Борьба с шумом от кулера. Борьба с шумом ставим кулер на 7 Вольт
 Скачать 0.79 Mb.
|
|
Термическое сопротивление Выше мы говорили о составляющих компьютерных кулерах, но теперь пришло время поговорить и об устройстве в целом. Мы уже говорили о величинах, характеризующих радиаторы и вентиляторы. Как правило, производители компьютерных охлаждающих устройств указывают эти характеристики, но имея в продуктовой линейке одни и те же кулеры, различающиеся всего лишь моделями вентиляторов или с одинаковыми вентиляторами, но разными радиаторами, появляется необходимость в одной характеристике для всего охлаждающего устройства. Эта характеристика - термическое сопротивление. Оно измеряется в Цельсиях на Ватт (C/W) и определяет, насколько поднимется температура процессора при увеличении его тепловыделения на один Ватт. Чем ниже термическое сопротивление, тем лучше. Чтобы посчитать термическое сопротивление кулера, надо вычесть из температуры ядра процессора температуру воздуха над вентилятором и разделить эту разность на мощность процессора. Для современных кулеров обычное термическое сопротивление - 0.38 C/W. Но дело в том, что не все производители кулеров честно указывают термическое сопротивление. Пример тому - компания Molex, рекламирующая низкое термосопротивление своих охладителей, но на деле оказывается, что эта величина далека от реальной. Поэтому я рекомендую смотреть на другие характеристики кулеров - производительность и уровень шума вентиляторов и тип радиатора. Тепловой интерфейс Мы уже разобрались, что тепло от одного тела к другому передаётся через поверхность соприкосновения. Соответственно, чем больше площадь этой поверхности, тем выше будет эффективность работы кулера. Но, к сожалению, идеально гладких поверхностей не имеет ни основание радиатора, ни ядро процессора. Небольшие шероховатости, углубления и царапины заполняются при соприкосновении образуют воздушные подушки, а воздух имеет очень малую теплопроводность. Чтобы улучшить тепловой контакт, применяют различные тепловые интерфейсы - термопасты или прокладки. Эти интерфейсы имеют высокую теплопроводность и при контакте заполняют собой неровности поверхности, избавляя таким образом, поверхности от воздушных подушек.  Контакт радиатора и процессора без теплового интерфейса Теплопроводящие прокладки обычно создаются из полимерных материалов или из графитовой пыли. Последние чаще всего использовались в кулерах, поставляющихся с процессорами Intel. Материал полимерных прокладок обладает свойством изменять своё состояние, проще говоря, при нагреве он разжижается и заполняет собой воздушные подушки. Термопрокладки чаще всего уже нанесены на поверхность основания радиатора. Сейчас всё чаще полимерные прокладки заменяются термопастами. Паста так же может быть нанесена на поверхность радиатора или может поставляться в пакетиках, тюбиках или шприцах.  Контакт радиатора и процессора с тепловым интерфейсом Термопасты могут производиться на основе различных материалов с разной теплопроводностью. На сегодняшний день мне известны кремниевая, бескремниевая, керамическая, алюминиевая, медная, серебряная и золотая термопаста. Название говорит о материале, используемом в термопасте. Для теплопроводящей пасты существуют две характеристики, определяющие качество теплового интерфейса: это - теплопроводность и средний размер зерна. Так как пасты создаются на основе измельчённой пыли того или иного материала, то величина зерна и есть средний размер одной пылинки. Чем меньше этот размер, тем лучше паста будет заполнять собой все неровности поверхности радиатора. Хорошим тепловым интерфейсом считается паста с зерном 0.38 мкм и теплопроводностью 8 Вт/м*K.  