Системы охлаждения для персонального компьютера и их разновидности

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

охлаждение воздушный поток корпус

Введение

Виды систем охлаждения ПК

Описание систем охлаждения для ПК

Основные характеристики типовых С. О.

Организация воздушных потоков в корпусе ПК

Меры предупреждения неполадок С. О

Обзор и тестирование С. О. для процессора

Методика тестирования

Заключение

Список используемых источников

Введение

Увеличение количества радиоэлементов на микросхемах настольных ПК, а также увеличение транзисторов в интегральных схемах микрочипов и других элементов на печатных платах связано с повышением требований к вычислительным мощностям компьютеров, т. к. на них возлагаются всё более сложные задачи. Это привело к повышению тепловыделения. Все эти обстоятельства послужили толчком к созданию различных систем охлаждения, без которых не обходится ни один настольный ПК на сегодняшний день, потому что без систем охлаждения они не способны отвечать требованиям современных стандартов, которые предъявляют производители и пользователи программного обеспечения.

Виды систем охлаждения ПК

Начиная описывать виды (или классификацию) систем охлаждения встаёт вопрос: по каким критериям или признакам упорядочить это описание? Ведь у каждого вида С. О. (системы охлаждения) есть свои характеристики, также метод или способ, которым охлаждаются компоненты ПК, притом у каждой свой КПД (или эффективность), своё место внутри системного блока, т. е. С. О. может быть предназначена для охлаждения процессора, видеокарты, блока питания, а сегодня возможны варианты охлаждения жёстких дисков и оперативной памяти, не говоря об отдельных чипах на материнской плате. Рациональным здесь будет оценка исходя из того, как или каким способом охлаждается данный компонент ПК, имеется в виду то, какая эта система и при помощи чего она отводит тепло (воздух, жидкость).

Поэтому будет описание трёх основных классов:

радиаторное;

воздушное охлаждение;

жидкостное охлаждение;

Следует указать, что все эти три класса объединяет одно - в основном тепловая энергия проходит непосредственно от самого охлаждаемого элемента через термопасту на металлическую плитку, с которой эта энергия рассеивается одним из выше перечисленных способов, а термопаста является одним из важнейших элементов любой С. О., потому что без неё тепло не передастся на плитку и заданный элемент охлаждаться не будет. Ещё следует следует заметить, что в практике немало комбинаций этих классов, таких как: радиатор и вентилятор, радиатор и тепловые трубки.

Описание систем охлаждения для ПК

1. Радиаторные.

Чаще всего они представляют собой металлическую пластину с большой теплопроводностью, на которой перпендикулярно припаяны металлические рёбра, Т. о. конструкция монолитна, подвижных узлов не имеет, и, как описано выше может комбинироваться с устройствами других классов, в основном используются только они. Изготавливаются радиаторы из меди, алюминия и других композитных материалов. На сегодняшний день применение радиаторов становится всё менее эффективным, потому что охладить даже самые простые и дешёвые процессоры или видеокарты при помощи радиаторов не представляется возможным. Именно поэтому чаще всего они охлаждают второстепенные компоненты, наименее нуждающиеся в охлаждении.

Воздушное охлаждение.

Этот класс представлен специальными вентиляторами с лопастями соответствующей формы. В ПК могут использоваться для всех охлаждаемых компонентов, но в основном это в комбинации с радиатором для более эффективного охлаждения.

Штатный кулер с радиатором для для сокета LGA 775 для ПК с процессорами Intel.

Лопасти приводятся в движение при помощи двигателей разных типов и конструкций (о двигателях в следующей главе). Кулеры не потребляют много энергии и стоят довольно дёшево. Но в минусы таких систем может входить высокий уровень шума.

Жидкостное охлаждение.

Представлены самым разнообразным перечнем устройств, поэтому следует отметить основной принцип охлаждения. Охлаждение производится за счёт циркулирования жидкости по так называемому контуру охлаждения, т. е. по всей ёмкости, по которой может циркулировать жидкость. Жидкость поступает к охлаждаемому элементу, нагревается или доводится до кипения, затем отводится или конденсируется в области контура, где может стоять радиатор или комбинация радиатора и кулера. Без комбинирования жидкостной С. О. с системами других классов её эффективность резко падает или сводится к нулю.

Жидкость должна обладать высокой теплопроводностью, используются жидкости: чаще всего - дистиллированная вода, часто с добавками имеющими бактерицидный и/или антигальванический эффект; иногда - масло, жидкий металл, другие специальные жидкости.

