо парадокс: тепловая нагрузка в современных корпусах растет высокими темпами, а их конструкция почти не меняется: производители берут за основу рекомендованный Intel дизайн почти 10­летней давности. Модели, приспособленные к интенсивному тепловыделению, встречаются нечасто, а малошумные – и того реже.

Последствия перегрева

При избытке тепла компьютер в лучшем случае начнет тормозить и зависать, а в худшем – один или несколько компонентов выйдут из строя. Высокие температуры очень вредны для «здоровья» элементной базы (микросхем, конденсаторов и пр.), особенно для жесткого диска, перегрев которого чреват потерей данных.

ПРИМЕРНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЯ

Примерные параметры тепловыделения компонентов среднестатистического системного блока компьютера (при высокой вычислительной нагрузке). Основными источниками тепла являются материнская плата, центральный процессор и графический процессор видеокарты (на их долю приходится более половины рассеиваемого тепла).

Емкость современных HDD позволяет хранить на них обширные коллекции музыки и видео, рабочие документы, цифровые фотоальбомы, игры и многое другое. Диски становятся все компактнее и быстрее, но за это приходится расплачиваться большей плотностью записи данных, хрупкостью конструкции, а значит, и уязвимостью начинки. Допуски при производстве емких накопителей измеряются микронами, так что малейший «шаг в сторону» выводит диск из строя. Потому HDD столь чувствительны к внешним воздействиям. Если диску приходится работать в неоптимальных условиях (например, с перегревом), вероятность потери записанных данных резко возрастает.

Охлаждение ПК: азы

Если температура воздуха в системном блоке держится на уровне 36°С или выше, а температура процессора – более 60°С (либо жесткий диск постоянно нагревается до 45°С), пора принимать меры по улучшению охлаждения.

Но прежде чем бежать в магазин за новым кулером, примите во внимание несколько моментов. Не исключено, что проблему перегрева можно решить более простым способом. Например, системный блок должен располагаться так, чтобы имелся свободный доступ воздуха ко всем вентиляционным отверстиям. Расстояние, на которое его тыльная часть отстоит от стены или мебели, должно быть не меньше, чем два диаметра вытяжного вентилятора. Иначе возрастает сопротивление оттоку воздуха, а главное – нагретый воздух дольше остается рядом с вентиляционными отверстиями, так что значительная его часть вновь попадает в системный блок. Если он установлен неправильно, от перегрева не спасет даже самый мощный кулер (эффективность работы которого определяется разностью между его температурой и температурой охлаждающего радиатор воздуха).

КУЛЕР, ОСНОВАННЫЙ НА ЭФФЕКТЕ ПЕЛЬТЬЕ

Одна из новейших моделей, в которой использован эффект Пельтье. Обычно в таких кулерах представлен полный набор последних технологических достижений: ТЭМ, термотрубки, вентиляторы с продвинутой аэродинамикой и эффектный дизайн. Результат впечатляющий; хватило бы места в системном блоке…

Максимально эффективное охлаждение достигается при равенстве температур воздуха в системном блоке и в помещении, где он находится. Единственный способ получить такой результат – обеспечить эффективную вентиляцию. Для этого используются кулеры всевозможных конструкций.

В стандартном современном персональном компьютере обычно устанавливается несколько кулеров:

• в блоке питания;
• на центральном процессоре;
• на графическом процессоре (если в компьютере имеется дискретная видеоплата).

В отдельных случаях применяются дополнительные вентиляторы:

• для микросхем системной логики, расположенных на материнской плате;
• для жестких дисков;
• для корпуса ПК.

Эффективность охлаждения

Выбирая корпус для системного блока ПК, каждый из пользователей руководствуется собственными критериями. Например, моддерам требуется оригинальное дизайнерское решение либо возможность переделки для воплощения оного. Оверклокерам нужен корпус, в котором комфортно почувствует себя до предела разогнанный процессор, видеокарта, ОЗУ (список можно продолжать). И при этом все, конечно, хотят, чтобы системный блок был тихим и небольшим по размеру.

Однако навороченный ПК может выделять до 500 Вт тепла (см. таблицу ниже). Осуществимы ли пожелания с точки зрения законов физики?

СКОЛЬКО ТЕПЛА ВЫДЕЛЯЕТ КОМПЬЮТЕР

Есть несколько способов измерить тепловыделение.

1. По значениям потребляемой мощности, указанным в документации к компонентам ПК.

• Достоинства: доступность, простота.
• Недостатки: высокая погрешность и как следствие – завышенные требования к системе охлаждения.

2. С помощью сайтов, предоставляющих сервис для расчета тепловыделения (и потребляемой мощности), – например, www.emacs.ru/calc.

• Достоинства: не придется рыться в мануалах или путешествовать по сайтам производителей – нужные данные имеются в базах предлагаемых сервисов.
• Недостатки: составители баз не поспевают за производителями узлов, поэтому базы нередко содержат недостоверные данные.

3. По значениям потребляемой узлами мощности и коэффициентам тепловыделения, найденным в документации или измеренным самостоятельно. Этот способ – для профессионалов либо больших энтузиастов оптимизации системы охлаждения.

• Достоинства: дает самые точные результаты и позволяет наиболее эффективно оптимизировать работу ПК.
• Недостатки: чтобы использовать данный способ, необходимы серьезные знания и немалый опыт.

Пути решения

Главный принцип: чтобы отвести тепло, необходимо пропустить через системный блок определенное количество воздуха. Причем его объем должен быть тем больше, чем жарче в помещении и чем сильнее перегрев.

Простой установкой дополнительных вентиляторов проблему не решить. Ведь чем они многочисленнее, мощнее и «оборотистее», тем «звучнее» ПК. Причем мало того, что шумят двигатели и лопасти вентиляторов, – вследствие вибраций шумит весь системный блок (особенно часто это бывает при некачественной сборке и использовании дешевых корпусов). Для исправления такой ситуации рекомендуется применять низкооборотные вентиляторы большого диаметра.

Чтобы можно было добиться эффективного охлаждения, не используя шумные вентиляторы, системный блок должен иметь низкое сопротивление для воздуха, который через него проходит (на профессиональном языке это называется аэродинамическим сопротивлением). Говоря попросту – если воздух с трудом «пролезает» сквозь тесное пространство, забитое кабелями и компонентами, приходится ставить вентиляторы с большим избыточным давлением, а они неизбежно создают сильный шум. Другая проблема – пыль: чем больше воздуха надо прокачивать, тем чаще требуется очищать внутренность корпуса (об этом поговорим отдельно).

Аэродинамическое сопротивление

Для оптимального охлаждения всегда желательно использовать большой корпус. Только так можно добиться комфортной работы без шума и перегрева даже при аномальной (свыше 40°С) жаре. Маленький корпус уместен лишь в том случае, если компьютер имеет низкое тепловыделение либо используется водяное охлаждение.

