Как сделать пассивное охлаждение на процессоре
Обновлено: 07.07.2024
Хочу поделиться своим опытом создания тихого компьютера. Сейчас эта тема становится все более и более актуальной и востребованной. Растет популярность HTPC, большинству граждан вообще не требуется горячая машина для серфинга интернета и просмотра почты. Но здесь речь пойдет немного о другом подходе.
Да, основная задача машины, которую я хотел собрать, действительно просмотр фильмов и прослушивание музыки на большом телевизоре в гостиной, но вот незадача, мне не чужды игры…
Перед тем как приступить к описанию своего проекта, я расскажу немного о том, как я вообще пришел к желанию получить то, что будет описано ниже. Что я имею? У меня 55-ти дюймовый телевизор 4K, напольная акустика B&W и интегральный усилитель Cambridge Audio со встроенным ЦАП. Также было приобретено сетевое хранилище, Synology, чтобы вопрос о наличии свободного пространства отпал навсегда. Кстати, с приобретением NAS сервера я получил намного больше, чем просто огромный внешний диск, как я изначально ожидал, но это совсем другая история. В общем, для всего этого добра нужен был транспорт.
Изначально использовался домашний MBP, но постоянная коммутация, лежащие повсюду провода (а их как минимум набиралось три! — питание, HDMI, USB-аудио). У меня был MBP Late 2014 с Retina, он подходит в качестве цифрового транспорта весьма неплохо! Он очень тихий и все еще весьма способный, но встроенное видео начисто перечеркивало игровые возможности компьютера, а постоянное наличие проводов в гостиной, как я уже сказал, меня совершенно не радовало. И даже не смотря на это я готов бы был жить с таким вариантом, все равно на игры уже совсем не хватает времени. Но эстетическая сторона вопроса не давала мне спокойно спать, хотелось большего…
Затем мой взгляд пал на такую замечательную штуку, как BD-плеер от Cambridge Audio. Вот, подумал я, то, что нужно! Великолепный дизайн, качество исполнения на высшем уровне! Этот плеер замечательно бы смотрелся рядом с моим усилителем! Кроме того, судя по многочисленным обзорам в сети, этот плеер Компании удался весьма способный: все цифровые форматы аудио и видео плеер воспроизводит на 5 баллов! Кроме того, я очень полюбил в последнее время хорошую музыку, а сей девайс обладает весьма нетривиальными музыкальными способностями!
Я почти остановился на таком варианте и даже почти смог закрыть глаза на весьма немалую его стоимость, но что-то все же меня тормозило! Видимо, это была какая-то неготовность к тому, чтобы перейти от компьютера, его неограниченными возможностями, на узкоспециализированный девайс, хоть и обладающий вроде бы всем, что мне было нужно. Но как же серфинг в сети на большом экране? Как же домашний компьютер для каких-то общих задач? Как же игры, в конце концов?! Решено было собирать HTPC.
Это был долгий путь, на котором я не буду акцентировать Ваше внимание. Скажу лишь, что все компоненты были выбраны сразу, но потом началась эпопея с подходящим корпусом… Сначала был куплен Cooler Master Elite 110, но он мне не подошел по высоте. Сам не знаю как так вышло, он должен был стоять в тумбе, рядом с усилителем, высота которой 205 мм. Не хватило в общем буквально чуть-чуть, мой прокол, не промерил как следует. Затем был долгий и мучительный поиск альтернативного корпуса.
Просмотрел все, что представлено на рынке под платы mini-ITX, от Sharkoon QB-One и разных моделей от Fractal Design и до SilverStone Raven разных генераций и даже LianLi PC-Q19. Везде что-то меня не устраивало, то дизайн, то размеры. Общей претензией оказалось качество изготовления, что особенно заметно на фоне немалой цены большинства моделей. Затем взор упал корпуса Streacom, не представленные в России. Стал выбирать, прорабатывать возможность доставки и сборки компьютера без единого вентилятора. В общем, эта идея мной завладела полностью, о чем и пойдет этот рассказ дальше.
Начав со Streacom мой взор плавно перешел на такую компанию, как HD-Plex. При идентичной концепции этих изготовителей, второй оказался намного больше освещен на просторах сети. Стал читать обзоры и тесты данных корпусов. Обычно, такие корпуса используются в качестве транспорта в системах Hi-Fi, но, что меня особенно зацепило, так это возможность сборки в таком корпусе игрового ПК среднего уровня! Финальным аспектом в принятии решения стала удобная доставка до России, которую предлагает HD-Plex.
Доставка была оформлена на Российский адрес, оплата картой на сайте изготовителя и через полторы недели заветное уведомление от почты России оказалось в моем почтовом ящике! Стоит отметить, что, несмотря на весьма приличный ценник, отправление было сделано через весьма недорогой сервис Deutsche Post, партнером которого в России выступает наша доблестная Почта России. Благо номер для отслеживания был предоставлен. В общем, через полторы недели сотрудник Почты России радостно выволок большущий фирменный мешок (точь в точь как из под картошки, только белый) с просьбой “получите и распишитесь”. У меня наворачивались слезы на глазах от вида того, как обращаются с моей покупкой при мне и мысли о том, что она испытала в пути! Естественно, распаковал корпус я прямо на почте и к своему удивлению обнаружил, что большая внешняя помятая коробка вмещала в себя еще одну коробку в которую и был упакован сам корпус. Она была в полной сохранности и я, перекрестившись, оставил Почте свой автограф и отправился домой.
Прежде чем продолжать дальше я хотел бы немного остановиться на блоке питания для сборки будущего ПК. Не секрет, что выбор блоков питания с приличной мощностью и пассивным охлаждением, скажем так, мягко говоря скуден. Сам же изготовитель корпуса предлагает несколько решений для питания, ориентированных, в первую очередь, на достижением максимально “чистого” питания для высококлассного аудио транспорта, но мои задачи подразумевали другие приоритеты. С одной стороны, нужна была большая мощность блока питания, чем предполагают решения HD-Plex, а во вторых, у меня нет повышенных “аудиофильских” требований к качеству питания, поскольку используется USB Audio и внешний ЦАП, встроенный в мой интегральный усилитель, а устанавливать звуковую карту в ПК я не планировал. Во-первых, улучшения качества звука я вряд ли добился бы несмотря на формально более качественный ЦАП в звуковой карте даже уровня ASUS Xonar Essence STX II. Во-вторых же, мне нужен слот PCIe для установки дискретной видеокарты, а материнская плата mini-ITX уже имеется в наличии и переходить на более крупную не хотелось. В общем, после долгого поиска выбор пал на блоке питания ZF240 Fanless 240W ZeroFlex PSU (изображение с сайта изготовителя).
