Водяное охлаждение ноутбука. Водяная система охлаждения процессора и как она работает

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

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

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

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

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

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

Интересующихся подробностями отсылаю к последним версиям стандарта ATX.

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

Выбор компьютерного корпуса

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

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

Устройство вентилятора

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

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

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

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

Характеристики вентиляторов

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

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

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

Уровень шума вентиляторов

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

Жирным шрифтом выделены самые популярные типы вентиляторов.

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

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

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

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

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

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

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

Ценовые категории вентиляторов

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Контроль и управление вентиляторами

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

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

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

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

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

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

Пассивное охлаждение

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

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

Сравните корпус-радиатор на фото с корпусом обычного компьютера!

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

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

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

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

Тепловая защита процессора

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

Минимизация потребления энергии

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

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

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

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

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

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

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

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

Утилита RMClock

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

Авторазгон видеокарты

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

Тихий компьютер: миф или реальность?

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

Пример 1: платформа Intel Pentium 4

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

Пример 2: платформа Intel Core 2 Duo

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

Пример 3: платформа AMD Athlon 64

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

Пример 4: платформа AMD Athlon 64 X2

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

Введение

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

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

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

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

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

Жидкостное охлаждение ПК

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

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

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

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

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

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

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

Общие принципы водяного охлаждения

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

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

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

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

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

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

Выбор системы водяного охлаждения

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

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

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

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

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

Внешняя система водяного охлаждения Koolance EXOS-2.

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

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

Охлаждение нескольких компонентов

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

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

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

Водоблок центрального процессора и аксессуары для сборки.

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

Водоблок чипсета и аксессуары для сборки.

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

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

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

Водоблок для графического процессора и аксессуары для сборки.

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

Водоблок для регулятора напряжения видеокарты и аксессуары для сборки.

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

Koolance: 1200-Вт блок питания с жидкостным охлаждением.

Сейчас можно приступить к установке.

Планирование и установка

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

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

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

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

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

Весь процесс представлен на следующей схеме.

Спланированная конфигурация охлаждающей системы.

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

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

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

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

Чипсет материнской платы без радиатора. Готов к установке водоблока.

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

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

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

Процессор с элементами крепления для водоблока.

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

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

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

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

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

Когда все компоненты собраны вместе, можно заливать охлаждающую жидкость.

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

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

Тестовая конфигурация и тесты

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Заключение

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

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

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

Мнение редактора

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

Плюсы и минусы водянки

Здравствуйте, уважаемые читатели техноблога. В этой статье попытаюсь рассказать, как работает водяное охлаждение компьютера. Тема весьма актуальна для тех, кто решил сменить воздушную башню на что-то более производительное, чтобы поиграться с разгоном до экстремальных пределов и при этом не угробить драгоценный камень, стоимость которого может превышать 400 долларов.

Ну и заодно пощадить материнскую плату и прочие комплектующие, ведь некоторые водянки ориентированы не только на один контур (ЦП или видеокарта).

Сразу скажу, что назвать СВО лучше воздуха нельзя – это тема для . Да и некоторые башни могут дать фору большинству необслуживаемых водянок, о чем говорит вот этот .

Структура систем жидкостного охлаждения

Для многих не будет секретом, что СВО могут быть открытого (кастомные) и закрытого типа (готовые необслуживаемые решения для охлаждения конкретного типа комплектующих). И если с последними все понятно, то первая категория может быть построена по трем основным принципам:

Схема с параллельным подключением. Все узлы запитаны от одной помпы, которая гонит хладагент к радиатору с кулерами. Через решетку радиатора вода охлаждается и подходит к железу, с которых снимается тепловая энергия. Горячая жидкость возвращается в резервуар с помпой и процесс повторяется заново. Схема выглядит следующим образом.

Схема с последовательным подключением. Элементы также охлаждаются параллельно и очень эффективно, но для этого необходимо иметь мощную помпу и весьма оборотистые вертушки, которые смогли бы оперативно охлаждать хладагент в радиаторе. Схема прилагается.Есть так называемые комбинированные или двухконтурные водянки. Принцип работы основан на последовательном методе, однако каждый контур ориентирован на одну железку. Довольно дорогая схема как в плане строительства, так и по обслуживанию. Хотя владельцы топовых конфигураций в погоне за максимальной производительностью не видят в подобном решении ничего зазорного.

