Что такое пассивное охлаждение в ноутбуке

Обновлено: 04.07.2024

Все без исключения ноутбуки оборудованы системами охлаждения, которые помогают поддерживать температуру нагрева на допустимом уровне. Сегодня мы расскажем, зачем нужно охлаждение, объясним разницу между пассивными и активными системами, а также ответим на вопрос — какая система охлаждения используется в ноутбуках MAIBENBEN?

Зачем нужна система охлаждения

Известно, что основные составляющие ноутбука — процессор и дискретный видеочип (если имеется) — могут сильно нагреваться при выполнении ресурсоемких задач: например, в процессе работы в требовательных программах или во время игр. И если температура поднимается до слишком высокого уровня, процессор и видеокарта начинают сбрасывать мощность и пропускать рабочие такты, чтобы препятствовать дальнейшему нагреву — этот процесс называется троттлингом. В результате производительность ноутбука снижается.

Чтобы этого не происходило, в корпус устанавливаются специальные системы охлаждения, которые не дают процессору и видеочипу перегреться. В ноутбуках распространены два вида таких систем: пассивная и активная.

Пассивная система охлаждения ноутбуков

Это бесшумная система охлаждения, которая подходит малопроизводительным ноутбукам, не предназначенным для «тяжелых» задач и игр. Она состоит из радиаторов и нескольких теплоотводящих металлических трубок (как правило, медных — они обладают наилучшей теплопроводностью).

Работает система следующим образом. Тепловые трубки устанавливаются в зоне процессора, видеочипа или оперативной памяти, «поглощают» выделяемое ими тепло и передают его на радиаторы, которые излучают это тепло в окружающее пространство.

В качестве альтернативы тепловым трубкам (или вместе с ними) может использоваться испарительная камера, благодаря которой достигается более быстрое и эффективное охлаждение.

Активная система охлаждения ноутбуков

Более эффективная система охлаждения, которая подходит для производительных устройств. Именно таким охлаждением оборудовано большинство ноутбуков MAIBENBEN (кроме Jinmai 6, в котором установлено пассивное охлаждение).

Принцип работы активной системы состоит в том, что для снижения температуры используется кулер — совокупность теплоотводящего радиатора с охлаждающим вентилятором. Кулеры устанавливаются только на процессор и дискретную видеокарту, так как остальные компоненты ноутбука не требуют активного охлаждения.

Важно помнить, что ноутбуки с активной системой охлаждения не будут бесшумными: вращение вентиляторов в кулерах всегда сопровождается звуком. Также активную систему охлаждения, в отличие от пассивной, нужно обслуживать: время от времени прочищать вентиляторы, чтобы в них не скопилось много пыли — засоренные кулеры не будут справляться с понижением температуры ноутбука, и к тому же будут гораздо сильнее шуметь.

Водяное охлаждение ноутбуков

Система водяного охлаждения подразумевает наличие жидкости (чаще всего дистиллированной воды), которая при помощи помпы циркулирует по трубкам и передает тепло от деталей на радиатор.

Чаще всего такие системы используются только в мощных стационарных компьютерах, однако в 2016 году компания ASUS выпустила первый в мире ноутбук с водяным охлаждением: ASUS ROG GX700VO. Правда, система охлаждения для этого ноутбука представляет собой отдельный присоединяемый блок — вместить трубки, помпу и резервуар для жидкости в корпус ноутбука довольно сложно из-за габаритов.

Охлаждение и оверклокинг

В качестве примера экстремального использования систем охлаждения можно привести оверклокинг. Это «разгон» и увеличение производительности процессора путем ручного повышения тактовой частоты (при помощи различных программ).

Современные ноутбуки - это высокопроизводительные устройства, которые способны на многое. Среди них имеются даже экземпляры для геймеров. Однако они очень шумные. Но многим пользователям нужно, чтобы лэптоп работал очень тихо, производя как можно меньше шума. И такие варианты есть. Это ноутбуки с пассивным охлаждением. В их конструкции полностью отсутствуют вентиляторы. Охлаждение происходит за счет радиатора. Потому и шума нет никакого. Еще совсем недавно таких ноутбуков было очень мало. Но теперь их количество возросло. И есть из чего выбрать. Мы рассмотрим самые интересные модели.