Блок питания, согласно заверениям изготовителя, имеет заявленную мощность 240 Вт (особо отмечается, что будь этот блок собран в корпусе с активным охлаждением, он был бы сертифицирован как модель мощностью 400 Вт), полностью пассивное охлаждение и КПД, равный 93% (это означает, что в тепло уходит не более 17 Вт, что совсем не много!). Заказан был сей замечательный девайс на eBay и доставлен таким же способом и также в целости и сохранности (причем также быстро!).
Наконец я могу перейти от вступительной части и описания моих приготовлений непосредственно к тому, ради чего была затеяна данная тема. Здесь мне, наверное, следует извиниться перед Вами за столь длительное повествование, но, мне кажется, оно было важным для понимания моих решений. Еще мне кажется, что данные извинения нужно было принести в начале статьи… Раз уж Вы дочитали до данных строк, то бросать дальнейшее чтение уже не имеет совершенно никакого смысла и мы продолжаем.
Как я писал выше, все компоненты будущего компьютера были уже приобретены ранее и, надо сказать, не слишком они подходят для ПК с полностью пассивным охлаждением в привычном понимании. Ниже приведен перечень всех компонентов.
| Корпус | HD-Plex H2 Gen2 с комплектом охлаждения GPU |
| Блок питания | Streacom ZF240 Fanless 240W ZeroFlex PSU, 240 Вт |
| Материнская плата: | ASUS H110I-PLUS (чипсет Intel H110, память DDR4) (макс. 15 Вт) |
| Процессор | Intel i5-6500 Skylake (TDP 65W) |
| Память | 2x 8 Гб Kingston HyperX FURY DDR4 (не более 3 Вт) |
| SSD | Samsung 750 Evo 250 Gb (максимальное потребление 4 Вт) |
| Видеокарта | ASUS Turbo GeForce® GTX 1060 6 Gb (TDP 120 Вт) |
Итак, взглянув на перечень выше многие из Вас сразу же скажут, что эти компоненты не слишком подходят для пассивного охлаждения. Особенно в глаза бросается видеокарта! GP106 великолепен в плане энергопотребления, но 120 Вт есть 120 Вт, их сложно рассеять с помощью простого радиатора. К тому же, заявляемая изготовителем корпуса максимальная рассеиваемая мощность для видеокарты не более 95 Вт. Нестыковочка…, но об этом ниже… По сумме максимальной потребляемой мощности все сходится с приличным запасом (максимум 207 Вт). Можно приступать к сборке.
Я не буду рассказывать о процессе сборки ПК в данном корпусе. Скажу лишь, что все компоненты корпуса (а он поставляется в полностью разобранном состоянии) упакованы отлично, что обеспечивает их полную защиту при транспортировке. К тому же, весь процесс сборки корпуса и установки компонентов очень подробно описан в прилагаемом 35-ти страничном руководстве (доступно на сайте изготовителя, кому интересно). Отмечу лишь, некоторые моменты, на которые я обратил внимание. Ни один из них не доставляет проблем, но все же, было бы замечательно, если бы изготовитель учел критику.
Во-вторых, в комплекте идет шестигранник для сборки корпуса (2,5 мм на сколько я могу судить). Немного нестандартный размер. Но почему нет микрошестигранника для установки штифтов кнопки включения?! Cудя по всему 1 мм или меньше, такого в обычном наборе инструментов вообще не найти! Было бы лучше сделать эти шпильки под плоскую отвертку.
Третье, на что я обратил внимание, это отсутствие головки с внутренним шестигранником для установки внутренних опор и стопорных гаек. Там также дробный размер, которого в моем наборе инструментов не оказалось.
Мне также показалось нелогичным отсутствие крепежных отверстий для опор видеокарты. На днище корпуса есть отверстия, но их положение не совпадает с отверстиями на плате Третье, на что я обратил внимание, это отсутствие головки с внутренним шестигранником для установки внутренних опор и стопорных гаек. Там также дробный размер, которого в моем наборе инструментов не оказалось (хотя, возможно, это уже придирки, невозможно предусмотреть крепеж любых плат).
В общем, спустя много часов времени сборка моего корпуса была успешно завершена. Ниже привожу несколько фотографий для иллюстрации процесса. Были сложности с установкой БП, пришлось немного переработать штатные крепления подручными средствами. Еще один важный момент, который я подробнее опишу позднее, это рекомендация изготовителя корпуса не применять термопасту на подошву радиатора охлаждения ЦП. Это им мотивируется зеркальной полировкой подошвы радиатора (что действительно имеет место быть, качество обработки высоко!). Тем не менее, как показала моя практика, наносить термопасту обязательно, разница очень большая! Я использовал лезвие для равномерного нанесения очень тонкого слоя.
Intel i5-6500 Skylake (3,2 ГГц)
GeForce GTX 1060 6G (GP106)
Процесс сборки
Блок питания Streacom ZF240 Fanless 240W ZeroFlex PSU, 240 Вт
Результат
ASUS Turbo GeForce® GTX 1060 6 Gb (TDP 120 Вт)
ASUS H110I-PLUS (чипсет Intel H110)
Задняя панель
Компоновка получилась довольно плотная, но, принимая во внимание концепцию охлаждения, это не имеет никакого значения. Нет потоков воздуха, нет проблем! Стоит отметить, что качество изготовления всех элементов корпуса и его финальный вид полностью соответствуют стоимости! Все монолитно, качественно, выглядит на уровне хорошей аппаратуры Hi-Fi. Причем я очень придирчивый в плане эстетики (корпус Fractal Design NODE 604 был безнадежно забракован по критерию “ощущение качества”!).