Ключевые элементы СВО

Принцип охлаждения ПК разобрали, теперь перейдем к элементам, которые за это ответственны:

• Теплообменник – главный элемент, который вбирает в себя все тепло при нагреве процессора, видеокарты и прочих горячих железок;
• Помпа – механизм, который гоняет хладагент по контуру СВО. Некий аналог можно наблюдать в аквариуме для рыбок – принцип работы практически идентичный;
• Трубопровод – канал, по которым гоняется водичка от помпы к комплектующим и радиатору. И так по кругу;
• Переходники, фитинги и соединители – элементы, соединяющие конструкцию СВО;
• Расширительный бачок – резервуар, в котором находится жидкость, не активная в данный момент. Несмотря на тот факт, что контур закрыт и жидкость испариться не может, бачок нужен для того, чтобы спрятать в него помпу, которая при работе на свежем воздухе элементарно выходит из строя;
• Теплоноситель (он же жидкость, хладагент, дистиллят) – теплопроводящая субстанция, которая и охлаждает железо;
• Радиатор – конструкция, в которой остывает горячая вода, проходя через тонкие капилляры из меди или латуни;
• Кулер – вертушка, продувающая ребра радиатора.

Зная это, вам будет легче ориентироваться при возможном строительстве собственной СВО, если вдруг возникнет такая мысль.

Плюсы и минусы водянки

Дайте угадаю… Насмотревшись на Youtube роликов о кастомных сборках топовых ПК с водяным охлаждением, многие решили сделать себе то же самое, не смотря на побитый жизнью FX 4300 или Core i5 2500k. Давайте развеем ваши сомнения.

Плюсы:

• Относительно компактные размеры кулеров, что позволяет организовать СВО даже в компактном корпусе с мощным железом. Практика показывает, что вставить всеми любимый Noctua NH-D14 в стандартный корпус равносильно издевательством над башней – она просто не даст закрыть боковую крышку.
• Вода в качестве охладителя значительно повышает эффективность системы. Насколько я помню, среди автомобилей воздухом охлаждается лишь Запорожец, но в плане стабильности работы двигателя у него не все так просто.
• Возможность охладить одной водянкой сразу несколько комплектующих. Тут без комментариев – действительно удобное решение.

Минусы:

• Очень сложная организация водянки как таковой. Если кулер взял и поставил, то СВО нужно продумывать чуть ли не пошагово, чтобы не ошибиться с установкой радиаторов, длиной трубок, мощности помпы и т.д.
• Вода из-под крана не годится для охлаждения. Здесь можно использовать либо дистиллят, либо специальный хладагент, который продается в компьютерных магазинах, а он не дешевый.
• Опасность протечки. От системы можно и нужно ждать подвоха в самый неподходящий момент. Жидкость хоть и является диэлектриком, но коротнуть может на раз-два.
• Стоимость. О да, хорошая обслуживаемая водянка обойдется минимум в 500-600 баксов, не считая дополнительных расходников. Так что решайте сами.

Необслуживаемые СВО

Не хотите париться насчет обслуги – купите водянку закрытого типа. Да, она охлаждает только один контур, но и проблем с ней гораздо меньше. Мы можем порекомендовать такие проверенные годами решения как:

• GameMax Iceberg 120;
• DeepCool Captain 120EX RGB;
• Corsair Hydro H100i v2.

Они недорогие, бесшумные, просты в установке и пользуются огромным спросом на рынке. А чего еще надо от водянки? Думаю вам было полезно прочитать эту статью, не забывайте делиться с близкими и подписываться на Пока.

Системы водяного охлаждения уже много лет используются как высокоэффективное средство отвода тепла от нагревающихся компонентов компьютера.

Качество охлаждения напрямую влияет на стабильность работы Вашего компьютера. При избыточном тепле компьютер начинает зависать и возможен выход из строя перегревшихся компонентов. Высокие температуры вредны для элементной базы (конденсаторы, микросхемы и пр.), а перегрев жесткого диска может привести к потере данных.

С ростом производительности компьютеров приходится использовать более эффективные системы для охлаждения. Традиционной считается воздушная система охлаждения, но воздух обладает низкой теплопроводностью и при большом потоке воздуха создаётся сильный шум. Мощные кулера издают довольно сильный рёв, хотя при этом могут обеспечить приемлемую эффективность.