Преимущества и недостатки пассивного охлаждения

Для начала давайте поговорим о самом пассивном охлаждении. Такая система характеризуется тем, что в ней напрочь отсутствуют вентиляторы. Охлаждение происходит при помощи трубок теплоотвода и радиаторов. Иногда это эффективно. Но только в том случае, если аппаратная составляющая лэптопа не является очень уж мощной. Давайте рассмотрим подробнее пассивное охлаждение ноутбука. Плюсы и минусы его необходимо упомянуть. Начнем с преимуществ:

Отсутствие шума. Так как нет вентиляторов, то шума от такой системы охлаждения нет вовсе никакого. Это положительно влияет на общий комфорт при использовании ноутбука.
Пониженное энергопотребление. Опять-таки, по причине отсутствия кулеров, ноутбук потребляет меньше энергии. Это тоже можно считать плюсом, так как увеличивается время автономной работы девайса.

А теперь поговорим о недостатках:

А теперь подумайте о том, нужен ли вам такой ноутбук. Ведь в случае поломки придется выложить астрономическую сумму за ремонт системы охлаждения. Особенно если речь идет о каком-нибудь макбуке от компании "Эппл". Если же вы уверены в том, что такой лэптоп вам нужен, то перейдем сразу к обзору самых интересных моделей.

Xiaomi Mi Book Air 12.5

Да, эта компания выпускает не только смартфоны. Их ноутбуки больше смахивают на ультрабуки (так как являются очень тонкими) и начисто лишены вентиляторов. Именно поэтому они работают очень тихо. А еще лэптоп от Xiaomi очень похож на пресловутый макбук. Конкретно бесшумный ноутбук с пассивным охлаждением от этой компании основан на процессоре типа Intel Core M. Он обладает неплохой производительностью и потребляет очень мало энергии. Но главное - он почти не греется. Потому и получилось обойтись только радиатором. В качестве накопителя используется SSD диск типа M3, который отличается высокой скоростью передачи данных. Видеокарта - встроенная Intel HD Graphics. Дискретного адаптера здесь нет. Но зато лэптоп долго живет от одной зарядки. Оперативная память - 4 гигабайта. Этот ультрабук обладает превосходным экраном на основе матрицы IPS и может похвастаться весьма удобной клавиатурой. Он является одним из лучших ноутбуков с пассивным охлаждением. Да и цена не слишком обременительна. Вот только найти его в продаже немного трудно. Зато пользователь получит современное и высокотехнологичное устройство.

ASUS VivoBook Flip 14

Этот продукт от компании ASUS отличается классическим дизайном и неплохими техническими характеристиками. Кроме того, этот лэптоп является траснформером. Его дисплей может вращаться на 360 градусов. А еще у него есть сенсорный экран. Но для нас главное не это. Здесь присутствует пассивное охлаждение процессора ноутбука тепловой трубкой и радиатором. На борту лэптопа может быть установлен процессор Intel Core i5 или М. Объем оперативной памяти типа DDR4 составляет 4 гигабайта. Этого вполне достаточно для всех задач. Также внутри может находиться высокоскоростной твердотельный накопитель и интегрированная графика Intel HD. Объем встроенного накопителя не очень большой - всего 128 гигабайт. Но достоинство этого лэптопа - пассивное охлаждение. Использовать его в качестве полноценной рабочей станции или для хранения файлов все равно не получится. Этот трансформер от ASUS стоит не дороже, чем наш предыдущий герой. И потому его смогут позволить себе многие. Главное - помнить, что после длительной эксплуатации может понадобиться подставка для ноутбука с пассивным охлаждением. Ибо с этим у ASUS беда.

DELL Inspiron 11А

Это уже лэптоп от американской компании DELL. Он отличается классическим дизайном и тем, что выполнен в виде нетбука. Здесь установлен экран диагональю всего в 11 дюймов. Для полноценной работы этого, конечно, мало. Но для серфинга в интернете вполне достаточно. Под капотом находится процессор Fusion A9 от компании AMD. И да, это ноутбук с пассивным охлаждением. Особыми характеристиками он не блещет, так как рассчитан на легкую работу и путешествия по просторам интернета. Также преимуществом именно этого нетбука является неплохое время автономной работы. Он способен проработать около 10 часов от одного заряда аккумулятора. Это делает девайс практически идеальным для путешествий и поездок. Однако маленький экран дает о себе знать. Просматривать кино или другой контент на нем не очень удобно. Зато он работает действительно бесшумно. Это один из немногих доступных нетбуков, который отличается высоким качеством исполнения и хорошей надежностью. Даже лэптопы от ASUS не могут тягаться в этом плане с DELL.

