Система водяного охлаждения для компьютера как работает. Как полностью cвоими руками сделать систему водяного охлаждения компа

В этой статье я постараюсь рассказать о своей попытке изготовить систему водяного охлаждения для процессора в домашних условиях. При этом опишу основные моменты и технические тонкости на примере собственного опыта. Если вам интересно подробное иллюстрированное руководство по изготовлению, сборке и установке такой системы, то добро пожаловать под кат.

Трафик, много картинок! Видео процесса изготовления в самом низу.

Мысль о создании более эффективного охлаждения домашнего компьютера у меня зародилась в процессе поиска способа повысить производительность своего компьютера с помощью «разгона» процессора. Разогнанный процессор потребляет в полтора раза больше мощности и соответственно греется. Главный ограничитель покупки готовой – цена, покупка в магазине готовой системы водяного охлаждения вряд ли обойдется дешевле ста долларов. Да и в обзорах бюджетные системы жидкостного охлаждения не особо хвалят. Так было решено сделать простейшую СВО самостоятельно и с минимальными затратами.

Теория и сборка

Основные детали

• Водоблок (или теплообменник)
• Центробежный водяной насос (помпа) мощностью 600 литров/ч.
• Радиатор охлаждения (автомобильный)
• Расширительный резервуар под теплоноситель (воду)
• Шланги 10-12 мм;
• Вентиляторы диаметром 120мм (4 штуки)
• Источник питания для вентиляторов
• Расходные материалы

Водоблок

Основная задача водорблока это быстро забрать у процессора тепло и передать его теплоносителю. Для данных целей наиболее подходит медь. Возможно изготовление теплообменника и из алюминия, но его теплопроводность (230Вт/(м*К)) вдвое меньше меди (395,4 Вт/(м*К)). Также немаловажно устройство водоблока (или теплообменника). Устройство теплообменника представляет собой один или несколько непрерывных каналов, проходящих через весь внутренний объем водоблока. При этом важно максимально увеличить поверхность соприкосновения с водой и избежать застоев воды. Для увеличения поверхности обычно используют частые надрезы на стенках водоблока или устанавливают мелкие игольчатые радиаторы.

Я не пытался сделать что-то сложное, поэтому начал делать простую ёмкость для воды с двумя отверстиями для трубок. За основу был взят латунный соединитель для труб, а основанием стала медная пластина толщиной 2 миллиметра. Сверху в такую же пластину вставляются две медные трубки диаметра шланга. Всё запаивается оловянно-свинцовым припоем. Делая водоблок побольше я сначала не задумывался о его весе. В собранном виде со шлангами и водой на материнской плате будет висеть более 300 грамм, и для облегчения пришлось использовать дополнительные крепления для шлангов.

• Материал: медь, латунь
• Диаметр штуцеров: 10 мм
• Пайка: Оловянно-свинцовый припой
• Способ крепления: винтами к креплению магазинного кулера, шланги крепятся хомутами
• Цена: около 100 рублей

Выпиливание и пайка

Помпа

Помпы бывают внешние или погружные. Первая лишь пропускает ее через себя, а вторая ее выталкивает, будучи в нее погружена. Здесь использована погружная, помещается в ёмкость с водой. Внешнюю найти не удалось, искал в зоомагазинах, а там только погружные аквариумные помпы. Мощность от 200 до 1400 литров в час цена от 500 до 2000 рублей. Питается от розетки, мощность от 4 до 20 ватт. На твёрдой поверхности помпа сильно шумит, а на поролоне шум незначителен. В качестве резервуара для воды использовалась банка, вмещающая в себя помпу. Для присоединения силиконовых шлангов были использованы стальные хомуты на винтах. Для лёгкого надевания и снятия шлангов можно использовать смазку без запаха.

• Максимальная производительность - 650 л/ч.
• Высота подъема воды – 80 см
• Напряжение – 220В
• Мощность – 6 Вт
• Цена - 580 рублей

Радиатор

Насколько качественным будет радиатор, во многом определит эффективность всей системы водяного охлаждения. Тут использован автомобильный радиаторсистемы отопления (печка) от девятки, куплен старый на барахолке за 100 рублей. К сожалению, интервал между пластинами в нём оказался меньше миллиметра, поэтому пришлось вручную раздвигать и сжимать пластины по нескольку штук, чтобы слабые китайские вентиляторы смогли продуть его насквозь.

• Материал трубок: медь
• Материал ребер: алюминий
• Размер: 35х20х5 см
• Диаметр штуцеров: 14 мм
• Цена: 100 рублей

Обдув

Обдувается радиатор двумя парами 12 см вентиляторами спереди и сзади. Запитать 4 вентилятора от системного блока во время проверки не представилось возможным, поэтому пришлось собрать простой блок питания на 12 вольт. Вентиляторы были соединены параллельно, и подключены с учётом полярности. Это важно, иначе с большой вероятностью вентилятор можно испортить. У кулера 3 провода: черный (земля), красный (+12В) и желтый (значение скорости).

• Материал: китайский пластик
• Диаметр: 12 см
• Напряжение: 12 В
• Ток: 0.15 А
• Цена: 80*4 рублей

Хозяйке на заметку

Цель снижения шума я не ставил из-за стоимости вентиляторов. Так вентилятор за 100 рублей изготовлен из чёрного пластика и потребляет 150 миллиампер тока. Именно такие я использовал для обдува радиатора, дует слабо, зато дешёвый. Уже за 200-300 рублей можно найти намного более мощные и красивые модели с потреблением 300-600 миллиампер, но на максимальных оборотах они шумные. Это решается силиконовыми прокладками и антивибрационными креплениями, но для меня решающее значение играла минимальная стоимость.

Блок питания

Если готового под рукой нет, можно собрать простейший из подручных материалов и микросхемы, которая стоит меньше 100 рублей. Для 4 вентиляторов необходим ток 0,6 А и немного про запас. Микросхема даёт примерно 1 ампер при напряжении от 9 до 15 вольт в зависимости от модели. Можно использовать любую модель, выставляя 12 вольт переменным резистором.

• Инструменты и паяльник
• Радиодетали
• Микросхема
• Провода и изоляция
• Цена: 100 рублей

Установка и проверка

Аппаратная часть

• Процессор: Intel Core i7 960 3.2 ГГц / 4.3 ГГц
• Системная плата: ASUS Rampage 3 formula
• Блок питания: OCZ ZX1250W
• Термопаста: АЛ-СИЛ 3

Программное обеспечение

• Windows 7 x64 SP1
• Prime 95
• RealTemp 3.69
• Cpu-z 1.58

Особо долго тестировать не пришлось, т.к. результаты не приближались даже к возможностям воздушного кулера. Радиатор СВО обдувался пока только двумя китайскими вентиляторами из 4х возможных и ещё не были раздвинуты шире пластины для лучшего продува. Так в режиме экономии энергии и нулевой загрузке температура процессора на воздухе примерно 42 градуса, а на самодельной СВО 57 градусов. Запуск теста prime95 на 4 потока (50% загрузка) прогревает до 65 градусов на воздухе и до 100 градусов за 30 секунд на СВО. При разгоне результаты ещё хуже.

Была предпринята попытка сделать новый водоблок с более тонкой (0,5 мм) медной пластиной основания и почти втрое более вместительный внутри, правда из тех же материалов (медь + латунь). В радиаторе раздвинуты пластины для лучшего продува и добавлено ещё два вентилятора, теперь их 4 штуки. В этот раз в режиме экономии энергии и нулевой загрузке температура процессора на воздухе примерно 42 градуса, а на самодельной СВО примерно 55 градусов. Запуск теста prime95 на 4 потока (50% загрузка) прогревает до 65 градусов на воздухе и до 83 градусов на СВО. Но при этом вода в контуре начинает довольно быстро нагреваться и уже через 5-7 минут температура процессора достигает 96 градусов. Это показания без разгона.

Собирать СВО было, конечно интересно, но применить её для охлаждения современного процессора не удалось. В старых компьютерах отлично справляется штатный кулер. Может быть я подобрал некачественные материалы или неправильно изготавливал водоблок, но собрать СВО менее, чем за 1000 рублей в домашних условиях мне не представляется возможным. Почитав обзоры бюджетных готовых СВО, имеющихся в магазинах я не надеялся, что моя самоделка будет лучше хорошего воздушного кулера. Для себя сделал вывод, что не стоит экономить в будущем на комплектующих для СВО. Когда решусь покупать СВО для разгона, однозначно буду собирать её сам из отдельных деталей.

Видеоролик

Чтобы установить водяное охлаждение для ПК, нужно хорошо разобраться в этой теме. Такой подход связан со многими факторами. Но главным образом, некачественный сбор этого типа СО может привести к разгерметизации и заливу всей системы, а этого, понятное дело, никому не хочется. Ну а прежде чем мы узнаем все за и против водяного охлаждения, попробуем разобраться с самостоятельным монтажом и другими аспектами, стоит начать с самого начала.

Система охлаждения

Она знакома многим, кто хоть раз заглядывал в компьютер и рассматривал какие-либо детали. Воздушное или активное охлаждение наиболее распространенное, популярное и то, которое мы встречаем в обычным ПК. В самой системе существует условная «Святая Троица», куда входит вентилятор видеокарты, процессора и корпуса. Конечно, в самых простых их может быть только два, так как корпусный устанавливают рядом с чипом и его в целом хватает.

Также иногда процессорные вентиляторы заменяют на более мощные и также объединяют их с корпусным, устанавливая целостную конструкцию на материнскую плату. Такой тип охлаждения стоит значительно меньше, даже если вы приобретете самый дорогой кулер.

Далее есть водяная система охлаждения для ПК. В этом варианте пользователю придется потратить намного больше денег, так как вариант имеет сложную конструкцию, состоит из десятка элементов. Чтобы собрать такую систему, в любом случае нужен будет профессиональный совет, так как те, кто ни разу не сталкивался с этим, вряд ли смогут правильно и безопасно установить оборудование.

Эти две наиболее популярные системы могут дополняться еще парочкой разновидностей, о которых знают немногие. К примеру, фреоновая установка представляет собой «холодильник», который охлаждает определенный компонент. Есть ватерчиллер, который получил еще более сложную конструкцию и совмещает жидкостное охлаждение и фреоновую установку.

В последнее время стали популярны системы открытого испарения, где за рабочее тело отвечает сухой лед, жидкий азот или гелий. Сейчас такие варианты пользуются популярностью у тех, кто любит экстремальный оверклокинг. Также стоит упомянуть о системе каскадного охлаждения, которая похожа на фреоновую установку, но имеет еще более сложную конструкцию. И наконец система с элементами Пальтье, которая требует другую активную СО.

Для чего?

Как водяное охлаждение для ПК, так и все другие виды - это системы, помогающие отвести тепло от нагревающихся элементов в компьютере. Как уже говорилось ранее, обычно дополнительного охлаждения требуют процессоры, видеокарты, элементы на материнской плате.

При этом тепло, которое формируется в корпусе, может быть утилизировано несколькими способами. К примеру, в атмосферу воздух отправляют активные системы, которые имеют радиатор. Так, воздушное охлаждение может быть представлено двумя типами: активным и пассивным. В первом случае вместе с радиатором работает вентилятор. Во втором - только радиатор.

В случае воздушного охлаждения тепло отводится от радиатора благодаря излучению тепла и конвекции. Если нет вентилятора, то конвекция естественная, если есть - принудительная. Также тепло может утилизироваться вместе с теплоносителем, как в случае водяного охлаждения, так и за счет фазового перехода носителя тепла в случае испарительной системы.

Опасность

Если вы понимаете, для чего нужно водяное охлаждение для ПК или воздушное, но не осознаете опасность перегрева, тогда следующая информация для вас. Из наиболее безобидного, обычно перенасыщение ПК теплым воздухом приводит к торможению системы: частоты процессора падает, графический ускоритель также становится медленнее, страдают и модули памяти.

Из трагического - перегрев принесет «смерть» вашей машине. Причем это может произойти несколькими способами. Если обратиться к физике, то за счет перегрева происходят необратимые и обратимые процессы.

Так, к необратимым относят химические явления. Перегрев либо резкий, либо длительный влияет на элементы, которые меняют свое молекулярное строение. После этого каким-либо образом спасти любимую видеокарту не удастся никак. Обратимые больше относятся к физическим процессам. В таком случае что-то плавится или рушится, соответственно, может быть заменено. Хотя последние случаи не всегда возможно исправить.

