Охлаждение процессора и видеокарты компьютера
Чтобы понять, как работает система охлаждения, вспомним физику. Такого понятия как «холод» – не существует, оно относительно и его невозможно изменить. Есть понятие тепло – любой элемент компьютера, который потребляет энергию выделяет тепло. Все вокруг нас имеет определенный заряд тепла, который постоянно передается от большего к меньшему.
Это очень упрощенное объяснение. Но теперь мы знаем, что воздух, который проходит через радиатор, не охлаждает его, а просто забирает тепло на себя. Есть еще теплопроводность и теплоемкость материалов. Радиаторы делают из максимально теплопроводных материалов с минимальной теплоемкостью. Суть в том, чтобы они могли быстро поглотить тепло и быстро его отдать, не накопляя в себе эту энергию.
Такой же принцип применяется и для охлаждения видеокарты. Но из-за большого количества производителей и особой формы этого компонента, радиаторы все разные и изготавливаются под конкретную модель видеокарты, в то время как радиаторы ЦП стандартизированы.
Некоторые нагруженные элементы материнской платы, такие как цепь питания или чипсет, комплектуются радиаторами без вентиляторов. Если ваша система предусматривает разгон, использование мощной видеокарты и процессора, то вам нужен хороший продув корпуса. Тогда поток свежего воздуха будет охлаждать все элементы с пассивной системой охлаждения.
Зачем нужен радиатор?
Корпус процессора сделан из алюминия (на фото) – разве он не может сам отдавать температуру в воздух, зачем нужен радиатор? Тут нужно понимать, что существует такое понятие, как площадь контакта. Сам процессор очень маленький, а воздух имеет недостаточную теплопроводность, чтобы отвести все то тепло, которое производит даже самый простенький процессор.
Для этого на процессор цепляется радиатор. Он через медные трубки передает тепло на алюминиевую решетку, через которую прогоняется большой объем воздуха с помощью вентилятора. Таким образом, мы рассеиваем тепло с гораздо большей эффективностью.
На фото хорошо видно, как медные трубки переходят в алюминиевую решетку.
Такой же принцип применяется и для охлаждения видеокарты. Но из-за большого количества производителей и особой формы этого компонента, радиаторы все разные и изготавливаются под конкретную модель видеокарты, в то время как радиаторы ЦП стандартизированы.
Некоторые нагруженные элементы материнской платы, такие как цепь питания или чипсет, комплектуются радиаторами без вентиляторов. Если ваша система предусматривает разгон, использование мощной видеокарты и процессора, то вам нужен хороший продув корпуса. Тогда поток свежего воздуха будет охлаждать все элементы с пассивной системой охлаждения.
Если продув корпуса недостаточный, то вентиляторы процессора и видеокарты просто будут гонять по кругу уже горячий воздух. А как мы знаем, процесс теплообмена происходит от большего к меньшему, и нагретый воздух уже не так эффективно принимает в себя тепло. В итоге тепловая энергия накапливается в корпусе, что приводит к перегреву: в лучшем случае сработает автоматика и компьютер выключится, в худшем – сгорит какой-то компонент.
Как разобраться в системах охлаждения компьютера
Всего существует три вида охлаждения – воздушный, водяной и «аквариумное» охлаждение
Вентилятор и кулер – это одно и то же. В английском языке слово «cooler» помимо прочего означает «вентилятор», с приходом компьютерной техники оно плотно вошло в лексикон околокомпьютерной тематики.
Воздушное охлаждение
Выше были описаны именно принципы воздушного охлаждения. Оно подразумевает наличие вентиляторов на больших радиаторах и воздушный продув всего корпуса. Таким образом, вам нужно обеспечить впереди корпуса забор холодного воздуха, а сзади – возможность выброса теплого.
Водяное охлаждение
Более сложный в монтаже и гораздо более дорогой способ отвести тепло из компьютера. Зато и более эффективный, а сама система существенно тише и красивее. Именно водяное охлаждение устанавливают в игровые компьютеры премиум класса.
Можно приобрести элементы с подсветкой и синхронизировать их с материнской платой. Например, ASUS предлагает комплект простой установки СВО для процессоров Asus ROG Strix LC 360 RGB. Подсветка синхронизируется с материнками и видеокартами ASUS серии ROG. Управление производится через общее ПО.
Помните радиатор башенного типа с медными рубками, который был показан выше? Водяное охлаждение вместо медных трубок использует трубки с водой или специальной жидкостью, которая имеет большую теплопроводность и высокую теплоемкость. Устанавливаются небольшие медные или алюминиевые пластины, которые называются водоблоками. Они снимают температуру с чипа или процессора и передают ее жидкости, а та, в свою очередь, отдает ее радиатору. Радиаторы водяных систем охлаждаются обычными вентиляторами.
Сложность установки СВО (системы водяного охлаждения) в том, что под каждый компонент (процессор, видеокарта) нужны конкретные радиаторы с подходящим типом крепления.
«Аквариумное» охлаждение
Готовых решений на рынке нет, это самодел, который и по эффективности мало кому интересен. Самое большое его преимущество – полное отсутствие пыли. Заливать аквариум водой – плохая затея, она просто сразу же закоротит все контакты, а также начнется окисление. Вместо воды применяют масло с низкой электропроводностью или «сухую воду».
Сухая вода – это изобретение американской компании 3M, которая разрабатывалась для тушения пожаров. На самом деле состав этого вещества далек от воды, у них ничего общего нет, кроме пары похожих физических свойств, вроде того, что это жидкость, она течет, пропускает свет и все такое.