HP Chromebook x360

Назвать этот продукт полноценным ноутбуком язык не поворачивается. Скорее это что-то среднее между ультрабуком и нетбуком. Тем не менее это один из лучших ноутбуков с пассивным охлаждением 2019 года. Начнем с того, что управляется этот аппарат при помощи фирменной ОС от Google под названием Chrome OS. Она достаточно урезана, поддерживает установку приложений исключительно из магазина и ни в какую не хочет работать с программами, написанными под "Виндовс". Такая ограниченность - попытка сделать что-нибудь похожее на макбук. Но у "Эппл" ноутбуки полнофункциональны. А "Гугл", судя по всему, поторопилась. Под капотом лэптопа находится процессор Intel Celeron и 8 гигабайт оперативной памяти (то, что надо для Google Chrome).

Девайс действительно работает бесшумно. Но толку от него не особо много. Те, кто имел несчастье приобрести себе этот аппарат, отмечают, что лэптоп совершенно бесполезен, так как нормально работать на нем нельзя. Если у вас есть такие деньги, то лучше приобрести что-нибудь другое, с полноценной "Виндовс" на борту. Вот тогда будет настоящая работа.

ASUS ZENBOOK UX305CA

Очередная попытка выпустить "убийцу макбука". Конечно, до детища Apple этому лэптопу далеко, но параллели просматриваются весьма недвусмысленно. Тем не менее это один из лучших ноутбуков с пассивным охлаждением. В распоряжении данного лэптопа 13-дюймовый экран, выполненный на матрице IPS, шестое поколение процессоров Intel (есть даже варианты Core), приличное количество оперативной памяти, неплохой твердотельный накопитель, полный набор необходимых портов и невероятно удобная клавиатура. Девайс очень легкий и обладает приличным временем автономной работы, что делает его незаменимым в долгих поездках. У этого ноутбука есть только одно преимущество перед макбуком - цена в два раза ниже. Именно поэтому он пользуется довольно устойчивым спросом. Проще купить его, чем всю жизнь копить на ноутбук от компании Apple. Однако особо полагаться на пассивное охлаждение в случае с ASUS не стоит. Лучше приобретите в довесок охлаждающую подставку.

MacBook Air

Этот ноутбук в представлении не нуждается. Он давно уже стал культовым. Металлический корпус, отличный по качеству экран и мощная аппаратная платформа. Что еще нужно среднестатистическому пользователю? Это, вероятно, самый дорогой ноутбук с пассивным охлаждением. Но в данном случае цена оправдана. Немаловажную роль здесь играет также операционная система. Мак ОС как нельзя лучше оптимизирована именно для этих устройств. А еще в лэптопе используются только самые современные компоненты. Стоит отметить, что даже пресловутые макбуки "Про" шумят не очень сильно. Но если пользователь принципиально выбирает полностью бесшумный лэптоп, то лучше модели "Эйр" ничего не найти. Однако за него придется выложить весьма ощутимую сумму. Ничего не поделаешь. Сила бренда и магии "Эппл". Зато этот девайс точно проработает долго. Сия техника отличается невероятной надежностью. И запаса мощности у него точно хватит на несколько лет.

Заключение

Итак, мы рассмотрели самые интересные модели ноутбуков с пассивной системой охлаждения. Однако окончательный выбор делать все-таки пользователям.

Егор Морозов | 16 Июля, 2018 - 12:54

Вплоть до начала 90-ых годов прошлого века большая часть процессоров не требовала активного охлаждения (то есть с помощью кулеров), более того — зачастую не требовала охлаждения и вовсе. Однако с тех пор ради увеличения мощности пришлось увеличивать и тепловыделение, и сейчас уже никого не удивишь кулерами, да и системы водяного охлаждения перестали быть диковинными решениями для гиков.

Однако инженеры не оставляли надежд вернуться к истокам, и время от времени появлялись ноутбуки и планшеты, в которых CPU охлаждался пассивно, с помощью небольших радиаторов. Сначала это были решения на Celeron M, потом появилась линейка процессоров Intel Atom — да, они имели (и имеют) тепловыделение на уровне всего 2-3 Вт, и отлично подходят для пассивного охлаждения. Но, увы, итоговая производительность тоже оказывалась пассивной, так как в погоне за тепловыделением приходилось сильно урезать как архитектуру процессора, так и его частоту. В результате получившиеся решения производительностью не блистали, и их возможностей хватало разве что на воспроизведение потокового HD-видео, не более того.

Но все изменилось в 2015 году, когда компания Intel представила линейку процессоров Core m. От полноценных мобильных Core i такие решения отличались лишь низкими частотами (около 1 ГГц вместо 2-3) и сниженным до 4-6 Вт теплопакетом (вместо 15-28). В итоге при обычных задачах, где нагрузка на CPU невелика, такие решения зачастую оказывались на уровне более «горячих» Core i, и в разы быстрее Atom. Под серьезной нагрузкой было все, конечно, печальнее, и отставание было вплоть до двукратного, но все еще производительность была лучше Atom при схожем теплопакете.