Сравнение

Чтобы понять, что такое водяное охлаждение для ПК, плюсы и минусы такой системы, стоит сравнить его с самым популярным вариантом охлаждения. Как мы знаем, кулер представляет собой конструкцию из радиатора, через который проходят трубки теплоотвода и вентилятора. Такую систему легко устанавливать в корпус. Обычно она крепится на четырех винтах.

Причем после упаковки вам ничего не нужно делать, собирать отдельные части или что-то к чему-то докупать. Просто находите место на материнской плате и крепите туда ваше приобретение. К доступной стоимости и простоте монтажа добавляются и недостатки такого варианта.

Прежде всего, почему воздушное охлаждение меняют на жидкостное - из-за неэффективности первого. Особенно если пользователь желает осуществить критический разгон процессора, то обычный кулер с этим не справится. Также часто не хватает такой системы и там, где «сидят» две и более видеокарт.

Следующим недостатком являются габариты радиатора. Конечно, не во всех случаях. Но чаще всего у хорошего кулера очень высокий профиль, что вызывает неудобства в установке и помещение его в компактный корпус. И последнее - это шум. С ним сталкиваются все пользователи. Причем если в спокойном режиме можно и не услышать систему, то при максимальной нагрузке на ПК вентиляторы набирают обороты и создают много шума.

Что это?

Итак, чаще всего встречается именно игровой ПК с водяным охлаждением. Это совсем не случайно. Во-первых, для него нужна мощная система. Во-вторых, он требует сильного охлаждения. В-третьих, некоторые геймеры все же любят развлечь себя оверклокингом, а для этого обязательно иметь СО, которая справится с непредвиденными перегревами и нагрузками.

Сразу стоит сказать, что водяное охлаждения далеко не всем по карману, поэтому трудно сказать, должен ли каждый геймер приобрести себе такое. Но если у вас есть достаточно средств, вы устали от перегрева системы, хотите поэкспериментировать с частотами, а еще и избавиться от излишнего шума кулера, то этот вариант подойдет вам идеально.

Работа

Водяное охлаждение для ПК своими руками сделать непросто. Поэтому, если средств действительно достаточно, лучше приобрести готовое. Но прежде чем мы перейдем к этому вопросу, стоит понять основной принцип работы такой конструкции. Это охлаждение не требует много места или каких-то особых форматов корпуса. Ему не нужен большой объем системного блока, чтобы работать более эффективно. В целом такой вариант встанет даже в самый нестандартный блок, с поправкой на сложности в монтаже.

Как уже говорилось ранее, система в качестве теплоносителя использует воду. Когда процессор нагревается, он излучает тепло, которое передает воде через теплообменник. Им здесь служит ватерблок. Тут вода становится теплее, и, естественно, её нужно охладить. Поэтому дальше она переносится на следующую точку теплообмена. Ею является радиатор. В этой точке тепло передается воздуху, который выводится за пределы ПК.

Сразу возникает вопрос, по какому принципу движется вода внутри корпуса. Её активностью занимается специальный насос - помпа. Понятно, что водяное охлаждение для ПК своими руками или купленное в магазине намного лучше воздушного, так как вода имеет высокий показатель теплоемкости и теплопроводности. Кроме того, теплоотвод становится эффективнее и быстрее.

Конструкция

Как уже говорилось ранее, конструкция этой системы намного сложнее, чем просто вентилятор и радиатор. Тут больше компонентов, которые при самостоятельной сборке следует тщательно подбирать. Есть как обязательные компоненты, так и дополнительные, которые не помешают, но без которых можно обойтись.

Корпус для ПК с водяным охлаждением должен обзавестись ватерблоком. Как показывает практика, хватает и одного, но лучше больше. Также внутри должен быть радиатор, помпа, шланги, фитинги и вода.

Помимо вышеуказанных элементов, без которых система не обойдется, должен быть резервуар, термодатчики, контроллеры помпы и вентиляторов, также не помешает парочка фильтров, бэкплейты, дополнительный ватерблок, разнообразные датчики и измерители и прочее.

Для тех, кто хочет самостоятельно собрать всю систему, мы рассмотрим каждый обязательный элемент отдельно.

Ватерблок

Итак, это первый и один из главных элементов во всей системе. Он является теплообменником, который передает тепло от греющегося элемента к воде. В целом конструкция этой детали практически одна. Он обычно состоит из металла или пластиковой крышки, имеет крепления, которые помогают установить его на нужный элемент.

Интересно, что ватерблоков так много, что есть даже такие, которые обеспечивают охлаждение частям, которые и не сильно в нем нуждаются. Но главное, что на основные, такие как процессоры, тоже есть. Соответственно, есть процессорные ватерблоки, для видеокарт и системных чипов.

Кстати, для графических ускорителей есть несколько вариантов теплообменника. Один вариант защищает только графический чип, другой накрывает сразу все элементы, в число которых входит чип, память, элементы напряжения и т. д.

Радиатор

Далее, те, кто пытается решить вопрос, как сделать водяное охлаждение для ПК, должны найти радиатор. Это водовоздушный обменник тепла, который участвует в передаче тепла от воды к воздуху. Они также могут быть двух видов: пассивный и активный.

Эти варианты мы встречали, когда описывали разновидность воздушного охлаждения. Пассивный выводит тепло естественно, а в активном варианте - принудительно с помощью вентилятора. Конечно, вариант пассивного радиатора в нашем случае встречается крайне редко. Несмотря на то что он вообще не издает шума, все же эффективность охлаждения в разы ниже. Кроме того, пассивные радиаторы намного крупнее и занимают много места, а значит, вызывают проблемы в установке всей системы.

Радиаторы с продувом все же распространенные, эффективные и удобные. Вентиляторы для них обычно мощные, которые также умеют регулировать скорость, а значит, систему из шумной можно мигом превратить в бесшумную, если в этом есть нужда. Размеры такого радиатора также варьируются.

Помпа

Конечно, нужно подобрать много элементов, чтобы собрать качественное водяное охлаждение. Помпы для ПК представлены электрическим насосом. Он отвечает за движение воды по трубкам от одной точки теплообмена к другой. Помпы могут быть разные, применяются они и более, и менее мощные. Есть варианты, которые работают от 220 вольт, а есть такие, которым достаточно 12 вольт.

Кстати, для системы водяного охлаждения (СВО) ранее использовали аквариумные помпы, которые работали при 220 вольт. Но такая замена вызывала некоторые трудности. Приходилось одновременно включать и насос, и ПК. Для этого нужно было установить особый механизм, что являлось дополнительной тратой.

Со временем технологии пошли вперед, появились специализированные помпы, с лучшей мощностью, компактным размером и работой от 12 вольт.

Трубки

Те, кто хоть раз видел либо кастомное водяное охлаждение для ПК, либо магазинный вариант, знают, что есть во всей конструкции трубки. Обычно именно по таким шлангам проносится вода от одной точки теплообмена к другой. Это обязательный компонент, который, в принципе, может иметь некоторые вариации.

Чаще всего для ПК эти трубки изготавливаются из ПВХ. Есть, конечно, варианты из силикона. На производительность трубка мало оказывает влияния, единственное, на что нужно обратить внимание, - это на диаметр. Меньше 8 мм лучше не приобретать, если собираетесь самостоятельно изготавливать СВО.

Фитинги

Это еще одна, не менее важная деталь, которая необходима и входит в комплект водяного охлаждения для ПК. Это соединительный механизм, который помогает подключить трубки к ватерблоку, помпе и радиатору. Их обычно вкручивают в отверстие с резьбой на вышеуказанных элементах всей системы.

Кстати, интересно, что если вы приобретаете самостоятельно отдельные части, то к комплектующим в коробке не будут идти фитинги. Это вызвано тем, что производители хотят, чтобы пользователь сам решил, какого формата, размера, разъема и т. д. ему нужны эти механизмы. Если же вы приобрели целиком систему, то, естественно, в комплекте будут все детали.

Есть и разные виды фитинга. К примеру, наиболее распространенным считается вариант компрессионный, который имеет накидную гайку. Есть прямые, угловые, в зависимости от положения и монтажа системы. Как уже говорилось ранее, есть разница и в резьбе.

Вода

Последний обязательный элемент цельной системы охлаждения - вода. Лучше всего использовать дистиллированную воду, которая избавилась от всех примесей. Также возможно применять деионизированную воду, которая в целом практически не отличается от предыдущего варианта, просто добывается другим методом. В некоторых случаях ее смешивают со специальными смесями и используют в СВО.

Пан или пропал

Конечно, лучшее водяное охлаждение для ПК - это то, которое проверено большинством пользователей и знакомо многим по обзорам. Но все же у некоторых покупателей возникает вопрос, а не сделать ли самостоятельно СВО. Нужно понимать, что подразумевается под самостоятельной сборкой. Обычно пользователи могут приобрести себе практически готовую систему, которую нужно лишь установить в корпус.

Есть же и самодельные системы, для которой покупатель самостоятельно выбирает все компоненты. К последнему варианту можно отнести еще один вид СВО, который собирается из «подручных» материалов. В этом случае имеются в виду найденные радиаторы на барахолках, а то и на свалках, выдернутые откуда-то вентиляторы и т. д.

Последний вариант, конечно, максимально опасный, так как ничего вас не сможет спасти от разгерметизации системы и залива всего ПК водой. А вот самостоятельная сборка правильных элементов - вещь неплохая, но только для тех, кто и вправду во всем разбирается. Главным преимуществом является, конечно, то, что вы можете подобрать такие компоненты, которые вам точно подойдут и понравятся. Поискать что-то подешевле и повыгоднее.

Готовая система - это всегда гарантия. Несмотря на то что многие считают такой вариант слишком простым и менее производительным, все же водяное охлаждение для ПК Corsair, Swiftech, Alphacool, Koolance и других, получили только положительные отклики от покупателей.

Готовая система - это огромный плюс, так как вы сразу покупаете все, что вам нужно, без дополнительных докупок и прочего. У вас в комплекте есть инструкция по установке, в которой обычно все понятно и подробно расписано. Также у вас есть гарантия на всю систему в целом. Единственным недостатком такого варианта считается отсутствие вариативности. То есть производитель представил СВО в паре моделей, а других модификаций нет и быть не может.

Выводы

Водяное охлаждение для ПК вещь нужная и важная, особенно для тех, у кого геймерский компьютер. Плюсов у такого варианта множество. Это тихая мощная система, возможность совершать критический разгон, стабильность системы в целом, приятный внешний вид, а также долгие сроки эксплуатации.

Так, водяное охлаждение позволяет не только проводить оверклокинг, но и подключать сразу несколько видеокарт, при этом корпус ПК может быть закрыт, а шума он практически не будет издавать.

Из минусов обычно выделяют трудности в монтаже, стоимость и ненадежность. С первым никуда не деться, хотя, если посмотреть пару обзоров и изучить инструкцию, ничего трудного нет. Стоимость также довольно внушительная, но за это мы можем в разы улучшить спецификации видеокарты, процессора, и частично все может окупиться.

Ненадежность - вещь субъективная. Главная опасность - это разгерметизация системы и залив всех компонентов. Она может произойти либо в любительских самодельных СВО, которые собрали из дешевых элементов, либо в случае, если вы невнимательно читали инструкцию и халатно отнеслись к монтажу.

Радиаторы и кулеры – об этом даже писать не так интересно, потому что все это давно есть в любом компьютере и этим никого не удивишь. Жидкий азот и всякие там системы с фазовым переходом – еще одна крайность, шансы встречи с которой в хозяйстве обычного человека почти нулевые. А вот «водянка»… в вопросе охлаждения компьютера это как золотая середина – необычно, но доступно; почти не шумит, но в то же время охладить может что угодно. Справедливости ради, СВО (система водяного охлаждения) правильней называть СЖО (система жидкостного охлаждения), ведь, по сути, залить внутрь можно что угодно. Но, забегая вперед, я использовал обычную воду, так что орудовать больше буду именно термином СВО.

Совсем недавно я достаточно подробно писал про сборку нового системного блока. Получившийся стенд выглядел следующим образом:

Вдумчивое изучение списка говорит о том, что тепловыделение некоторых устройств не просто высокое, а ОЧЕНЬ высокое. И если подключить все как есть, то внутри даже самого просторного корпуса будет как минимум жарко; а как показывает практика, будет еще и очень шумно.

Напомню, что корпусом, в который собирается компьютер, является пусть и не очень практичный (хотя с каждым разом я убеждаюсь в обратном), но очень презентабельный Thermaltake Level 10 – у него есть минусы, но за один только внешний вид ему можно очень многое простить.