Недостаток «аквариумного» охлаждения в том, что область эта мало изучена, а также сложно найти вентиляторы, которые будут работать под водой. Несмотря на высокую теплопроводность этих жидкостей, вам все же придется установить радиатор и каким-то образом гонять через него воду. Также желательно иметь одну из стен аквариума сделанную из алюминия, чтобы обеспечить еще более эффективный отвод тепла.
Этот вариант подойдет только самым отчаянным энтузиастам, которые не боятся экспериментировать.
Как поменять вентилятор
Все подвижные части в компьютере или любой другой технике выходят из строя. Где-то отвалится лопасть, где-то будет гудеть подшипник, в некоторых случаях замена кулера чисто косметическая, например, хочется сделать подсветку или создать особый дизайн за счет необычных лопастей.
Как вытащить вентилятор из компьютера
Перед заменой нужно избавится от старого кулера. Обычный корпусный вентилятор крепится на четырех винтах, в некоторых случаях это могут быть быстросъемные зажимы или специальные антивибрационные силиконовые винтики. Открутите крепления или отцепите быстросъемы.
Между корпусом и вентилятором должна быть антивибрационная прокладка из силикона или резины, а также пылевой фильтр. Аккуратно снимите их – при долгой эксплуатации прокладки могут хорошо прилипнуть к корпусу, если они потрескались или уже успели рассыпаться, то их нужно заменить.
Лучше использовать антивибрационную прокладку, а не силиконовые винтики, она работает гораздо лучше и продлит время эксплуатации кулера. Если он надежно прижат к корпусу, то его вибрации не будут расшатывать ось. Силиконовые винтики не гасят вибрацию, а просто препятствуют ее передачи на корпус.
Один из вариантов исполнения антивибрационной резинки.
Отключить штекер питания от материнской платы тоже очень просто, достаточно немного потянуть за провод, защелки нет. Вариантов подключения может быть несколько – некоторые кулеры включаются в материнку, некоторые по MOLEX разъему напрямую к блоку питания. Отсоединить MOLEX очень легко, там тоже нет никаких защелок.
Как поставить кулер на корпус
При установке вентилятора главное соблюдать направление воздуха. Обычно на корпусах забор идет спереди, а сзади выдув. Если вы установите неправильно, то эффективность охлаждения снизится в разы.
Чтобы установить вентилятор на корпус, прикрутите его болтами в соответствующие отверстия или используйте силиконовые прижимы. Ничего тут сложно нет, все отверстия стандартизированы, нужно только выбрать вентилятор подходящего диаметра.
Стандартными для корпуса считаются кулеры 120 мм на переднюю сторону, а сзади используются 80 мм или 90 мм. Игровые корпуса обычно комплектуются вентиляторами 120 мм со всех сторон. Особые дизайнерские модели могут иметь оригинальную систему продува.
Обычно к таким корпусам идет комплект установленного охлаждения или хотя бы инструкция.
Как подключить кулер к материнской плате
После того, как вы прикрутили на свое место кулер, его нужно подключить. На материнской плате есть разные разъемы, обычно это 3 PIN и 4 PIN. Если у вас вентилятор на 3 контакта, то его можно подключить к 3 PIN разъему и 4 PIN разъему, а вот если вы подключите 4 PIN кулер к 3 PIN разъему, то не сможете использовать для него систему регулировки через утилиту.
Как регулировать скорость кулеров
Для этого есть отдельные приспособления – плата-концентратор или реобас.
Плата-концентратор позволит вам подключить много кулеров на один выход материнской платы. Минус в том, что она не имеет выносного регулятора, также вы не сможете задавать команду каждому отдельному вентилятору, а только всем вместе.
Реобас механический не имеет таких недостатков, вы можете регулировать каждый отдельный кулер так как вам захочется, но придется иметь постоянно открытый датчик температур, а это не очень удобно. Такая модель, как на фото не имеет своего экрана, что ограничивает его возможности.
Реобас электронный имеет экран и выводит всю необходимую информацию на него, через сенсорную панель вы легко сможете отрегулировать скорость вращения вентиляторов.
На самом деле, реобас – скорее элемент декора и практического применения у него нет. Современные платы сами регулируют скорость вращения всех вентиляторов в зависимости от температуры на модулях корпуса. Но если вы захотите установить один из них, то ставятся они в отверстие под 3,5” устройства, а это чаще всего DVD-ROM. Учтите, что на современных игровых корпусах очень часто такого отверстия просто нет.
Замена охлаждения видеокарты
Если у вас проблемы с радиатором, то простого решения тут нет. Все системы охлаждения на видеокарты разнятся в зависимости от модели и производительности. Вам придется искать точно такой же радиатор, и выгоднее всего его заказать в фирменном сервисном центре или поискать на разборках. Чаще всего кулеры и радиаторы – это все самое ценное, что можно вытащить из сгоревшей карточки, так что цена не будет очень высокой.
Когда у вас на руках будет новый радиатор, приступаем к замене.
Как заменить радиатор на видеокарте
Отключите все провода от видеокарты и вытащите ее из корпуса. Открутите все болтики с верхней стороны платы.
Затем нужно отключить кабель питания. Благо о нас подумал производитель и сделал разъем, а не припаял проводки напрямую.
Важно! Видеокарта очень разогревается в процессе работы, и не всегда термопаста выдерживает такие нагрузки. В испорченном состоянии паста превращается в камень и может намертво приклеить радиатор к чипу. Не дергайте и не делайте резких движений, попытайтесь нежно расшатать радиатор, пытаясь найти слабое место. Только так можно снять радиатор с уже поюзанной карты.
Теперь нужно хорошо зачистить все от старой термопасты. Используйте только пластиковые инструменты и спирт – чип должен остаться невредимым, даже небольшая царапина может сказаться на его работоспособности. Не используйте моющие растворы на основе воды, а только те, которыми можно мыть платы. Попадание воды на дорожки через несколько недель или месяцев приведет к окислению, и придется менять видеокарту.