Впрочем, для минимизации шума вовсе не обязательно собирать ПК с воздушным охлаждением в морском контейнере или в холодильнике. Достаточно учесть рекомендации специалистов. Так, свободное сечение в любом разрезе корпуса должно быть в 2–5 раз больше проходного сечения вытяжных вентиляторов. Это также относится и к отверстиям для подачи воздуха.

КУЛЕР НА ТЕРМОТРУБКАХ

Кулеры на термотрубках «молчаливы» и позволяют охлаждать даже весьма горячие компоненты ПК, такие как графические процессоры видеокарт. Однако нужно непременно учитывать специфические особенности этих охлаждающих систем.

Гибридные системы включают, наряду с термотрубками и радиаторами, обычные вентиляторы. Но присутствие термотрубок, облегчающих отвод тепла, позволяет обойтись вентилятором меньших размеров либо использовать низкооборотные, а значит, не столь шумные модели.

Для того чтобы снизить аэродинамическое сопротивление, нужно:

• обеспечить в корпусе достаточно свободного места для потоков воздуха (оно должно быть в несколько раз больше суммарного сечения вытяжных вентиляторов);
• аккуратно уложить кабели внутри системного блока, используя стяжки;
• в месте подачи воздуха в корпус установить фильтр, задерживающий пыль, но не оказывающий сильного сопротивления воздушному потоку;
• фильтр следует регулярно чистить.

Соблюдение нехитрых правил позволит установить низкооборотные вытяжные вентиляторы. Как уже говорилось, корпус должен обеспечивать подачу холодного воздуха из помещения, где стоит ПК, ко всем «горячим» компонентам без больших энергетических затрат (т.е. минимальным числом вентиляторов). Объем воздуха должен быть достаточным, чтобы его температура на выходе из корпуса не оказалась слишком высокой: для эффективной теплоотдачи компонентов ПК разность температур воздуха на входе и на выходе из системного блока не должна превышать нескольких градусов.

ВАРИАНТЫ КОМПОНОВКИ ВЕНТИЛЯТОРОВ И ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМНОГО БЛОКА, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ ЭФФЕКТИВНОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ ПК

Вот одна из концепций построения системы воздушного охлаждения:

• забор воздуха осуществляется внизу и спереди, в «холодной» зоне;
• вывод воздуха производится вверху и сзади, через блок питания. Это соответствует естественному движению нагретого воздуха вверх;
• при необходимости устанавливается дополнительный вытяжной вентилятор с автоматической регулировкой, расположенный рядом с БП;
• обеспечивается дополнительный забор воздуха для видеокарты через заглушку PCI­E;
• обеспечивается слабое вентилирование отсеков 3" и 5" дисков за счет слегка отогнутых заглушек незанятых отсеков;
• важно пустить основной поток воздуха через самые «горячие» компоненты;
• суммарную площадь заборных отверстий желательно довести до удвоенной площади вентиляторов (больше не требуется, поскольку эффекта это не даст, а накопление пыли увеличится).

В соответствии с данными рекомендациями можно дорабатывать корпуса самостоятельно (интересно, но хлопотно) либо при покупке выбирать соответствующие модели. Примерные варианты организации потоков воздуха через системный блок приводятся выше.

«Правильный» вентилятор

Если системный блок слабо «сопротивляется» потоку вдуваемого воздуха, можно использовать любой вентилятор, лишь бы он давал достаточный для охлаждения поток (об этом можно узнать из его паспорта, а также пользуясь онлайн­калькуляторами). Другое дело, если сопротивление воздушному потоку значительно – именно так обстоит дело с вентиляторами, монтируемыми в плотно «заселенные» корпуса, на радиаторы и в отверстия, забранные перфорацией.

Если вы решили самостоятельно заменить вышедший из строя вентилятор в корпусе или на кулере, устанавливайте такой, который обладает не меньшими значениями расхода и избыточного давления воздуха (см. паспорт). Если соответствующей информации нет, использовать подобный вентилятор в ответственных узлах (например, для охлаждения процессора) не рекомендуется.

Если уровень шума не слишком важен, можно устанавливать «оборотистые» вентиляторы большего диаметра. Более «толстые» модели позволяют снижать уровень шума, одновременно повышая давление воздуха.

В любом случае обращайте внимание на зазор между лопастями и ободом вентилятора: он не должен быть большим (оптимальная величина исчисляется десятыми долями миллиметра). Если расстояние между лопастями и ободом больше 2 мм, вентилятор окажется малоэффективным.

Воздух или вода?

Довольно широко распространено мнение, согласно которому водяные системы намного действеннее и тише обычных воздушных. Так ли это на самом деле? Действительно, теплоемкость у воды вдвое, а плотность – в 830 раз выше, чем у воздуха. Это значит, что равный объем воды способен отвести в 1658 раз больше тепла.

Однако с шумом все не так просто. Ведь теплоноситель (вода) в итоге отдает тепло все тому же «забортному» воздуху, и водяные радиаторы (за исключением огромных конструкций) оснащены такими же вентиляторами – их шум добавляется к шуму водяного насоса. Поэтому выигрыш, если он есть, не так уж велик.

Конструкция сильно усложняется, когда необходимо охладить несколько компонентов потоком воды, пропорциональным их тепловыделению. Не считая разветвленных трубок, приходится применять сложные регулирующие приборы (простыми тройниками и крестовинами не обойдешься). Альтернативный вариант – использовать конструкцию с раз и навсегда отрегулированными на заводе потоками; но в этом случае пользователь лишен возможности существенно изменить конфигурацию ПК.

Пыль и борьба с ней

Вследствие перепадов скоростей системные блоки компьютеров становятся настоящими пылесборниками. Скорость воздуха, идущего через входные отверстия, многократно превышает скорость потоков внутри корпуса. Кроме того, воздушные потоки часто меняют направление, огибая компоненты ПК. Поэтому большинство (до 70%) приносимой извне пыли оседает внутри корпуса; необходимо хотя бы раз в год производить чистку.

Впрочем, пыль может стать вашим «союзником» в борьбе за повышение эффективности системы охлаждения. Ведь активное ее оседание наблюдается как раз в тех местах, где воздушные потоки распределяются не оптимальным образом.