На этом этапе материнская плата была установлена в корпус, в нее поставлена видеокарта – предварительно в самый верхний PCI-слот.

Установка радиатора/помпы/резервуара

Один из самых интересных этапов работы, на который у нас ушло больше всего времени (если бы мы сразу пошли по легкому пути, то управились бы за полчаса, но сперва мы перепробовали все сложные варианты, из-за которых все работы суммарно растянулись на 2 дня (конечно же, далеко неполных).

Система водяного охлаждения очень похожа на ту, что применяется в автомобилях, просто немного побольше – там тоже есть радиатор (чаще всего не один), кулер, охлаждающая жидкость и т.д. Но у автомобиля есть одно преимущество – солидный встречный поток холодного воздуха, который играет ключевую роль в охлаждении системы во время движения.

В случае с компьютером, отводить тепло приходится тем воздухом, который есть в комнате. Соответственно, чем больше размеры радиатора и количество кулеров, тем лучше. А так как хочется минимум шума, то эффективное охлаждение будет достигаться в основном за счет поверхности радиатора.

А суть проблемы заключалась в следующем. В скайпе мы предварительно сошлись на мнении «повесим сзади радиатора на 2-3 секции – его более чем хватит!», но как только мы взглянули на корпус, оказалось, что все не так-то просто. Во-первых, для трехсекционного радиатора там действительно было маловато места (если крепить радиатор на то отверстие, куда предполагается установка выдувного кулера корпуса), а во-вторых, даже если бы и хватило, то никак не получилось бы открыть сам корпус – мешалась бы «дверь» системного отсека:)

В общем, вариантов установки радиатора в корпус Thermaltake Level 10 мы насчитали минимум четыре – все они возможны, на каждый потребовалось бы разное количество времени и у каждого были бы свои плюсы и минусы. Начну с тех, что мы рассматривали, но которые нам не подошли:

1. Установка радиатора на задней (от пользователя) боковой стороне, то есть на съемной дверце.
Плюсы:
+ Возможность горизонтальной и вертикальной установки любого радиатора, хоть на 3-4 кулера
+ Размеры корпуса особо не увеличились бы

Минусы:
- Пришлось бы сверлить в дверце от 4 до 6-8 отверстий
- Снимать дверцу было бы очень неудобно
- При горизонтальном расположении потребовался бы радиатор с нестандартным расположением отверстия для залива жидкости
- При вертикальном расположении шланги были бы очень длинными и с большим изгибом
- Корпус будет стоять слева от меня (на подоконнике), а теплый воздух от кулеров в лицо мне не нужен:)

2. Установка радиатора сверху, на «кожухе» отсека блока питания. Плюсы и минусы идентичны

3. Установка двухсекционного радиатора внутри системного отсека

Плюсы:
+ Простота решения
+ Внешне не было бы никаких изменений
+ Дверца системного отсека открывалась бы без проблем

Минусы:
- Подошел бы только 2-секционный радиатор (этого мало для железа конфига)
- В таком случае браться холодному воздуху было бы не откуда, а гонять туда-сюда теплый воздух не хотелось.
- Были бы сложности по «расстановке» помпы и резервуара
- Даже если использовать сверхтонкие кулеры, перекрывались бы все SATA-разъемы (если бы они выводились на пользователя, а не вбок, то этой проблемы бы не было)

В общем, все эти варианты мы в той или иной степени попробовали – потратили много времени на поиски нужных компонентов, их примерку и т.д.

Самым последним вариантом оказалось достаточно необычное решение – может быть не самое на первый взгляд красивое, но действительно практичное. Это установка радиатора на задней стороне корпуса через специальный регулируемый переходник с механизмом типа «ножницы» .

Плюсы:
+ Ничего не пришлось сверлить
+ Возможность повесить ЛЮБОЙ радиатор
+ Отличная продуваемость
+ Не перекрывался доступ к разъемам материнской платы
+ Минимальная длина шлангов, минимум изгибов
+ Конструкция съемная и транспортабельна

Минусы:
- Не самый презентабельный внешний вид:)
- Открыть дверь системного отсека теперь не так просто
- Достаточно дорогой переходник

Почему мы пришли к этому варианту в последнюю очередь? Потому что во время поисков для предыдущих трех вариантов, совершенно случайно нашли переходник, про который все забыли, а в в интернет магазине его не было) Глядя на единственный (последний) экземпляр монтажной рамки Koolance Radiator Mounting Bracket , я подумал «И чего только не придумают!». Суть в следующем – в отверстия для крепления к корпусу заднего выдувного кулера вставляются 4 «конусных гвоздя», на которые вешается специальная рамка.

Конструкция этой рамки такова, что ее длинна может изменяться путем подкручивания фиксаторов, а снимается она смешением двух частей ее корпуса (чтобы отверстия разжались и ее можно было снять с «гвоздиков») – вот я загнул!) Гораздо проще понять все по фото.

Рамка металлическая и очень прочная – в этом я убедился, когда мы на пробу повесили 3-секционный (на 3 кулера) радиатор. Ничего не болтается и не качается, все висит намертво, но в «разжатом» случае дверь вполне себе открывалась – такой вариант меня полностью устраивал!

Радиаторов на выбор было огромное количество – черные, белые, красные… В этом вопросе меня больше всего удивил 4-секционный TFC Monsta , способный отвести до 2600Вт тепла (это, видимо, SLI из четырех 480ых)! Но мы люди гораздо проще, поэтому решили остановиться на том радиаторе, который примеряли - Swiftech MCR320-DRIVE . Его преимущество в том, что он объединяет в себе сразу три компонента – радиатор (MCR320 QP Radiator для трех 120мм кулеров), резервуар для жидкости и помпу высокого давления (MCP350 Pump , полный аналог «обычной» помпы Laing DDC ). По сути, с такой железякой для СВО потребуется докупить только водоблоки, шланги и прочие мелочи, что у нас уже было. Помпа работает от 12В (от 8 до 13.2), издавая шум 24~26 dBA. Максимальное создаваемое давление составляет 1.5бар, что примерно равно 1.5 «атмфосферам».

Для радиатора было три кулера-претендента – Noctua , Be Quiet и Scythe . В итоге остановились на индонезийских (с японскими корнями) Scythe Gentle Typhoon (120мм, 1450 об/мин, 21 dBA) – эти вертушки не первый день пользуются большим спросом у многих пользователей. Они ооочень тихие, а качество балансировки подшипников просто удивляет – кулер будет неестественно долго крутиться даже от самого легкого прикосновения. Срок службы составляет 100000 часов при 30°C (или 60000 часов при 60 °C), чего хватит для морального устаревания данного системника.

Обзор этих «тайфунов» был на ФЦентре – советую почитать . Поверх кулеров были поставлены защитные решетки, чтобы ребенок не засунул в вентиляторы чего-нибудь жизненно необходимого.

Примеряем получившуюся конструкцию к системному блоку – выглядит очень необычно) Но зато смотрите, как удобно – чтобы залезть внутрь корпуса (или снять систему охлаждения), достаточно нажать одну «кнопку» и вся конструкция, фактически, уже отсоединена. Сжимаем монтажную рамку и имеем полный доступ к внутренностям – там более чем просторно, ведь мы туда ничего не громоздили. Может быть я описал не самый удобный вариант, но… если учесть, что после сборки компьютера лазить внутрь практически не придется, а хорошее охлаждение гораздо важнее, то я считаю наше решение правильным.

Конструкция в сборе весит 2.25 килограмма, а с жидкостью и фитингами, наверное, все 3 – забегая вперед, даже такой вес рамке от Koolance оказался по силам, за что ей респекты и уважухи:)

Финишная прямая

Дело осталось за малым – установить все компоненты, «обвязать водой» и протестировать получившийся компьютер. Все началось с установки фитингов – красивые такие железки (в виде «ёлочек»), которые через специальные прокладки (и иногда, когда резьба фитинга очень длинная, через специальные спэйсеры) устанавливаются в соответствующее отверстие водоблока или резервуара – для затягивания мы использовали небольшой разводной ключ, но тут тоже важно не перестараться.

Помимо фитингов, в два отверстия водоблока видеокарты были установлены специальные заглушки:

После этого мы продумали маршрут, по которому будет идти вода. Правило простое – от менее нагретого к более. Соответственно, «выход» радиатора соединяется сперва с водоблоком материнской платы, из него выход на процессор, затем в видеокарту и уже потом обратно на вход в радиатор, остужаться. Так как вода одна на всех, то температура всех компонентов в результате будет примерно одинаковой – именно из этих соображений делают многоконтурные системы и именно по этой причине не имеет смысла подключать к одному контуру еще и всякие там жесткие диски, оперативку и т.д.

Роль шланга досталась красному Feser Tube (ПВХ, рабочая температура от -30 до +70°C, давление на разрыв 10МПа), для нарезки которого использовался специальный хищный инструмент.

Ровно отрезать шланг – может быть и не так сложно, но очень важно! Почти на все шланги были надеты специальные пружины против изгибов и изломов шланга (минимальный радиус петли шланга становится равным ~3.5см).

На каждый шланг (с обеих сторон) в области фитинга нужно установить по «хомуту» – мы использовали красивые Koolance Hose Clamp . Устанавливаются они с помощью обычных плоскогубцев (с грубой мужской силой), поэтому нужно действовать аккуратно, чтобы случайно не задеть чего-нибудь.

Пришло время поработать над соединением «внутреннего мира» с «внешним». Для того, чтобы иметь возможность снять радиатор-резервуар-помпу (например, для открытия корпуса или для транспортировки), мы поставили на трубки так называемые «быстросъемы» (быстросъемные клапаны), принцип действия которых до безобразия прост.

Когда мы поворачиваем соединение (как у BNC-коннекторов), отверстие в трубке закрывается-открывается, благодаря чему разобрать «водянку» можно меньше чем за минуту, без всяких луж и прочих последствий. Еще парочка дорогих, но прекрасно выглядящих железяк:

Расходы

5110 - Водоблок EK FB RE3 Nickel на материнскую плату
3660 - Водоблок EK-FC480 GTX Nickel+Plexi на видеокарту
1065 - Бэкплэйт EK-FC480 GTX Backplate Nickel на видеокарту
2999 - Водоблок Enzotech Stealth на процессор
9430 - Помпа/радиатор/резервуар Swiftech MCR320-DRIVE
2610 - Два быстросъемных клапана Release Coupling
4000 - Переходник Koolance Radiator Mounting Bracket
1325 - Три кулера Scythe Gentle Typhoon (120мм) для радиатора
290 - Четыре фитинга EK-10mm High Flow Fitting
430 - Термопаста Arctic-Cooling-MX-3
400 - Девять зажимов для шлангов Koolance Hose Clamp
365 - Жидкость Nanoxia HyperZero
355 - Шланг Feser Tube

Столь высокая цена в данном случае вызвана тем, что использовались fullcover-водоблоки для ОЧЕНЬ горячих железок, все тепло от которых нужно рассеивать соответствующим радиатором. Для более простых систем подобные решения просто не понадобятся, так же можно обойтись и без декоративных накладок и всяких быстросъемных клапанов – в таких случаях можно запросто уложиться и в половину стоимости. Цена среднестатистической «водянки» составляет 12-15 тысяч рублей, что в 4-5 раз превышает стоимость действительно хорошего процессорного кулера.

Включение и работа

После того, как все компоненты системы были соединены, подошло время к «leak-тесту» (тест на протечку) – в радиатор была залита охлаждающая жидкость (дважды дистиллированная вода Nanoxia HyperZero красного цвета, с антикоррозийными и антибиологическими присадками) – в контур вошло порядка 500 мл.

Парень в хабрамайке заправляет радиатор)

Т.к. нельзя исключать вероятность того, что к компонентам компьютера что-то было подсоединено не так, было решено отдельно проверить работу самой системы водяного охлаждения. Для этого все провода (от кулеров и от помпы) были подсоединены, а в 24-пиновый разъем блока питания вставлена скрепка – для «холостого хода». На всякий случай внизу мы положили салфеток, чтобы малейшую течь было легче обнаружить.

Нажатие кнопки и… все как задумывалось) Честно сказать, до этого мне приходилось видеть водянки (помимо интернетов) только на различных выставках и конкурсах, где было очень шумно; поэтому я подсознательно готовился к «журчанию ручья», но уровень шума приятно удивил – по большей части было слышно только работу помпы. Первоначально присутствовали «шипящие» звуки – из-за пузырьков воздуха, находящихся внутри контура (их было видно в некоторых местах шлангов). Для решения этой проблемы была открыта пробка резервуара-радиатора – от циркуляции потока воздух постепенно вышел и система стала работать еще тише. После долива жидкости пробка была закрыта и компьютер поработал еще минут 10. Шума от кулера блока питания и от трех на радиаторе не было слышно вообще, хотя их воздушные потоки давали о себе знать.