Некоторые места не промазываются термопастой, в частности это относится к чипам памяти с пластиковым корпусом. Для их охлаждения используются специальные термопрокладки (на фото). Не используйте старые, вам обязательно нужно купить новые, только так вы обеспечите надежный отвод тепла.
Следующая задача – смазать чип термопастой. Не экономьте деньги на таком важном элементе. В первые пару дней даже самая дешевая термопаста будет показывать великолепные результаты. Но через пару недель, а в лучшем случае через месяц, она засохнет, и карточка начнет перегреваться. Качественные пасты долго не засыхают и имеют максимальную теплопроводность.
Стоит также сказать об уже вымирающей КПТ-8, советской термопасте. Не используйте ее никогда для современной электроники. Она была рассчитана на совсем другие задачи и чипы совсем другого размера. Стоимость современных специализированных термопаст не так уж велика, чтобы рисковать перегревом из-за использования КПТ-8.
Наносить термопасту нужно самым тонким слоем, каким только сможете. На картинке показано, как правильно должно выглядеть место стыка в разрезе. Если вы делаете это в первый раз, то выдавите на чип видеокарты капельку размером с половину головки спички и аккуратно размажьте его пластиковой картой, маленьким пластиковым шпателем или просто пальцем, предварительно обвернув его пищевой пленкой или полиэтиленовым пакетом.
После этих операций можно установить на место новый радиатор и слегка прижать его. На местах крепления всегда присутствуют пружинки, которые не дадут вам возможности пережать и раздавить чип. Помните, что винтики должны быть закручены не до конца, а лишь до плотного прилегания радиатора к чипам.
Замена кулера на видеокарте
В отличии от кулеров на корпусе, видеокарта имеет декоративную пластиковую накладку, на которой уже размещены кулеры. Поменять каждый отдельно достаточно сложно, разные производители используют разные типы крепления и разные подшипники, нужно смотреть про каждый конкретный случай отдельно.
Некоторые производители, например MSI, стараются ставить отдельные кулеры, которые крепятся к радиатору с помощью трех винтиков. Менять их очень просто: выкручиваем старый вентилятор и отсоединяем его, потом прикручиваем новый и подключаем его на место старого. В отличие от радиатора, тут не нужна термопаста или другие изощрения, все максимально просто .
Единственная сложность может возникнуть, если производитель запараллелил два вентилятора на один разъем. В таком случае вам придется перепаивать провода. Это несложная задача, нужно лишь соблюдать распиновку. Учитывая, что у вас будет новый кулер с готовым входом, то трудностей с этим не должно возникнуть, главное при распайке соединять провода по порядку. Обязательно изолируйте места спайки, при коротком замыкании может что-то сгореть еще до того, как включится защита, если она включится вообще и предусмотрена вашим производителем.
Поменять пластиковую накладку вместо со всеми кулерами – намного проще. Там всего лишь нужно открутить старый пластмассовый щиток и на его место прикрутить новый.
Как правильно установить радиатор башенного типа на процессор
Почти все современные модели воздушного охлаждения для процессоров – это башенные радиаторы (на фото). Другие модели с прямым продувом в сторону материнской платы используются только на очень слабых моделях ЦП. Любой более-менее мощный процессор требует радиатора башенного типа.
Начнем с того, что нужно вытащить материнскую плату из корпуса и отключить от нее все устройства, снять все модули (оперативная память, SSD и т.д.).
Отключите кулер имеющегося охлаждения и далее инструкция будет немного отличаться для процессоров Intel и AMD.
Снимите старый радиатор, отсоединив быстросъемную скобу. Это можно сделать повернув, эксцентриковый зажим. Дальше нужно снять термопасту и нанести новую (технология описана выше). В результате термопаста должна лишь заполнять микротрещины, а не быть прослойкой между двумя металлическими поверхностями. Обратите внимание, что на многих радиаторах уже с завода нанесена термопаста, в таком случае не нужно наносить новую.
Обычный же кулер крепится все той же клипсой с эксцентриком или крючком. Просто установите его на место и зажмите быстросъемным механизмом.
Затем нужно подключить вентилятор к материнской плате через 4 PIN разъем и на этом установка радиатора башенного типа закончена.
INTEL
Снять старый радиатор можно, если провернуть против часовой стрелки быстрозажимные крепления с защелками. Далее идет чистка старой термопасты и нанесение новой.
К новому кулеру нужно прикрутить крепления с ножками-защелками. Прикручивайте их снизу, иначе ножки не достанут до материнской платы.
После того как вы оборудовали новый радиатор креплениями, нужно поставить его на место старого, защелкнуть пластиковые ножки в посадочные гнезда и повернуть по часовой стрелке блокиратор.
Подключите кулер к материнской плате и дело сделано, ничего настраивать не нужно.
Как правильно установить кулер на материнскую плату
На саму материнскую плату есть смысл устанавливать радиатор только на цепь питания, иногда даже производитель сам устанавливает охлаждение в местах, где могут перегреваться мосты.
Если вы активно пользуетесь функцией разгона процессора, то у вас может идти перегрев цепей питания (MOSFET’ов). В таком случае нужно туда установить радиаторы или систему радиаторов с кулерами.
Самые простые
Совсем элементарные
Стильные
Для системы водяного охлаждения
Тяжелая артиллерия
Как видите, выбор достаточно широк. Но нужно ли это вам? Мосфеты или же цепь питания рассчитывается вместе с другими компонентами материнской платы под те модели процессоров, которые она поддерживает.