В таких условиях все более популярными становятся водяные системы охлаждения. Превосходство водяного охлаждения над воздушным объясняется показателями теплоемкости (4,183 кДж·кг -1 ·K -1 для воды и 1,005 кДж·кг -1 ·K -1 для воздуха) и теплопроводности (0,6 Вт/(м·K) для воды и 0,024-0,031Вт/(м·K) для воздуха). Поэтому, при прочих равных условиях, системы водяного охлаждения всегда будут эффективнее воздушных.

В интернете можно найти много материалов по готовым системам водяного охлаждения от ведущих производителей и примеры самодельных систем охлаждения (последние, как правило, более эффективны).

Система водяного охлаждения (СВО) – система охлаждения, в которой для переноса тепла используется вода в качестве теплоносителя. В отличие от воздушного охлаждения, в котором тепло передается напрямую воздуху, в системе водяного охлаждения тепло сначала передается воде.

Принцип работы СВО

Охлаждение компьютера необходимо для отвода тепла от нагретого компонента (чипсета, процессора, …) и его рассеивания. Обычный воздушный кулер снабжен монолитным радиатором, который выполняет обе данные функции.

В СВО каждая часть выполняет свою функцию. Водоблок осуществляет теплосъем, а другая часть рассеивает тепловую энергию. Примерную схему соединения компонентов СВО можно посмотреть на схеме ниже.

Водоблоки могут включаться в контур параллельно и последовательно. Первый вариант предпочтительнее при наличии одинаковых теплосъемников. Можно эти варианты скомбинировать и получить параллельно-последовательное подключение, но наиболее правильным будет соединение водоблоков один за другим.

Отвод тепла происходит по такой схеме: жидкость из резервуара подводится к помпе, а затем перекачивается дальше к узлам, которые охлаждают компоненты ПК.

Причиной такого подключения является незначительный прогрев воды после прохождения первого водоблока и эффективный отвод тепла от чипсета, GPU, CPU. Прогретая жидкость попадает в радиатор и там охлаждается. Затем она снова попадает в резервуар, и начинается новый цикл.

По конструктивным особенностям СВО можно разделить на два типа:

1. Охлаждающая жидкость циркулирует за счет помпы в виде отдельного механического узла.
2. Безпомповые системы, в которых используются специальные хладагенты, проходящие через жидкую и газообразную фазы.

Система охлаждения с помпой

Принцип ее действия эффективность и прост. Жидкость (обычно дистиллированная вода) проходит через радиаторы охлаждаемых устройств.

Все компоненты конструкции соединяются между собой гибкими трубками (диаметр 6-12 мм). Жидкость, проходя через радиатор процессора и других устройств, забирает их тепло, а затем по трубкам попадает в радиатор теплообменника, где охлаждается сама. Система замкнутая, и жидкость в ней постоянно циркулирует.

Пример такого соединения можно показать на примере продукции фирмы CoolingFlow. В ней помпа совмещается с буферным резервуаром для жидкости. Стрелки показывают движение холодной и горячей жидкости.

Безпомповое жидкостное охлаждение

Есть системы жидкостного охлаждения, не использующие помпу. В них используется принцип испарителя и создается направленное давление, вызывающее движение охлаждающего вещества. В качестве хладагентов применяются жидкости с низкой точкой кипения. Физику происходящего процесса можно рассмотреть на схеме ниже.

Изначально радиатор и магистрали полностью заполнены жидкостью. Когда температура радиатора процессора становится выше определенного значения, то жидкость превращается в пар. Процесс превращения жидкости в пар поглощает тепловую энергию и повышает эффективность охлаждения. Горячим паром создается давление. Пар, через специальный односторонний клапан, может выходить только в одну сторону – в радиатор теплообменника-конденсатора. Там пар вытесняет холодную жидкость в направлении радиатора процессора, и, остывая, превращается снова в жидкость. Так жидкость-пар циркулирует в замкнутой системе трубопровода, пока температура радиатора высокая. Такая система получается очень компактной.

Возможен другой вариант такой системы охлаждения. Например, для видеокарты.

В радиатор графического чипа встраивается жидкостный испаритель. Теплообменник располагается рядом с боковой стенкой видеокарты. Конструкция изготовлена из медного сплава. Теплообменник охлаждается высокооборотным (7200 об./мин.) вентилятором центробежного типа.