Воздушные фильтры

Волокнистые фильтры перехватывают более 70% пыли, что позволяет чистить корпус значительно реже. Зачастую в корпуса современных ПК устанавливают несколько вытяжных вентиляторов диаметром 120 мм, при этом воздух поступает в корпус через множество входных отверстий, рассредоточенных по всей конструкции, – их суммарная площадь много меньше площади вентиляторов. Устанавливать фильтр в такой корпус без доработки бессмысленно. Профессионалы дают здесь ряд рекомендаций:

• входные отверстия для забора охлаждающего воздуха должны быть расположены как можно ближе к его основанию;
• точки входа и выхода воздуха, пути его прохождения должны быть организованы так, чтобы воздушные потоки «омывали» наиболее нагретые элементы ПК;
• площадь отверстий для забора воздуха должна в 2–5 раз превышать площадь вытяжных вентиляторов.

Кулеры на элементах Пельтье

Элементы Пельтье – или, как их еще называют, термоэлектрические модули (ТЭМ), работающие на принципе эффекта Пельтье, – выпускаются в промышленных масштабах уже много лет. Их встраивают в автомобильные холодильники, охладители для пива, промышленные кулеры для охлаждения процессоров. Существуют модели и для ПК, хотя встречаются они еще довольно редко.

Сначала – о принципе работы. Как нетрудно догадаться, эффект Пельтье открыт французом Жаном­-Шарлем Пельтье; случилось это в 1834 году. Охлаждающий модуль на основе данного эффекта включает множество последовательно соединенных полупроводниковых элементов n­ и p­типов. При прохождении постоянного тока через такое соединение одна половина p-n­контактов будет нагреваться, другая – охлаждаться.

Эти полупроводниковые элементы ориентированы так, чтобы нагревающиеся контакты выходили на одну сторону, а охлаждающиеся – на другую. Получается пластинка, которую с обеих сторон покрывают керамическим материалом. Если подать на такой модуль достаточно сильный ток, разность температур между сторонами мо жет достигать нескольких десятков градусов.

Можно сказать, что ТЭМ – своего рода «тепловой насос», который, затрачивая энергию внешнего источника питания, перекачивает выделяемое тепло от источника (например, процессора) к теплообменнику – радиатору, участвуя таким образом в процессе охлаждения.

Чтобы эффективно отводить тепло от мощного процессора, приходится использовать ТЭМ из 100–200 элементов (которые, кстати, довольно хрупки); поэтому ТЭМ оснащен дополнительной медной контактной пластиной, что увеличивает размер устройства и требует нанесения дополнительных слоев термопасты.

Это снижает эффективность теплоотведения. Проблема частично решается заменой термопасты пайкой, но в доступных на рынке моделях такой способ применяется редко. Заметим, что энергопотребление самого ТЭМ достаточно велико и сопоставимо с количеством отводимого тепла (примерно треть используемой ТЭМ энергии также превращается в тепло).

Другая трудность, возникающая при использовании ТЭМ в кулерах, – необходимость точного регулирования температуры модуля; оно обеспечивается применением специальных плат с контроллерами. Это удорожает кулер, к тому же плата занимает дополнительное место в системном блоке. Если температуру не регулировать, она может опуститься до отрицательных значений; возможно также образование конденсата, что недопустимо для электронных компонентов компьютера.

Итак, качественные кулеры на основе ТЭМ дороги (от 2,5 тыс. руб.), сложны, громоздки и не так эффективны, как можно подумать, судя по их размерам. Единственная область, в которой такие кулеры незаменимы, – охлаждение промышленных компьютеров, работающих в жарких (выше 50°С) условиях; однако к теме нашей статьи это не относится.

Термоинтерфейс и термопаста

Как уже говорилось, составной частью любой охлаждающей системы (в том числе компьютерного кулера) является термоинтерфейс – компонент, через который осуществляется термоконтакт между тепловыделяющим и теплоотводящим устройствами. Выступающая в этой роли термопаста обеспечивает эффективный перенос тепла между, например, процессором и кулером.

Зачем нужна теплопроводящая паста

Если радиатор кулера неплотно прилегает к охлаждаемому чипу, эффективность работы всей охлаждающей системы сразу снижается (воздух – хороший теплоизолятор). Сделать поверхность радиатора ровной и плоской (для идеального контакта с охлаждаемым устройством) весьма трудно, да и недешево. Здесь и приходит на помощь термопаста, заполняющая неровности на контактирующих поверхностях и тем самым значительно повышающая эффективность теплопереноса между ними.

Важно, чтобы вязкость термопасты была не слишком высокой: это необходимо для вытеснения воздуха из места термоконтакта при минимальном слое термопасты. Учтите, кстати, что полировка подошвы кулера до зеркального состояния сама по себе может и не улучшить теплообмен. Дело в том, что при ручной обработке практически нереально сделать поверхности строго параллельными, – в итоге зазор между радиатором и процессором может даже увеличиться.

Прежде чем наносить новую термопасту, старательно избавьтесь от старой. Для этого используются салфетки из нетканых материалов (они не должны оставлять волокон на поверхностях). Разводить пасту крайне нежелательно, так как это сильно ухудшает теплопроводящие свойства. Дадим еще несколько рекомендаций:

• применяйте термопасты с теплопроводностью более 2–4 Вт/(К*м) и низкой вязкостью;
• устанавливая кулер, каждый раз наносите свежую термопасту;
• при установке необходимо, зафиксировав кулер креплением, сильно (но не слишком, иначе возможны повреждения) прижать его рукой и несколько раз повернуть вокруг оси в пределах существующих люфтов. В любом случае монтаж требует навыка и аккуратности.

Термотрубки

Термотрубки замечательно подходят для отвода излишков тепла. Они компактны и бесшумны. По конструкции это герметичные цилиндры (могут быть довольно длинными и произвольным образом изогнутыми), частично заполненные теплоносителем. Внутри цилиндра находится другая трубка, сделанная в виде капилляра.

Работает термотрубка следующим образом: в нагретой области теплоноситель испаряется, его пар переходит в охлаждаемую часть термотрубки и там конденсируется – а конденсат по капиллярной внутренней трубке возвращается в нагретую область.

Главное преимущество термотрубок состоит в высокой теплопроводности: скорость распространения тепла равна скорости, с которой пары теплоносителя проходят трубку из конца в конец (она весьма велика и близка к скорости распространения звука). В условиях меняющегося тепловыделения охлаждающие системы на термотрубках очень эффективны. Это важно, например, для охлаждения процессоров, которые, в зависимости от режима работы, выделяют разное количество тепла.

Выпускаемые сейчас термотрубки способны отводить 20–80 Вт тепла. При конструировании кулеров обычно применяются трубки диаметром 5–8 мм и длиной до 300 мм.

Однако при всех преимуществах термотрубок у них есть одно существенное ограничение, о котором далеко не всегда пишут в руководствах. Производители обычно не указывают температуру закипания теплоносителя в термотрубках кулера, между тем именно она определяет порог, при пересечении которого термотрубка начинает эффективно отводить тепло. До этого момента пассивный кулер на термотрубках, не имеющий вентилятора, работает как обычный радиатор. Вообще, чем ниже температура закипания теплоносителя, тем эффективнее и безопаснее кулер на термотрубках; рекомендуемое значение – 35-40°С (лучше, если температура закипания указана в документации).