Обычно материнские платы, рассчитанные под разгон, выпускаются уже с необходимым количеством радиаторов, чаще всего стилизованных, чтобы не портить эстетический вид.
Если же вы нещадно разгоняете ваш процессор, а при этом перегревается материнка, то одними радиаторами на этих транзисторах дело не обойдется.
Если же вы все-таки решили установить радиатор на материнку, то единственный способ это сделать в обход рекомендациям производителя – приклеить радиатор с помощью термопроводной самоклеящейся прокладки или воспользовавшись специальной термопастой-клеем.
Под радиаторы для системы водяного охлаждения должно быть предусмотрено крепление на самой материнке.
Замена охлаждения ноутбука
Чтобы добраться до радиатора с вентилятором, вам нужно полностью разобрать ваш ноутбук. Как это сделать – можно узнать через поисковик. Каждая модель ноутбука разбирается по-разному и никаких универсальных рекомендаций дать невозможно. В любом случае потребуется крестовая отвертка и маленький пластиковый шпатель для отсоединения защелок на корпусе.
Если нужно заменить всю систему охлаждения, то опять же, универсальных систем нет. Вам нужна именно под вашу модель, иначе она просто не влезет. Если ноутбук с дискретной видеокартой, то скорее всего, на нем стоит одна медная трубка, которая снимает тепло с графического чипа и с процессора. Ее особый изгиб вам не повторить, это достаточно сложно, особенно учитывая необходимость пайки съемника тепла.
Единственное, что можно снять с такого радиатора – это кулер (на фото). Они, в принципе, взаимозаменяемы, не нужно искать под вашу конкретную модель, достаточно выбрать точно такой же по размерам. Медная трубка и радиатор не разборные и припаяны друг к другу для лучшей передачи тепла.
Как только вы найдете подходящую систему охлаждения, можно смело снимать старую. Открутите ее и аккуратно снимите, не повредив чипы засохшей термопастой. Новую нужно прикрутить на ее место, предварительно смазав термопастой чипы.
Не забудьте подключить вентилятор в материнскую плату, иначе придется разбирать ноутбук еще раз.
Как эффективно снизить температуру процессора, зоны VRM и видеокарты даже в плохом корпусе и без дорогого охлаждения
Создаем мощный продув корпуса за копейки — эффективно снижаем температуру зоны VRM, процессора и видеокарты при помощи суммирования мощностей нескольких дешевых вентиляторов.
Вступление
В летнюю жару продолжаем как никогда актуальную тему охлаждения комплектующих ПК. Итак, в предыдущей статье мы смогли выяснить, что выдув гораздо важнее вдува по теории охлаждения ПК, а также разобрали наиболее эффективные в плане охлаждения комбинации из двух вентиляторов в достаточно просторном корпусе. Сегодня же мы будем эффективно охлаждать ПК в разгоне при помощи кустано собранного «супервыдува», который к тому же заметно снизит температуры зоны VRM.
реклама
Для чистоты эксперимента тестовый ПК будет собран в корпус с намеренно созданным плохим продувом. Более подробную информацию о ПК вы сможете узнать ниже.
Тестовый стенд
На этот раз тестовый стенд из себя представляет изрядно убитый, но легендарный корпус Zalman Z9 Plus с небольшими «колхозными модификациями» от меня: сверху через поролон был буквально пришит 120-мм вентилятор неизвестного происхождения, который подключается к комплектному «реобасу»; для чистоты эксперимента и намеренного ухудшения продуваемости корпуса верхняя перфорация была заклеена бумажным листом:
реклама
Комплектный корпусный термодатчик был также помещен непосредственно в радиатор в зоне VRM для контроля за возможным перегревом и выводом температуры на корпусный дисплей:
За дополнительный прогрев отвечает легендарная видеокарта Sapphire HD 7970, ремонт и техническое обслуживание которой мы проводили пару месяцев назад.
«Героем» нашего эксперимента сегодня выступает восьмиядерный процессор AMD FX-8320E, разогнанный до частоты в 4.5 ГГц при напряжении 1.3 вольта. Естественно, процессор был разогнан по множителю лишь для увеличения его тепловыделения, разгон по шине не представляется возможным из-за единственного в наличии модуля памяти DDR3 на неизвестных чипах, не поддающихся никакому разгону.
реклама
За охлаждение процессора отвечает полюбившийся народу «тракторист» — DEEPCOOL GAMAX 300, настоящая классика бюджетного охлаждения.
За разгон процессора отвечает превосходная материнская плата ASUS SABERTOOTH 990FX R1.0, собственно, имеющая работающие множители. Все значения LLC были выставлены на максимум.
За энергообеспечение комплектующих отвечает блок питания Corsair VS650 (качество блока оставляет желать лучшего, сильнейшие просадки напряжения по 12-вольтовой линии, лучше бы его место занял AeroCool AERO WHITE 700W, как нельзя лучше подходящий для таких мощных сборок).
Помимо вентилятора с процессорного кулера и единственного вентилятора на вдув в эксперименте принимали участие пять 120-мм вентиляторов, имеющих примерно одинаковую мощность создаваемого воздушного потока: четыре из них вентиляторы от фирмы Zalman и один старый вентилятор от Cooler Master.
реклама
За прогрев внутри корпуса отвечает комплексный тест OCCT, нагружающий как процессор, так и видеокарту. Нагрузка на процессор осуществлялась при использовании AVX инструкций.
Постоянная комнатная температура на протяжении всего тестирования составляла 22 градуса. Вентиляторы вращались на максимальных оборотах. Средняя длительность каждого тестирования составила 10,5 минут
Тестирование первое, пристрелочное: один вентилятор на выдув
Для начала было решено провести пристрелочное тестирование лишь с одним вентилятором на выдув.