Компоненты СВО

В системах водяного охлаждения используется определенный набор компонентов, обязательных и необязательных.

Обязательные компоненты СВО:

• радиатор,
• фитинги,
• ватерблок,
• помпа,
• шланги,
• вода.

Необязательными компонентами СВО являются: термодатчики, резервуар, сливные краны, контролеры помпы и вентиляторов, второстепенные ватерблоки, индикаторы и измерители (расхода, температуры, давления), водные смеси, фильтры, бэкплейты.

• Рассмотрим обязательные компоненты.

Ватерблок (англ. waterblock) – теплообменник, передающий тепло от нагревшегося элемента (процессора, видео чипа и др.) воде. Он состоит из медного основания и металлической крышки с набором креплений.

Основные типы ватерблоков: процессорные, для видеокарт, на системный чип (северный мост). Ватерблоки для видеокарт могут быть двух типов: закрывающие только графический чип («gpu only») и закрывающие все нагревающиеся элементы – фулкавер (англ. fullcover).

Ватерблок Swiftech MCW60-R(gpu-only):

Ватерблок EK Waterblocks EK-FC-5970(Фулкавер):

Для увеличения площади теплопередачи применяется микроканальную и микроигольчатая структура. Ватерблоки делают без сложной внутренней структуры если производительность не столь критична.

Чипсетный ватерблок XSPC X2O Delta Chipset:

Радиатор. В СВО радиатором называют водно-воздушный теплообменник, передающий воздуху тепло от воды в ватерблоке. Есть два подтипа радиаторов СВО: пассивные (безвентиляторные), активные (продуваемые вентилятором).

Безвентиляторные можно встретить довольно редко (например, в СВО Zalman Reserator) потому, что данный тип радиаторов обладает более низкой эффективностью. Такие радиаторы занимают много места и их сложно поместить даже в модифицированном корпусе.

Пассивный радиатор Alphacool Cape Cora HF 642:

Активные радиаторы более распространенны в системах водяного охлаждения из-за лучшей эффективности. Если использовать тихие или бесшумные вентиляторы, то можно добиться тихой или бесшумной работы СВО. Эти радиаторы могут быть самого разного размера, но в основном их делают кратными к размеру 120 мм или 140мм вентилятора.

Радиатор Feser X-Changer Triple 120mm Xtreme

Радиатор СВО за компьютерным корпусом:

Помпа – электрический насос, отвечает за циркуляцию воды в контуре СВО. Помпы могут работать от 220 вольт или от 12 вольт. Когда в продаже было мало специализированных компонентов для СВО, то использовали аквариумные помпы, работающие от 220 вольт. Это создавало некоторые трудности, из-за необходимости включать помпу синхронно с компьютером. Для этого применяли реле, включающее помпу автоматически при старте компьютера. Сейчас есть специализированные помпы, обладающие компактными размерами и хорошей производительностью, работающие от 12 вольт.

Компактная помпа Laing DDC-1T

У современных ватерблоков довольно высокий коэффициент гидросопротивления, поэтому желательно применять специализированные помпы, так как аквариумные не позволят современной СВО работать на полную производительность.

Шланги или трубки также являются обязательными компонентами любой СВО, по ним вода течет от одного компонента к другому. В основном применяют шланги из ПВХ, иногда из силикона. Размер шланга не сильно влияет на производительность в целом, важно не брать слишком тонкие (менее 8 мм.) шланги.

Флуоресцентный шланг Feser Tube:

Фитингами называют специальные соединительные элементы для подключения шлангов к компонентам СВО (помпе, радиатору, ватерблокам). Фитинги нужно вкручивать в отверстие с резьбой находящееся на компоненте СВО. Вкручивать их нужно не очень сильно (гаечных ключей не понадобится). Герметичность достиается уплотнительным кольцом из резины. Подавляющее большинство компонентов продаются без фитингов в комплекте. Это делается затем, чтобы пользователь мог сам подобрать фитинги, под нужный шланг. Самый распространенный тип фитингов – компрессионный (с накидной гайкой) и ёлочка (используются штуцеры). Фитинги бывают прямыми и угловыми. Фитинги еще различаются по типу резьбы. В компьютерных СВО чаще встречается резьба стандарта G1/4″, реже G1/8″ или G3/8″.