Убедившись в том, что система полностью работоспособна, мы решили окончательно собрать тестовый стенд. Подключение проводов заняло не больше минуты – гораздо дольше искали монитор и провод для его подключения, т.к. все работали на ноутбуках;) Фраза «Reboot and select proper boot device or insert boot media in selected boot device and press a key» стала бальзамом на душу – мы вставили один из «рабочих» SSD-дисков (с Windows 7 на борту) - хорошо, что новый комп принял такой вариант. Для полного счастья только обновили драйвера для чипсета и установили драйвера для видеокарты.

Запускаем диагностического монстра Everest , где на одной из вкладок находим показания датчиков температуры: 30°C были справедливы для всех компонентов системы – CPU, GPU и материнской платы – что ж, очень приятные цифры. Равенство цифр вызвало предположение о том, что охлаждение в режиме простоя ограничено комнатной температурой, ведь ниже нее температуры в обычной водянке быть не может. В любом случае гораздо интересней посмотреть, какая ситуация будет при нагрузке.

15 минут «офисной работы» и температура видеокарты поднялась до 35°C.

Начинаем с проверки CPU, для чего используем программу OCCT 3.1.0 – спустя достаточно продолжительное время в режиме 100% нагрузки, максимальная температура процессора составила 38°C, а температура ядер 49-55°C соответственно. Температура материнской платы составляла 31°C, северного моста - 38°C, южного - 39°C. Кстати, это очень примечательно, что у всех четырех ядер процессора была практически равная температура – судя по всему, это заслуга именно водяного блока, который отводит тепло равномерно со всей поверхности крышки процессора. 50+ градусов для 4-ядерного Intel Core i7-930 с TDP в 130Вт – на такой результат едва способен хоть один стоковый воздушный кулер. А если и способен, то шум от его работы при этом вряд ли кому-то понравится (интернет гласит о температуре данного процессора в 65-70 градусов с кулером Cooler Master V10 – тот, что с элементом Пельтье).

Видеокарту по привычке прогревали программой FurMark 1.8.2 (в простонародье «бублик») – вряд ли на скорую руку можно было придумать что-то более ресурсоемкое и информативное.

Помимо «Эвереста» так же была установлена программа EVGA Precision 2.0 . На максимально доступном разрешении (с максимальным сглаживаниями) был запущен стресс-тест с ведением лога температуры – уже минуты через 3 температура видеокарты устоялась на отметке в 52 градуса! 52 градуса в нагрузке для топовой (на данный момент) видеокарты NVIDIA GTX 480 на архитектуре Fermi – это не просто здорово, это замечательно!)

Для сравнения, температура видеокарты в нагрузке со штатным кулером может доходить до 100 градусов, а с хорошим нереференсным – до 70-80.

В общем, температурный режим в полном порядке – в нагрузке кулеры выдувают из радиатора практически холодный воздух, а сам радиатор еле теплый. Не буду говорить в этой статье про разгонный потенциал, скажу лишь, что он есть. Но гораздо приятней совсем другое - система работает практически бесшумно!

The end

Можно долго рассуждать о получившемся результате, но он мне понравился, как и всем тем, кто его уже успел посмотреть. Как ни крути, а в корпусе Thermaltake Level 10 мне удалось собрать более чем производительный конфиг, который еще долгое время будет актуальным. Более того, почти без проблем «встала» полноценная система водяного охлаждения, которая помимо хорошего охлаждения начинки дает +5 к внешнему виду. Говоря о температурном режиме, можно смело говорить и о солидном потенциале для разгона – сейчас даже в нагрузке система охлаждения работает далеко не на пределе возможностей.

Я забыл написать про еще один важный плюс – интересность. Пожалуй, это самое интересное, что мне приходилось делать с железками – ни одна сборка компьютера не приносила столько удовольствия! Одно дело, когда ты собираешь обычные «бездушные» компики, совсем другое дело – когда понимаешь всю ответственность и подходишь к делу со всей душой. Такая работа занимает далеко не 5 минут – все это время ты ощущаешь себя ребенком, играющим во взрослый конструктор. А еще инженером-технологом-конструктором-сантехником-дизайнером, да просто гиком… в общем, интересность сильно повышенная!

Введение

Вам не кажется, что термин "жидкостное охлаждение" наводит на мысль об автомобилях? На самом деле, жидкостное охлаждение является неотъемлемой частью обычного двигателя внутреннего сгорания почти 100 лет. Сразу же напрашивается вопрос: почему именно оно является предпочтительным методом охлаждения дорогих автомобильных двигателей? Чем же так замечательно жидкостное охлаждение?

Чтобы это выяснить, мы должны сравнить его с воздушным охлаждением. При сравнении эффективности этих методов охлаждения нужно учесть два наиболее важных свойства: теплопроводность и удельную теплоёмкость.

Теплопроводность - это физическая величина, показывающая, насколько хорошо вещество переносит тепло. Теплопроводность воды почти в 25 раз больше, чем воздуха. Очевидно, что это даёт водяному охлаждению огромное преимущество над воздушным, так как оно позволяет гораздо быстрее переносить тепло от горячего двигателя к радиатору.

Удельная теплоёмкость - ещё одна физическая величина, которая определяется как количество теплоты, необходимое для повышения температуры одного килограмма вещества на один кельвин (градус Цельсия). Удельная теплоёмкость воды почти в четыре раза больше, чем воздуха. Это означает, что для нагревания воды требуется в четыре раза больше энергии, чем для нагревания воздуха. И снова способность воды поглощать гораздо больше тепловой энергии без повышения собственной температуры является огромным преимуществом.

Итак, имеем неоспоримые факты того, что жидкостное охлаждение является более эффективным, чем воздушное. Однако совсем не обязательно, что это - лучший метод для охлаждения компонентов ПК. Давайте разберёмся.

Жидкостное охлаждение ПК

Несмотря на очень хорошие качества воды, касающиеся отвода тепла, есть несколько убедительных причин, чтобы не помещать воду в компьютер. Самая главная из этих причин - электропроводность охлаждающей жидкости.

Если бы вы случайно пролили стакан воды на бензиновый двигатель во время заправки радиатора, то ничего страшного бы не произошло; вода не повредила бы двигатель. А вот если бы вы вылили стакан воды на материнскую плату своего компьютера, то было бы очень плохо. Поэтому существует определённый риск, связанный с применением воды для охлаждения компонентов компьютера.

Следующий фактор - это сложность технического обслуживания. Системы воздушного охлаждения проще и дешевле производить и ремонтировать по сравнению с водяными аналогами, и радиаторы не требуют никакого технического обслуживания, разве что необходимо удалять из них пыль. С системами водяного охлаждения работать гораздо сложнее. Их труднее устанавливать, они часто требуют обслуживания, хотя и незначительного.

В-третьих, элементы системы водяного охлаждения для ПК стоят гораздо больше, чем детали системы охлаждения воздухом. Если комплект качественных радиаторов и вентиляторов воздушного охлаждения для процессора, видеокарты и материнской платы будет стоить, скорее всего, в пределах $150, то стоимость системы жидкостного охлаждения для тех же самых комплектующих легко может доходить до $500.

Имея столько недостатков, системы водяного охлаждения, казалось бы, не должны пользоваться спросом. Но на самом деле они настолько хорошо отводят тепло, что это их свойство оправдывает все недостатки.

На рынке можно найти полностью готовые к установке системы жидкостного охлаждения, которые уже не являются набором запасных частей, с которым энтузиастам приходилось иметь дело в прошлом. Готовые системы собраны, проверены и вполне надёжны. К тому же, водяное охлаждение не так опасно, как кажется: разумеется, всегда существует большой риск при использовании жидкостей в ПК, но если соблюдать осторожность, то этот риск существенно снижается. Что касается технического обслуживания, то современные хладагенты требуют замены довольно редко, может, раз в год. Что касается цены, то любое оборудование, которое работает с высокой производительностью, всегда стоит дороже обычного, будь то "Феррари" в вашем гараже или система водяного охлаждения для вашего компьютера. За высокую производительность приходится платить.

Предположим, что вас привлекает этот метод охлаждения или, по крайней мере, вам хотелось бы узнать, как он работает, что с ним связано, и каковы его преимущества.

Общие принципы водяного охлаждения

Цель любой системы охлаждения в ПК - отвести тепло от компонентов компьютера.

Традиционный воздушный кулер для ЦП отводит тепло от процессора на радиатор. Вентилятор активно прогоняет воздух через рёбра радиатора, и когда воздух проходит мимо, он забирает тепло. Воздух из корпуса компьютера выводится другим вентилятором или даже несколькими. Как видите, воздух совершает много перемещений.

В системах водяного охлаждения вместо воздуха для отвода тепла используется охлаждающая жидкость (теплоноситель) - вода. Вода выходит из резервуара по трубке, поступая туда, куда нужно. Блок водяного охлаждения может либо представлять собой отдельный блок вне корпуса ПК, либо может быть встроен в корпус. На диаграмме водоохладительный блок является внешним.

Тепло передаётся от процессора к головке охлаждения (водоблоку), которая представляет собой полый радиатор-теплосъёмник с входным и выходным отверстиями для охлаждающей жидкости. Когда вода проходит сквозь головку, она забирает с собой тепло. Теплоотдача за счёт воды происходит гораздо эффективнее, чем за счёт воздуха.

Затем нагретая жидкость закачивается в резервуар. Из резервуара она протекает в теплообменник, где отдаёт тепло радиатору, а тот - окружающему воздуху, обычно с помощью вентилятора. После этого вода попадает снова в головку, и цикл начинается сначала.

Сейчас, когда мы имеем хорошее представление об основах жидкостного охлаждения ПК, поговорим о том, какие системы доступны на рынке.

Выбор системы водяного охлаждения

Есть три основных типа систем водяного охлаждения: внутренние, внешние и встроенные. Главное различие между ними заключается в том, где по отношению к корпусу компьютера расположены их основные компоненты: радиатор/теплообменник, насос и резервуар.

Как следует из названия, встроенная охлаждающая система является составной частью корпуса ПК, то есть вмонтирована в корпус и продаётся в комплекте с ним. Так как вся система водяного охлаждения смонтирована в корпусе, этот вариант, возможно, является самым простым в обращении, потому что и внутри корпуса остаётся больше места, и снаружи нет громоздких конструкций. Недостатком, разумеется, является то, что если вы решите перейти на такую систему, то старый корпус ПК окажется бесполезным.

Если вам нравится корпус вашего ПК, и вы не хотите с ним расставаться, то внутренние и внешние системы водяного охлаждения, вероятно, покажутся более привлекательными. Компоненты внутренней системы помещаются внутрь корпуса ПК. Так как большинство корпусов не рассчитаны на размещение такой системы охлаждения, внутри становится довольно тесно. Однако установка подобных систем позволит сохранить ваш любимый корпус, а также переносить его без особых препятствий.

Третий вариант - внешняя система водяного охлаждения. Она тоже для тех, кто желает оставить старый корпус своего ПК. В таком случае радиатор, резервуар и водяной насос помещаются в отдельный блок вне корпуса компьютера. Вода по трубкам закачивается в корпус ПК, к головке охлаждения, а по обратной трубке нагретая жидкость выкачивается из корпуса в резервуар. Преимущество внешней системы заключается в том, что она может использоваться с любым корпусом. Она также позволяет использовать радиатор большего размера и может обладать лучшей охлаждающей способностью, чем средняя встроенная установка. Недостаток заключается в том, что компьютер с внешней системой охлаждения становится не таким мобильным, как с внутренними или встроенными системами охлаждения.

В нашем случае мобильность не имеет большого значения, однако нам хотелось бы оставить наш "родной" корпус ПК. Кроме того, нас привлекла повышенная эффективность охлаждения внешнего радиатора. Поэтому для обзора мы выбрали внешнюю систему охлаждения. Компания Koolance любезно предоставила нам отличный образец - систему EXOS-2.

Внешняя система водяного охлаждения Koolance EXOS-2.

EXOS-2 представляет собой мощную внешнюю систему водяного охлаждения с охлаждающей способностью свыше 700 Вт. Это не означает, что система потребляет 700 Вт - она потребляет лишь малую часть этого. Это значит, что система может эффективно справляться с тепловыделением в 700 Вт, поддерживая температуру на уровне 55 градусов Цельсия при 25 градусах окружающей среды.