В ходе тестирования процессор не троттлил и честно держал зафиксированные 4.5 ГГц. Температура ядер составила 65,5 градусов, а радиатор на зоне VRM прогрелся до внушительных 62 градусов. Максимальное значение напряжение на ядра составило 1.33 вольта. Блок питания изрядно нагрелся и напряжение по 12-вольтовой линии «просело» до 11.02 вольта. Температура видеокарты составила 84 градуса.
Более подробные результаты тестирования смотрите в «спойлере».
Тестирование второе: тройной вентилятор на выдув
Далее было решено использовать сразу 3 вентилятора, скрепленных вместе. Были выбраны одинаковые вентиляторы от Zalman, являющиеся комплектными. Соединены вентиляторы были медной проволокой от старого трансформатора. Конструкция была надежно затянута и не болталась.
Конструкция из трех соединенных вместе вентиляторов поспособствовала: снижению температуры ядер процессора на 5 градусов, снижению температуры видеокарты также на 5 градусов, снижению температуры VRM на 9 градусов!
Более подробные результаты тестирования смотрите в «спойлере».
Неудачная попытка взять 5 GHz на модифицированном кулере DEEPCOOL GAMAX 300
Поразившись эффективностью конструкции из трех вентиляторов, я решил попытать удачу и взять заветные 5 GHz, предварительно сконструировав конструкцию из пяти вентиляторов. Я предполагал, что моя конструкция займет все свободное пространство между задней стенкой корпуса и башней и создаст некоторое подобие «воздухопровода», но я немного не рассчитал и мне не хватило буквально пары миллиметров, чтобы протиснуть пятый вентилятор в конструкцию.
Было принято решение оставить связку из четырех вентиляторов Zalman как воздухопровод, а вентилятор от Cooler Master установить на вдув на боровую крышку корпуса.
Вольтаж на ядра процессора был увеличен до 1.4 вольта. К сожалению, камень попался абсолютно никчемным и такого напряжения хватило лишь для «скриншотного» разгона:
Стабильное прохождение теста OCCT с использованием AVX инструкций удавалось лишь на частоте в 4,8 ГГц при напряжении в 1.375 вольт. Но таким результатом никого не удивишь и идея покорить 5 GHz на «трактористе» так и осталось фантазией.
Тестирование третье: кустарный теплоотвод из пяти вентиляторов, скрепленных вместе
Сравнивать конструкцию из трех вентиляторов с конструкцией из четырех вентиляторов было бы скучно. Но мне все-таки удалось сделать кустарный «воздухопровод» из пяти вентиляторов. Один вентилятор при этом располагался за пределами корпуса.
К сожалению, конструкция из пяти вентиляторов не привнесла никакого выигрыша в температуре относительно конструкции из трех вентиляторов. Радиатор на зоне VRM сохранил температуру в 53 градуса, но дохлому блоку питания Corsair VS650 стало еще хуже. Напряжение по 12-вольтовой линии просело до отметки в 10.85 вольта. Собственно, из-за такой резкой просадки наблюдалась «пика» троттлинга процессора, его частота резко упала ниже 3.5 ГГц. Вот так дохлый блок питания может «обломать» весь оверклокинг, но это уже тема для другой статьи.
Заключение
Основываясь на результатах тестирования можно сделать следующие выводы: первое, три вентилятора, скрепленных вместе и расположенных на выдув через перфорацию в задней стенке, действительно уменьшают температуру процессора, видеокарты и зоны VRM за счет улучшенной тяги и «трубообразности» конструкции, максимально подведенной к достаточно раскаленной башне; второе, увеличение «длины» теплопровода до пяти вентиляторов не дает никакого эффекта, как и, собственно, внешний вентилятор на выдув; третье, для DEEPCOOL GAMAX 300 предельной частотой восьмиядерного процессора AMD FX-8320E является 4.8 ГГц, как не модифицируй башню, но 5 ГГц с тремя теплотрубками и радиатором «со спичечный коробок» взять не получится.
Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен или telegram-канал @overclockers_news — это удобные способы следить за новыми материалами на сайте. С картинками, расширенными описаниями и без рекламы.
Системы охлаждения — от радиатора до жидкого азота! Часть 1
Еще из школьного курса физики нам известно, что любой проводник, по которому протекает электрический ток, выделяет тепло. Это приводит к тому, что все составляющие компьютера, по которым проходит ток (от процессора до соединительных проводов), нагревают окружающий их воздух.
Эту статью я писал почти год назад для одного конкурса… решил выложить, может кому будет интересно. Она ужасно огромная (без шуток — хабр не принял ее одним куском, так что будет две части / Часть 2 /). Трафик.
Скучная теория
Выделяемое количество теплоты зависит от содержимого Вашего системного блока, от его энергопотребления. Это вовсе не значит, что охлаждать нужно абсолютно все задействованные составляющие системника. Вешать вентиляторы на розетки вовсе не нужно, но вот современным процессорам и видеокартам без охлаждения ну никак не обойтись!
От тепловыделения, увы, никуда не деться, но ведь эта проблема имеет немало решений. Другой вопрос – чем охлаждать. На данный момент существует достаточно много систем охлаждения, все они используют общий принцип действия — перенос тепла от более горячего тела (охлаждаемого объекта) к менее горячему (системе охлаждения). Мы рассмотрим только следующие системы:
— Радиатор;
— Радиатор+вентилятор = кулер;
— Система жидкостного охлаждения;
— Система охлаждения на элементах Пельтье;
— Система фазового перехода (фреонка);
— Система экстремального охлаждения на жидком азоте;
Можно использовать и наиболее эффективные установки, в которых совмещаются различные виды перечисленных систем, но это уже выходит за рамки данной статьи.