Водяное охлаждение компьютера:

Фитинги типа ёлочка от Bitspower:

Компрессионные фитинги Bitspower:

Вода тоже относится к обязательным компонентом СВО. Лучше всего заправлять дистиллированную воду (очищенную от примесей методом дистилляции). Используется и деионизированная вода, но существенных отличий от дистиллированной у нее нет, только производится другим способом. Можно применять специальные смеси или воду с различными присадками. Но использовать воду из-под крана или бутилированную для питья не рекомендуется.

Необязательные компонентами являются компоненты, без которых СВО стабильно может работать, и не влияют на производительность. Они делают эксплуатацию СВО более удобной.

Резервуар (расширительный бачек) считается необязательным компонентом СВО, хотя и присутствует в большинстве систем водяного охлаждения. Системы с резервуаром более удобны в заправке. Объем воды резервуара не принципиален, он не влияет на производительность СВО. Формы резервуаров встречаются самые разные и выбирают их по критериям удобства установки.

Трубчатый резервуар Magicool:

Cливной кран используется для удобного слива воды из контура СВО. Он перекрыт в обычном состоянии, и открывается, когда необходимо слить воду из системы.

Сливной кран Koolance:

Датчики, индикаторы и измерители. Выпускается довольно много различных измерителей, контролеров, датчиков для СВО. Среди них встречаются электронные датчики температуры воды, давления и потока воды, контролеры, согласующие работу вентиляторов с температурой, индикаторы движения воды и так далее. Датчики давления и расхода воды нужны лишь в системах, предназначенных для тестирования компонентов СВО, так как эта информация для обычного пользователя просто несущественна.

Электронный датчик потока от AquaCompute:

Фильтр. Некоторые системы водяного охлаждения комплектуются фильтром, включенным в контур. Он предназначен для отфильтровывания разнообразных мелких частиц попавших в систему (пыль, остатки пайки, осадок).

Присадки к воде и различные смеси. Дополнительно к воде можно использовать различные присадки. Некоторые из них предназначены для защиты от коррозии, другие для предотвращения развития бактерий в системе или подкрашивания воды. Выпускают также готовые смеси, содержащие воду, антикоррозионные присадки и краситель. Бывают готовые смеси, повышающие производительность СВО, но повышение производительности от них возможно лишь незначительное. Можно встретить жидкости для СВО, которые сделаны не на основе воды, а использующие специальную диэлектрическую жидкость. Такая жидкость не проводит электрический ток и при утечке на компоненты ПК не вызовет короткого замыкания. Дистиллированная вода тоже не проводит ток, но, если пролившись, попадет на запыленные участки ПК, может стать электропроводной. Необходимости в диэлектрической жидкости нет, потому, что хорошо протестированная СВО не протекает и обладает достаточной надежностью. Важно также соблюдать инструкцию к присадкам. Не нужно лить их сверх меры, это может привести к плачевным последствиям.

Зеленый флуоресцентный краситель:

Бэкплейтом называют специальную крепежную пластину, которая нужна, чтобы разгрузить текстолит материнской платы либо видеокарты от создаваемого креплениями ватерблока усилия, и уменьшить изгиб текстолита, снижая риск поломки. Бэкплейт не является обязательным компонентом, но очень часто встречается в СВО.

Фирменный бэкплейт от Watercool:

Второстепенные ватерблоки. Иногда, ставят дополнительные ватерблоки на слабо греющиеся компоненты. К таким компонентам относятся: оперативная память, силовые транзисторы цепей питания, жесткие диски и южный мост. Необязательность таких компонентов для системы водяного охлаждения заключается в том, что, они не несут улучшения разгона и никакой дополнительной стабильности системы или других заметных результатов не дают. Это связано с малым тепловыделением таких элементов, и с неэффективностью применения ватерблоков для них. Положительной стороной установки таких ватерблоком можно назвать только внешний вид, а минусом является повышение гидросопротивления в контуре и соответственно увеличение стоимости всей системы.

Ватерблок для силовых транзисторов на материнской плате от EK Waterblocks

Кроме обязательных и необязательных компонентов СВО существует еще категория гибридных компонентов. В продаже встречаются компоненты, которые представляют собой два или более компонента СВО в одном устройстве. Среди таких устройств известны: гибриды помпы с процессорным ватерблоком, радиаторы для СВО совмещенные с встроенной помпой и резервуаром. Такие компоненты заметно уменьшают занимаемее ими место и более удобны в установке. Но такие компоненты мало пригодны к апгрейду.