С чего начинаешь первое включение компьютера с пассивным охлаждением? Первым были панические атаки BIOSа по поводу того, что вентиляторы не крутятся. Исправил отключением мониторинга скорости вентиляторов. Затем установка Windows 10 64 бита, и, естественно, всего набора драйверов. Все это сопровождалось постоянным ощупыванием радиаторов (боковых частей) корпуса на предмет перегрева. До сих пор радиаторы оставались чуть теплыми. Затем установка всех утилит для мониторинга CPU-Z, GPU-Z, FanSpeed, FurMark, Prime95…
Первый же прогон Prime95 в режиме максимального нагрева ЦП выявил несостоятельность рекомендации изготовителя корпуса об отсутствии необходимости нанесения термопасты на подошву радиатора. Температура после часа теста выросла до 81 градуса. Причем, при этой температуре тротлинга не наблюдалось, ЦП продолжал поддерживать частоту 3,2 ГГц.
После такого опыта я оказался в печале, сказать честно! Это же явно не нормальная работа! О каких 95 Вт TDP процессора вообще может идти речь? А что я буду делать с видеокартой, имеющей TDP 120 Вт?! Печаль…
Первое, что я решил сделать, это разобрать корпус и нанести таки термопасту на радиатор процессора. Причем при сборке на радиатор охлаждения видеокарты термопаста была нанесена изначально ввиду значительно худшего качества обработки радиатора видеочипа. Последующая сборка, прогон тех же тестов и… максимальная температура составила 74 градуса и больше не росла даже после 3 часов разогрева! Уже лучше, но все же — это много! Внешний радиатор корпуса был очень горячий, горячее порога, который может терпеть рука!
Честно говоря, несмотря на улучшение результатов и полную стабильность ПК и тот факт, что такую температуру в реальной жизни невозможно получить, я был расстроен! После размышлений на тему “что бы предпринять” пришла мысль о том, что можно бы снизить напряжение питания ЦП… Путем нехитрого подбора выставил значение сдвига -165 мВ. При таком подходе напряжение питания остается плавающим, но максимальное значение снижается на величину сдвига.
Результат меня впечатлил! Максимальная температура, которую удалось достичь после 2 часов прогона теста Prime95 температура перестает расти и стабилизируется на уровне 64 градуса! Это максимум, который удалось достичь, что является вполне приемлемым! Забегая вперед скажу, что час игры в Doom (2016 года) на максимальных настройках Ультра на протяжении 2 часов температура ЦП составляет … меньше 45 градусов! При таких условиях ЦП бустит весьма умеренно, но, с другой стороны, задачи постановки рекордов производительности не ставилось.
Ниже приведу несколько скриншотов для иллюстрации сказанного и чтобы показать общий уровень производительности ЦП в попугаях.
В общем что имеем в итоге, вполне приемлемая для любых повседневных задач производительность, совпадающая с таковой другой аналогичной системы, при вполне вменяемой температуре.
Вот теперь я поверил в этот корпус! Но меня еще ждала видеокарта с TDP 120 Вт! Еще есть силы читать? Тогда продолжаем!
С опаской я запустил FurMark… Первый же прогон расстроил. За 15 минут температура выросла до 78 градусов без даже намека на стабилизацию! Это провал, подумал я, но решил пойти по уже проверенному пути undervolting’а! Несмотря на то, что карта у меня от ASUS мне прекрасно помогла программа от MSI Afterburner.
За счет новых технологий буста частоты ядра, ее регулировка представляется процессом непростым. Не буду слишком вдаваться в подробности, опишу лучше кратко полученный результат. Используя MSI Afterburner была поправлена кривая напряжения ядра. К сожалению, без принудительного ограничения TDP карты это помогает лишь частично.
В итоге, что имеем сейчас… Карта проходит два часа стресс-теста FurMark с выходом на стабильную температуру 71 градус, работая при частоте 1540 МГц. Память стабильно работает на частоте 9 330 МГц. В играх Diablo III (2160p, максимальные настройки), Doom (2016 года, 1080p, настройки Ультра) потребление карты составляет от 60 до 70% от максимального TDP (от 70 до 85 Вт), температура ядра не превышает 70 градусов, буст обычно держится на уровне 1800 МГц — 2000 МГц. Таким образом, имеем производительность выше стандартной, играбельность на отличном уровне в любых играх на 1080p и приемлемую температуру.
Ниже четыре скриншота из FurMark’а. Первые два при разгоне и undervolting’е, вторые два — при работе карте в состоянии из коробки. По два на каждом из стандартных пресетов 720 и 2160 (4K/UHD).
Разгон памяти, undervolting, FurMark пресет 720
Разгон памяти, undervolting, FurMark пресет 2160 (4K/UHD)
Стандартное состояние (default), FurMark пресет 720
Стандартное состояние (default), FurMark пресет 2160 (4K/UHD)
И теперь полная тишина…
P.S. Буду рад поделиться опытом или ответить на Ваши вопросы. Также буду рад замечаниям и критике.
По поводу пассивного охлаждения. Наверняка вы заметили очень высокую температуру чипсета, более 70 градусов. Для решения этой проблемы заказ приличный медный радиатор EnzoTech. Я же, в свою очередь хотел бы выслушать советы по поводу охлаждения видеокарты. На какие еще элементы (см. фото выше) стоит установить радиаторы?
Спасибо за советы и за Ваше терпение! =)
Добавление от 03.10.2016. Охлаждение элементов цепей питания GPU.
Хочу спросить совета знающих граждан. Стоит ли устанавливать радиаторы для охлаждения всех элементов, выделенных красным? Или же что-то из этого не требует дополнительного охлаждения?
Не так давно мы собирали игровой ПК с полупассивным охлаждением за 100 000 рублей. Тогда мы не вдавались в подробности и лишь кратко касались причин выбора тех или иных комплектующих. Пришло время детально рассмотреть процесс сборки и настройки полупассивной конфигурации.
Для чего это нужно
Как правило, роль игровой станции и рабочего компьютера выполняет один и тот же системный блок. Во время игры шум системы охлаждения заглушается звуками и спецэффектами игры. А вот во время работы он может отвлекать и раздражать.