Мы же по-порядку начнем рассмотрение основных систем охлаждения и начнем с самого первого — радиатора.
Радиаторы
Радиатор (новолат. radiator, «излучатель») — теплообменник, служит для рассеивания тепла от охлаждаемого объекта. Механизмом передачи тепла здесь является теплопроводность, способность вещества проводить тепло внутри своего объёма. Все, что нужно — создать физический контакт радиатора с охлаждаемым объектом, именно поэтому он всегда находится в тесном контакте с тем, что охлаждает. После того, как радиатор принимает на себя часть тепла от охлаждаемого объекта, его задача – рассеять его в окружающий воздух.
Но мало просто обеспечить физический контакт! Ведь рано или поздно от постоянно нагревающегося охлаждаемого объекта нагреется и сама система охлаждения. А процесса теплообмена в системе тел с одинаковой температурой, как мы знаем, быть не может. Чтобы найти выход из данной ситуации и не столкнуться с проблемой перегрева, необходимо организовать подвод какого-то холодного вещества, чтобы охлаждать саму систему охлаждения. Такое вещество общепринято называть хладагентом (холодильный агент, частный случай теплоносителя)
Радиатор является воздушной системой охлаждения, т.е. хладагентом в его случае является холодный воздух из окружения. Тепло от охлаждаемого объекта идет к основанию радиатора, потом равномерно распределяется по всем его рёбрам, а уже после этого оно уходит в окружающий воздух. Такой процесс называется теплопроводностью. Воздух вокруг радиатора постепенно нагревается, из-за чего процесс теплообмена становится все менее эффективным. Эффективность теплообмена в можно увеличить, если постоянно подавать холодный воздух к рёбрам радиатора. Говоря проще, для эффективного охлаждения нужна свободная циркуляция холодного воздуха.
Такие физические величины, как теплопроводность (скорость распространения тепла по телу) и теплоемкость (количество теплоты, которое нужно сообщить телу, чтобы повысить его температуру на 1 градус) у радиатора должны быть на высоком уровне. Из того же школьного курса нам известно, что наибольшей теплопроводностью обладают металлы. На самом деле это не так – наибольшая теплопроводность у алмаза :), и лежит она в диапазоне от 1000 до 2600 Вт/(м·K). Из металлов же лучше всех тепло проводит серебро – его теплопроводность равна 430 Вт/(м·K). После серебра идет медь [390 Вт/(м·K)], потом золото [320 Вт/(м·K)]. Завершает цепочку алюминий [236 Вт/(м·K)].
Откинув драгоценности, становится понятно, что наиболее применимыми являются два материала – алюминий и медь. Первый — из-за низкой стоимости и высокой теплоёмкости (930 против 385 у меди), второй — из-за большой теплопроводности (к недостаткам меди можно отнести более высокую температуру плавления и сложность ее обработки). Серебро же, за его высокую теплопроводность, иногда используют для изготовления основания радиатора. Еще для изготовления радиаторов может применяться сплав алюминия с кремнием – силумин. Преимущество его использования – дешевле алюминия.
Если радиатор сделан из высоко теплопроводного материала, то температура в любой его точке будет одинакова. Выделение тепла будет одинаково эффективно со всей площади поверхности. Т.к. объект отдаёт тепло со своей поверхности, то это значит, что для достижения наилучшего отвода тепла, площадь поверхности охлаждаемого объекта должна быть максимальной. Существует два способа увеличения площади радиатора — увеличение площади рёбер с сохранением размеров радиатора и увеличение геометрических размеров радиатора. Второй вариант, понятно, предпочтительней, но это вносит ряд неудобств – например, увеличивает вес и размеры радиатора, что может затруднить монтаж устройства. Ну и цена, соответственно, растет пропорционально количеству израсходованного на изготовления материала.
Типов конструкций ребер радиаторов существует огромное множество. Они могут быть толстыми, если были созданы процессом выдавливания. Или наоборот, тонкими – если ребра отливали. Они могут быть прямыми по всей длине радиатора, а могут быть расчерчены поперек. Могут быть плоскими, согнутыми из пластин, вдавленными в основание. Но лучше всего в работе на сегодняшний день себя показывают радиаторы игольчатого типа – в таких радиаторах вместо ребер квадратные или цилиндрические иглы.
Изготовление радиаторов
На данный момент мне известно 6 методов производства радиаторов:
1. Прессованные (экструзионные) радиаторы — самые дешевые и самые распространенные на рынке. Основным материалом, который используется в их производстве, является алюминий. Радиаторы такого типа изготавливаются путем прессования (экструзии), который позволяет получить достаточно сложные профили поверхностей ребер и достичь хороших теплоотводящих свойств.
2. Складчатые (ленточные) радиаторы — получаются тогда, когда тонка металлическая лента, свернутая в гармошку, пайкой (или с помощью адгезионных проводящих паст) прикрепляется на базовую пластину радиатора. Складки ленты-гармошки в данном случае играют роль ребер. Такая технология изготовления позволяет получать компактные изделия по сравнению с прессованными радиаторами, но с примерно такой же тепловой эффективностью.
3. Кованые (холоднодеформированные) радиаторы — радиаторы, получаемые в результате использования технологии холодного прессования. Эта технология позволяет создавать поверхность радиатора в виде стрежней произвольного сечения, а не только стандартных прямоугольных ребер. Как правило, они дороже радиаторов первых двух типов, но их эффективность зачастую гораздо ниже.
4. Составные радиаторы — близкие родственники «складчатых» радиаторов. Несмотря на это, их отличает существенный момент: в данном типе радиаторов поверхность ребер формируется не лентой-гармошкой, а тонкими раздельными пластинками, которые закрепляют пайкой или стыковой сваркой на подошве радиатора. Радиаторы этого типа немного более эффективны, чем экструзионные и складчатые.