Типовые жидкостные С. О. могут состоять из:

. Помпы - насоса для циркуляции воды;

. Теплообменника (ватерблока, водоблока, головки охлаждения) - устройства, отбирающего тепло у охлаждаемого элемента;

. Специального радиатора для рассеивания тепла охлаждающей жидкости;

. Резервуара с жидкостью;

. Шлангов или труб;

. Контурные тепловые трубы.

Ни одна активная С. О. не обходится без термопасты.

система охлаждение персональный компьютер

Также они делятся на активные (в которых есть какие-либо подвижные части и они потребляют определённое количество энергии) и пассивные (обычно это радиаторы, которые энергии не употребляют вообще).

Основные характеристики типовых С. О.

В этой главе будут рассматриваться основные характеристики всех трёх выше представленных классов. Это описание будет иметь свои особенности, о которых нельзя не оповестить.

В перечень основных характеристик входят линейные размеры какой-либо системы охлаждения, но для водяной С. О. не целесообразно описывать линейные размеры её трубок или шлангов, так же не имеет большого значения описывать длину рёбер радиатора, когда следует говорить о его площади, с которой он отдаёт тепловую энергию в окружающую среду. Такие нюансы следует либо опускать, либо делать более адекватную оценку.

. Радиаторные системы

А) В первую очередь - это линейные размеры, т. е. длина, ширина, высота.

Б) Металл - в основном алюминий, медь. Их теплопроводность.

В) Площадь рассеивания тепловой энергии в квадратных сантиметрах. Это площадь граней всех рёбер.

. Воздушное охлаждение

А) Так как это вентиляторы, то одной из ключевых характеристик является количество оборотов в минуту.

Б) Производительность вентилятора можно измерить в количестве подаваемого воздуха в минуту, т. е. в кубических метрах/дециметрах за определённое количество времени. Или количество рассеиваемой тепловой энергии.

В) Уровень шума, измеряемый в децибелах.

Г) Так как используются в подшипниковые двигатели, то следует указать тип подшипника:

подшипник качения - имеют целый ряд преимуществ - меньшие потери на трение, большая долговечность, большая развиваемая скорость вращения, имеет большой срок службы 50 000-100 000 часов.

подшипник скольжения - дешевизна, простота изготовления, малая восприимчивость к механическим воздействиям, имеет низкий срок службы до 30 000 часов.

двойной подшипник качения - характеризуется средним уровнем шума, имеет большой срок службы 60 000-120 000 часов.

гидродинамический подшипник - характеризуется низким уровнем шума и долгим сроком службы до 150 000 часов.

подвеска на магнитной левитации - характеризуется отсутствием подшипникового узла как такового, по заявлению производителя Sunon трение есть только о воздух.

Также могут комбинироваться подшипники разных типов.

Д) Разъём подключения, при помощи которого вентилятор подключаются к материнской плате. Сейчас существует два стандарта подключения - MOLEX и устаревший PC-Plug. MOLEX имеет преимущества - он позволяет управлять скоростью вращения вентилятора (при достаточном охлаждении материнская плата, обладающая такими функциями, может замедлить вентилятор, снизив тем самым шум и потребляемую мощность), измерять скорость вращения вентилятора (если он сам поддерживает такие замеры - содержит датчик Холла). Но на устаревших моделях такие разъёмы могут отсутствовать - это единственный минус. Plug - разъём, через который можно подключить винчестер, оптический привод для CD-дисков, недостаток как раз в его универсальности, поэтому возможности современных кулеров остаются нереализованными - измерение частоты вращения и управление ею невозможны.

Е) Вольт-амперные характеристики, потребляемая мощность.

Ж) Отсутствие или присутствие счётчика оборотов.

З) Двигатель. Используются вентиляторы выполненные на основе двухфазного вентильного двигателя постоянного тока с внешним ротором. Применение обычного коллекторного двигателя постоянного тока в компьютере недопустимо, он является источником электромагнитных помех и требует систематического ремонта, связанного с механическим износом щеток. Поэтому применяются вентильные двигатели в бесколлекторном варианте исполнения. В таком двигателе на роторе расположены постоянные магниты, создающие магнитный поток возбуждения, а обмотка якоря расположена на статоре (обращенная конструкция). Питание обмотки статора осуществляется таким образом, что между ее намагничивающей силой и потоком возбуждения сохраняется смещение в 90 градусов. При вращающемся роторе такое положение может сохраниться в результате переключения обмоток статора. При переключении должны выполняться два условия, согласно которым обмотки статора должны переключаться в определенный момент времени и с заданной последовательностью. При этом положение ротора определяется с помощью датчика положения, в качестве которого обычно используется датчик Холла. Датчик положения управляет работой электронных ключей (транзисторов). Таким образом электронная схема составляет неотъемлемую часть бесколлекторного вентильного двигателя, поскольку без нее невозможна его нормальная работа.