Контакт радиатора и процессора с тепловым интерфейсом, имеющим мелкую зернистость Несколько недель назад я наткнулся на исследование западных специалистов в области термопасты. Они утверждали, что современные кремниевые и металлические термопасты имеют одну общую проблему - большой размер зерна, в результате чего они работают не как теплопроводник, а как теплоизолятор. Они предлагали использовать карбоновые пасты, созданные на основе материалов с более низкой теплопроводностью, чем металлы, но имеющих много меньший размер зерна. Вообще-то, их утверждения небезосновательны, потому что многие микроскопические царапины на поверхности процессора и радиатора всё равно остаются заполненными воздухом и никогда не получится залить пастой каждую впадину. Но пока мы не увидим в продаже карбоновую термопасту и не сравним её эффективность с кремниевой, серебряной и медной, разговор о том, что лучше, будет безосновательным. Кстати, многие, наверное, задавались вопросом, почему термопасты на основе таких материалов, как алюминий, медь, серебро или золото, не вызывают короткого замыкания на процессоре, ведь эти металлы являются отличными проводниками электрического тока. Всё дело в том, что термопаста - это вещество со сложным химическим составом. Процент указанного на ней металла может быть, в серебряной пасте, например, может быть от 1% до 75% серебра. Остальное - вещества с очень высокими электроизоляционными свойствами. Так что, конечно, не стоит допускать того, чтобы паста попадала на электрические контакты, но даже если это случится, едва ли она вызовет короткое замыкание. Сегодня такие известные производители кулеров, как Titan и другие менее известные поставляют свои кулеры, укомплектованные шприцами с серебряной термопастой. Точнее сказать, с термопастой на серебряной основе. Дело в том, что не каждая серебристая термопаста сделана на основе этого металла. К примеру, Titan под маркой "Silver Grease" продаёт пасту на основе оксида серебра. В этой пасте менее 10% металла. Конечно, её не сравнить с пастой "Arctic Silver" от одноимённого производителя, имеющей в своём составе до 80% серебряной пыли чистотой 99.9%. Однако, два грамма такой пасты стоят как самый дорогой кулер воздушный кулер Titan. Исходя из собственного опыта работы с разными термопастами, могу посоветовать вам использовать пасту на основе серебра "Arctic Silver". Несмотря на то, что это достаточно дорогой тепловой интерфейс, стоимость свою она оправдывает. И запомните - хорошая термопаста всегда сохраняет свою текучесть: она никогда не ссыхается, не расползается и не вытекает. Автоматический и ручной контроль над кулером Основными тенденциями в современном кулеростроении я могу назвать стремление к уменьшению шума, производимого кулером при работе и осуществлении контроля над кулером. В действительности, так как современные процессоры, как я уже упоминал, не всё время работают на полную мощность, то они и не выделяют максимальное количество тепла в течение всего времени работы. А раз так, то зачем кулеру постоянно работать с максимальной частотой вращения лопастей вентилятора, раздражая своим шумом? Так же, один и тот же кулер может быть установлен на различные модели процессоров с различным тепловыделением, а раз так, то справедливее будет, что на более мощных процессорах кулер должен шуметь громче, а на слабых - тише. Некоторые современные материнские платы способны сами регулировать скорость вращения лопастей вентилятора, если тот подключен к системной плате через трёхконтактный Molex-коннектор. Но пока что эта возможность реализована далеко не во всех платах, да к тому же, как я уже упоминал, многие кулеры подключаются непосредственно к блоку питания, а значит, в этом случае плата не имеет возможности влиять на работу вентилятора. Так же сегодня существуют различные блоки контроля скорости вращения лопастей вентилятора, такие как Thermaltake Hardcano, CoolerMaster Musketeer и др. Но приобретать их надо отдельно, за отдельную плату, а это не каждому по карману. Так что вполне обоснованным было решение возложить задачу регулировки частоты вращения лопастей вентилятора на сам кулер. Как говорится, спасение утопающих - дело рук самих утопающих. На сегодняшний день существует два способа регулировки частоты вращения лопастей вентилятора: автоматический, в зависимости от температуры и ручной, то есть, самим пользователем. В первом случае на вентилятор устанавливается термодатчик, термопара или терморезистор, регулирующий напряжение, подаваемое на моторчик. Одним из первых и наиболее распространённых кулеров с автоматической регулировкой скорости работы вентилятора была модель Thermaltake Volcano 7. У этого кулера термодатчик был установлен на самом вентиляторе и регулировка скорости вращения лопастей вентилятора производилась в зависимости от температуры воздуха возле вентилятора. Естественно, эта температура была далека от реальной температуры ядра процессора.  