Подведем итоги. Кулеры на тепловых трубках особенно полезны при высоком (более 100 Вт) тепловыделении, но их можно применять и в других случаях – если не смущает цена. При этом необходимо использовать термопасты, эффективно передающие тепло, – это позволит полностью реализовать возможности кулера. Общий принцип выбора таков: чем больше термотрубок и чем они толще, тем лучше.

Разновидности термотрубок

Термотрубки высокого давления (HTS). В конце 2005 года компания ICE HAMMER Electronics представила новый вид кулеров на тепловых трубках высокого давления, построенных по технологии Heat Transporting System (HTS). Можно сказать, что данная система занимает промежуточное положение между тепловыми трубками и жидкостными системами охлаждения. Теплоносителем в ней является вода с примесью аммиака и других химических соединений при нормальном атмосферном давлении. Благодаря подъему пузырьков, образующихся при закипании смеси, циркуляция теплоносителя значительно ускоряется. Видимо, такие системы максимально эффективно работают, когда трубки занимают вертикальное положение.

Технология NanoSpreader позволяет создавать полые теплопроводящие ленты из меди шириной 70–500 мм и толщиной 1,5–3,5 мм, заполненные теплоносителем. Роль капилляра играет полотно из медных волокон, возвращающее сконденсированный теплоноситель из зоны конденсации в зону нагрева и испарения. Форму плоской ленты поддерживает упругий крупнопористый материал, который не позволяет стенкам спадаться и обеспечивает свободное перемещение паров. Главные преимущества тепловых лент – малая толщина и возможность накрывать большие площади.

Моддинг и системы охлаждения

Слово «моддинг» образовано от английского modify (модифицировать, изменять). Моддеры (те, кто занимается моддингом) преобразуют корпуса и «внутренности» компьютеров с целью улучшения технических характеристик, а главное – внешнего вида. Как и любители автомобильного тюнинга, компьютерные пользователи хотят персонифицировать свой инструмент работы и творчества, незаменимое средство коммуникации и центр домашних развлечений. Моддинг – мощное средство самовыражения; это, безусловно, творчество, возможность поработать головой и руками, приобрести ценный опыт.

ТОВАРЫ ДЛЯ МОДДИНГА

Существует масса специализированных интернет-магазинов (как российских, так и зарубежных), которые предлагают товары для моддинга, доставляя их по всему миру. Отечественными пользоваться удобнее: с иностранными больше хлопот (например, при переводе денег), да и доставка, как правило, дорогая. Подобные специализированные ресурсы легко найти, воспользовавшись поисковыми системами.

Иногда принадлежности для моддинга совершенно неожиданно обнаруживаются в прайс-листах обычных интернет-магазинов, причем цена на них подчас ниже, чем в специализированных. Поэтому рекомендуем не спешить с покупкой того или иного аксессуара – сперва тщательно изучите несколько прайс-листов.

Что изменяют моддеры в компьютерах

Вряд ли среднестатистический моддер способен переделать сложную начинку: возможности пользователя, не обладающего специальными знаниями в области радиоэлектроники и схемотехники, все же ограниченны. Поэтому компьютерный моддинг предполагает в основном «косметическое» преображение корпуса компьютера.

ОСНОВНЫЕ ПРОИЗВОДИТЕЛИ ТОВАРОВ ДЛЯ МОДДИНГА

Чтобы лучше ориентироваться в комплектующих, имеет смысл знать имена некоторых компаний, специализирующихся на выпуске мод-товаров: Sunbeam, Floston, Gembird, Revoltec, Vizo, Sharkoon, Vantec, Spire, Hanyang, 3R System, G. M. Corporation, Korealcom, RaidMax, Sirtec (компьютерные корпуса и блоки питания), Zalman, Akasa (БП, системы охлаждения), Koolance, SwiftTech (водяное охлаждение), VapoChill (системы криогенного охлаждения), Thermaltake (в основном корпуса и мод-панели).

В частности, осуществляются так называемые blowhole-моды: в корпусе прорезаются отверстия для вентиляции, а также для установки дополнительных кулеров. Такие модификации не просто улучшают внешний вид – они полезны для общего «здоровья» компьютера, поскольку усиливают охлаждение компонентов системы.

Опытные моддеры часто сочетают приятное с полезным: устанавливают жидкостные системы охлаждения (большинство их имеет совершенно футуристический дизайн).

Построение эффективной системы водяного охлаждения (СВО) – задача не из легких и в техническом, и в финансовом смысле. Как было сказано, необходим солидный багаж специальных знаний, которые есть далеко не у каждого; да и без технических навыков не обойтись. Все это сильно стимулирует к покупке готовой СВО. Склоняясь к данному варианту, будьте готовы изрядно раскошелиться. Причем далеко не факт, что прирост производительности процессора и прочих компонентов системного блока, даже разогнанного благодаря эффективному отводу тепла новой СВО, окупит разницу в стоимости по сравнению со штатной (или даже улучшенной) системой воздушного охлаждения. Но у такого варианта есть и явные плюсы. Приобретая готовую СВО, вы не должны будете самостоятельно подбирать отдельные компоненты, заказывать их на сайтах разных производителей или продавцов, ожидать доставки и т.п. К тому же не придется заниматься модификацией корпуса ПК – часто это преимущество перевешивает все недостатки. Наконец, серийные СВО обычно дешевле моделей, собранных по частям.

Примером СВО, предоставляющей разумный компромисс между свободной творчества и простотой сборки (без ущерба для эффективности охлаждения), является система KoolanceExos-2 V2. Она позволяет использовать самые разные водоблоки (так называются полые теплообменники, накрывающие охлаждаемый элемент) из широкого ассортимента, выпускаемого компанией. Блок данной СВО объединяет радиатор-теплообменник с вентиляторами, помпу, расширительный бачок, датчики и управляющую электронику.

Процесс установки и подключения таких СВО очень прост – он подробно описан в руководстве пользователя. Учтите, что вентиляционные отверстия СВО располагаются сверху. Соответственно, над вентиляторами должно быть достаточно свободного места для оттока нагретого воздуха (не менее 240 мм при диаметре вентиляторов 120 мм). Если такого пространства сверху нет (например, мешает столешница компьютерного стола), можно просто положить блок СВО рядом с системным блоком – хотя такой вариант не описан в инструкции.

Самый простой и очевидный способ моддинга – замена штатных кулеров на моддерские с подсветкой (их выбор также достаточно широк: есть и мощные процессорные кулеры, и слабенькие – декоративные).