Такие двигатели используются почти во всех ПК.

. Жидкостные системы охлаждения

К характеристикам следует отнести:

А) Жидкость, а точнее её теплопроводные свойства, температура кипения и испарения.

Б) К характеристикам помпы (насоса) следует отнести количество перекачиваемой жидкости, измеряется литрами в час.

В) Объём резервуара с жидкостью, измеряется в литрах.

Г) По источнику циркуляции жидкостей, есть два типа:

Конвективные - системы, в которых теплоноситель протекает через нагреватель только за счет тепловой конвекции.

Циркуляционные - системы, в которых для перемещения теплоносителя используется насос.

Д) Вольт-амперные характеристики, потребляемая мощность.

Е) Рассеиваемое количество тепловой энергии.

Типовые конструктивные решения

Несмотря на всё многообразие систем охлаждения существуют их конструктивные решения свои для каждого класса С. О.

1. Радиаторы

По конструкции делятся на три типа:

а) с постоянным сечением воздушного канала

Как видно на изображении рёбра радиаторов прямые и пространство между ними тоже.

б) с переменным сечением канала

Увеличивается площадь поверхности теплообмена благодаря изгибам рёбер. Это наиболее эффективный вид радиаторов.

в) штыревые



Расчеты и практика показывают, что штыревые радиаторы имеют более высокую эффективность по сравнению с обычными радиаторами с постоянным сечением канала. Эффективность штыревого радиатора, в зависимости от конкретных условий, в 1, 5-2 раза выше, потому что таким образом увеличена площадь теплообмена радиатора.

. Воздушное охлаждение или кулеры

Вентиляторы - с ними, чаще всего используется радиатор, тепловые трубки или комбинация того и другого, типовых конструкций нет, разве только сами вентиляторы являются сами по себе типовыми, есть только распространённые модели или линейки, производимые в больших количествах. Штатные кулеры Intel, AMD - наглядный тому пример. Но в любом случае - это кулер с теми или иными характеристиками (линейные размеры, издаваемый шум, тип подшипника и т. д.).

. Жидкостное охлаждение

Здесь, если говорить о тепловых трубках, то по сути все они представляют из себя одно и то же - это всё те же трубки, но разной формы, длины и ширины, использующиеся в какой-то комбинированной С. О.

О системах жидкостного охлаждения («водянка» на языке жаргона) можно отметить то же самое, конструкция у них примерно одна и та же, суть у них одна - охлаждение жидкостью компонентов ПК. Вобщем и целом их объединяет одно - радиатор (может быть и с вентилятором), помпа (или насос), водоблок (но может быть в нём и другая жидкость), шланги. Можно выделить основные типы водоблоков, о них подробнее:

А) Плоскодонный или безканальный ватерблок (для CPU используется редко, чаще для чипсета и не мощных видеокарт, а также для охлаждения памяти, элементов питания, винчестеров и пр.)

Б) Водоблок со змеевидной структурой, которая в свою очередь делится на спиралевидную и зигзагообразную.

В) Игольчатый ВБ (также как и змеевидный применяется в промышленном изготовлении) - внутренняя часть основания данных ватерблоков, содержит множество симметричных выступающих неровностей. Это могут быть пирамидки, ромбики, и т. д.

Г) ВБ с использованием рёбер на основании - самый наиболее распространенный вид ватерблоков.



Д) Также бывают ВБ со сложной внутренней структурой - микроканальные, многоэтажные раздельные и пр. Их структура редко повышает производительность, но часто увеличивает гидросопротивление, что в свою очередь либо требует увеличения мощности помпы, либо ухудшает температурные показатели системы в целом.

Для охлаждения видеокарты.

Для чипов памяти видеокарты.

Водоблоки для жёстких дисков.

Термоинтерфейс

В любом случае термоинтерфейс - это самая необходимая часть любой С. О., так как обеспечивает теплообмен между охлаждаемым компонентом и самой С. О., если этого не будет, то С. О. теряет всю свою эффекивность.

В таком случае следует начать с определения термоинтерфейса. Если знать общее определение интерфейса, оно выглядит так:

Интерфемйс (от англ. interface - поверхность раздела, перегородка) в общем случае определяет место или способ соединения, соприкосновения, связи. Его значение можно отнести к любому сопряжению взаимодействующих систем.