Термодатчик сбоку на вентиляторе Следующим, более удачным вариантом на тему автоматической температурной регулировки были кулеры Titan типа W5TB-TC, в которых термодатчик был установлен в основании радиатора, то есть, уже достаточно близко к ядру процессора. Но так как в этих кулерах радиатор был полностью алюминиевым, то температура металла вокруг датчика опять-таки отличалась от температуры ядра процессора. Хотя, эти кулеры имели очень существенный плюс - большие пределы регулирования скорости вентилятора.  Термодатчик в радиаторе кулера Наверное, наиболее оптимальный вариант автоматической регулировки предложила компания Thermaltake в кулере Volcano 7+. Этот охладитель имеет выносной датчик температуры - термопару, которую благодаря малой толщине можно было установить прямо возле ядра процессора Athlon XP или Pentium 4. Таким образом, регулировка скорости могла бы быть очень точной, если бы не недостатки самого охладителя, а именно - неправильные пределы регулирования.  Термодатчик под процессором Любая автоматическая регулировка скорости вентилятора работает по следующему принципу: сначала процессор нагревается, потом повышается температура термодатчика, а затем изменяется частота вращения лопастей вентилятора. Именно поэтому кулеры с автоматикой такого рода менее подходят для разгона процессоров, где важно - удержать температуру ядра процессора на определённом уровне и не дать ей подняться. Так же производители вентиляторов не имеют представления, на каких процессорах будут использоваться кулеры с их продукцией, поэтому они устанавливают пределы регулировки скорости в зависимости от температуры на каком-то среднем уровне. В итоге это означает, что кулер мог бы позволить процессору нагреться ещё немного, снизив уровень воспроизводимого им шума, и это никак не сказалось бы на стабильности, но автоматика так не рассчитана и скорость вентилятора будет выше, чем могла бы быть. Именно поэтому производители охлаждающих устройств решили, что надо позволить и пользователю вручную регулировать скорость вентилятора. Ручная регулировка в серийных кулерах встретилась впервые в кулерах Zalman CNPS 3000, где пользователь мог подключить вентилятор через один из двух переходников с резисторами, понижающими напряжение на моторчик вентилятора. Такая конструкция имела явный недостаток - в процессе работы компьютера изменить скорость вентилятора было затруднительно. Затем появились кулеры Zalman с переходником FanMate, позволяющим плавно регулировать скорость вентилятора в достаточно широких пределах. Недостатком было лишь то, что этот переходник устанавливался внутри компьютера, что усложняло к нему доступ. Сегодня компании Thermaltake и CoolerMaster предлагают свои охладители, укомплектованные регуляторами скорости вентиляторов, позволяющими пользователю изменять частоту вращения лопастей, не открывая корпуса компьютера. Регулятор устанавливается в заглушку PCI слота корпуса компьютера, либо в трёхдюймовый или пятидюймовый отсек. Плавным поворотом ручки переменного резистора можно подстраивать уровень шума кулера под себя. Что касается регулировки, то примером идеальной реализации этой возможности я считаю охладитель Thermaltake Volcano 11 Xaser Edition, который имеет возможность автоматического температурного контроля с выносного датчика (термопары), а так же ручного контроля с помощью заглушки в слот для PCI карт, или пятидюймовый отсек корпуса. А может работать и вовсе без регулировки - всегда с постоянной скоростью. Как говорится, полный контроль. Для тех наших читателей, кто выбирает себе кулер, могу сказать, что сегодня по возможности надо покупать охладитель с ручной или автоматической регулировкой