Главное правило: сравнивайте цены в разных поисковых системах и интернет­магазинах! Амплитуда колебаний вас немало удивит. Разумеется, следует выбирать более дешевые предложения, непременно обращая внимание на условия оплаты, доставки и гарантии.

Системы охлаждения компьютера бывают разных типов и разной эффективности. Вне зависимости от этого, у них у всех одна и та же цель: остудить устройства внутри системного блока, чем предохранить их от сгорания и повысить эффективность работы. Разные системы предназначены для охлаждения разных устройств и делают они это при помощи разных способов. Это, конечно, не самая захватывающая тема, но меньше важной она от этого не становится. Сегодня мы подробно разберемся какие системы охлаждения нужны нашему компьютеру, и как добиться максимальной эффективности их работы.

Для начала предлагаю быстренько пробежаться по системам охлаждения вообще, дабы к изучению компьютерных их разновидностей мы подошли максимально подготовленными. Надеюсь, что это сэкономит наше время и упростит понимание. Итак. Системы охлаждения бывают…

Воздушные системы охлаждения

Сегодня это наиболее распространенный тип систем охлаждения. Принцип его действия очень прост. Тепло от нагревающего компонента передается на радиатор с помощью теплопроводящих материалов (может быть прослойка воздуха или специальная теплопроводящая паста). Радиатор получает тепло и отдает его в окружающее пространство, которое при этом либо просто рассеивается (пассивный радиатор), либо сдувается вентилятором (активный радиатор или кулер). Такие системы охлаждения устанавливаются непосредственно в системный блок и практически на все греющиеся компьютерные компоненты. Эффективность охлаждения зависит от размеров эффективной площади радиатора, металла из которого он сделан (медь, аллюминий), скорости проходящего потока воздуха (от мощности и размеров вентилятора) и его температуры. Пассивные радиаторы устанавливаются на те компоненты компьютерной системы, которые не очень сильно греются в процессе работы, и возле которых постоянно циркулируют естественные воздушные потоки. Активные системы охлаждения или кулеры разработаны в основном для процессора, видеоадаптера и прочих постоянно и напряженно работающих внутренних компонентов. Для них иногда могут устанавливаться и пассивные радиаторы, но обязательно с более эффективным чем обычно отводом тепла при низкой скорости воздушных потоков. Это дороже стоит и применяется в специальных бесшумных компьютерах.

Жидкостные системы охлаждения

Чудо-диво-изобретение последней десятилетки, используется в основном для серверов, но в связи с бурным развитием техники, со временем имеет все шансы перебраться и в домашние системы. Дорого и немного страшно, если представить, но достаточно эффективно, поскольку вода проводит тепло в 30 (или около того) раз быстрее воздуха. Такой системой можно практически без шума одновременно охлаждать несколько внутренних компонентов. Над процессором помещается специальная металлическая пластинка (теплосъемник), которая собирает тепло с процессора. Поверх теплосъемника периодически прокачивается дистиллированная вода. Собирая с него тепло, вода попадает в радиатор охлажденный воздухом, остывает и начинает свой второй круг с металлической пластины над процессором. Радиатор при этом рассеивает собранное тепло в окружающую среду, охлаждается и ждет новую порцию нагретой жидкости. Вода в таких системах может быть специальная, например, с бактерицидным либо антигальваническим эффектом. Вместо такой воды может использоваться антифриз, масла, жидкие металлы или еще какая-нибудь жидкость, обладающая высокой теплопроводностью и высокой удельной теплоемкостью, дабы обеспечить максимальную эффективность охлаждения при наименьшей скорости циркуляции жидкости. Конечно, такие системы более дорогие и сложные. Они состоят из помпы, теплосъемника (ватерблок или головка охлаждения), прикрепленного к процессору, радиатора (может быть как активным, так и пассивным), обычно прикрепленного к задней части корпуса компьютера, резервуара для рабочей жидкости, шлангов и датчикв потока, разнообразных измерителей, фильтров, сливных кранов и пр. (перечисленные компоненты, начиная от датчиков, опциональны). Кстати, замена такой системы - занятие не для слабонервных. Это вам не вентилятор с радиатором поменять.

Фреоновая установка

Маленький холодильник, устанавливаемый прямо на нагревающийся компонент. Они эффективны, но в компьютерах применяются в основном, исключительно для разгона. Знающие люди говорят, что у него больше недостатков, чем достоинств. Во-первых, конденсат, который появляется на детальках, более холодных, чем окружающая среда. Как вам перспектива появления жидкости внутри святая святых? Повышенное энергопотребление, сложность и немалая цена – меньшие недостатки, но от этого достоинствами тоже не становятся.

Системы открытого охлаждения

В них используется сухой лед, жидкий азот либо гелий в специальном резервуаре (стакане), установленном прямо на охлаждаемом компоненте. Используется Кулибиными для самого экстремального разгона или оверклокинга, по нашему. Недостатки те же – дороговизна, сложность и пр. + 1 очень существенный. Стакан надо постоянно наполнять и периодически бегать в магазин за его содержимым.

Системы каскадного охлаждения

Две и более последовательно подключенные системы охлаждения (например, радиатор + фреон). Это самые сложные в реализации системы охлаждения, которые в состоянии работать без перерывов, в отличие от всех остальных.

Комбинированные системы охлаждения

Такие сочетают в себе элементы охлаждения систем различных типов. В пример комбинированных можно привести Ватерчпперы. Ватерчипперы = жидкость + фреон. Антифриз циркулирует в системе жидкостного охлаждения и кроме нее охлаждается еще и фреоновой установкой в теплообменнике. Еще более сложно и дорого. Сложность в том, что теплоизоляция понадобится и всей этой системе, зато этот агрегат можно применять для одновременного эффективного охлаждения сразу нескольких компонентов, что довольно сложно реализуется в других случаях.

Системы с элементами Пельтелье

Они никогда не используются самостоятельно и кроме этого, имеют наименьшую эффективность. Их принцип работы описал Чебурашка, когда предложил Гене понести чемоданы (“Давай я понесу чемоданы, а ты понесешь меня”). Элемент Пельтелье устанавливают на нагревающий компонент, а другую сторону элемента охлаждают другой, обычно воздушной или жидкостной системой охлаждения. Поскольку возможно охлаждение до температуры ниже окружающей среды, то проблема конденсата актуальна и в этом случае. Элементы Пельтелье менее эффективны, чем фреоновое охлаждение, но при этом тише и не создают вибраций, как холодильники (фреон).