Тогда определение «термоинтерфейс» должно выглядеть так:

Это - конструктивное решение, обеспечивающее теплообмен между охлаждающими и охлаждаемыми компонентами, имеющее свои конструктивные характеристики, характеристики эффективности.

Под эффективностью понимается количество отводимого тепла; данное определение применимо для любой МПС, и в частности для IBM совместимых ПК.

При таком способе охлаждения для термоинтерфейса всегда соблюдается одно неотъемлемое правило - между поверхностью С. О. и поверхностью охлаждаемого элемента всегда должна быть термопаста, которая имеет ряд характеристик.

Поверхности, между которыми термопаста имеет в свою очередь свои характеристики, такие как:

1Площадь - в квадратных сантиметрах.

2Шероховатость сопрягаемой контактной поверхности, которая должна быть не хуже 2, 5 мкм, иногда 1, 6 мкм, которая получается при обработке режущим инструментом. Аналогичные требования и для кулера процессора.

. Металл, из которого состоит контактная поверхность с термопастой, одна из сторон может быть и керамика. Если это слой металла или керамики, то должна учитываться и его толщина.

Теперь непосредственно о термопасте, и сперва о её компонентах.

Термопаста должна иметь хорошее сцепление с поверхностью меаллов и керамики, не должна высыхать в процессе эксплуатации при повышенных температурах, иметь низкую гигроскопичность (степень, с которой химическое вещество впитывает воду) и быть химически пассивными к применяемым в ПК материалам. Термопаста должна обеспечивать необходимую текучесть под статическим давлением, чтобы ее излишки уходили из зазора при прижатии С. О. механизмом крепления. Этим требованиям удовлетворяют силиконовые масла.

В качестве наполнителя для термопаст используют микро-дисперсные порошки, чтобы увеличить теплопроводность и уменьшить негативное воздействие шероховатостей охлаждаемого элемента и С. О., химический состав порошков:

1 Оксидов металлов (цинка, алюминия и других металлов) ;

2Нитридов (бора, алюминия) ;

3Металлов (серебро, медь, вольфрам) ;

4Чистые металлы (индий) ;

Размер частиц имеет существенное влияние на теплопроводность паст

и измеряется в микрометрах.

Исходя из компонентов термопасты можно судить о её характеристиках, теперь о них:

1 Удельное сопротивление термопасты и изоляционные свойства.

2Консистенция.

3Теплопроводность и удельная теплопроводность.

4Наполнитель.

Организация воздушных потоков в корпусе ПК

Немаловажную роль в охлаждении ПК играет такая организация, т. к. в противном случае нагретый воздух в корпусе может нарушить температурный режим, предписанный в технических требованиях или характеристиках, следствием этого может встать выход из строя любого из узлов ПК, что может, в свою очередь, означать прекращение работы всей системы.

Поэтому из корпуса ПК должен отводиться нагретый воздух, в связи с этим есть три способа управления воздушными потоками:

. Пассивный;

. Активный;

. Комбинированный - сочетание активного и пассивного;

Для оптимального охлаждения с приемлемым уровнем шума вентиляторов в современных ПК нужно соблюдать два требования:

. Соблюдать теплообмен между корпусом ПК и окружающей средой, а для этого нужно обеспечить низкие потери давления в системе вентиляции корпуса. Заодно это может уменьшить шум вентиляторов.

. Организовать в корпусе ПК воздушные потоки так, чтобы они омывали нагревающиеся узлы. Это обеспечит подачу к ним охлаждающего воздуха с температурой приближающейся температуре воздуха за пределами корпуса.

Организация воздушных потоков до сих пор является проблемой, по которой есть множество эффективных и не очень решений, но всё же есть общая идеология представленная корпорацией Intel, которая так и называется «идеология воздуховодов». Она изображена на скриншоте.

Хотя и здесь есть проблемные зоны, они отмечены числами 1 и 2.

В первой зоне при наличии плат расширения может возникнуть серьёзное препятствие прохождению воздуха.

Во второй зоне обычно проходят кабели питания и шлейфы.

Также везде соблюдается такая закономерность:

Не хотите мириться с большим корпусом - терпите шум, издаваемый множеством вентиляторов маленького. Ведь необходимый объем (массу) воздуха прокачивать надо. А для этого надо совершить работу, которая тем больше чем больше сопротивление воздушному потоку.

Теперь о способах управления воздушными потоками:

Пассивный

Для этого больше подходит корпус с малым аэродинамическим сопротивлением, в корпусе с большим аэродинамическим сопротивлением это практически невозможно, потому что среди множества проходных сечений в нем, равных по сопротивлению, невозможно создать преобладающий воздушный поток.