скорости. Хотя, если у вас есть панель управления кулером типа Thermaltake Hardcano, то для вас это необязательно. Сегодня существуют панели управления, дающие возможность регулировать скорость работы до шести различных вентиляторов в компьютере. И это - не предел. Возможно, не за горами то время, когда производители охлаждающих устройств дадут нам возможность программно управлять скоростью вентиляторов. Но не будем загадывать на будущее. Неоновая подсветка Говоря о кулерах для процессоров, нельзя обойти стороной и такую тенденцию, как создание светящихся кулеров. Никакого влияния на охлаждающие способности кулера свечение не оказывает: на вентиляторы устанавливаются цветные светодиоды, которые горят или мигают разными цветами. В компьютере, как и в человеке, всё должно быть прекрасно. А сегодня всё большее распространение получают корпуса с прозрачным окном в левой стенке, позволяющие любому желающему заглянуть внутрь ПК, не открывая корпус. А если там установлен светящийся кулер для процессора, то это производит серьёзное впечатление. Светодиоды могут устанавливаться на вентилятор двумя способами. Первый - это их установка непосредственно в корпус вентилятора, с внутренней стороны, где движутся лопасти пропеллера. Второй - это пластиковая решётка, которая монтируется сверху на радиатор. Внутри этой решётки установлены несколько светодиодов, освещающих вращающиеся лопасти. Так сделано в кулере Thermaltake Volcano 9 + CoolMod. Светодиоды здесь могут мигать в такт обращений к жёсткому диску, что создаёт дополнительные визуальные эффекты. Выводы В этой статье мы рассмотрели теоретические основы работы кулеров и коснулись основных тенденций развития индустрии кулеров для процессоров. Много тем осталось неосвещёнными - термоэлектрические пластинки на основе элементов Пельтье, водяные охладители, криогенные системы охлаждения и т.д. Проблемы охлаждения процессоров настолько актуальны, что рассмотреть все решения в одной статье просто невозможно. Поэтому, подводя черту под вышесказанным, я хотел бы попытаться заглянуть в недалёкое будущее и представить, какими будут кулеры через полгода или год. Я полагаю, что вскоре охладители с чисто алюминиевыми радиаторами начнут исчезать из продаж. Средним тепловыделением процессора станет значение 50-60 Вт, где уже требуется использование меди. Большее распространение получат кулеры с радиаторами, основание которых будет выполнено из меди. Наряду с ними так же распространены станут кулеры с чисто медными радиаторами, игольчатыми или с плоскими рёбрами. Радиаторы обязательно увеличатся в размерах. На подобных охладителях будут установлены 80-миллиметровые вентиляторы с термодатчиками и возможностью ручной регулировки их скорости вращения. Таким образом, удастся поддерживать уровень шума компьютера на допустимом уровне. Возможно, некоторые компьютерные корпуса будут поставляться в комплекте с кулерами и тёплый воздух от процессорного кулера в них будет выводиться по патрубкам наружу из компьютера. В комплекте к охладителям будут поставляться тюбики с термопастой на основе металлов с высокой теплопроводностью или с карбоновой пастой. Средняя цена за кулер поднимется до 15-20$. Многие модели охладителей для энтузиастов будут иметь светящиеся вентиляторы и простенькие панели управления, позволяющие не открывая компьютера переключать тип регулировки вентилятора - температурная или ручная. Но есть одна возможность, о которой мы не говорили. Несколько раз я встречал информацию о том, что компания Intel всерьёз озабочена проблемой использования систем водяного охлаждения в компьютерах. Если гигант производства процессоров сделает водяное охлаждение стандартом для персональных компьютеров, развитие пойдёт по другому направлению, но это уже совсем другая история. Надеюсь, что прочитав этот материал, вы уже будете иметь представление о том, каким должен быть кулер для центрального процессора, какие они сейчас есть в продаже и с чем связаны особенности их конструкции. А зная это, вам не составит труда выбрать именно тот охладитель, который идеально подходит именно для вашего компьютера. |