5. Литые радиаторы – в производстве изделий такого типа используется технология литья в пресс-форму под давлением. Применение такой технологии позволяет получать профили реберной поверхности практически любой сложности, значительно улучшающий теплопередачу.
6. Точеные радиаторы — являются самыми дорогими и продвинутыми радиаторами. Изделия такого типа создаются прецизионной механической обработкой (на специальных высокоточных станках с ЧПУ) монолитных заготовок и отличаются самой высокой тепловой эффективностью. Если бы не производственная стоимость, то радиаторы такого типа давно смогли бы вытеснить своих конкурентов на рынке.
Тепловые трубки
В современных системах перестали быть редкостью применяемая в радиаторах и в кулерах – тепловые трубки или просто теплотрубки.
Она представляет собой герметическое теплопередающее устройство, которое работает по замкнутому испарительно-конденсационному циклу в тепловом контакте с внешними — источником и стоком тепла. Тепловая энергия берется на охлаждаемом объекте и затрачивается на испарение теплоносителя, который находится внутри корпуса тепловой трубки. Далее тепловая энергия переносится паром в виде скрытой теплоты испарения далее, на определенном расстоянии от места испарения, где при конденсации пара выделяется в сток. Образовавшийся конденсат снова возвращается в место испарения — либо под действием капиллярных сил (которые обеспечиваются наличием специализированной капиллярной структуры внутри тепловой трубки), либо за счет действия массовых сил (такая конструкция обычно именуется термосифоном).
Получается, что вместо привычного электронного механизма переноса тепла (путем теплопроводности, что имеет место в сплошном металлическом теплопроводе), в теплотрубке используется молекулярный механизм переноса (точнее, процесс переноса кинетической и колебательной энергии беспорядочного движения частиц пара).
Есть контакт! Какова площадь?
Нужно стремиться к тому, чтобы площадь контакта между радиатором и охлаждаемым объектом была как можно больше – ведь именно через эту площадь тепло от объекта будет поступать на радиатор. Но нужно учитывать то, что при соприкосновении двух даже самых гладких поверхностей, между ними все равно остаются мельчайшие полости и зазоры, заполненные воздухом [напомню, что теплопроводность воздуха 0.026 Вт/(м·K)] – это может сыграть свою злую шутку.
Чтобы избавиться от вредного воздуха и позволить радиатору работать с максимальной отдачей, применяют различные тепловые интерфейсы, чаще всего это термопроводная паста (термопаста). Она имеют большую теплопроводность [благодаря использованию в своем составе таких веществ, как алюминий и серебро (до 90% содержания)] и за счет текучести заполняет собой все неровности в соприкасающихся поверхностях.
Термопаста поставляются в комплекте с большинством брендовых кулеров и радиаторов. Бывает в виде шприца или небольшого тюбика-пакетика. Рекомендуется избегать попадания термопасты на электрические элементы компьютера.
Одним из параметров термопаст является продолжительность периода, когда она выходит на максимальную эффективность. В среднем это время составляет около недели. Компания Coolink недавно произвела первую термопасту с добавлением наночастиц – ее преимуществом является то, что никакого периода ожидания нет.
Помимо термопасты есть и другой вид теплового интерфейса – проводящие прокладки. Суть их работы та же, но используются они по другому – кладутся на поверхность контакта и при тепловом воздействии меняют свое агрегатное состояние, заполняя неровности и вытесняя воздух.
Итог по радиаторам
Несмотря на всевозможные вариации, самое главное преимущество радиатора то, что он не является источником какого-либо шума. К минусам можно отнести относительно низкую эффективность, отсутствие потенциала для разгона системы и зачастую крупные габариты.
Если доверять охлаждение современных видеокарт и процессоров пассивным радиаторам достаточно опасно, то охлаждение модулей памяти, жестких дисков, чипсета, цепей питания – можно и положиться.
Кулеры
Кулер (англ. cooler — охладитель) совокупность радиатора и вентилятора, устанавливаемого на электронные компоненты компьютера с повышенным тепловыделением. Самая главная задача устройства — снижение температуры охлаждаемого объекта и поддержание ее на определенном уровне. Достигается это за счет непрерывного потока воздуха, обдувающего радиатор. То есть менее эффективный процесс излучения превращается в более эффективный — конвекцию. Кулеры — это самый простой, самый быстрый, доступный и, в большинстве случаев, достаточный способ охлаждения компонентов компьютера — воздухом охлаждается все.
Вариантов исполнения существует гигантское множество. Если говорить про внешний вид можно долго, то касательно функциональных отличий много не расскажешь.
Кулеры бывают разных размеров – обычно от 40х40мм до 320х320мм.
Шарики за ролики
Самой важной частью любого кулера является его вентилятор. Именно он шумит у Вас в Вашем системном блоке. А если быть более точным, то шум этот появляется при столкновении воздушного потока с радиатором. Особенно этот шум ощутим на дешевых моделях кулеров, т.к. над их дизайном никто не работает.
Вентилятор состоит из крыльчатки (в ней по внутреннему диаметру расположен магнит) и электромотора, который этот магнит вместе с крыльчаткой вращает. Через центр вентилятора идет осевой штырь, который размещается в центре мотора. Для большей плавности хода крыльчатки могут использоваться три вида подшипников (срок службы которых производители указывают в тысячах часов на упаковке):
— Подшипник скольжения (sleeve bearing ) — наиболее дешевый и наименее надежный вариант, создающий при работе высокий уровень шума.
— 1 подшипник скольжения (sleeve bearing ) + 1 подшипник качения (ball bearing) — комбинированный подшипник- более долговечная конструкция, работающая в среднем в два раза дольше, чем на подшипнике скольжения.