EXOS-2 поставляется со всеми необходимыми трубками и приспособлениями, кроме головок охлаждения (водоблоков). Пользователю придётся купить подходящие головки, в зависимости от того, какие компоненты ПК он хочет охлаждать.

Охлаждение нескольких компонентов

Одним из преимуществ большинства систем жидкостного охлаждения является то, что они расширяемы и могут охлаждать не только процессор, но и другие компоненты. Даже после прохождения через головку охлаждения процессора, вода всё ещё способна охладить, например, чипсет материнской платы и видеокарту. Это основное, но по желанию можно добавить ещё больше компонентов, например жёсткий диск. Для этого каждому компоненту, который будет охлаждаться, потребуется свой собственный водоблок. Конечно, придётся заняться и планированием, чтобы убедиться, что охлаждающая жидкость протекает хорошо.

Почему выгодно объединить все три компонента - центральный процессор, чипсет и видеокарту - с хорошей системой водяного охлаждения?

Большинство пользователей понимают необходимость охлаждения процессора. ЦП сильно нагревается в корпусе ПК, а устойчивая работа компьютера зависит от поддержания низкой температуры процессора. Центральный процессор является одной из самых дорогих составляющих компьютера, и чем ниже поддерживаемая температура, тем дольше прослужит процессор. Наконец, охлаждение процессора особенно актуально при разгоне.

Водоблок центрального процессора и аксессуары для сборки.

Идея охлаждения чипсета материнской платы (вернее, северного моста), возможно, не всем знакома. Но учтите, что компьютер устойчив настолько, насколько стабилен его чипсет. Во многих случаях дополнительное охлаждение чипсета может поспособствовать стабильности системы, особенно при разгоне.

Водоблок чипсета и аксессуары для сборки.

Третий компонент очень важен для тех, кто обладает higher-end видеокартой и использует ПК для игр. Во многих случаях графический процессор видеокарты выделяет тепла больше остальных компонентов компьютера. Опять же, чем лучше охлаждение графического процессора, тем дольше он прослужит, тем выше устойчивость и больше возможностей для разгона.

Разумеется, для тех пользователей, кто не намерен использовать свой компьютер для игр и имеет маломощную графическую карту, водяное охлаждение окажется излишеством. Но для современных мощных и сильно нагревающихся видеокарт, водяное охлаждение может стать выгодным приобретением.

Мы собираемся установить охлаждающую систему на нашу видеокарту Radeon X1900 XTX. Хотя эта видеокарта не самая новая и мощная, она всё ещё хоть куда, и к тому же очень сильно нагревается. В случае с данной моделью компания Koolance предлагает не только водоблок для графического процессора/памяти, но и отдельную головку охлаждения для стабилизатора напряжения.

Водоблок для графического процессора и аксессуары для сборки.

Если системы воздушного охлаждения могут поддерживать температуру графического процессора в допустимых пределах, то нам не известны подобные системы, способные урегулировать чрезвычайно высокую температуру регуляторов напряжения на X1900, которая при нагрузках легко может достигать 100 градусов Цельсия. Интересно, как водоблок для регулятора напряжения повлияет на видеокарту X1900.

Водоблок для регулятора напряжения видеокарты и аксессуары для сборки.

Это основные компоненты, которые охлаждаются с помощью воды. Как говорилось выше, есть и другие компоненты, которые можно охлаждать таким образом. Например, компания Koolance предлагает блок питания мощностью 1200 Вт с жидкостным охлаждением. Все электронные компоненты блока питания погружены в жидкость, не проводящую ток, которая прокачивается через собственный внешний радиатор. Это - особый пример альтернативного жидкостного охлаждения, однако такая система отлично справляется с работой.

Koolance: 1200-Вт блок питания с жидкостным охлаждением.

Сейчас можно приступить к установке.

Планирование и установка

В отличие от систем воздушного охлаждения, установка системы жидкостного охлаждения требует некоторого планирования. Жидкостное охлаждение предполагает несколько ограничений, которые пользователь должен принять во внимание.

Во-первых, во время установки следует всегда помнить об удобстве. Трубки с водой должны свободно проходить внутрь корпуса и между компонентами. Кроме того, охлаждающая система должна оставлять свободное место, чтобы в дальнейшем работа с ней и комплектующими не вызывала трудностей.

Во-вторых, течение жидкости не должно быть ничем ограничено. Следует также помнить, что охлаждающая жидкость нагревается при прохождении через каждый водоблок. Если бы мы спроектировали систему таким образом, чтобы вода поступала в каждый последующий водоблок в такой последовательности: сначала к процессору, затем к чипсету, к видеокарте и, наконец, к регулятору напряжения видеокарты, то в водоблок регулятора напряжения всегда поступала бы вода, нагретая всеми предыдущими компонентами системы. Такой сценарий нельзя назвать идеальным для последнего компонента.

Чтобы как-то смягчить эту проблему, неплохо бы пустить охлаждающую жидкость по отдельным, параллельным путям. Если это сделать правильно, то поток воды будет менее нагружен, и в водоблоки каждого компонента будет поступать вода, не нагретая другими компонентами.

Набор Koolance EXOS-2, который мы выбрали для данной статьи, предназначен в основном для работы с соединительными трубками сечением 3/8", и водоблок для центрального процессора спроектирован с прессуемыми соединителями на 3/8". Однако головки охлаждения чипсета и видеокарты Koolance спроектированы для работы с соединительными трубками меньшего диаметра - 1/4". Из-за этого пользователь вынужден использовать сплиттер, разделяющий 3/8" трубку на две 1/4" трубки. Эта схема хорошо работает, когда мы разбиваем поток на два параллельных пути. По одной из этих 1/4" трубок будет охлаждаться чипсет материнской платы, а по другой - видеокарта. После того, как вода заберёт тепло от этих компонентов, две 1/4" трубки соединятся вновь в одну 3/8", по которой нагретая вода потечёт из корпуса ПК обратно в радиатор для охлаждения.

Весь процесс представлен на следующей схеме.

Спланированная конфигурация охлаждающей системы.

При планировании расположения собственной системы водяного охлаждения рекомендуем вам начертить простую схему. Это поможет правильно установить систему. Начертив план на бумаге, можно приступать к реальной сборке и установке.

Для начала можно разложить на столе все детали системы и прикинуть необходимую длину трубок. Не обрезайте слишком коротко, оставьте запас; потом вы всегда сможете отрезать лишнее.

После подготовительных работ можно приступать к установке водоблоков. Головка охлаждения Koolance для процессора, который мы используем, требует установки металлической скобы крепления на задней стороне материнской платы за процессором. И что хорошо, эта скоба крепления поставляется вместе с пластмассовой прокладкой, чтобы предотвратить замыкание с материнской платой. Сначала мы достали материнскую плату из корпуса и установили скобу крепления.

Затем можно снять радиатор, который прикреплён к северному мосту материнской платы. Мы воспользовались материнской платой Biostar 965PT, у которой чипсет охлаждается с помощью пассивного радиатора, прикреплённого пластмассовыми фиксаторами.

Чипсет материнской платы без радиатора. Готов к установке водоблока.

После того, как радиатор чипсета снят, следует прикрепить элементы крепления водоблока для чипсета.

Во время установки мы заметили, что элементы крепления водоблока для чипсета, в частности, пластмассовая прокладка, давит на резистор на задней части материнской платы. За этим нужно внимательно следить при установке. Чрезмерно сильное затягивание болтов может нанести непоправимый ущерб материнской плате, поэтому будьте внимательны и осторожны!

После установки элементов крепления головок охлаждения процессора и чипсета можно вернуть материнскую плату в корпус ПК и подумать о подсоединении водоблоков к процессору и чипсету. Не забудьте удалить с процессора и чипсета остатки старой термопасты перед тем, как нанести новый тонкий слой.

Процессор с элементами крепления для водоблока.

Возможно, вам захочется подсоединить трубки для воды к водоблокам до того, как вы установите их на материнскую плату. Но будьте при этом осторожны: можно не рассчитать давление и силу, которые при сгибании трубок приложатся к хрупким чипсету и процессору. Главное - оставить достаточную длину трубок, ведь подрезать их по размерам можно позже.

Сейчас можно осторожно установить водоблоки на процессор и чипсет с помощью предоставленных элементов крепления. Помните, что не нужно прижимать их с силой: достаточно просто хорошо их установить на процессор и чипсет. Применяя силу, можно повредить комплектующие.

После установки водоблоков на процессор и чипсет, можно переключить внимание на видеокарту. Удаляем имеющийся на ней радиатор и заменяем его водоблоком. В нашем случае мы также сняли радиатор стабилизатора напряжения и установили на карту второй водоблок. После того, как водоблоки установлены на видеокарту, можно подсоединить трубки. После этого видеокарту можно вставить в слот PCI Express.

После установки всех водоблоков следует подсоединить оставшиеся трубки. Последней нужно подключать трубку, которая ведёт к внешнему блоку водяного охлаждения. Убедитесь в правильности направления движения воды: охлаждённая жидкость должна поступать сначала в водоблок процессора.

Настал момент, когда можно заливать воду в резервуар. Наполняйте резервуар только до уровня, указанного в инструкции производителя. По мере заполнения резервуара, вода будет медленно поступать в трубки. Особенно внимательно следите за всеми креплениями и имейте под рукой полотенце на случай непредвиденной утечки жидкости. При малейших признаках протекания, немедленно устраните проблему.

Когда все компоненты собраны вместе, можно заливать охлаждающую жидкость.

Если вы всё сделали аккуратно, и в системе не возникло протечек, то вам нужно прокачать охлаждающую жидкость, чтобы удалить пузырьки воздуха. В случае с Koolance EXOS-2 это достигается путём замыкания контактов на блоке питания ATX, чтобы подать питание водяному насосу, но не подавать питание на материнскую плату.

Пусть система поработает в таком режиме, а вы в это время медленно и осторожно наклоняйте компьютер в одну и другую стороны, чтобы пузырьки воздуха вышли из водоблоков. Когда все пузырьки выйдут, вы, скорее всего, обнаружите, что в систему требуется добавить охлаждающей жидкости. Это нормально. Примерно через 10 минут после заливки в трубках не должно быть видно никаких пузырьков воздуха. Если вы убедились, что пузырьков воздуха больше нет и вероятность протечки исключена, то можно запускать систему по-настоящему.

Тестовая конфигурация и тесты

Все заботы по сборке и установке позади. Настало время посмотреть, какие преимущества даёт система водяного охлаждения.

Аппаратное обеспечение
Процессор	Intel Core 2 Duo e4300, 1,8 ГГц (разогнан до 2250 МГц), кэш 2 Мбайт L2
Платформа	Biostar T-Force 965PT (Socket 775), чипсет Intel 965, BIOS vP96CA103BS
Оперативная память	Patriot Signature Line, 1x 1024 Мбайт PC2-6400 (CL5-5-5-16)
Жёсткий диск	Western Digital WD1200JB, 120 Гбайт, 7 200 об/мин, кэш 8 Мбайт, UltraATA/100
Сеть	Встроенный адаптер Ethernet 1 Гбит/с
Видеокарта	ATI X1900 XTX (PCIe), 512 Мбайт GDDR3
Блок питания	Koolance 1200 Вт
Системное ПО и Драйверы
ОС	Microsoft Windows XP Professional 5.10.2600, Service Pack 2
Версия DirectX	9.0c (4.09.0000.0904)
Графический драйвер	ATI Catalyst 7.2

В нашей тестовой конфигурации мы использовали платформу Core 2 Duo, потому что процессор E4300 очень легко разогнать. Разгон позволил нам посмотреть, насколько высоко поднимется температура, и как с этим справятся стандартная система воздушного охлаждения и наша новая система водяного охлаждения.

Методика проста: максимально разогнать процессор E4300 со штатным воздушным охлаждением, а затем разогнать его с водяным охлаждением и сравнить результаты. Как оказалось, E4300 способен на большее. Мы увеличили частоту процессора с заявленных 1800 МГц до 2250 МГц. При этом процессор E4300 легко справлялся с добавленными 450 МГц без увеличения напряжения или каких-либо других проблем. Однако стандартный кулер не справился с работой, так как при нагрузке температура процессора поднялась до нежелательных 62 градусов Цельсия. Хотя ядро можно было бы разгонять и дальше, дальнейшее повышение температуры могло стать опасным, поэтому мы остановились, зафиксировали результат и установили систему водяного охлаждения.