С тех пор эти процессоры прочно поселились в легких ультрабуках и планшетах — Apple MacBook 12", Dell XPS 12, ASUS Zenbook Flip и прочих моделях. Однако, думаю, на этом моменте у читателей возник вопрос — к чему я веду, ведь все написанное выше и так было известно?

Все просто — Intel около года назад кардинально обновила и десктопные, и мобильные процессоры. Так, если раньше мобильные низковольтные Core i имели 2 ядра и 4 потока, то теперь они имеют 4 ядра и 8 потоков, при том же TDP в 15-28 Вт. И отсюда становится интересно — ведь если раньше Core m были по сути Core i со сниженными частотами, то возможно ли сейчас сделать 4-ядерный Core m с тепловыделением в стандартные 4.5 Вт, или же игра свеч не стоит?

Теперь осталось протестировать такой процессор, и используем для этого достаточно популярный тест Cinebench R15:

Но давайте обратимся к более реальным задачам — например, работе в браузере. Так, при скроллинге в Chrome 67 нагрузка на процессор оказывается на уровне 15-20%, а частота 1.5-2 ГГц, при этом нет никаких лагов или задержек:

С 1080p60 процессор также справился без проблем — кадры терялись раз в десять секунд, что абсолютно незаметно (в начале потерялось около 20 кадров, ибо видео стало воспроизводиться до полной загрузки страницы):

Нагрузка на CPU была в районе 20-30% при частоте около 1.5-1.8 ГГц, никаких прогрузок не было и близко, а переход в различные места в видео происходил достаточно быстро.

А вот уже 1440p60 все плохо: теряется около 30% кадров, постоянные подгрузки, в общем — смотреть такое видео неприятно:

При этом явно видно, что процессору не хватает теплопакета для нормальной работы, ибо частота оказывается всего на уровне 1 ГГц. При этом тот же Surface Pro справляется с этой задачей без проблем, почему — поговорим в выводах.

Тестировать в игровых бенчмарках этот процессор я не стал — по результатам выше понятно, что такой процессор вообще никак не подходит для современных игр. Конечно, Dota 2, CS: GO, WoT и прочие простые мультиплеерные проекты на нем пойдут, ибо они заточены и под еще большие «дрова», но AAA-проекты новее года эдак 2012 точно будут неиграбельны, ибо вкупе с таким процессором стоит не менее слабая интегрированная графика от Intel, возможности которой для игр очень и очень сомнительны.

Теперь подведем итоги — а они, увы, не утешительны: если в сегменте низковольтных Core i увеличение количества ядер с 2 до 4 при том же теплопакете привело к увеличению производительности зачастую на 40-50%, причем просадки по частотам были невелики (с 3 до 2.5 ГГц в среднем, или на 20%), то вот в сегменте Core m игра свеч не стоит: да, многопоточная производительность стала на 15% выше, что в общем-то существенно, но в итоге частоты снизились на те же 500 МГц (с 2 до 1.5 в среднем, или на 33%), что привело к тому, что во многих задачах, где важна как однопоточная производительность, так и многопоточная, процессор банально невозможно нагрузить полностью.

Так, в тесте 1440p60 хорошо видно, что при частоте в 1 ГГц нагрузка на процессор была всего 50%, то есть браузер не может нормально распараллелить нагрузку при столь низкой производительности на одно ядро. При этом в Surface Pro частота держалась на уровне 2 ГГц, и нагрузка была свыше 80%, так что в итоге 2 более быстрых и сильнее нагруженных ядра оказываются в данном случае существенно лучше 4 более медленных и менее нагруженных ядер.

Поэтому становится понятно, из-за чего Intel не спешит обновлять линейку процессоров Core m: увеличение количества ядер до 4 в части пользовательских задач только уменьшит производительность. При этом выпустить «обновленные» процессоры, которые будут отличаться от предыдущих Core m только увеличенной частотой, компания тоже не может, так как из-за очень жесткого ограничения по теплопакету реальный прирост производительности будет околонулевой. Поэтому единственная возможность — выпустить 4-ядерные Core m на новом 10 нм техпроцессе: это позволит добавить 2 ядра при сохранении уровня частот текущих Core m, построенных на 14 нм.

Но, увы, с освоением 10 нм у Intel есть серьезные проблемы, так что ждать новых процессоров раньше 2019 года не стоит. Поэтому если вы присматриваетесь к устройству с Core m — можете смело его брать, в ближайшее время что-то новое в этом сегменте не появится.