Цель этой статьи — построение универсального компьютера для работы и игр, который абсолютно бесшумен в режиме низкой нагрузки и максимально тих при серьезных вычислениях. При этом система охлаждения автоматически переключается из пассивного режима охлаждения в активный и обратно.
Возможно, большинство пользователей не услышат активную систему охлаждения, вентиляторы которой вращаются на малых оборотах. Но, есть и такие, которым мешает малейший шорох, и даже сам факт того, что в системном блоке что-то вращается, движется, крутится. Именно таким энтузиастам в-первую очередь адресован этот гид.
Немаловажна стоимость такой системы. Она будет на порядок выше аналогичной конфигурации ПК с активной системой охлаждения.
Подбираем комплектующие
Процессор
Обычно, выбирая процессор, мы смотрим на количество ядер и потоков, тактовую частоту, изучаем результаты тестов производительности и почти никогда не смотрим на тепловыделение. Максимум на что оно влияет в обычной жизни — стоимость системы охлаждения.
Сборка у на не совсем обычная, и подходить к выбору мы будет с другого ракурса. Особое внимание следует обращать на TDP. Чем он ниже, тем лучше. В идеале выбираем процессор с заявленным теплопакетом до 65 Вт. Хотя, учитывая энергоэффективность современных процессоров, можно выбрать практически любой десктопный вариант.
Материнская плата
Выбор материнской платы в нашем случае фактически ничем не обусловлен. Выбираем материнскую плату по основным характеристикам. Не лишними будут массивный радиатор чипсета и VRM, но это не обязательно.
Оперативная память
К выбору оперативной памяти особых требований тоже нет. Выбираем как обычно, по частоте, таймингам и чипам. Ну, и стоимости само собой. Радиаторы будут кстати, но ключевой особенностью для выбора ОЗУ они не являются.
Накопитель
Говоря «накопитель», мы, конечно же, подразумеваем SSD. Современные твердотельные накопители как правило греются мало, да и только при активном чтении/записи. Поэтому выбираем по своему вкусу, объему, скорости, карману. Наличие радиатора желательно.
Видеокарта
К выбору видеокарты стоит подойти ответственно. Ведь она является одним из главных «нагревателей» внутреннего пространства системного блока. Так же, как и при выборе процессора, стоит обратить внимание на TPD. Но, помимо этого, «в комплекте» с видеокартой всегда идет система охлаждения. И у разных производителей и даже в разных линейках одного производителя охлаждение видеокарт, построенных на одном графическом процессоре, может очень сильно отличаться. И речь идет не только о размерах и количестве вентиляторов, но и о количестве тепловых трубок и размерах радиаторов.
Наглядная демонстрация разницы в системах охлаждения видеокарт, построенных на одном графическом процессоре, на примере Asus Dual GeForce RTX 2060 SUPER EVO OC (слева) и Palit GeForce RTX 2060 Super Dual (справа)
Для нашей полупассивной системы будет предпочтительнее более массивное охлаждение. Ведь чем больше площадь радиатора, тем больше тепла он может рассеять, даже в пассивном режиме.
Говоря предметно, хорошим выбором будут следующие модели видеокарт (если вы остановились на RTX2060 Super):
При выборе видеокарт, построенных на базе других графических процессоров (например, на 1660 Super или RX 5500 XT) опираемся на те же особенности — массивность системы охлаждения.
Корпус
Одним из ключевых моментов построения компьютера с полупассивной системой охлаждения является корпус. Внутри него будут находиться источники тепла, которое нужно выводить за пределы системного блока. Все прекрасно знают, что теплый воздух поднимается вверх, и это обязательно нужно учитывать.
Приблизительная схема воздушных потоков на примере корпуса Zalman S2
Идеальный корпус для нашей концепции обязательно должен иметь вентиляционные отверстия (посадочные места под корпусный вентилятор) на верхней панели для вывода нагретого воздуха наружу. Желательной будет перфорация днища (и кожуха БП, если он есть) и/или боковой стенки для забора холодного воздуха снаружи. Фронтальная панель должна быть перфорирована и иметь посадочные места под корпусные вентиляторы. А в режиме пассивного охлаждения продуваемая фронтальная панель также будет вносить свой вклад в воздухообмен.
Чек-лист
- Перфорация и места под вентилятор на верхней панели.
- Перфорация и места под вентилятор на фронтальной панели.
- Перфорация днища (и кожуха БП).
- Перфорация левой боковой крышки.
Первые два пункта обязательны. Пункты 3 и 4 желательны.
Если говорить о конкретных моделях корпусов, то вполне подойдут следующие:
Корпусные вентиляторы
Хоть наша система и полупассивная, без корпусных вентиляторов не обойтись. При высокой нагрузке значительно возрастает и количество тепла, которое нужно выводить за пределы корпуса.
При выборе корпусных вентиляторов стоит учитывать, что шум зависит главным образом от скорости вращения вентилятора. Поэтому при выборе вентилятора нужно обращать внимание на минимальную скорость вращения и/или минимальное рабочее напряжение. Чем ниже — тем тише.
Современные материнские платы умеют регулировать скорость вращения вентиляторов и по ШИМ (PWM), и по вольтажу (voltage). То есть сейчас, чтобы изменять скорость вращения, не обязательно нужен вентилятор, подключаемый проводом 4-pin, подойдет и 3-pin, который обычно еще и дешевле.
Количество вентиляторов выбираем по вкусу. В целом, будет достаточно одного нагнетающего на фронтальной панели и одного вытяжного на задней панели.
Разветвитель вентилятора
На некоторых материнских платах имеются только два коннектора для подключения вентиляторов: один для процессора, второй для корпуса. В таких случаях выручит разветвитель для подключения вентилятора, который сделает из одного коннектора несколько.
Блок питания
Подобрать для наших задач блок питания не так-то просто. На рынке представлено довольно мало моделей БП, в которых полноценно реализован режим полупассивного охлаждения. Часть моделей не включает вентилятор лишь при 10–15 % нагрузки, чего, конечно же, недостаточно. И лишь немногие модели могут похвастать пассивным режимом охлаждения при нагрузке вплоть до 30–40 %.