Прежде чем рассмотреть температуру процессора при нагрузке, давайте взглянем на температуру при простое системы.

В режиме простоя водяное охлаждение даёт приличное снижение температуры процессора, примерно на 10 градусов. Однако это не такое уж большое достижение, если учесть, что собственный кулер процессора относится к классу low-end, а высококачественный воздушный кулер мог бы быть эффективнее. Тем не менее, стоит помнить, что водяное охлаждение не может снижать температуру так, чтобы она была ниже, чем температура окружающей среды, которая в нашем случае была около 22 градусов Цельсия.

При нагрузке системы - десятиминутный прогон стресс-теста Orthos - установка водяного охлаждения действительно показала, на что она способна.

Вот это уже на самом деле интересно. Штатный воздушный кулер не может даже поддерживать температуру процессора ниже нежелательно высоких для него 60 градусов, а система водяного охлаждения снизила температуру до 49 градусов при самой низкой скорости вентиляторов. Кроме снижения температуры, система водяного охлаждения работает гораздо тише, чем штатный кулер процессора.

При максимальной скорости вентиляторов в системе водяного охлаждения температура процессора опускается ниже 40 градусов! Это на 24 градуса ниже, чем со штатным кулером при нагрузке, и практически столько же, сколько собственный кулер выдаёт при простое. Результат производит впечатление, хотя при высокой скорости вентиляторов система водяного охлаждения производит больше шума, чем хотелось бы. Однако скорость вентиляторов регулируется по 10-бальной шкале, и вряд ли в повседневном использовании придётся устанавливать её на полную мощность. Orthos нагружает процессор сильнее, чем другие тесты, и нам было весьма интересно посмотреть, на что способна система водяного охлаждения.

В заключение обратите внимание на результаты, полученные для видеокарты. Обычно X1900 XTX нагревается очень сильно, но в нашем распоряжении был один из лучших воздушных кулеров - Thermalright HR-03. Посмотрим, какими преимуществами обладает водяное охлаждение по сравнению с этим кулером после 10 минут стресс-теста Atitool в режиме тестирования на артефакты.

Температура, поддерживаемая штатным кулером, ужасна: 89 градусов на графическом процессоре и свыше 100 градусов на стабилизаторе напряжения! Кулер Thermalright HR-03 потрясающе сработал, охладив графический процессор до 65 градусов, но температура стабилизаторов напряжения по-прежнему слишком высока - 97 градусов!

Система водяного охлаждения снизила температуру графического процессора до 59 градусов. Это на 30 градусов лучше, чем со штатным кулером, и всего на 6 градусов лучше, чем с HR-03, что ещё больше подчёркивает её эффективность.

Отдельный водоблок для стабилизатора напряжения демонстрирует отличный результат. HR-03 не имеет средств для охлаждения стабилизатора напряжения, а водоблок снизил температуру до 77 градусов, что на 25 градусов лучше, чем со штатным кулером. Это очень хороший результат.

Заключение

Результаты, полученные при тестировании с использованием системы водяного охлаждения, достаточно очевидны: жидкостное охлаждение намного эффективнее воздушного.

Водяное охлаждение доступно сейчас не только ограниченному кругу профессионалов, но и простым пользователям. К тому же, современные системы водяного охлаждения, такие, как EXOS-2, очень легко устанавливать, они работают по принципу "включай и работай", в отличие от старых систем, которые требовали сборки. Кроме того, современные наборы водяного охлаждения с подсвеченными и стилизованными корпусами выглядят очень симпатично.

Если вы энтузиаст и испробовали уже все системы воздушного охлаждения, то жидкостное охлаждение будет для вас следующим логическим шагом. Конечно, существует риск, и оборудование для водяного охлаждения будет стоить больше, чем для воздушного, но выгода очевидна.

Мнение редактора

Долгое время я избегал водяного охлаждения, так как опасался, что от него будет больше проблем, чем пользы. Но сейчас могу с уверенностью сказать, что моё мнение изменилось: системы водяного охлаждения гораздо легче устанавливать, чем я думал, а результаты охлаждения говорят сами за себя. Также хотелось бы выразить благодарность компании Koolance за предоставленный нам набор EXOS-2, работа с которым доставила удовольствие.

Часто для построения большого радиатора используют тепловые трубки (англ.: heat pipe ) — герметично запаянные и специальным образом устроенные металлические трубки (обычно медные). Они очень эффективно переносят тепло от одного своего конца к другому: таким образом, даже самые дальние рёбра большого радиатора эффективно работают в охлаждении. Так, например, устроен популярный кулер

Для охлаждения современных производительных графических процессоров применяют те же методы: большие радиаторы, медные сердечники систем охлаждения или полностью медные радиаторы, тепловые трубки для переноса тепла к дополнительным радиаторам:

Рекомендации по выбору здесь такие же: использовать медленные и крупноразмерные вентиляторы, максимально большие радиаторы. Так, например, выглядят популярные системы охлаждения видеокарт и Zalman VF900 :

Обычно вентиляторы систем охлаждения видеокарт лишь перемешивали воздух внутри системного блока, что не очень эффективно, с точки зрения охлаждения всего компьютера. Лишь совсем недавно для охлаждения видеокарт стали применять системы охлаждения, которые выносят горячий воздух за пределы корпуса: первыми стали и, схожая конструкция, от бренда :

Подобные системы охлаждения устанавливаются на самые мощные современные видеокарты (nVidia GeForce 8800, ATI x1800XT и старше). Такая конструкция зачастую более оправдана, с точки зрения правильной организации воздушных потоков внутри корпуса компьютера, чем традиционные схемы. Организация воздушных потоков

Современные стандарты по конструированию корпусов компьютеров среди прочего регламентируют и способ построения системы охлаждения. Начиная ещё с , выпуск которых был начат в 1997 году, внедряется технология охлаждения компьютера сквозным воздушным потоком, направленным от передней стенки корпуса к задней (дополнительно воздух для охлаждения всасывается через левую стенку):

Интересующихся подробностями отсылаю к последним версиям стандарта ATX.

Как минимум один вентилятор установлен в блоке питания компьютера (многие современные модели имеют два вентилятора, что позволяет существенно снизить скорость вращения каждого из них, а, значит, и шум при работе). В любом месте внутри корпуса компьютера можно устанавливать дополнительные вентиляторы для усиления потоков воздуха. Обязательно нужно следовать правилу: на передней и левой боковой стенке воздух нагнетается внутрь корпуса, на задней стенке горячий воздух выбрасывается наружу . Также нужно проконтролировать, чтобы поток горячего воздуха от задней стенки компьютера не попадал напрямик в воздухозабор на левой стенке компьютера (такое случается при определённых положениях системного блока относительно стен комнаты и мебели). Какие вентиляторы устанавливать, зависит в первую очередь от наличия соответствующих креплений в стенках корпуса. Шум вентилятора главным образом определяется скоростью его вращения (см. раздел ), поэтому рекомендуется использовать медленные (тихие) модели вентиляторов. При равных установочных размерах и скорости вращения, вентиляторы на задней стенке корпуса субъективно шумят несколько меньше передних: во-первых, они находятся дальше от пользователя, во-вторых, сзади корпуса расположены почти прозрачные решётки, в то время как спереди - различные декоративные элементы. Часто шум создаётся вследствие огибания элементов передней панели воздушным потоком: если переносимый объём воздушного потока превышает некий предел, на передней панели корпуса компьютера образуются вихревые турбулентные потоки, которые создают характерный шум (он напоминает шипение пылесоса, но гораздо тише).

Выбор компьютерного корпуса

Практически подавляющее большинство корпусов для компьютеров, представленных сегодня на рынке, соответствуют одной из версий стандарта ATX, в том числе и по части охлаждения. Самые дешёвые корпуса не комплектуются ни блоком питания, ни дополнительными приспособлениями. Более дорогие корпуса оснащаются вентиляторами для охлаждения корпуса, реже - переходниками для подключения вентиляторов различными способами; иногда даже специальным контроллером, оснащённым термодатчиками, который позволяет плавно регулировать скорость вращения одного или нескольких вентиляторов в зависимости от температуры основных узлов (см. напр. ). Блок питания включается в комплект не всегда: многие покупатели предпочитают выбирать БП самостоятельно. Из прочих вариантов дополнительного оснащения стоит отметить специальные крепления боковых стенок, жёстких дисков, оптических приводов, карт расширения, которые позволяют собирать компьютер без отвёртки; пылевые фильтры, препятствующие попаданию грязи внутрь компьютера через вентиляционные отверстия; различные патрубки для направления воздушных потоков внутри корпуса. Исследуем вентилятор

Для переноса воздуха в системах охлаждения используют вентиляторы (англ.: fan ).

Устройство вентилятора

Вентилятор состоит из корпуса (обычно в виде рамки), электродвигателя и крыльчатки, закреплённой при помощи подшипников на одной оси с двигателем:

От типа установленных подшипников зависит надёжность вентилятора. Производители заявляют такое типичное время наработки на отказ (количество лет получено из расчёта круглосуточной работы):

С учётом морального старения компьютерной техники (для домашнего и офисного применения это 2-3 года), вентиляторы с шарикоподшипниками можно считать «вечными»: срок их работы не меньше типового срока работы компьютера. Для более серьёзных применений, где компьютер должен работать круглосуточно много лет, стоит подобрать более надёжные вентиляторы.

Многие сталкивались со старыми вентиляторами, в которых подшипники скольжения выработали свой ресурс: вал крыльчатки дребезжит и вибрирует при работе, издавая характерный рычащий звук. В принципе, такой подшипник можно отремонтировать, смазав его твёрдой смазкой, - но многие ли согласятся ремонтировать вентилятор, цена которому всего пара долларов?

Характеристики вентиляторов

Вентиляторы различаются по своему размеру и толщине: обычно в компьютерах встречаются типоразмеры 40×40×10 мм, для охлаждения видеокарт и карманов для жёстких дисков, а также 80×80×25, 92×92×25, 120×120×25 мм для охлаждения корпуса. Также вентиляторы различаются типом и конструкцией устанавливаемых электродвигателей: они потребляют различный ток и обеспечивают разную скорость вращения крыльчатки. От размеров вентилятора и скорости вращения лопастей крыльчатки зависит производительность: создаваемое статическое давление и максимальный объём переносимого воздуха.

Объём переносимого вентилятором воздуха (расход) измеряется в кубометрах в минуту или кубических футах в минуту (CFM, cubic feet per minute). Производительность вентилятора, указанная в характеристиках, измеряется при нулевом давлении: вентилятор работает в открытом пространстве. Внутри корпуса компьютера вентилятор дует в системный блок определенного размера, потому он создаёт в обслуживаемом объёме избыточное давление. Естественно, что объёмная производительность будет приблизительно обратно пропорциональна создаваемому давлению. Конкретный вид расходной характеристики зависит от формы использованной крыльчатки и других параметров конкретной модели. Например, соответствующий график для вентилятора :

Из этого следует простой вывод: чем интенсивнее работают вентиляторы в задней части корпуса компьютера, тем больше воздуха можно будет прокачать через всю систему, и тем эффективнее будет охлаждение.

Уровень шума вентиляторов

Уровень шума, создаваемый вентилятором при работе, зависит от различных его характеристик (подробнее о причинах его возникновения можно прочесть в статье ). Несложно установить зависимость между производительностью и шумом вентилятора. На сайте крупного производителя популярных систем охлаждения , в мы видим: многие вентиляторы одного и того же размера комплектуются разными электродвигателями, которые рассчитаны на различную скорость вращения. Поскольку крыльчатка используется одна и та же, получаем интересующие нас данные: характеристики одного и того же вентилятора при разных скоростях вращения. Составляем таблицу для трёх самых распространённых типоразмеров: толщина 25 мм, и .

Жирным шрифтом выделены самые популярные типы вентиляторов.

Посчитав коэффициент пропорциональности потока воздуха и уровня шума к оборотам, видим почти полное совпадение. Для очистки совести считаем отклонения от среднего: меньше 5%. Таким образом, мы получили три линейные зависимости, по 5 точек каждая. Не Бог весть, какая статистика, но для линейной зависимости этого достаточно: гипотезу считаем подтверждённой.

Объёмная производительность вентилятора пропорциональна количеству оборотов крыльчатки, то же самое справедливо и для уровня шума .