После нашей статьи про безвентиляторные компьютеры MIC-7000 было много вопросов про систему охлаждения^ действительно ли она полностью пассивная или внутри есть какие-то активные механизмы охлаждения? Некоторые комментаторы сомневались, что система может работать на пассивном охлаждении без троттлинга, то есть снижения частоты процессора по достижению пороговых температур.

Чтобы развеять мифы, мы решили протестировать систему пассивного охлаждения и провести стресс-тесты для наглядности.

Тесты мы будем проводить на компьютере MIC-7900-S5A1E. Это не самая производительная модель в линейке, но ее мощности достаточно для многих задач т.н. edge computing — размещения вычислительного узла максимально близко к конечному оборудованию, что широко используется для систем машинного зрения, автоматизации, станков.

Компьютер MIC-7900 с установленным модулем расширения MIC-75S20 на 2 PCIe платы и 2 жестких диска

Тестируемый компьютер оснащен процессором Xeon D-1559 с частотой 1.50 ГГц (2.10 ГГц в режиме Turbo Boost), 12 ядер, 24 потока. Тепловыделение составляет 45 Ватт, это немного, по сравнению с топовыми процессорами, у которых TDP может быть более 100 Ватт, но все же существенно.

Половину компьютера занимает цельный массивный радиатор. Системы с активным охлаждением могут быть намного легче и компактнее, но главное достоинство пассивного охлаждения — надежность. Системы с вентиляторами требуют частого обслуживания, забиваются пылью и выходят из строя. Системы с пассивным охлаждением не засасывают пыль и требуют намного меньше внимания.

Радиатор занимает половину корпуса компьютера.

Изучим устройство термоинтерфейса. Разберем компьютер и посмотрим на место крепления термораспределителя процессора к радиатору. Для этого просунем камеру в зазор между материнской платой и радиатором, который составляем примерно 8мм.

Крепление радиатора к теплораспределительной крышке процессора. Процессор припаян к материнской плате.

В тестируемой модели процессор припаян к материнской плате, что позволяет добиться меньшего зазора между радиатором и платой. Минусом такого решения является невозможность замены процессора. Существуют также модели MIC-7000 с привычным сокетом, позволяющим заменять процессор.

Тестирование

До загрузки системы посмотрим, какие датчики температуры доступны в BIOS:

Датчики температуры в BIOS

Измерим температуру радиатора в простое без нагрузки с помощью инфракрасного пирометра. Для этого оставим систему на несколько часов с загруженной операционной системой, но без запущенных программ.

Температура радиатора без нагрузки, в режиме простоя

Тестировать систему будем с помощью программы AIDA64, с помощью теста стабильности системы. Этот тест одновременно нагружает процессор и память, а также может задействовать графический процессор. Для объективности будем выполнять тест в течение длительного времени. Мы оставили систему на всю ночь.

Нагрузочное тестирование с помощью AIDA64. Видно, что за все время теста троттлинг не проявляется.

По графикам видно, что температура ядер процессора не поднималась выше 70°C, что укладывается в допустимые значения для данной модели процессора. На протяжении всего теста в помещении была температура около 24°C. Радиатор компьютера не обдувался, в помещении работала центральная вытяжка.
На графиках видно, что эффект троттлинга, то есть механизм пропуска процессорных тактов для снижения нагрузки, не проявляется. Система работает в штатном режиме.

Решетка радиатора при этом нагрелась до 58°C, на ней можно было держать руку без дискомфорта в течение пары секунд.

Заключение

Полностью пассивное охлаждение возможно и работает хорошо. Понижение частоты процессора не происходит, процессор работает в штатном режиме при максимальной нагрузке без ограничения по времени. Системы MIC-7000 можно использовать на объектах, требующих повышенной надежности и продолжительности безотказной работы, на удаленных объектах, где обслуживание затруднено, а также в условиях повышенной загрязненности воздуха, где активные системы охлаждения быстро выходят из строя.

Вам будет интересно: Как подключить «Вайбер» на ноутбуке: несколько простых шагов

Преимущества и недостатки пассивного охлаждения

Отсутствие шума. Так как нет вентиляторов, то шума от такой системы охлаждения нет вовсе никакого. Это положительно влияет на общий комфорт при использовании ноутбука.
Пониженное энергопотребление. Опять-таки, по причине отсутствия кулеров, ноутбук потребляет меньше энергии. Это тоже можно считать плюсом, так как увеличивается время автономной работы девайса.

Вам будет интересно: Как сменить видеокарту с интегрированной на дискретную: способы и инструкции

А теперь поговорим о недостатках:

Вам будет интересно: Как сбросить ноутбук Acer до заводских настроек: несколько типичных ситуаций и методы сброса