— 2 или 4 подшипника качения (ball bearing) — наиболее надежные варианты с низким уровнем шума, но стоят такие вентиляторы существенно дороже первых двух.
— Игольчатые и NCB (наномиллиметровые керамические) подшипники — устанавливаются в вентиляторы ограниченным числом производителей. Они отличаются низким уровнем шума, невысокой стоимостью и очень большим сроком службы.
Кстати, о сроке службы (сроке безотказной работы. Если срок службы указан в 40-50 тысяч часов (почти 5 лет. Хотя бывает и больше — до 300 000 часов!), это вовсе не значит, что вспомнить о кулере в следующий раз придется только через это время. Нет! Это число нужно делить на два-три, и все равно время от времени производить профилактические действия – протирать от пыли, продувать, смазывать. Если не ухаживать за кулером, он может начать шуметь, а если совсем про него забыть – то и остановиться.
Производительность вентилятора (расходная характеристика) – пожалуй, основная его характеристика. Измеряется она в количестве кубических футов воздуха, перегоняемых им в минуту, сокращенно — CFM (Cubic Feet per Minute). Эта характеристика главным образом зависит от площади вентилятора, профиля лопастей и скорости их вращения. Чем больше это значение, тем выше эффективность охлаждения и, как правило, тем выше уровень шума, создаваемый вентилятором при работе.
Здоровое питание
Перегонять кубометры воздуха кулер может своими лопастями на скорости до 8000 оборотов в минуту (для сравнения, двигатель обычнго легкового автомобиля выдает 5-8 тысяч оборотов. Двигатель болида «Формула-1» — до 22 000 оборотов). Но понятное дело, что при такой скорости шум от работы кулера будет ощутимым. Поэтому предпочтительнее брать кулеры с термодатчиками – которые «анализируют» температуру и в зависимости от ситуации могут увеличивать или уменьшать количество оборотов. Чаще всего это положительно сказывается на шуме от работы.
Все компьютерные кулеры питаются от постоянного тока, напряжение которого чаще всего составляет 12В. Для подключения к питанию они используют Molex-коннекторы (для Smart-вентиляторов) или PC-Plug-коннекторы.
PC-Plug имеет четыре провода: два чёрных (земля), жёлтый (+12В) и красный (+5В).
Разъёмы Molex на материнских платах используются для того, чтобы система сама могла контролировать скорость вращения вентилятора, подавая на красный провод различное напряжение (обычно от 8 до 12 В). По жёлтому (сигнальному) проводу система узнает от кулера сведения о скорости вращения его лопастей. Использование Molex имеет один весомый недостаток: опасно цеплять вентиляторы с потребляемой мощностью более 6Вт.
Дело обстоит иначе с разъемом PC-Plug – он выдерживает десятки Ватт. Но и без дегтя не обошлось — при подключении к нему Вы не сможете узнать, работает Ваш вентилятор или нет.
Найти переходник с одного разъема на другой сейчас не составляет никакого труда – они часто идут в комплекте.
Так же для снижения шума кулер иногда переводят на 5В или 7В. Шлейфы округляют, провода заплетают в косички или обтягивают оплеткой и убирают в укромное местечко – чтобы не мешали продуманной воздушной циркуляции.
О шумах
Все кулеры классифицируются по уровню шума, издаваемому от их работы на следующие классы (чем ниже уровень шума, тем более комфортной будет работа за компьютером):
— Условно бесшумный. Уровень шума такой системы охлаждения составляет менее 24 дБ. Этот показатель ниже типового фонового шума в тихой комнате (в вечернее или ночное время суток). Таким образом, кулер не вносит практически никакого существенного вклада в шумовую картину. Обычно это значение достигается при минимальном числе оборотов вентилятора для систем с регулятором скорости вращения.
— Малошумный. Уровень шума от такой системы охлаждения лежит в пределах от 24 до 30 дБ включительно. Кулер вносит еле ощущаемый вклад в акустику ПК.
— Эргономичный. Уровень шума такой системы охлаждения лежит в диапазоне от 37 до 42 дБ включительно. Шум от такого кулера по всей вероятности будет заметен в большинстве пользовательских конфигураций компьютера.
— Не эргономичный. Уровень шума рассматриваемой системы охлаждения больше 42 дБ. В таких условиях кулер будет являться основным «генератором» шума компьютера практически любой конфигурации. Домашнее применение такого кулера неоправданно – он больше подойдет для производственных и офисных помещений с фоновым шумом более 45 дБ.
Итог по кулерам
К плюсам кулеров относятся их распространенность, универсальность, доступность. Небольшую стоимость тоже можно отнести к плюсу, но стоит учитывать, что на хороший кулер жадничать не стоит – ведь это, по сути, второе сердце компьютера – нельзя, чтобы остановилось.
К минусам я отнесу возможные шумы, которые рано или поздно появятся на любом кулере.
Подводя итог вышесказанному. На данный момент кулер – самая распространенная система охлаждения, охладить которой можно что угодно – от процессора до винчестера и памяти. Вопрос заключается в выборе и подборе нужного кулера – ведь их существует великое множества от десятков производителей.
Кому-то нужна золотая середина между тишиной и производительностью. Кому-то нужны гигагерцы и плевать на шум, кто-то наоборот, предпочитает тишину.
Источник https://hyperpc.ru/upgrade-center/cooling
Источник https://overclockers.ru/blog/e1nher1/show/38774/kak-effektivno-snizit-temperaturu-processora-zony-vrm-i-videokarty-dazhe-v-plohom-korpuse-i-bez-dorogogo-ohlazhdeniya
Источник https://habr.com/ru/post/64162/