Рисунок 1.

В сложном сечении, показанном на рисунке, объем воздуха V2, V3, V4, V5 распределяется пропорционально площади элементарного сечения S2, S3, S4, S5. Сечения показаны в плоскости, хотя реально они расположены в трех координатах X, Y, Z в каждом рассматриваемом сечении. Так же условно сечения разделены на отдельные элементы.

При этом объем воздуха на выходе Vвых равен сумме объемов V2, V3, V4, V5, умноженных на коэффициент k, походящих через сечения S2, S3, S4, S5.

При малых перегревах воздуха (до 5 град. С) коэффициент k можно не учитывать.

вх = kV2 + kV3 + kV4 + kV5 = Vвых = kVвх

- коэффициент определяющий увеличение объема воздуха при нагреве его от температуры tвх до tвых.

Таким образом, задавая площади элементарных сечений можно распределять объем проходящего через них воздуха в любом необходимом сечении корпуса.

Хотя более удобно оперировать в этих вычислениях массой воздуха m, которая не зависит от нагрева.

вх = m2 + m3 + m4 + m5 = mвых [2]

Для рассмотренного на рисунке объема можно применить правило:

Сумма масс (m) воздуха входящих в любой охлаждаемый объем равна сумме масс воздуха проходящего в любом проходном сечении этого объема и равна сумме масс выходящего из объема воздуха.

Но необходимо помнить! Что масса воздуха на входе и выходе из охлаждаемого объема равны, а объем нагретого воздуха больше объема воздуха на входе. Объем воздуха на выходе зависит от температуры нагрева.

Комбинированный.

Для того чтобы объяснить активный способ распределения воздушных потоков рассмотрим комбинированный способ, где активная ветвь работает наиболее наглядно, где активная ветвь берет на себя до 50% общего воздушного потока. Но больших величинах растет аэродинамическое сопротивление корпуса. Корпус тоже лучше взять с низким аэродинамическим сопротивлением. Зачем нужно такое регулирование? Оно позволяет направить в нужное вам место требуемое количество воздуха, а остальной воздух распределить с помощью пассивного способа. Там где вы выделяете из общего воздушного потока дозированное количество и есть зона активного регулирования.

Активное охлаждение чаще обеспечивается вентиляторами.

Вентилятор имеет расходные характеристики, приведенные в его паспорте. Для обеспечения их он тратит мощность электропривода (электромотора).

Когда вентилятор попадает в воздушный поток с характеристиками превышающими его расходные характеристики он переходит в т. н. флюгерный режим.

Это значит, что работа вентилятора совершается уже не для подачи воздуха, а для его торможения.

Рисунок 2.

Посмотрим рисунок 2.

Здесь вытяжной вентилятор с расходом Wвых определяет общий расход воздуха через корпус.

вых = W1 + W2 +W3 + W4 = Wвх

Этот вентилятор может представлять собой и группу параллельно работающих вентиляторов. Поскольку, как мы определились ранее, это корпус низкого сопротивления, то Wвх будет приближаться к Wвых.

Ни больше и ни меньше, т. к. у вентиляторов своя пропускная способность воздуха.

А об активном способе отдельно говорить не имеет смысла. Просто нужно правильно распределить перфорации (измеряются в см2) между активным и пассивным способами охлаждения. Рекомендуется по 1/2 на каждый способ.

Меры предупреждения неполадок С. О.

Здесь будут освещены самые необходимые меры по предупреждению неполадок С. О., такие как предохранение от пыли и замена термопаст, замена смазки на подвижных узлах С. О.

Для каждого класса С. О. свои меры предупреждения:

1. Радиаторы

При необходимости нужно очищать поверхность от пыли и грязи, для этого подойдёт обыкновенный этиловый спирт. Подвижные части отсутствуют, поэтому больше радиаторам не требуется. Ну и, конечно, не подвергать сильным механическим воздействиям.

2. Воздушное охлаждение

Так как представлено одними вентиляторами, то и разговор о них. Самое простое - это обязательная чистка от пыли всех узлов устройства, включая лопасти, это рекомендуется делать один раз в месяц, в зависимости от запылённости помещения. Если помещение чище, то можно раз в полтора-два месяца.