Если говорить о конкретных моделях блоков питания, в которых достойно реализован режим полупассивного охлаждения, то это следующие:
Также в продаже можно встретить блоки питания и с полностью пассивным охлаждением. Из минусов таких решений можно отметить невысокую мощность и высокую стоимость. Таких БП немного и пересчитать их можно по пальцам:
Блоки питания с полупассивной системой охлаждения следует устанавливать внизу корпуса (естественно, корпус должен быть соответствующей конструкции) вентилятором вверх. Это следует делать, чтобы теплый воздух выходил из корпуса блока питания естественным образом, поднимаясь вверх. В том числе и поэтому желательна перфорация кожуха БП в корпусе.
Кулер ЦП
Система охлаждения процессора для нашего полупассивного ПК должна иметь максимальные количество и толщину тепловых трубок, большую рассеиваемую площадь. Если подходить к вопросу упрощенно, то кулер должен быть большим и тяжелым (желательно больше 1 кг).
Приблизительная схема естественной конвекции воздуха через радиатор кулера ЦП на примере Scythe Ninja 5 (слева) и be quiet! DARK ROCK SLIM (справа)
Конструкция радиатора должна быть широкой для лучшей естественной конвекции. Желательно, чтобы расстояние между пластинами радиатора тоже было увеличено.
Если говорить о конкретных моделях кулеров для центрального процессора, то стоит обратить внимание на модели:
Настройка скорости вращения кулера ЦП и корпусных вентиляторов
Для настройки скорости вращения вентиляторов воспользуемся возможностями UEFI BIOS. На примере Gigabyte GA-A320M-S2H V2 разберем процесс подробно.
Сперва нужно войти в UEFI BIOS и найти вкладку Smart Fan 5. У других производителей материнских плат эта функция будет называться иначе. В любом случае мы увидим подобную картину:
Найдем вкладку Fan Speed Control (Управление скоростью вентиляторов) и выберем Manual (Ручная настройка).
Настроим график скорости вентилятора приблизительно так, как показано на скриншоте ниже. До температуры процессора ниже 50 °C вентиляторы не будут вращаться. Можно установить большее значение, например, 60 °C. Это тоже безопасно. А вот большее значение устанавливать стоит очень осторожно. Да и в целом, если весь корпус достаточно перфорирован, этого должно быть достаточно. Вентилятор включится только при превышении указанной температуры. Скорость вращения будет зависеть от кривой, которую мы настроили.
После настройки жмем «Применить» и выбираем вентиляторы, для которых нужно использовать эту схему скорости вращения.
Иногда тип управления вентиляторами «Автоматический» (Auto) работает некорректно даже с 4-pin вентиляторами. В этом случае стоит поменять CPU Fan control mode на Voltage.
Cохраняем настройки BIOS UEFI и перезагружаем компьютер. После этого корпусные вентиляторы и кулер ЦП будут работать в соответствии с нашими настройками.
Настройки на различных материнских платах и разных версиях BIOS UEFI скорее всего будут отличаться, но общая логика будет такой же.
Настройка скорости вращения вентиляторов видеокарты
Регулировать скорость вращения вентиляторов системы охлаждения видеокарты будем с помощью программы MSI Afterburner. Утилита бесплатна и доступна для скачивания на официальном сайте MSI.
Утилита MSI Afterburner будет работать с видеокартами любых производителей, а не только MSI
На главном экране утилиты кликаем по значку шестеренок и попадаем в настройки.
Переходим на вкладку «Кулер» и ставим галочку напротив «Включить программный пользовательский авторежим». Перед нами появляется кривая, похожая на ту, что была в UEFI BIOS.
В выпадающем меню меняем пресет кривой скорости кулера на «Произвольный». Настраиваем кривую, подобно тому, что на скриншоте выше. Минимальную температуру запуска вентиляторов стоит выставлять на уровне 55–60 °C, гистерезис — 5–10 °C. После этого нажимаем «Применить» и наслаждаемся тишиной.
Реальный пример системы с полупассивным охлаждением
В качестве доказательства состоятельности утверждений, содержащихся в данной статье, рассмотрим реальную систему с полупассивным охлаждение, которая эксплуатируется по 10–14 часов ежедневно на протяжении полугода.
Система работает абсолютно беззвучно. Вентиляторы не крутятся, воздух не шумит. Никаких движущихся частей нет. Конечно, эти утверждения справедливы для работы системы при малой нагрузке. Одновременно открыты несколько документовd Word и Excel, 20–25 вкладок в браузере Chrome, Photoshop с периодическим редактирование изображений (коллаж, коррекция, обтравка изображений). Помимо этого, в фоне почти всегда висят Aida 64, MSI Afterburner и несколько других утилит, необходимых для работы.
Корпусный вентилятор и кулер процессора настроены в BIOS и MSI Afterburner так, как изображено на скриншотах выше, в соответствующем разделе статьи. Остальные настройки в BIOS и MSI Afterburner оставлены по умолчанию.
На скриншоте выше можно увидеть данные по температурным показателям системы, полученные после нескольких часов типичной работы. Все, что могло прогреться, прогрелось, и температура стабилизировалась. Картину нельзя назвать идеальной, но все пределах нормы. Больше всего греется GPU VRM — 62 °C, а диод GPU — 51 °C. Следом идет VRM CPU – 59 °C и SSD — 57 °C. Температура процессора невысокая — 51 °C, а чипсета и вовсе 40 °C.
При этом корпус не самый продуваемый (небольшие щели с торца фронтальной панели и полностью глухой кожух БП), на VRM отсутствуют даже скромные радиаторы, а слот M.2 расположен между видеокартой и башней кулера ЦП.
Для сравнения, ниже представлен скриншот с данными, полученными при активном охлаждении ЦП и одним вытяжным 120 мм вентилятором. Скорость вращения установлена на уровне 30 % в UEFI BIOS. Вентиляторы видеокарты по-прежнему не вращаются.
Температуры в таком режиме отличаются в среднем на 8–10 °C, что не так уж и много, когда речь идет о значениях, далеких до критических.