Выбор системы СВО

Различают три основных типа СВО: внешние, внутренние и встроенные. Они различаются расположением по отношению к корпусу компьютера их основных компонентов (радиатор/теплообменник, резервуар, насос).

Внешние системы водяного охлаждения, выполняют в виде отдельного модуля («ящика») , который при помощи шлангов подключен к ватерблокам, которые установлены на комплектующих в самом корпусе ПК. В корпус внешней системы водяного охлаждения практически всегда выносится радиатор с вентиляторами, резервуар, помпа, и, иногда, для помпы с датчиками блок питания. Среди внешних систем хорошо известны системы водяного охлаждения Zalman семейства Reserator. Такие системы устанавливаются в виде отдельного модуля, и их удобство заключается в том, что пользователю не нужно дорабатывать и переделывать корпус своего компьютера. Их неудобство состоит только в габаритах и сложнее становится перемещать компьютер даже на небольшие расстояния, например, в другую комнату.

Внешняя пассивная СВО Zalman Reserator:

Встроенная охлаждающая система вмонтирована в корпус и продаётся в комплекте с ним. Такой вариант является самым простым в обращении, потому, что вся СВО уже смонтирована в корпусе, и снаружи нет громоздких конструкций. К недостаткам такой системы можно отнести высокую стоимость и то, что старый корпус ПК будет бесполезным.

Внутренние системы водяного охлаждения расположены полностью внутри корпуса ПК. Иногда, некоторые компоненты внутренней СВО (в основном радиатор), устанавливают на внешней поверхности корпуса. Достоинством внутренних СВО является удобство переноски. Нет необходимости слива жидкости при транспортировке. Также при установке внутренних СВО не страдает внешний вид корпуса, и при моддинге СВО может отлично украсить корпус вашего компьютера.

Проект Overclocked Orange:

Недостатками внутренних систем водяного охлаждения являются сложность их установки и необходимость модификации корпуса во многих случаях. Также внутренняя СВО прибавляет вашему корпусу несколько килограмм веса.

Планирование и установка СВО

Водяное охлаждение, в отличие от воздушного, требует некоторого планирования перед установкой. Ведь жидкостное охлаждение налагает некоторые ограничения, которые необходимо принять во внимание.

Во время установки нужно всегда помнить об удобстве. Необходимо оставлять свободное место, чтобы дальнейшая работа с СВО и комплектующими не вызывала трудностей. Нужно, чтобы трубки с водой свободно проходили внутрь корпуса и между компонентами.

Кроме того течение жидкости не должно ничем ограничиватся. При прохождении через каждый водоблок охлаждающая жидкость нагревается. Чтобы снизить эту проблему, продумывается схема с параллельными путями охлаждающей жидкости. При таком подходе поток воды менее нагружен, и в водоблок каждого компонента поступает вода, которая не нагрета другими компонентами.

Хорошо известен набор Koolance EXOS-2. Он предназначен для работы с соединительными трубками сечения 3/8″.

При планировании расположения своей СВО рекомендуется сначала начертить простую схему. Начертив план на бумаге, приступают к реальной сборке и установке. Необходимо разложить на столе все детали системы и приблизительно промерять нужную длину трубок. Желательно оставлять запас и не обрезать слишком коротко.

Когда подготовительные работы проделаны, можно начинать установку водоблоков. На задней стороне материнской платы за процессором устанавливается металлическая скоба крепления головки охлаждения Koolance для процессора. Эта скоба крепления комплектуется пластмассовой прокладкой, для предотвращения замыкания с материнской платой.

Затем снимается радиатор, прикреплённый к северному мосту материнской платы. В примере используется материнская плата Biostar 965PT, у которой охлаждение чипсета происходит с помощью пассивного радиатора.

Когда радиатор чипсета снят, нужно установить элементы крепления водоблока для чипсета. После установки этих элементов материнскую плату ставят снова в корпус ПК. Не забывайте удалять с процессора и чипсета старую термопасту перед нанесением тонким слоем новой.

После этого осторожно устанавливаются водоблоки на процессор. Не прижимайте их с силой. Применяя силу вы можете повредить комплектующие.

Потом проводятся работы с видеокартой. Необходимо удалить имеющийся на ней радиатор и заменить его водоблоком. Когда водоблоки установлены, можно подсоединить трубки и вставить видеокарту в слот PCI Express.