Если вы никогда не замечали, то внутри вашего системного блока постоянно кипит бурнейшая деятельность: ток бегает туда-сюда, процессор считает, память запоминает, программы работают, жесткий диск вертится. Компьютер работает, одним словом. Из школьного курса физики мы знаем, что проходящий ток нагревает устройство, а если устройство греется, то это – нехорошо. В худшем случае оно просто перегорит, а в лучшем будет просто туго работать. (Это действительно частая причина не слабо тормозящей системы). Именно во избежание таких вот неприятностей внутри вашего системного блока предусмотрено несколько видов разнообразных систем охлаждения. По крайней мере, для самых важных компонентов.

Охлаждение системного блока

Как производится охлаждение? В основном – воздухом. Когда вы включаете компьютер, он начинает гудеть – включается вентилятор (очень часто их несколько), потом он затихает. Через несколько минут работы, когда ваша система достигла определенного порогового температурного значения, вентилятор включается вновь. И так все время работы. Самый большой и самый заметный вентилятор внутри системного блока просто выдувает из коробки нагревшийся воздух, чем и охлаждает все вместе взятое, включая компоненты, на которые трудно установить собственную систему охлаждения, например, жесткий диск. По законам той самой физики, на место нагретого воздуха через специальные вентиляционные отверстия в передней части системного блока, поступает охлажденный воздух. Точнее тот, который еще просто не успел нагреться. Охлаждая собой внутренние части компьютера, он нагревается сам и выходит через отверстия в боковой и/ или задней панели системного блока.

Охлаждение процессора

У процессора, как у очень важного и постоянно загруженного компонента вашего железного друга есть личная система охлаждения. Она состоит аж из двух компонентов – радиатора и вентилятора, конечно же меньших размеров, чем тот о котором мы только что говорили. Радиатор иногда называют теплосъемником, в соответствии с его основной функциональной деятельностью – он рассеивает тепло от процессора (пассивное охлаждение), а маленький вертилятор сверху сдувает тепло с радиатора (активное охлаждение). Кроме этого, процессор смазывается специальной термопастой, способствующей максимальной передаче тепла от процессора к радиатору. Дело в том, что поверхности и процессора, и радиатора даже после полировки имеют зазубрины около 5 мкм. В результате таких зазубрин между ними остается тончайший воздушный слой с очень низкой теплопроводимостью. Именно эти промежутки и замазываются пастой из вещества с высоким коэффициентом теплопроводности. У пасты ограниченный срок действия, соответственно, ее нужно менять. Это удобно делать одновременно с чисткой системного блока, о которой мы поговорим чуть ниже, тем более, что старая паста вообще может давать обратный эффект.

Охлаждение видеокарты

Современная видеокарта – это компьютер внутри компьютера. Система охлаждения крайне необходима и ей. У простеньких и дешевых видеокарт системы охлаждения может и не быть, а вот современные видеоадаптеры для игровых монстров в обязательном порядке нуждаются в освежающей прохладе, пожалуй, даже больше чем вы в сорокаградусную жару.

Загрязнение пылью

Вместе с воздухом из комнаты внутрь вашего системного блока поступает пыль. Причем, даже в регулярно убираемом и проветриваемом помещении, пыли, на диво, достаточно, чтобы за несколько месяцев ежедневной работы опутать вашу новенькую крутилку неизвестно откуда взявшимися длинными, малоприятными для глаз шерстяными лохмами. Это дает обратный эффект – забиваются вентиляционные отверстия, а “лохмы” (кроме того, что они физически не позволяют крутиться вентилятору) не хуже норковой шубы согреют ваш компьютер до самого процессора, причем не только в тропический зной, но и в полярную вьюгу. Человек, насколько я знаю, болеет от переохлаждения, компьютер же вполне может заболеть от перегрева. Лечим бедолагу приблизительно раз в пол года не антибиотиками и горячим чаем с малиной, а пылесосом. Желательно приобретенном в специальном магазине компьютерной техники. Привычный, в очень крайнем случае, сойдет, но следует быть предельно осторожным со статическим электричеством. Его очень не любят внутренние компоненты.

Чистка системы охлаждения

Первый признак плохо работающей или не работающей совсем системы – “не гудит” вентилятор и греется системный блок. Кстати, это частая причина самовыключения компьютера или слишком медленной работы системы, а диагноз настолько прост, что может банально не прийти в голову. И начинается: обновление драйверов, сканирование антивирусом, аппаратное обновление системы, покупка дополнительных модулей оперативной памяти и прочие невеселые телодвижения. Смешно? Скорее печально. Срочно вскрываем пациента и смотрим, что у него внутри. Желательно перед этим поискать точный алгоритм проведения процедуры в технической документации у производителей материнки.

В принципе, в чистке системного блока нет ничего сложного. Нужно выключить компьютер, не забыв вытянуть шнур из розетки, разобрать системный блок и аккуратно очистить все внутренности от пыли. В магазинах продаются специальные пылесосы, которыми это делать лучше всего. Больше всего пыли скапливается на радиаторе с вентилятором и возле вентиляционных отверстий на системном блоке. Аккуратно удаляем с них пылевые накопления и смазываем при необходимости (у вентилятора нужно снять наклейку и капнуть несколько капель на ось вентилятора). Неплохо подойдет масло для швейных машинок. Кроме этого, необходимо очистить процессор от старой термопасты и намазать на него новую. Аналогичные действия повторяем с видеокартой и вентилятором системного блока. Осталось собрать компьютер и пользоваться им еще несколько месяцев перед проведением повторной чистки системного блока. Ноутбуки чистить тоже нужно, причем судя по моему опыту – несколько чаще, чем стационарные (малые расстояния между компонентами внутри ноута и потребление печенюшек и бутербродов рядом с ним любимым делают свое черное дело). Многие пользователи легко справляются с этой процедурой без помощи компьютерных специалистов, но лучше не спешить, особенно с ноутбуками, если вы не чувствуете себя достаточно уверенно. Риски: статическое электричество может вывести из строя материнку, процессор или что-нибудь еще, а также вы сами, в силу неопытности, запросто можете повредить что-нибудь важное. Шутки-шутками, но делать это действительно нужно, иначе проблем может появиться просто немерянное количество.

Если же вы почистили компьютер, но заметного облегчения это не принесло, возможно вам придется установить более сильную систему охлаждения. В самом легком случае может помочь дополнительный вентилятор. Чтобы узнать степень нагрева системных компонентов, можно заглянуть на сайт производителя материнской платы. Вполне возможно, что там вы найдете специальное программное обеспечение, которое поможет это определить. Усредненные показатели для процессора это 30-50 градусов, а в режиме нагрузки до 70-ти. Винчестер не должен греться более чем на 40 градусов. Более точные показатели следует проверить в технической документации.

В завершение описанного, хочу сказать, что в 90 (если не больше) процентах случаев вполне подойдет стандартная штатная система охлаждения. Метаться между качеством и ценой, а также внедрять систему охлаждения в свой компьютер (иногда это довольно рискованно и совсем не просто) действительно нужно владельцам серверов, мощных игровых компьютеров и любителям экспериментов с разгоном. Если же вы покупаете компьютер для дома или офиса, вам нужно просто поинтересоваться, что у него внутри, дабы возможная экономия производителя не вылезла для вас боком.

Процессоры греются, этим фактом никого не удивишь, и поэтому на них ставят кулеры.
Все хорошо, пока CPU работает на штатных частотах с предназначенным для него или подобранным специалистом кулером, но когда компьютер собирается самостоятельно, или система подвергается разгону, к охлаждению нужно подходить с особым вниманием.

Можно, конечно, не долго думая, брать кулер с медным килограммовым радиатором и огромным вентилятором, который не только охладит процессор, но и соберет пыль из всех соседних комнат, не говоря уже о звуковой имитации взлета «Боинга-747».

Почему греется процессор?

Нагрев, прежде всего, связан с тем, что протекание тока в полупроводнике неминуемо влечет выделение тепла.
Из школьного курса физики известно, что энергия не берется из ниоткуда и не девается в никуда.

В данном случае она просто переходит в тепловую.
Ситуацию осложняет то, что микросхема «окружена» веществами, которые по своей природе плохо проводят тепло (корпус, изолирующие слои, etc.) и не дают тем самым кристаллу самостоятельно охладиться.

Зачем охлаждать процессор?

Кроме того, что при повышении температуры процессора на 10 градусов его срок годности уменьшается вдвое, теряется приблизительно 1.5% производительности CPU.
Но даже вдвое уменьшенный срок службы камня превышает срок его «актуальности» (ты его поменяешь раньше, чем он выйдет из строя), а 1.5% от 2 ГГц - это всего-то 30 МГц.

Поэтому главная причина охлаждения CPU - это нестабильная работа и, в итоге, выход процессора из строя при превышении определенной критической температуры в течение определенного времени (зачастую, довольно продолжительного).
Например, существует неписанная зависимость летней стабильности системы: летом компы начинают глючить.

А о весомости этого аргумента можешь спросить любого счастливого обладателя раннего Athlon’а или Duron’а.
Да и эксперименты Тома Пабста с «естественным» охлаждением новых процессоров ты, возможно, видел в Интернете.

Так почему же высокая температура столь отрицательно действует на CPU ?

Это связано в первую очередь с тем, что в процессе жизнедеятельности в камне происходит помимо чисто электрических явлений еще и несметное количество электрохимических реакций, протекание которых во многом зависит от температуры.
Некоторым реакциям высокая температура идет на пользу, но в большинстве случаев ее влияние негативно.
Так что охлаждение необходимо!

Маркировка процессоров

Для того чтобы рационально охлаждать кристалл, хорошо бы знать, до какой температуры ему не следует нагреваться.
Кроме экспериментального метода определения этой температуры и метода чтения технических характеристик есть еще один способ - чтение маркировки.
Найти ее можно непосредственно на процессоре.
А можно и с помощью специально предназначенной утилиты.

Информацию о максимально допустимой температуре Athlon’ов ХР (Thoroughbred, Thoroughbred-B и Palomino), МР, а также Duron’ов содержит третий справа символ их OPN-номера; Athlon’ов SlotA - пятый (считая последний отдельно стоящий).
Интерпретируются эти символы следующим образом: S=95, T=90, V=85, Y=75, R=70, X=65, Q=60 градусов Цельсия.

К первой группе относятся процессоры, маркировка которых начинается с AXD, A, D; второй - AMD-A, AMD-K7, etc.

Процессоры Intel максимальной температуры в своей маркировке, к сожалению, не содержат.

Есть еще одно «Но»: некоторые недобросовестные продавцы перепиливают маркировку CPU с целью продать их подороже.
Естественно, гарантию сохранности оригинальных данных о максимальной температуре процессора они не дают.
Посему не советую тебе особо доверять надписи на камне, купленном у Васи с радиорынка.
Пользуйся софтварным методом определения маркировки.

Тепловыделение процессора

И еще одна характеристика процессора, которая тебе пригодится при расчете охлаждения - его максимальное тепловыделение или тепловая мощность.
В англоязычной документации этот параметр носит название Maximum Thermal Power.
Его физический смысл - количество тепла, выделяемое работающим CPU за единицу времени.

Тепловыделение при разгоне

При разгоне тепловыделение CPU растет пропорционально частоте.
Если ты разгоняешь Athlon XP 1700+ (1.46 GHz), у которого типичное тепловыделение 44.9 Вт до 2000+ (1.66 GHz), то его тепловыделение будет 44.9 x 1.66 / 1.46= 51.05 Вт.
Если быть точным, растет оно не совсем пропорционально: пропорционально оно растет с увеличением частоты шины, а при увеличении напряжения происходит скачок.
Но в целом зависимость верна, и можно считать увеличение тепловыделения пропорциональным увеличению тактовой частоты.

Виды охлаждения

Для ПК существует два основных вида охлаждения: жидкостное и воздушное.
При использовании первого система охлаждения имеет такой вид: непосредственно к процессору прилегает полая внутри металлическая пластина, через которую с помощью насоса прогоняется жидкость.
Вода имеет большую чем воздух теплопроводность, поэтому гораздо лучше отводит от процессора тепло.

После получения тепловой энергии жидкость отводится в специальный радиатор, где и охлаждается.
Причем доводить ее можно до температуры гораздо ниже температуры окружающей среды, повышая тем самым эффективность системы.
Главный недостаток жидкостного охлаждения - сложность и, как следствие, дороговизна.

Воздушная система охлаждения представляет собой совокупность радиатора и вентилятора, именуемую в народе просто «кулером».

Прежде чем начать разговор о том, каковы тонкости и нюансы системы охлаждения, стоит отметить некоторые наиболее значимые аспекты для дальнейшего понимания механизма охлаждения как целостной (единой) системы, поддерживающей стабильную работу компьютера.

Итак, все корпуса системных блоков компьютеров собираются производителями по единому стандарту (так называемый стандарт АТХ). В более широком смысле этот стандарт отвечает за устройство всего компьютера (включая отдельные компоненты: распиновка разъемов питания, размеры материнских плат и т.д.). Нас же интересуют только принципы и порядок размещения технологических отверстий и вентиляторов внутри системного блока. Как видно на фото 1 воздух в системном блоке всегда движется в строго определенном направлении, т.е. от передней к задней стенке (фото 1).

Вот за обеспечение движения воздуха в системном блоке как раз и отвечают вентиляторы (их еще называют «кулеры»).

Распределение кулеров в системном блоке

Кулер в передней части системного блока служит для нагнетания воздуха вовнутрь. Именно поэтому при установке вентиляторов следует обращать внимание на то, в какую сторону будет двигаться воздух, ведь если повернуть кулер другой стороной, то он будет выдувать, а не нагнетать воздух (некоторые производители специальной стрелкой на боковой поверхности вентилятора указывают направление движения воздуха при его работе). Фото 2.

Кулер в боковой стенке не является обязательным атрибутом, но если он присутствует, то он также отвечает за нагнетание воздуха вовнутрь системного блока.

Что касается движения воздуха через нижнюю и верхнюю части блока, что здесь, как правило, есть специальные технологические отверстия, через которые также проходит воздух. В зависимости от конструкции блока и его начинки (размещение деталей и узлов, нависание жгутов проводов и т.п.) через эти отверстия воздух либо поступает, либо отводится естественным образом.

За отвод воздуха из блока отвечает вентилятор, расположенный на задней стенке корпуса. И это место выбрано не случайно. Еще помните, что теплый воздух всегда поднимается вверх? Так вот именно поэтому данный кулер находится в верхней части системного блока. Кстати, стоит заметить, что в хороших системниках блок питания находится внизу (как на фото 1), а отводящий кулер - вверху (т.е. на том месте, где у большинства стандартных системников устанавливается блок питания).

Примечание: Многие пользователи любят устанавливать дополнительные вентиляторы в верхней крышке корпуса для нагнетания воздуха вовнутрь. В результате они только снижают эффективность всей системы охлаждения.

Как правильно подобрать необходимый кулер

Для системных блоков существует три самых распространенных типоразмера вентиляторов:

1. 80х80х25 мм
2. 92х92х25 мм
3. 120х120х25 мм

Все они различаются типом (по типу используемого подшипника) и видом устанавливаемых электродвигателей: они обеспечивают разную скорость вращения крыльчатки (при этом потребляют различный ток). Кроме того, вентиляторы имеют разную полезную площадь лопастей. А уже от скорости вращения лопастей и размеров самого вентилятора зависит его производительность, а именно величина статического давления (т.е. нагнетание в замкнутую систему под давлением) и максимальный объём этого нагнетенного воздуха за единицу времени. Объём переносимого воздуха обозначается как CFM (cubic feet per minute), а скорость вращения - RPM (rotates per minute).

При выборе вентиляторов следует обращать внимание на размер его крыльчатки (т.е. диаметральная площадь, по которой вращаются лопасти). Ведь при одной и той же скорости вращения кулер с большей площадью крыльчатки, другими словами больше размером, является более эффективным. Кроме того, такой вентилятор меньше шумит, так как может работать при меньших оборотах (а объем прокачивать тот же). Фото 3.

Примечание: если в задней части корпуса вентилятор работает интенсивнее (т.е. имеет более высокую скорость вращения, чем вентилятор спереди и при условии, что он не меньше по типоразмеру), то таким образом через всю систему прокачивается намного больший объем воздуха. Тем самым охлаждение является более эффективным.

Кулер и радиатор для процессора

Что касается требований к радиаторам для процессора, то здесь стоит выбирать радиаторы из меди или с медным сердечником. Если вы готовы приобрести радиатор на тепловых трубках, то такая система охлаждения будет еще эффективней, так как в таких радиаторах отвод тепла происходит по тепловым трубкам до самых дальних ребер.

Вообще стоит отметить, что эффективность охлаждения процессора является проблемой комплексной. Так если радиатор имеет низкую теплопроводность (его основание греется быстрее, чем концы его ребер) или если он обладает высоким гидравлическим сопротивлением (т.е. более густое оребрение радиатора требует большего давления, чтобы прокачать сквозь него воздух), то данные проблемы одним только увеличением скорости вращения вентилятора не решишь. Мнение, чем быстрее вращается кулер, тем лучше – является не верным. В таких случаях решение выглядит таким образом (фото 4): радиатор на тепловых трубках с двумя кулерами от Venom.

Если вы обладатель только лишь боксового варианта радиатора (от англ. Box – коробка, т.е. коробочный вариант, стандартный, заводской), не стоит отчаиваться. Помните, что правильная организация воздушного потока внутри корпуса прекрасно справится с охлаждением всей системы.

Относительно вентилятора для радиатора следует знать, что кулер должен соответствовать габаритам радиатора. Нет смысла на боксовый радиатор от AMD лепить чудо 120х120 мм, так как необходимо не обдувать сам радиатор, а именно продувать воздух сквозь ребра радиатора, что, согласитесь, невозможно при несоответствии размеров кулера (площади его крыльчатки) и радиатора (поперечной площади его ребер).

Немаловажным является выбор типа подшипника вертушки. Так подшипники качения (ball bearing) являются самыми долговечными и тихими, однако подшипники скольжения (slide bearning) менее долговечны, но при этом имеют меньшую стоимость.

Вопрос, с какой скоростью должен вращаться кулер, является довольно тривиальным. Дело в том, что чем выше скорость вращения, тем интенсивнее воздушный поток. И вместе с тем трудно сказать, достаточен ли этот поток процессору в данный момент, пока не узнаешь текущую температуру ядра. Другими словами температуру нужно отслеживать и в зависимости от нагрузки регулировать скорость вращения кулера. Заниматься этим вручную (если вы не фанат оверлокинга) нет никакого смысла. Материнские платы уже давно регулируют скорость вращения кулеров автоматически.

На что стоит обратить внимание, так это на максимальную скорость вращения вентилятора. Современные кулеры поддерживают максимальную скорость вращения от 2000 до 8000 оборотов в минуту. А вот обычное (штанное) значение для боксовых кулеров Intel находится в пределах от 3000 до 4000 оборотов в минуту.

Радиаторы для материнской платы

Кроме всего прочего, охлаждению также подлежат компоненты материнской платы. Так, например, производители устанавливают уже готовый комплект радиаторов на южный и северный мост, а также на группу силовых транзисторов (фото 5).

Такое решение, очевидно, очень повышает эффективность всей системы охлаждения в целом. Ведь рассеянное тепло легче отвести даже слабым воздушным потоком.

Как видеокарта снижает эффективность охлаждения

Как ни странно, но видеокарта, несмотря на наличие собственной системы охлаждения, также может негативно влиять на всю остальную систему охлаждения системного блока.

Это происходит от того, что отводя тело от графического процессора, система охлаждения выбрасывает его внутрь системного блока. А некоторые и вовсе просто перемешивают воздух внутри корпуса компьютера. Кроме того, из-за большой площади самой платы видеокарты внутренний объем системного блока становится как бы разделенным пополам, что препятствует свободному движению воздуха (фото 6). Для решения этой проблемы рекомендуется устанавливать дополнительный вентилятор на боковой стенке кожуха.