Заключение
Собрать компьютер с полупассивным охлаждением — задача вполне выполнимая. Особенно, если отнестись к вопросу построения такой системы серьезно и основательно продумывать каждый компонент. Из положительных моментов, помимо бесшумности при малых нагрузках, стоит отметить значительно меньшее количество пыли. В такой системе вентиляторы включаются реже, объем прокачиваемого воздуха ниже, а значит и пыли меньше. Конечно, есть и отрицательные стороны, главная из которых — стоимость построения подобных систем, обусловленная специфическим подходом выбору некоторых комплектующих.
В чем плюсы и минусы пассивного охлаждения процессора
Хороший компьютер − не только быстрый, но и относительно тихий. Это правило справедливо для любого десктопа, будь то офисная печатная машинка, игровая станция или медиацентр. В последнем случае бесшумная работа особенно важна, поскольку смотреть любимый фильм или слушать музыку в сопровождении воющего кулера удовольствие то еще.
Вам будет интересно: Новые ОС для мобильных устройств
Именно по этой причине пассивное охлаждение так привлекает пользователей: нет вентилятора − нет шума. Однако когда вы решаете одну проблему, возникает другая, а именно повышение температуры процессора. В ходе декодирования видео высокой четкости или запуска игры в режиме 3D процессор работает на всю катушку, интенсивно нагреваясь. Если не обеспечить достойное охлаждение, он начнет понижать производительность, а может и вовсе отключить ПК. Вот почему для организации качественного охлаждения CPU необходимо увеличивать площадь радиатора и организовывать отвод тепла из корпуса. В результате увеличиваются габариты (и радиатора, и корпуса), возрастает нагрузка на системную плату (вес системы охлаждения может достигать килограмма). Не исключено, что придется заменить корпус или дооснастить его низкооборотистыми вентиляторами большого размера либо проделать дополнительные вентиляционные отверстия.
Итак, среди преимуществ решения − отсутствие шума (если в систему не установлены другие вентиляторы), из недостатков − возрастание габаритов, проблемы с монтажом системы, дополнительные расходы. Разумеется, это актуально только для мощного компьютера, поскольку малопроизводительный офисный ПК не столь требователен, и установка даже относительно недорогой (бюджетной) системы пассивного охлаждения даст только плюсы.
Какие кулеры хороши для пассивного охлаждения процессора
Когда ваша система не оснащена мощным процессором, если компьютер выступает в роли печатной машинки, то можно установить кулер Cooler Master Hyper 212 Plus (около 1000 рублей) − он охладит любой двухъядерник (и даже младшие модели четырехъядерников) при условии, что тот работает при умеренной нагрузке.
Если большой и сравнительно дорогой кулер для ваших задач избыточен, рекомендую обратить внимание на доступную модель Thermalright HR-02 Macho (около 1700 рублей). Она подходит ко всем самым популярным типам сокетов, обладая высокой эффективностью. Радиатор справится с охлаждением процессора мощностью (TDP) до 80 Вт без вентилятора (если, конечно, температура в помещении не превышает 24 градуса).
Неплохая альтернатива − Scythe Ninja 3 (около 1500 рублей). Правда, его возможностей в пассивном режиме вряд ли хватит для того, чтобы остудить процессор с TDP 80 Вт, но в менее мощных системах он достаточно эффективен.
Пожалуй, самый яркий представитель - Thermalright HR-22. Не оснащенный вентилятором, он имеет массивный радиатор с пластинами оригинальной формы, объединенными восемью тепловыми трубками. Предполагается, что мощности кулера вполне достаточно для отвода тепла от процессора, действующего в режиме средней нагрузки даже без вентилятора, но, возможно, в некоторых ситуациях без него не обойтись. Как минимум вам потребуется установить кулер в корпус, а если процессор будет постоянно работать под нагрузкой − лучше установить тихоходный вентилятор непосредственно на радиатор. Впрочем, разработчики об этом позаботились: конструкция допускает монтаж 120-мм или 140-мм «карлсона» на широкую сторону и 80-мм − на узкую. Разумеется, сразу два ставить нет смысла: выбор типа активного элемента определяется только вашими задачами и габаритами корпуса. В любом случае, радиатор достаточно велик, и это нужно учесть при монтаже.
Выводы
Безвентиляторных систем охлаждения не бывает - тепло должно куда-то деваться из закрытого корпуса. Пассивная система охлаждения хороша тем, что большую часть времени не требует принудительного обдува: вентилятор, закрепленный на ней, включается только в критическом режиме.
Планируя переделку системы охлаждения на пассивную, помните, что чудес в физике не бывает: мощность, выделяемую процессором, необходимо рассеять, потратив ее на нагрев окружающей среды. Внутри корпуса она не растворится сама собой − ее надо отводить наружу. По идее, с подобной задачей должен успешно справляться блок питания, но на практике этого недостаточно, приходится дооснащать систему вытяжным вентилятором. Так что совсем без кулеров не обойтись.
Еще один важный момент: на коробках с кулерами можно видеть пометку «рассеивает до 90 Вт!». Понимайте ее правильно: до 90 Вт − это, скорее всего, на треть меньше. То есть около 65 Вт (в первую очередь характерно для недорогих моделей). Помните, что процессор стоит намного дороже кулера и попытка сэкономить на охлаждении может неожиданно ударить по бюджету.
Ключевые слова: настольные компьютеры, охлаждение ПК
Об авторах
Сергей Грицачук
Обозреватель, аналитик, инженер-системотехник. Действительный член «Клуба экспертов Intel», сертифицированный специалист (Мюнхен) по сетевым и серверным технологиям с 1993 года. Компьютерами и сопутствующими решениями занимается с 1985-го, участник многочисленных выставок, обладатель наград за оригинальные схемотехнические и программные разработки. Первый диплом получил в 1984 году от «Патентного бюро» журнала «Юный техник». Увлекается охотой, рыбалкой, водно-моторным спортом. «Утомившись суетой цивилизации, предпочитаю уединенную жизнь вдали от нее. Все свободное время отдаю семье и детям».
Сабж. Ноут Lenovo G565. Можно ли сделать к нему пассивное охлаждение там самым убрать кулер? Ибо в некоторые неподходящие моменты сильно шумит, но хотелось бы чтобы ноут был максимально бесшумным(ну кроме жесткого диска, но он не особо выделяется).