Также рано или поздно придётся столкнуться со смазкой вентилятора. Для этого подойдёт и обычное машинное масло, если не задаваться поиском часового или оружейного. Паз со шпинделем двигателя, который под наклейкой следует наполнить при помощи медицинского шприца примерно на 2/3, после чего приклеить наклейку обратно, можно заменить её плотным скотчем. Помимо этого нужна ещё и смазка подшипников подобным же методом.

Далее нужно обезопасить вентилятор от попадания посторонних предметов в лопасти или двигатель и не подвергать его негативным механическим воздействиям.

3. Жидкостное охлаждение

Такие С. О. должны проходить проверку на герметичность - это касается и тепловых трубок, и комплексных с помпой. Но комплексные тоже должны регулярно смазываться (раз в пол года) - это касается важных узлов помпы, а также должна меняться теплопроводящая жидкость (тоже раз в пол года), сюда же входит проверка всех креплений шлангов.

Сюда же следует добавит о обслуживании термоинтерфейсах. Точнее о нанесении термопаст - их тоже следует менять раз в пол года. Слой термопасты должен быть очень тонкий, она должна быть нанесена равномерно, в противном случае теплообмен только ухудшается. При нормальной вязкости теплопроводящей пасты нет необходимости нанесения ее «с запасом» при нормальном состоянии поверхности крышки, к примеру, процессора и подошвы кулера.

Для того, чтобы не скапливалась пыль внутри корпуса следует использовать специальные фильтры, но не стоит ими сильно увлекаться, потому что это ухудшает циркуляцию воздушных потоков внутри корпуса.

Обзор и тестирование С. О. для процессора

Чтобы показать то, какими разными по исполнению и эффективности могут быть системы охлаждения одного класса нужно провести обзор и тестирование этих систем. Тестирование производится по особой методике и в одинаковых условиях, чтобы наглядно показать и выявить все преимущества и недостатки оборудования, затем полученные результаты сравниваются и делается соответствующий вывод.

Методика тестирования

Все тестирования воздушных систем охлаждения проводятся без использования термошкафа, в обычном помещении, что максимально близко к реальным условиям. Тестирование может проводиться как при использовании открытого стенда, так и в корпусе. Соответствующая информация присутствует на графиках с результатами.

Основой для любого сравнения является аналогичность условий. Поэтому тестирование проводится в максимально одинаковых условиях. Кроме того, тестирования начинаются лишь после достаточно долгого прогрева системы.

Перед запуском программы, для нагрева кулер прогревается в системе некоторое время. Лишь по завершении этой операции возможно начало тестирования. Основным результатом является максимальная температура, которая была достигнута в ходе нагрева. После ее достижения нагрузка прекращается, и система находится в состоянии простоя. По достижении стабильной минимальной температуры фиксируется и этот показатель.

Все данные о температурных показателях процессора берутся с соответствующего датчика материнской платы. В качестве тестовой материнской платы используется продукт от компании Asus, модель Asus P5K Premium. Информация об этой плате также внесена в конфигурацию тестового стенда.

Вторым источником информации являются специальные термопары. Всего в системе их используется две. Одна отвечает за измерение температуры в корпусе. Вторая термопара установлена на один из конденсаторов системы питания материнской платы. Опыты показали, что все конденсаторы имеют близкие температуры, так что вывода информации хотя бы об одном из них вполне достаточно.

Информация об используемой термопасте указана в конфигурации тестового стенда. Исследования также показывают, что у многих термоинтерфейсов с течением времени могут изменяться те или иные свойства. Таким образом, эффективность может либо улучшаться, либо ухудшаться. Для того, чтобы подобные изменения не влияли на сравниваемые показатели разных кулеров, при любой манипуляции с кулером (смена платформы в ходе тестирования: переход от открытого стенда к варианту с использованием корпуса) термоинтерфейс наносится вновь. Это приводит к тому, что во время тестирования всех систем охлаждения термоинтерфейс остается свежим и, значит, обладает одинаковыми свойствами. Кроме того, снятие термопасты осуществляется с помощью спирта, что приводит к полному очищению крышки процессора.

Производители используют различные вентиляторы для своей продукции. Соответственно эти вентиляторы могут отличаться не только по уровню эффективности, но и по уровню шума. Таким образом, для уравнивания условий используется несколько режимов тестирования тех или иных кулеров. Обычно при скорости вращения вентилятора в диапазоне от 1300 до 2000 об/мин тесты проводятся на обеих границах диапазона. Если даже на минимальных оборотах данная модель оказывается объективно более шумной, чем аналоги, то находится тот уровень оборотов, на котором уровень шума будет сопоставим. При этом кулер будет тестироваться не в двух, а в трех режимах. А именно на найденном самом тихом уровне оборотов, на 1300 и на 2000 об/мин. Конечно же, есть определенные исключения, когда в рамках конкретного исследования необходимо провести более объемное изучение. В этом случае могут использоваться и другие режимы. В некоторых случаях, напротив, используется и вовсе лишь один режим. Однако выводы о кулере строятся на основе комплексной оценки уровня шума и эффективности.

Для тестирования использовалась система:

. процессоры - Core 2 Duo E6550 (456 x 7, L2 кэш равен 4096 кб), AMD Athlon 64 X2 3800+ (300 x 10, L2 кэш равен 1024 кб) ;

. термоинтерфейс - Evercool 420;

. оперативная память - GoodRam GP1066D264L5, Corsair TWIN2X6400С4-2048 Мб;

4. материнские платы - Asus P5K Premium, Biostar TA770 A2+;

. видеосистема - Sapphire Radeon HD 3650 OC Edition 512 Мб;

. блок питания - Silverstone DA850 (850 Вт) ;

. жесткий диск - Serial-ATA Western Digital 500 Гб, 7200 rpm;

8. операционная система - Windows XP Service Pack 2;

. стенд - открытый, расположен горизонтально;

. монитор - Benq FP91GP;

. утилита для тестирования: S&M, версия 1. 9. 0a.

Тестируемые продукты:

. Noctua NH-U9BU9B изначально поставляется в разобранном виде. Отдельно располагается радиатор кулера и вентилятор NF-B9.

В основе системы охлаждения лежит использование четырех медных никелированных тепловых трубок, выполненных в форме буквы U, на которые нанизаны алюминиевые пластины. Межреберное расстояние составляет около 3 мм. Размеры радиатора составляют 125х95х70. В свою очередь, вес конструкции без вентилятора составляет 460 г, с ним - 550 г.

Ребра радиатора профилированы, и внешняя кромка выглядит волнообразно - данная особенность позволяет снизить сопротивление воздушному потоку. Второй важный момент - загнутые по бокам пластины. Не секрет, что в случае кулеров башенной конструкции значительная потеря воздушного потока происходит именно в боковых областях. Данная же особенность позволяет эти потери минимизировать. На скриншоте изображён Noctua NH-U9B в разобранном виде.

Noctua NH-U9B в разобранном виде.

Кулер может быть установлен на два вида платформ - AM2+ и LGA775. В случае AM2+ предусмотрено два возможных варианта. Связано это, прежде всего, с особенностью размещения монтажных отверстий на таких платах. Сам процесс установки достаточно прост, хотя и занимает значительное количество времени и вынуждает достать плату из корпуса. На кулер можно установить два вентилятора.

Xigmatek HDT-SD964

За продувку радиатора кулера отвечает вентилятор, диаметр которого составляет 92 мм. Рабочий диапазон оборотов колеблется от 1200 до 2800 об/мин. Обеспечивается это штатными возможностями материнской платы. По этой причине разъем питания вентилятора имеет четыре контакта. Xigmatek HDT-SD964 компактен и аккуратен. Это отразилось и на весе продукта, 410 г без вентилятора. Пластины по бокам согнуты вниз, минимизированы потери воздушного потока. Отсутствует подошва. В основании расположены сплющенные тепловые трубки, что приводит к прямому контакту с процессором. Диаметр трубок 6 мм. Установка кулера на процессоры (как на платформе AM2+, так и на LGA775) предельно проста. Для установки кулера на процессорное гнездо типа AM2/AM2+ используется клипса-качель. С ее помощью можно предельно быстро зафиксировать кулер на стандартной крепежной рамке.

Xigmatek HDT-SD964

3. Thermaltake Big Typhoon

Кулер на шести медных тепловых трубках (две пары по три трубки) диаметром 6 мм, которые выходят из медного основания и, оканчиваются в верхней части кулера.

Thermaltake Big Typhoon

На них нанизаны алюминиевые пластины толщиной примерно 0. 3 мм в количестве 140 штук. Пластины, как и трубки, поделены на две равные части по 70 штук в каждой. Сверху всю конструкцию закрывает металлический кожух с фирменным логотипом Thermaltake по бокам, а уже на нем закреплен 120-мм вентилятор. Лопасти вентилятора закрыты фигурной защитной решеткой. Скорость работы вентилятора по спецификациям равна 1300 об/мин. В медном основании кулера трубки контактируют не только с его горизонтальной поверхностью, но и лежат в своего рода желобках, благодаря которым увеличена площадь контакта и, следовательно, эффективность теплопередачи тепла. Это показано на скриншоте.

Результаты тестирования

Были получены следующие результаты:

Явным лидером среди протестированных кулеров оказывается Xigmatek HDT-SD964. Наибольшего преимущества данное решение добивается именно в эффективном режиме, когда были использованы два вентилятора. Такой вариант оказывается несколько производительнее, чем применение одного вентилятора со скоростью вращения 2700 об/мин. NH-U9B уступил в тихом режиме чуть меньше двух градусов, что можно считать неплохим результатом. Однако следует отметить, что при установке второго вентилятора кулер от Xigmatek прибавлял в эффективности значительно больше. Связано это с тем, что потери воздушного потока у NH-U9B в боковых областях превышали аналогичные показатели у конкурента. Что же касается массивного «Тайфуна», то он остался позади, явно уступив обоим решениям.

В случае платформы Intel результаты тестирования кулеров оказались куда более плотными, так как мы имеем дело с более холодным процессором, что, уменьшает разницу в результатах между системами охлаждения. Впрочем, это не сказалось на расстановке сил. В лидеры вновь вышел кулер от Xigmatek. Совсем немного ему уступил Noctua NH-U9B. В тихом режиме разница и вовсе составила около 0, 4 градуса. В аутсайдерах же опять Big Typhoon.

А теперь - одно важное наблюдение по обоим кулерам. При использовании кулеров на платформе AMD радиаторы обоих решений очень серьезно нагревались. Ситуацию серьезно меняла установка второго вентилятора. Скорость рассеивания тепла при этом значительно увеличивалась. По этой причине, если вы планируете использовать подобные кулеры (с относительно малой площадью радиатора) на горячих процессорах, не забудьте об эффективном вентиляторе или же об установке еще одного дополнительного. Это отлично отразится на производительности.

Заключение

Thermaltake Big Typhoon был использован для сравнение с остальными двумя продуктами в качестве ориентира производительности, т. е. всего лишь помог оценить производительность остальных кулеров и достаточность этой производительности для решения более новых задач, связанных с охлаждением.

Поэтому речь пойдёт о Noctua NH-U9B и Xigmatek HDT-SD964. NH-U9B - качественное и продуманное решение. К достоинствам можно отнести высокую для своих размеров эффективность, производительный вентилятор. HDT-SD964 - великолепный продукт. Компактные размеры, высокая эффективность станут весомыми доводами в пользу приобретения данного продукта. Как и в случае с кулером Noctua, есть возможность установки нескольких вентиляторов, что на практике дает весомый прирост в эффективности.

На сегодняшний день системы охлаждения переживают бурный рост, имеют большой спрос на рынке, потому что ни один современный ПК не может без них обойтись.

Но и проблемы охлаждения остаются теми же самыми - это и оптимальное охлаждение за как можно малую цену, это и охлаждение за достаточно круглые суммы, лишь бы результат пользователя удовлетворял. День ото дня спрос на системы охлаждения только растёт и свой рост, несомненно, продолжит.

Список используемых источников

http://ru. wikipedia.org/wiki/Система_охлаждения_компьютера - описание систем охлаждения.

http://aspark. ukrbiznes.com/www.aspark.com.ua/vizit. php? view_type=1&view_id=55961&val=9&i=71631 - скриншот, описание систем охлаждения.

http://ru. wikipedia.org/wiki/Система_охлаждения_компьютера - описание систем охлаждения.

http://www.hosthome.ru/articles/_upgrd/Osnovnye_harakteristiki_kulera_7. shtml - описание характеристик С.О., кулера и вентилятора.

http://ru. wikipedia.org/wiki/Жидкостное_охлаждение - жидкостные с. о., характеристики.

http://www.electrosad.ru/Ohlajd/CoolA. htm - типовые радиаторы и скриншоты.

http://www.modlabs.net/chto_takoe_SVO_i_kakovi_ee_komponenty - типовые конструктивные решения с. в. о.

http://www.electrosad.ru/Ohlajd/Ti. htm - термоинтерфейс.

http://www.hardw.net/doc/95. htm - меры предупреждения неполадок С.О., вентиляторы.

http://forum. radeon.ru/viewtopic. php? t=31651 - двигатель вентилятора.

http://www.overclockers.ru/lab/19897. shtml#3 - сведения о кулере Thermaltake Big Typhoon.

http://www.3dnews.ru/cooling/noctua_nh-u9b_xigmatek_hdt-sd964/index3. htm - сведения о кулерах Noctua NH-U9B и Xigmatek HDT-SD964, результаты теста и его методика.

Размещено на Allbest.ru

...