Когда все водоблоки установлены, следует подсоединить все оставшиеся трубки. Последней подключается трубка, ведущая к внешнему блоку СВО. Проверьте правильность направления движения воды: охлаждённая жидкость должна сначала поступать в водоблок процессора.

После выполнения всех этих работ вода заливается в резервуар. Наполнять резервуар нужно только до уровня, который указан в инструкции. Внимательно смотрите за всеми креплениями и при малейших признаках протечки, немедленно устраните проблему.

Если все правильно собрано и не возникло протечек, нужно прокачать охлаждающую жидкость для удаления пузырьков воздуха. Для системы Koolance EXOS-2 нужно замкнуть контакты на блоке питания ATX, и подать питание водяному насосу, не подавая питание на материнскую плату.

Пусть система немного поработает в таком режиме, а вы осторожно наклоняйте компьютер то в одну, то в другую стороны, чтобы избавится от пузырьков воздуха. После выхода всех пузырьков добавьте охлаждающей жидкости, если потребуется. Если пузырьков воздуха больше не видно, то можно запускать систему полностью. Теперь вы можете протестировать эффективность установленной СВО. Хотя водяное охлаждение для пк еще является редкостью для обычных пользователей, его преимущества неоспоримы.

Зачастую после покупки компьютера пользователь сталкивается с таким неприятным явлением, как сильный шум, идущий от охлаждающих вентиляторов. Могут наблюдаться сбои в работе операционной системы из-за нагрева до высоких температур (90°C и более) процессора или видеокарты. Это весьма существенные недостатки, устранить которые возможно с помощью дополнительно устанавливаемого на ПК водяного охлаждения. Как изготовить систему своими руками?

Жидкостное охлаждение, его положительные свойства и недостатки

Принцип действия системы жидкостного охлаждения компьютера (СЖОК) основан на использовании соответствующего теплоносителя. Жидкость за счёт постоянной циркуляции поступает к тем узлам, температурный режим которых необходимо контролировать и регулировать. Дальше теплоноситель по шлангам поступает в радиатор, где и охлаждается, отдавая тепло воздуху, который затем отводится за пределы системного блока с помощью вентиляции.

Жидкость, имея более высокую теплопроводность по сравнению с воздухом, быстро стабилизирует температуру таких аппаратных ресурсов, как процессор и графический чип, приводя их к норме. В результате можно добиться существенного повышения производительности ПК за счёт его системного разгона. При этом надёжность работы компонентов компьютера не будет нарушена.

При использовании СЖОК можно обходиться вообще без вентиляторов или применять маломощные бесшумные модели. Работа компьютера становится тихой, в результате чего пользователь чувствует себя комфортно.

К недостаткам СЖОК следует отнести её дороговизну. Да, готовая система жидкостного охлаждения является удовольствием не из дешёвых. Но ведь при желании её можно сделать и установить самостоятельно. Это займёт время, но будет стоить недорого.

Классификация охлаждающих водяных систем

Жидкостные охлаждающие системы могут быть:

1. По типу размещения:
   • внешние;
   • внутренние.
     

     Отличие между внешними и внутренними СЖОК в том, где расположена система: снаружи или внутри системного блока.

2. По схеме соединения:
   • параллельные - при таком подключении разводка идёт от основного радиатора-теплообменника к каждому водоблоку, обеспечивающему охлаждение процессора, видеокарты или другого узла / элемента компьютера;
   • последовательные - каждый водоблок соединяется друг с другом;
   • комбинированные - такая схема включает одновременно параллельные и последовательные подключения.
3. По способу обеспечения циркуляции жидкости:
   • помповые - система использует принцип принудительного нагнетания охлаждающей жидкости к водоблокам. В качестве нагнетателя используются помпы. Они могут иметь собственный герметичный корпус либо погружаться в охлаждающую жидкость, находящуюся в отдельном резервуаре;
   • безпомповые - жидкость циркулирует за счёт испарения, при котором создаётся давление, движущее теплоноситель в заданном направлении. Охлаждаемый элемент, нагреваясь, превращает подводимую к нему жидкость в пар, который затем снова становится жидкостью в радиаторе. По характеристикам такие системы значительно уступают помповым СЖОК.