вырезать сверху дырку, приклеить радиатор и вентилятор от системника.
rezedent12
ну кроме жесткого диска, но он не особо выделяется
а вот его как раз стоит поменять на SSD - всё похолоднее.
по прочим вопросам - вскрыть, выдуть пыль. поменять пропелляторы
зверский, извращенный способ - взять большую гофротрубу и протянуть снизу от батареи отопления к решётке воздухозабора бука и плюс смострячить раструб сверху (хотя какой после этого нотебук). hint: не столько важна температура воздуха, она всё одно ниже т.процессора, сколько обтекающий объем - создашь тягу, тепло оттянет
Пассивное охлаждение ноутбука своими руками
Своими руками - это активное охлаждение все-таки. Просто используется не электричество, а мышечная сила. Да и тренироваться надо много.
Может проще и дешевле ноутбук поменять? Если я правильно понял эта модель греется как печка-буржуйка, не самый подходящий вариант для пассивного охлаждения.
В теории, можно реализовать на процессоре с малым тепловыделением путём замены штатной СО на железную пластину покрывающую большую часть дна ноутбука. Понятное дело, от части пластика нижней крышки придется избавиться, иначе внутри будет банька-парилка.
Для начала, советую поменять кулер в СО на более тихий.
У ноутбука забор воздуха ещё и с днища наверное. Само по себе жесть.
Deleted ( 11.12.15 12:28:28 )Последнее исправление: Copycat 11.12.15 12:28:52 (всего исправлений: 1)
Нет. У ноутбуков и так охлаждение хреновое из-за небольшой СО.
Пассивное охлаждение ноутбука своими руками
Если своими руками (махать), то это уже как бы активное…
Прикупи новый кулер. Ну и это глянь.
Какого характера шум? Может, вентилятор тупо подыхает? Если нет то отрегулируй обороты (тут гугл в помощь), только смотри чтобы не перегревался.
а вот его как раз стоит поменять на SSD - всё похолоднее.
И то и другое потребляет в простое мизер, замена будет незаметна. В активном состоянии ssd жрёт даже больше, но он и быстрее.
Можно просто пальцы на кристаллы положить. Тогда пассивное.
Фигушки: хладопроводом будет являться кровь, так что активное ☺
Хорошо. Активное, жидкостное. Зато бесшумное, если пользователь терпелив и не заорет от ожога.
Идея есть, но она сделает твой ноутбук толще минимум на 1 сантиметр и наверно не позволит отказаться от вентилятора, но вентилятор можно будет включить от 5 вольт на низких оборотах, так что его не будет слышно.
Во первых, замени HDD на SSD. HDD шумит весьма ощутимо. Когда я в своем ноутбуке заменил HDD на SSD, он стал как минимум наполовину тише.
Во вторых, поставь проприетарные дрова на видеокарту, если стоят свободные. Свободные дрова часто неправильно ругулируют обороты кулера, и он слишком шумит.
Системы охлаждения компьютера: пассивная, активная, жидкостная, фреоновая, ватерчиллер, открытого испарения, каскадная, система охлаждения на элементах Пельтье
В процессе работы компьютера некоторые из его компонентов сильно нагреваются, и если образующееся тепло достаточно быстро не отводить, то компьютер просто не сможет работать в силу нарушения нормальных характеристик его главных полупроводниковых составляющих.
Отвод тепла от нагревающихся частей компьютера является важнейшей задачей, которую решает система охлаждения компьютера, представляющая собой набор специализированных средств, функционирующих непрерывно, системно и слаженно на протяжении всего времени, пока компьютер активно используется.
В ходе работы системы охлаждения компьютера утилизируется тепло, образующееся при прохождении рабочих токов через ключевые элементы компьютера, особенно через элементы его системного блока. Количество выделяемого при этом тепла зависит от вычислительных ресурсов компьютера и от его текущей загруженности по отношению ко всем имеющимся в распоряжении машины ресурсам.
В любом случае теплота утилизируется в атмосферу. При пассивном охлаждении тепло отводится от нагревающихся частей через радиатор напрямую в окружающий воздух путем обычной конвекции и инфракрасного излучения. При активном охлаждении, кроме конвекции и ИК-излучения, используется еще и обдув вентилятором, усиливающий интенсивность конвекции (такое решение называется «кулер»).
Также существуют системы жидкостного охлаждения, когда тепло сначала перемещается теплоносителем, а затем опять же утилизируется в атмосферу. Существуют системы открытого испарения, в которых отвод тепла происходит благодаря фазовому переходу теплоносителя.
Итак, по принципу отведения тепла от нагревающихся частей компьютера, системы охлаждения бывают: воздушного охлаждения, жидкостного охлаждения, фреоновые, открытого испарения и комбинированные (на базе элементов Пельтье и ватерчиллер).
Пассивная система воздушного охлаждения
Нетеплонагруженная аппаратура вовсе не требует никаких особых систем охлаждения. К нетеплонагруженной относится такая аппаратура, у которой тепловой поток с одного квадратного сантиметра нагреваемой поверхности (плотность теплового потока) не превышает 0,5 мВт. В данных условиях перегрев разогретой поверхности относительно окружающего воздуха не окажется выше 0,5 °C, обычный максимум для подобного случая +60 °C.
Но если тепловые параметры компонентов в обычном режиме их работы превышают данные значения (при сохранении тепловыделения, однако, относительно низким), то на такие компоненты устанавливают исключительно радиаторы, то есть приспособления для пассивного отвода тепла, системы так называемого пассивного охлаждения.
При невысокой мощности чипа или при постоянной ограниченности требований к вычислительной емкости системы, как правило хватает просто радиатора, даже без вентилятора. Радиатор подбирается в каждом случае индивидуально.
Принципиально пассивная система охлаждения работает следующим образом. Тепло передается непосредственно от нагревающегося компонента (чипа) к радиатору, благодаря теплопроводности материала либо при помощи тепловых трубок (термосифон или испарительная камера представляют собой разновидности принципиальных решений с тепловыми трубками).