Используя полученную гипотезу, мы можем экстраполировать полученные результаты методом наименьших квадратов (МНК): в таблице эти значения выделены наклонным шрифтом. Нужно, однако, помнить: область применения этой модели ограничена. Исследованная зависимость линейна в некотором диапазоне скоростей вращения; логично предположить, что линейный характер зависимости сохранится и в некоторой окрестности этого диапазона; но при очень больших и очень малых оборотах картина может существенно измениться.

Теперь рассмотрим линейку вентиляторов другого производителя: , и . Составим аналогичную табличку:

Наклонным шрифтом выделены расчётные данные.
Как было сказано выше, при значениях скорости вращения вентилятора, существенно отличающихся от исследованных, линейная модель может быть неверна. Полученные экстраполяцией значения следует понимать как приблизительную оценку.

Обратим внимание на два обстоятельства. Во-первых, вентиляторы GlacialTech работают медленнее, во-вторых, - эффективнее. Очевидно, это результат использования крыльчатки с более сложной формой лопастей: даже при одинаковых оборотах, вентилятор GlacialTech переносит больше воздуха, чем Titan: см. графу прирост . А уровень шума при одинаковых оборотах примерно равен : пропорция соблюдается даже для вентиляторов разных производителей с различной формой крыльчатки.

Нужно понимать, что реальные шумовые характеристики вентилятора зависят от его технической конструкции, создаваемого давления, объёма прокачиваемого воздуха, от типа и формы преград на пути воздушных потоков; то есть, от типа корпуса компьютера. Поскольку корпуса используются самые разные, невозможно напрямую применять измеренные в идеальных условиях количественные характеристики вентиляторов — их можно только сравнивать между собой для разных моделей вентиляторов.

Ценовые категории вентиляторов

Рассмотрим фактор стоимости. Для примера возьмём в одном и том же интернет-магазине и : результаты вписаны в приведённых выше таблицах (рассматривались вентиляторы с двумя шарикоподшипниками). Как видно, вентиляторы этих двух производителей принадлежат к двум разным классам: GlacialTech работают на более низких оборотах, потому меньше шумят; при одинаковых оборотах они эффективнее Titan - но они всегда дороже на доллар-другой. Если нужно собрать наименее шумную систему охлаждения (например, для домашнего компьютера), придётся раскошелиться на более дорогие вентиляторы со сложной формой лопастей. При отсутствии таких строгих требований или при ограниченном бюджете (например, для офисного компьютера), вполне подойдут и более простые вентиляторы. Различный тип подвеса крыльчатки, используемый в вентиляторах (подробнее см. раздел ), также влияет на стоимость: вентилятор тем дороже, чем более сложные подшипники используются.

Ключом разъёма служат скошенные углы с одной из сторон. Провода подключены следующим образом: два центральных - «земля», общий контакт (чёрный провод); +5 В - красный, +12 В - жёлтый. Для питания вентилятора через молекс-разъём используются только два провода, обычно чёрный («земля») и красный (напряжение питания). Подключая их к разным контактам разъёма, можно получить различную скорость вращения вентилятора. Стандартное напряжение в 12 В запустит вентилятор со штатной скоростью, напряжение в 5-7 В обеспечивает примерно половинную скорость вращения. Предпочтительно использовать более высокое напряжение, так как не каждый электромотор в состоянии надёжно запускаться при чересчур низком напряжении питания.

Как показывает опыт, скорость вращения вентилятора при подключении к +5 В, +6 В и +7 В примерно одинакова (с точностью до 10%, что сравнимо с точностью измерений: скорость вращения постоянно изменяется и зависит от множества факторов, вроде температуры воздуха, малейшего сквозняка в комнате и т. п.)

Напоминаю, что производитель гарантирует стабильную работу своих устройств только при использовании стандартного напряжения питания . Но, как показывает практика, подавляющее большинство вентиляторов отлично запускаются и при пониженном напряжении.

Контакты зафиксированы в пластмассовой части разъёма при помощи пары отгибающихся металлических «усиков». Не составляет труда извлечь контакт, придавив выступающие части тонким шилом или маленькой отвёрткой. После этого «усики» нужно опять разогнуть в стороны, и вставить контакт в соответствующее гнездо пластмассовой части разъёма:

Иногда кулеры и вентиляторы оборудуются двумя разъёмами: подключёнными параллельно молекс- и трёх- (или четырёх-) контактным. В таком случае подключать питание нужно только через один из них :

В некоторых случаях используется не один молекс-разъём, а пара «мама-папа»: так можно подключить вентилятор к тому же проводу от блока питания, который запитывает жёсткий диск или оптический привод. Если вы переставляете контакты в разъёме, чтобы получить на вентиляторе нестандартное напряжение, обратите особое внимание на то, чтобы переставить контакты во втором разъёме в точности таком же порядке . Невыполнение этого требования чревато подачей неверного напряжения питания на жёсткий диск или оптический привод, что наверняка приведёт к их мгновенному выходу из строя.

В трёхконтактных разъёмах ключом для установки служит пара выступающих направляющих с одной стороны:

Ответная часть находится на контактной площадке, при подключении она входит между направляющими, также выполняя роль фиксатора. Соответствующие разъёмы для питания вентиляторов находятся на материнской плате (как правило, несколько штук в разных местах платы) или на плате специального контроллера, управляющего вентиляторами:

Помимо «земли» (чёрный провод) и +12 В (обычно красный, реже: жёлтый), есть ещё тахометрический контакт: он используется для контроля скорости вращения вентилятора (белый, синий, жёлтый или зелёный провод). Если вам не нужна возможность контроля над оборотами вентилятора, то этот контакт можно не подключать. Если питание вентилятора подведено отдельно (например, через молекс-разъём), допустимо при помощи трёхконтактного разъёма подключить только контакт контроля за оборотами и общий провод - такая схема часто используется для мониторинга скорости вращения вентилятора блока питания, который запитывается и управляется внутренними схемами БП.

Четырёхконтактные разъёмы появились сравнительно недавно на материнских платах с процессорными разъёмами LGA 775 и socket AM2. Отличаются они наличием дополнительного четвёртого контакта, при этом полностью механически и электрически совместимы с трёхконтактными разъёмами:

Два одинаковых вентилятора с трёхконтактными разъёмами можно подключить последовательно к одному разъёму питания. Таким образом, на каждый из электромоторов будет приходится по 6 В питающего напряжения, оба вентилятора будут вращаться с половинной скоростью. Для такого соединения удобно использовать разъёмы питания вентиляторов: контакты легко извлечь из пластмассового корпуса, придавив фиксирующий «язычок» отвёрткой. Схема подключения приведена на рисунке далее. Один из разъёмов подключается к материнской плате, как обычно: он будет обеспечивать питанием оба вентилятора. Во втором разъёме при помощи кусочка проволоки нужно закоротить два контакта, после чего заизолировать его скотчем или изолентой:

Настоятельно не рекомендуется соединять таким способом два разных электромотора : из-за неравенства электрических характеристик в различных режимах работы (запуск, разгон, стабильное вращение) один из вентиляторов может не запускаться вовсе (что чревато выходом электромотора из строя) или требовать для запуска чрезмерно большой ток (чревато выходом из строя управляющих цепей).

Часто для ограничения скорости вращения вентилятора примеряются постоянные или переменные резисторы, включенные последовательно в цепи питания. Изменяя сопротивление переменного резистора, можно регулировать скорость вращения: именно так устроены многие ручные регуляторы скорости вентиляторов. Конструируя подобную схему нужно помнить, что, во-первых, резисторы греются, рассеивая часть электрической мощности в виде тепла, - это не способствует более эффективному охлаждению; во-вторых, электрические характеристики электродвигателя в различных режимах работы (запуск, разгон, стабильное вращение) не одинаковы, параметры резистора нужно подбирать с учётом всех этих режимов. Чтобы подобрать параметры резистора, достаточно знать закон Ома; использовать нужно резисторы, рассчитанные на ток, не меньший, чем потребляет электродвигатель. Однако лично я не приветствую ручное управление охлаждением, так как считаю, что компьютер - вполне подходящее устройство, чтобы управлять системой охлаждения автоматически, без вмешательства пользователя.

Контроль и управление вентиляторами

Большинство современных материнских плат позволяет контролировать скорость вращения вентиляторов, подключённых к некоторым трёх- или четырёхконтактным разъёмам. Более того, некоторые из разъёмов поддерживают программное управление скоростью вращения подключённого вентилятора. Не все размещённые на плате разъёмы предоставляют такие возможности: например, на популярной плате Asus A8N-E есть пять разъёмов для питания вентиляторов, контроль над скоростью вращения поддерживают только три из них (CPU, CHIP, CHA1), а управление скоростью вентилятора - только один (CPU); материнская плата Asus P5B имеет четыре разъёма, все четыре поддерживают контроль за скоростью вращения, управление скоростью вращения имеет два канала: CPU, CASE1/2 (скорость двух корпусных вентиляторов изменяется синхронно). Количество разъёмов с возможностями контроля или управления скоростью вращения зависит не от используемого чипсета или южного моста, а от конкретной модели материнской платы: модели разных производителей могут различаться в этом отношении. Часто разработчики плат намеренно лишают более дешёвые модели возможностей управления скоростью вентиляторов. Например, материнская плата для процессоров Intel Pentiun 4 Asus P4P800 SE способна регулировать обороты кулера процессора, а её удешевлённый вариант Asus P4P800-X - нет. В таком случае можно использовать специальные устройства, которые способны управлять скоростью нескольких вентиляторов (и, обычно, предусматривают подключение целого ряда температурных датчиков) - их появляется всё больше на современном рынке.

Контролировать значения скорости вращения вентиляторов можно при помощи BIOS Setup. Как правило, если материнская плата поддерживает изменение скорости вращения вентиляторов, здесь же в BIOS Setup можно настроить параметры алгоритма регулирования скорости. Набор параметров различен для разных материнских плат; обычно алгоритм использует показания термодатчиков, встроенных в процессор и материнскую плату. Существует ряд программ для различных ОС, которые позволяют контролировать и регулировать скорость вентиляторов, а также следить за температурой различных компонентов внутри компьютера. Производители некоторых материнских плат комплектуют свои изделия фирменными программами для Windows: Asus PC Probe, MSI CoreCenter, Abit µGuru, Gigabyte EasyTune, Foxconn SuperStep и т.д. Распространено несколько универсальных программ, среди них: (shareware, $20-30), (распространяется бесплатно, не обновляется с 2004 года). Самая популярная программа этого класса - :

Эти программы позволяют следить за целым рядом температурных датчиков, которые устанавливаются в современные процессоры, материнские платы, видеокарты и жёсткие диски. Также программа отслеживает скорость вращения вентиляторов, которые подключены к разъёмам материнской платы с соответствующей поддержкой. Наконец, программа способна автоматически регулировать скорость вентиляторов в зависимости от температуры наблюдаемых объектов (если производитель системной платы реализовал аппаратную поддержку этой возможности). На приведённом выше рисунке программа настроена на управление только вентилятором процессора: при невысокой температуре ЦП (36°C) он вращается со скоростью около 1000 об/мин, - это 35% от максимальной скорости (2800 об/мин). Настройка таких программ сводится к трём шагам:

1. определению, к каким из каналов контроллера материнской платы подключены вентиляторы, и какие из них могут управляться программно;
2. указанию, какие из температур должны влиять на скорость различных вентиляторов;
3. заданию температурных порогов для каждого датчика температуры и диапазона рабочих скоростей для вентиляторов.

Возможностями по мониторингу также обладают многие программы для тестирования и тонкой настройки компьютеров: , и т. д.

Многие современные видеокарты также позволяют регулировать обороты вентилятора системы охлаждения в зависимости от нагрева графического процессора. При помощи специальных программ можно даже изменять настройки механизма охлаждения, снижая уровень шума от видеокарты в отсутствие нагрузки. Так выглядят в программе оптимальные настройки для видеокарты HIS X800GTO IceQ II :

Пассивное охлаждение

Пассивными системами охлаждения принято называть такие, которые не содержат вентиляторов. Пассивным охлаждением могут довольствоваться отдельные компоненты компьютера, при условии, что их радиаторы помещены в достаточный поток воздуха, создаваемый «чужими» вентиляторами: например, микросхема чипсета часто охлаждается большим радиатором, расположенным вблизи места установки процессорного кулера. Популярны также пассивные системы охлаждения видеокарт, например, :

Очевидно, чем больше радиаторов приходится продувать одному вентилятору, тем большее сопротивление потоку ему нужно преодолеть; таким образом, при увеличении количества радиаторов часто приходится увеличивать скорость вращения крыльчатки. Эффективнее использовать много тихоходных вентиляторов большого диаметра, а пассивные системы охлаждения предпочтительнее избегать. Несмотря на то, что выпускаются пассивные радиаторы для процессоров, видеокарты с пассивным охлаждением, даже блоки питания без вентиляторов (FSP Zen), попытка собрать компьютер совсем без вентиляторов из всех этих компонент наверняка приведёт к постоянным перегревам. Потому, что современный высокопроизводительный компьютер рассеивает слишком много тепла, чтобы охлаждаться только лишь пассивными системами. Из-за низкой теплопроводности воздуха, сложно организовать эффективное пассивное охлаждение для всего компьютера, разве что превратить в радиатор весь корпус компьютера, как это сделано в :

Сравните корпус-радиатор на фото с корпусом обычного компьютера!

Возможно, полностью пассивного охлаждения будет достаточно для маломощных специализированных компьютеров (для доступа в интернет, для прослушивания музыки и просмотра видео, и т.п.) Охлаждение экономией

В старые времена, когда энергопотребление процессоров не достигло ещё критических величин - для их охлаждения хватало небольшого радиатора - вопрос «что будет делать компьютер, когда делать ничего не нужно?» решался просто: пока не надо выполнять команды пользователя или запущенные программы, ОС даёт процессору команду NOP (No OPeration, нет операции). Эта команда заставляет процессор выполнить бессмысленную безрезультатную операцию, результат которой игнорируется. На это тратится не только время, но и электроэнергия, которая, в свою очередь, преобразуется в тепло. Типичный домашний или офисный компьютер в отсутствие ресурсоёмких задач загружен, как правило, всего на 10% - любой может удостовериться в этом, запустив Диспетчер задач Windows и понаблюдав за Хронологией загрузки ЦП (Центрального Процессора). Таким образом, при старом подходе около 90% процессорного времени улетало на ветер: ЦП занимался выполнением никому не нужных команд. Более новые ОС (Windows 2000 и далее) в аналогичной ситуации поступают разумнее: при помощи команды HLT (Halt, останов) процессор полностью останавливается на короткое время - это, очевидно, позволяет снизить потребление энергии и температуру процессора при отсутствии ресурсоёмких задач.

Компьютерщики со стажем могут припомнить целый ряд программ для «программного охлаждения процессора»: будучи запущенными под управлением Windows 95/98/ME они останавливали процессор с помощью HLT, вместо повторения бессмысленных NOP, чем снижали температуру процессора в отсутствие вычислительных задач. Соответственно, использование таких программ под управлением Windows 2000 и более новых ОС лишено всякого смысла.

Современные процессоры потребляют настолько много энергии (а это значит: рассеивают её в виде тепла, то есть греются), что разработчики создали дополнительные технические по борьбе с возможным перегревом, а также средства, повышающие эффективность механизмов экономии при простое компьютера.

Тепловая защита процессора

Для защиты процессора от перегрева и выхода из строя, применяется так называемый thermal throttling (обычно не переводят: троттлинг). Суть этого механизма проста: если температура процессора превышает допустимую, процессор принудительно останавливается командой HLT, чтобы кристалл имел возможность остыть. В ранних реализациях этого механизма через BIOS Setup можно было настраивать, какую долю времени процессор будет простаивать (параметр CPU Throttling Duty Cycle: xx%); новые реализации «тормозят» процессор автоматически до тех пор, пока температура кристалла не опустится до допустимого уровня. Безусловно, пользователь заинтересован в том, чтобы процессор не прохлаждался (буквально!), а выполнял полезную работу — для этого нужно использовать достаточно эффективную систему охлаждения. Проверить, не включается ли механизм тепловой защиты процессора (троттлинга) можно при помощи специальных утилит, например :

Минимизация потребления энергии

Практически все современные процессоры поддерживают специальные технологии для снижения потребления энергии (и, соответственно, нагрева). Разные производители называют такие технологии по-разному, например: Enhanced Intel SpeedStep Technology (EIST), AMD Cool’n’Quiet (CnQ, C&Q) - но работают они, по сути, одинаково. Когда компьютер простаивает, и процессор не загружен вычислительными задачами, уменьшается тактовая частота и напряжение питания процессора. И то, и другое уменьшает потребление процессором электроэнергии, что, в свою очередь, сокращает тепловыделение. Как только загрузка процессора увеличивается, автоматически восстанавливается полная скорость процессора: работа такой схемы энергосбережения полностью прозрачна для пользователя и запускаемых программ. Для включения такой системы нужно:

1. включить использование поддерживаемой технологии в BIOS Setup;
2. установить в используемой ОС соответствующие драйверы (обычно это драйвер процессора);
3. в Панели управления Windows (Control Panel), в разделе Электропитание (Power Management), на закладке Схемы управления питанием (Power Schemes) выбрать в списке схему Диспетчер энергосбережения (Minimal Power Management).

Например, для материнской платы Asus A8N-E с процессором нужно (подробные инструкции приведены в Руководстве пользователя):

1. в BIOS Setup в разделе Advanced > CPU Configuration > AMD CPU Cool & Quiet Configuration параметр Cool N"Quiet переключить в Enabled; а в разделе Power параметр ACPI 2.0 Support переключить в Yes;
2. установить ;
3. см. выше.

Проверить, что частота процессора изменяется, можно при помощи любой программы, отображающей тактовую частоту процессора: от специализированных типа , вплоть до Панели управления Windows (Control Panel), раздел Система (System):

AMD Cool"n"Quiet в действии: текущая частота процессора (994 МГц) меньше номинальной (1,8 ГГц)

Часто производители материнских плат дополнительно комплектуют свои изделия наглядными программами, наглядно демонстрирующими работу механизма изменения частоты и напряжения процессора, например, Asus Cool&Quiet:

Частота процессора изменяется от максимальной (при наличии вычислительной нагрузки), до некоторой минимальной (при отсутствии загрузки ЦП).

Утилита RMClock

Во время разработки набора программ для комплексного тестирования процессоров , была создана (RightMark CPU Clock/Power Utility): она предназначена для наблюдения, настройки и управления энергосберегающими возможностями современных процессоров. Утилита поддерживает все современные процессоры и самые разные системы управления потреблением энергии (частотой, напряжением…) Программа позволяет наблюдать за возникновением троттлинга, за изменением частоты и напряжения питания процессора. Используя RMClock, можно настраивать и использовать всё, что позволяют стандартные средства: BIOS Setup, управление энергопотреблением со стороны ОС при помощи драйвера процессора. Но возможности этой утилиты гораздо шире: с её помощью можно настраивать целый ряд параметров, которые не доступны для настройки стандартным образом. Особенно это важно при использовании разогнанных систем, когда процессор работает быстрее штатной частоты.

Авторазгон видеокарты

Подобный метод используют и разработчики видеокарт: полная мощность графического процессора нужна только в 3D-режиме, а с рабочим столом в 2D-режиме современный графический чип справится и при пониженной частоте. Многие современные видеокарты настроены так, чтобы графический чип обслуживал рабочий стол (2D-режим) с пониженной частотой, энергопотреблением и тепловыделением; соответственно, вентилятор охлаждения крутится медленнее и шумит меньше. Видеокарта начинает работать на полную мощность только при запуске 3D-приложений, например, компьютерных игр. Аналогичную логику можно реализовать программно, при помощи различных утилит по тонкой настройке и разгону видеокарт. Для примера, так выглядят настройки автоматического разгона в программе для видеокарты HIS X800GTO IceQ II :

Тихий компьютер: миф или реальность?

С точки зрения пользователя, достаточно тихим будет считаться такой компьютер, шум которого не превышает окружающего шумового фона. Днём, с учётом шума улицы за окном, а также шума в офисе или на производстве, компьютеру позволительно шуметь чуть больше. Домашний компьютер, который планируется использовать круглосуточно, ночью должен вести себя потише. Как показала практика, практически любой современный мощный компьютер можно заставить работать достаточно тихо. Опишу несколько примеров из моей практики.

Пример 1: платформа Intel Pentium 4

В моём офисе используется 10 компьютеров Intel Pentium 4 3,0 ГГц со стандартными процессорными кулерами. Все машины собраны в недорогих корпусах Fortex ценой до $30, установлены блоки питания Chieftec 310-102 (310 Вт, 1 вентилятор 80?80?25 мм). В каждом из корпусов на задней стенке был установлен вентилятор 80?80?25 мм (3000 об/мин, шум 33 дБА) - они были заменены вентиляторами с такой же производительностью 120?120?25 мм (950 об/мин, шум 19 дБА). В файловом сервере локальной сети для дополнительного охлаждения жёстких дисков на передней стенке установлены 2 вентилятора 80?80?25 мм , подключённые последовательно (скорость 1500 об/мин, шум 20 дБА). В большинстве компьютеров использована материнская плата Asus P4P800 SE , которая способна регулировать обороты кулера процессора. В двух компьютерах установлены более дешёвые платы Asus P4P800-X , где обороты кулера не регулируются; чтобы снизить шум от этих машин, кулеры процессоров были заменены (1900 об/мин, шум 20 дБА).
Результат : компьютеры шумят тише, чем кондиционеры; их практически не слышно.

Пример 2: платформа Intel Core 2 Duo

Домашний компьютер на новом процессоре Intel Core 2 Duo E6400 (2,13 ГГц) со стандартным процессорным кулером был собран в недорогом корпусе aigo ценой $25, установлен блок питания Chieftec 360-102DF (360 Вт, 2 вентилятора 80×80×25 мм). В передней и задней стенках корпуса установлены 2 вентилятора 80×80×25 мм , подключённые последовательно (скорость регулируется, от 750 до 1500 об/мин, шум до 20 дБА). Использована материнская плата Asus P5B , которая способна регулировать обороты кулера процессора и вентиляторов корпуса. Установлена видеокарта с пассивной системой охлаждения.
Результат : компьютер шумит так, что днём его не слышно за обычным шумом в квартире (разговоры, шаги, улица за окном и т. п.).

Пример 3: платформа AMD Athlon 64

Мой домашний компьютер на процессоре AMD Athlon 64 3000+ (1,8 ГГц) собран в недорогом корпусе Delux ценой до $30, сначала содержал блок питания CoolerMaster RS-380 (380 Вт, 1 вентилятор 80?80?25 мм) и видеокарту GlacialTech SilentBlade GT80252BDL-1 , подключенными к +5 В (около 850 об/мин, шум меньше 17 дБА). Используется материнская плата Asus A8N-E , которая способна регулировать обороты кулера процессора (до 2800 об/мин, шум до 26 дБА, в режиме простоя кулер вращается около 1000 об/мин и шумит меньше 18 дБА). Проблема этой материнской платы: охлаждение микросхемы чипсета nVidia nForce 4, Asus устанавливает небольшой вентилятор 40?40?10 мм со скоростью вращения 5800 об/мин, который достаточно громко и неприятно свистит (кроме того, вентилятор оборудован подшипником скольжения, имеющим очень небольшой ресурс). Для охлаждения чипсета был установлен кулер для видеокарт с медным радиатором , на его фоне отчётливо слышны щелчки позиционирования головок жёсткого диска. Работающий компьютер не мешает спать в той же комнате, где он установлен.
Недавно видеокарта была заменена HIS X800GTO IceQ II , для установки которой потребовалось доработать радиатор чипсета : отогнуть рёбра таким образом, чтобы они не мешали установке видеокарты с большим вентилятором охлаждения. Пятнадцать минут работы плоскогубцами - и компьютер продолжает работать тихо даже с довольно мощной видеокартой.

Пример 4: платформа AMD Athlon 64 X2

Домашний компьютер на процессоре AMD Athlon 64 X2 3800+ (2,0 ГГц) с процессорным кулером (до 1900 об/мин, шум до 20 дБА) собран в корпусе 3R System R101 (в комплекте 2 вентилятора 120×120×25 мм, до 1500 об/мин, установлены на передней и задней стенках корпуса, подключены к штатной системе мониторинга и автоматического управления вентиляторами), установлен блок питания FSP Blue Storm 350 (350 Вт, 1 вентилятор 120×120×25 мм). Использована материнская плата (пассивное охлаждение микросхем чипсета), которая способна регулировать обороты кулера процессора. Использована видеокарта GeCube Radeon X800XT , система охлаждения заменена на Zalman VF900-Cu . Для компьютера был выбран жёсткий диск , известный низким уровнем создаваемого шума.
Результат : компьютер работает так тихо, что слышен шум электродвигателя жёстких дисков. Работающий компьютер не мешает спать в той же комнате, где он установлен (соседи за стенкой разговаривают и того громче).