Виды СЖОК - галерея

При использовании последовательного подключения сложно непрерывно обеспечивать хладагентом все подключаемые узлы араллельная схема подключения СЖОК - простое подключение с возможностью легко просчитывать характеристики охлаждаемых узлов Системный блок с внутренней СЖОК занимает много места внутри корпуса компьютера и требует высокой квалификации при монтаже
При использовании внешней СЖОК внутреннее пространство системного блока остаётся свободным

Составляющие элементы, инструменты и материалы для сборки СЖОК

Подберём необходимый набор для жидкостного охлаждения центрального процессора компьютера. В состав СЖОК войдут:

• водяной блок;
• радиатор;
• два вентилятора;
• помпа;
• шланги;
• фитинги;
• резервуар для жидкости;
• сама жидкость (в контур можно залить дистиллированную воду или тосол).

Все составляющие системы жидкостного охлаждения можно приобрести в интернет-магазине по соответствующему запросу.

Некоторые узлы и детали, например, водяной блок, радиатор, фитинги, резервуар, можно изготовить самостоятельно. Однако вам, вероятно, придётся заказывать токарные и фрезерные работы. В результате может получиться так, что СЖОК обойдётся дороже, чем если бы вы её приобрели готовой.

Наиболее приемлемым и наименее затратным вариантом будет приобрести основные узлы и детали, после чего самостоятельно монтировать систему. В этом случае достаточно иметь базовый набор слесарного инструмента для выполнения всех необходимых работ.

Делаем жидкостную систему охлаждения ПК своими руками - видео

Изготовление, сборка и монтаж

Рассмотрим изготовление внешней помповой системы жидкостного охлаждения центрального процессора ПК.

1. Начнём с водоблока. Самую простую модель этого узла можно приобрести в интернет-магазине. Идёт он сразу с фитингами и зажимами.
2. Водоблок можно изготовить и самостоятельно. В этом случае понадобится медная болванка диаметром от 70 мм и длиной 5–7 см, а также возможность заказать токарные и фрезерные работы в технической мастерской. В результате получится самодельный водоблок, который по окончании всех манипуляций нужно будет покрыть автомобильным лаком для исключения окисления.
3. Для крепления водоблока можно использовать отверстия на материнской плате в месте изначальной установки радиатора воздушного охлаждения с вентилятором. В отверстия вставляются металлические стойки, на которые крепятся вырезанные из фторопласта планки, прижимающие водоблок к процессору.
4. Радиатор лучше всего приобрести готовый.
   

   Некоторые умельцы используют радиаторы от старых автомобилей.

5. В зависимости от размеров, на радиатор с помощью резиновых прокладок и кабельных стяжек или же посредством саморезов крепятся один или два стандартных компьютерных вентилятора.
6. В качестве шланга можно использовать обычный жидкостный уровень, сделанный из силиконовой трубки, обрезав его с обеих сторон.
7. Без фитингов не обходится ни одна СЖОК, ведь именно через них шланги подключаются ко всем узлам системы.
8. В качестве нагнетателя рекомендуется использовать небольшую аквариумную помпу, которую можно приобрести в зоомагазине. Крепится она в подготовленном резервуаре для охлаждающей жидкости с помощью присосок.
9. В роли резервуара для жидкости, выполняющего функции расширительного бачка, можно использовать любой пищевой контейнер из пластмассы, имеющий крышку. Главное, чтобы туда помещалась помпа.
10. Для возможности долива жидкости в крышку контейнера врезается горловина любой пластиковой бутылки с закруткой.
11. Электропитание всех узлов СЖОК выводится на отдельный штекер для возможности подключения от компьютера.
12. На заключительном этапе все узлы СЖОК закрепляются на подобранном по размеру листе оргстекла, подключаются и фиксируются зажимами все шланги, штекер электропитания соединяется с компьютером, система заполняется дистиллированной водой или тосолом. После запуска ПК охлаждающая жидкость сразу начинает подаваться к центральному процессору.

Водоблок на компьютер своими руками - видео

Водяное охлаждение превосходит по характеристикам изначально устанавливаемую на современных компьютерах воздушную систему. За счёт жидкостного теплоносителя, используемого вместо вентиляторов, сокращается шумовой фон. Компьютер работает намного тише. Сделать СЖОК можно своими руками, обеспечив при этом надёжную защиту основных элементов и узлов компьютера (процессор, видеокарта и др.) от перегрева.