Функция радиатора — излучать тепло в окружающее пространство посредством ИК-излучения и передачи тепла просто благодаря теплопроводности окружающего воздуха, способствующей возникновению естественных конвекционных потоков. Чтобы тепло излучалось по всей площади радиатора как можно более интенсивно, поверхность радиатора делают черной.
Более всего на сегодняшний день (в различной технике, включающей и компьютеры) распространена именно пассивная система охлаждения. Такая система весьма универсальна, ведь радиаторы легко монтируются на большинство компонентов, обладающих интенсивным тепловыделением. Чем больше эффективная площадь рассеивания радиатором тепла — тем эффективнее осуществляется охлаждение.
Немаловажными факторами, влияющими на эффективность охлаждения, являются скорость проходящего через радиатор воздушного потока и температура (особенно — разность температур относительно окружающей среды).
Многие знают, что прежде чем монтировать радиатор на компонент, необходимо нанести на сопрягаемые поверхности теплопроводную пасту (например КПТ-8). Это делается для увеличения теплопроводности в пространстве между компонентами.
Изначально проблема состоит в том, что поверхности радиатора и компонента, на который он устанавливается, после заводского изготовления и шлифовки все равно имеют шероховатости порядка 10 мкм, и даже после полировки около 5 мкм шероховатостей остается. Данные неровности мешают сопрягаемым поверхностям прижаться друг к другу максимально плотно, без зазора, в итоге образуется воздушная щель с низкой теплопроводностью.
Радиаторы наибольшей величины и активной площади устанавливаются обычно на центральный и графический процессоры. Если необходимо собрать бесшумный компьютер, то учитывая низкую скорость прохождения воздуха, необходимы специальные очень большие радиаторы, отличающиеся повышенной эффективностью отвода тепла.
Активная система воздушного охлаждения
Чтобы улучшить охлаждение, сделать прохождение воздушного потока через радиатор более интенсивным, дополнительно применяют вентиляторы. Радиатор оснащенный вентилятором называется кулером. Именно кулеры ставят на графический и центральный процессоры компьютера. Если на какой-то из компонентов, вроде жесткого диска, установить радиатор не удается или это не целесообразно, то применяют просто обдув вентилятором без радиатора. Этого бывает вполне достаточно.
Жидкостная система охлаждения
Система жидкостного охлаждения работает по принципу переноса тепла от охлаждаемого компонента на радиатор при помощи циркулирующей в системе рабочей жидкости. Такой жидкостью обычно выступает дистиллированная вода с бактерицидными и антигальваническими добавками, либо антифриз, масло, прочие специальные жидкости, а в некоторых случаях и жидкий металл.
Такая система обязательно включает в себя: насос для обеспечения циркуляции жидкости и теплосъемник (водоблок, головка охлаждения) для отбора тепла у нагревающегося элемента и передачи его к рабочей жидкости. Далее тепло рассеивается радиатором (активной или пассивной системы).
Кроме того в системе жидкого охлаждения имеется резервуар с рабочей жидкостью, обеспечивающий компенсацию ее теплового расширения и увеличивающий тепловую инерцию системы. Резервуар удобно заправлять, также через него удобно сливать рабочую жидкость. Необходимые шланги и трубы обязательно присутствуют в такой системе. Опционально может иметься и датчик потока жидкости.
Рабочая жидкость обладает достаточно высокой теплоемкостью, чтобы при низкой скорости ее циркуляции обеспечить высокую эффективность охлаждения, и большой теплопроводностью, что сводит к минимуму перепад температур между поверхностью испарения и стенкой трубки.
Фреоновая система охлаждения
При экстремальном разгоне процессора необходима отрицательная температура на охлаждаемом элементе при его непрерывной работе. Для этого и нужны фреоновые установки. Данные системы представляют собой холодильные установки, у которых испаритель устанавливается прямо на компонент, от которого необходимо отводить тепло с очень высокой скоростью.
Недостатками фреоновой системы, помимо ее сложности, являются: необходимость теплоизоляции, обязательная борьба с конденсатом, трудность охлаждения одновременно нескольких компонентов, высокое энергопотребление и дороговизна.
Ватерчиллер
Ватерчиллером называется система охлаждения, сочетающая в себе фреоновую установку и жидкостное охлаждение. Здесь циркулирующий в системе антифриз дополнительно охлаждается в теплообменнике при помощи фреоновой установки.
В системе такого рода отрицательная температура получается при помощи фреоновой установки, а жидкость может охлаждать одновременно несколько компонентов. Обычная фреоновая система охлаждения такого не позволяет. Недостатки ватерчиллера — необходимость теплоизоляции всей системы, а также сложность и высокая стоимость.
Система охлаждения открытого испарения
В системах охлаждения открытого испарения используется рабочее тело - хладагент, такой как гелий, жидкий азот или сухой лед. Рабочее тело испаряется в открытом стакане, устанавливаемом прямо на нагревающемся элементе, который необходимо очень быстро охлаждать.
Данный способ относится к любительскому, и применяется главным образом любителями-энтузиастами, которым необходим экстремальный разгон («оверклокинг») доступной аппаратуры. При помощи данного метода можно получить наиболее низкую температуру, но стакан с хладагентом придется регулярно пополнять, то есть система имеет ограничение по времени и требует постоянного внимания.
Каскадная система охлаждения
Под каскадной системой охлаждения подразумевается одновременное последовательное включение двух и более фреоновых установок. Чтобы достичь более низких температур, применяют фреон с пониженной температурой кипения. Если фреоновая машина однокаскадная, то приходится повышать рабочее давление мощными компрессорами.
Но существует и альтернатива — охлаждение радиатора фреоновой установки еще одной подобной установкой. Таким образом рабочее давление в системе может быть понижено, и высокая мощность от компрессоров уже не потребуется, можно применять обычные компрессоры. Каскадная система, несмотря на ее сложность, позволяет достичь более низкой температуры чем с обычной фреоновой установкой, и в сравнении с системой открытого испарения такая установка может работать непрерывно.
Система охлаждения на элементах Пельтье
В системе охлаждения с элементом Пельтье он устанавливается своей холодной стороной на охлаждаемую поверхность, в то время как горячая сторона элемента требует во время его работы интенсивного охлаждения какой-нибудь другой системой. Система получается относительно компактной.
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Читайте также: