Palit GeForce GTX 1080
Jetstream 8G
Цена 48'470 руб.
Sapphire Radeon RX 460
NITRO
Цена 10'860 руб.
ASUS GeForce GTX 1070
TURBO-GTX1070-8G
Цена 36'000 руб.

Сервера размещены в

Мобильные устройства
Конференция
Персональные страницы
Wiki
Статистика разгона CPU (+0 за неделю, всего: 26893) RSS     



Объявления компаний (реклама) и анонсы
  • Ситилинк рушит цены на GTX 1080
  • GTX 1060 за копейки, дешевле GTX 970!!
  • Нерефы GTX 1080 по самой низкой в Москве цене в Ситилинке

Вы можете отметить интересные вам фрагменты текста,
которые будут доступны по уникальной ссылке в адресной строке браузера.

Вентиляция корпусов - мифы и реальность

kv1 06.01.2004 01:31 ссылка на материал | версия для печати | архив

Эта работа была прислана на наш "бессрочный" конкурс статей.


Охлаждение различных компонентов - одна из любимых тем оверклокеров (впрочем, не только их). Большое значение тут имеет хорошая вентиляция корпуса - ведь, снизив в нем температуру хотя бы на пару градусов, мы на столько же снизим и температуру всех находящихся внутри элементов. К сожалению, более-менее точной методики расчета вентиляции корпуса мне пока не встречалось. Зато в избытке из статьи в статью кочуют общие рекомендации, которые от частого употребления забронзовели и критически уже не воспринимаются.

Вот самые распространенные из таких мифов:

  1. Производительность вентиляторов на вдув должна примерно соответствовать производительности вентиляторов на выдув
  2. Впускать холодный воздух надо обязательно снизу, а выпускать сверху
  3. Чем больше в корпусе заполнено слотов расширения и 5-дюймовых отсеков, тем хуже его вентиляция
  4. Замена обычных шлейфов круглыми заметно улучшает вентиляцию корпуса.
  5. Передний вентилятор заметно снижает температуру в корпусе.

В результате борьба за вентиляцию корпуса зачастую сводится к установке вентиляторов максимально возможного размера и производительности во все штатные места, после чего в руки берется дрель (ножовка, электролобзик, зубило, кувалда, "болгарка", автоген - нужное подчеркнуть :-), и вентиляторы засовываются в нештатные места. После этого для пущего эффекта добавляется пара вентиляторов внутрь корпуса - обычно на обдув видеокарты и винчестера.

О затратах времени, сил и средств на все это лучше не говорить. Правда, результат обычно бывает неплохой, но вот шум, испускаемый этой "батареей" на полных оборотах, выходит за все мыслимые рамки, да и пыль он сосет со скоростью пылесоса. Как следствие, скоро корпус начинает обрастать фенбасами и реобасами, становясь похожим на микшерский пульт средней руки. А процесс запуска игры вместо простого кликанья мышкой теперь напоминает подготовку к взлету авиалайнера - надо не забыть прибавить обороты всем этим вентиляторам. В этой статье я постараюсь показать, как можно добиться похожего эффекта "малой кровью".

Бег по диагонали

Все массовые корпуса можно разделить на три вида - десктоп, тауэр с верхним (горизонтальным) БП и тауэр с боковым (вертикальным) БП. Основную долю рынка занимают два последних. У каждого есть свои достоинства и недостатки, но наихудшим с точки зрения вентиляции считается третий вид - тут процессор оказывается в непродуваемом "кармане" рядом с блоком питания, и организовать туда подачу свежего воздуха достаточно трудно.

Общие принципы вентиляции достаточно просты. Во-первых, вентиляторы должны не мешать естественной конвекции (снизу вверх), а помогать ей. Во-вторых, нежелательно иметь непродуваемые застойные зоны, особенно в местах, где естественная конвекция затруднена (в первую очередь это нижние поверхности горизонтальных элементов). В-третьих, чем больше объем воздуха, прокачиваемого через корпус, тем меньше в нем разница температур по сравнению с "забортной". В-четвертых, поток очень не любит различных "выкрутасов"- изменения направления, сужения-расширения и т.п.

Как происходит воздухообмен? Допустим, вентилятор закачивает воздух в корпус, при этом давление в нем растет. Зависимость расхода от давления называется рабочей характеристикой вентилятора. Чем больше давление, тем меньше будет закачивать воздух вентилятор и тем больше его будет выходить через вентиляционные отверстия. В какой-то момент количество закачиваемого воздуха сравняется с количеством выходящего, и давление дальше повышаться не будет. Чем больше площадь вентиляционных отверстий, тем при меньшем давлении это произойдет и тем лучше будет вентиляция. Поэтому простым увеличением площади этих отверстий "без шума и пыли" иногда можно добиться большего, чем установкой дополнительных вентиляторов. А что изменится, если вентилятор не вдувает, а выдувает воздух из корпуса? Поменяется только направление потоков, расход останется тем же самым.

"Классические" варианты организации вентиляции корпуса с верхним БП показаны на рис.1-3. Собственно, это фактически три разновидности одного и того же способа, когда воздух идет по диагонали корпуса (от переднего нижнего угла в задний верхний). Красным цветом показаны непродуваемые зоны. От того, насколько плотно они заполнены, сопротивление потоку никак не зависит - он все равно проходит мимо них. Обратите внимание на нижнюю зону, в которой находится видеокарта - один из самых критических к перегреву компонентов компьютера. Установка переднего вентилятора позволяет подать к ней (а заодно и к южному мосту) немного свежего воздуха, сбив температуру на пару градусов. Правда, при этом "на обочине жизни" оказывается винчестер (если он установлен в штатное место). На рис.4 показано, почему так происходит. Тут схематически представлены потоки воздуха через вентилятор (более темный цвет соответствует большей скорости). Со стороны всасывания воздух входит равномерно со всех сторон, при этом его скорость по мере удаления от вентилятора быстро падает. Со стороны нагнетания "дальнобойность" воздушного потока заметно больше, но только вдоль оси - в стороне от нее образуется непродуваемая зона. Такая же "аэродинамическая тень" получается и за втулкой вентилятора, но она быстро сходит на нет.

Для иллюстрации приведу пример из жизни. В поисках наилучшего способа охлаждения своего десктопа, я перевернул вентилятор в БП на вдув. По идее, это должно улучшить охлаждение БП - ведь теперь он обдувается свежим воздухом, а не б/у из корпуса. Однако термодатчик БП показал прямо противоположное - температура выросла на 2 градуса! Как такое могло произойти? Ответ прост - плата с датчиком установлена в стороне от вентилятора и поэтому оказалась в аэродинамической тени. Поскольку вместе с термодатчиком в этой тени оказались и некоторые другие элементы, во избежание выхода их из строя был восстановлен статус кво.

Критерий истины

Теперь от теории перейдем к практике. Наша главная задача - увеличить площадь вентиляционных отверстий, причем желательно быстро и без применения слесарных инструментов. Их площадь должна быть как минимум равна эффективной площади вентилятора (то есть площади, ометаемой лопастями), а лучше превышать ее раза в полтора. Например, для 80-мм вентилятора эффективная площадь равна примерно 33 кв.см. Если вентиляторов несколько и они все работают на выдув (или, наоборот, все на вдув), их эффективная площадь складывается. Особенно эта мера актуальна для корпусов старых конструкций, которые еще помнят Пентиум-2 и тем не менее продолжают выпускаться (и продаваться) до полного износа штампов.

К подобным "ветеранам" относится и мой десктоп Codegen, переживший уже три материнки. Из "удобств" он имеет место под 90-мм передний вентилятор, который по мысли конструкторов должен засасывать воздух через щель внизу передней панели площадью всего 5 кв. см., да символические дырочки диаметром 1,5 мм напротив него (позже я их рассверлил в шахматном порядке до 4 мм - так даже красивее стало). Разумеется, корпус не подводная лодка, воздух будет подсасываться и через другие мелкие щели и неплотности, точный учет которых невозможен. Но все равно вентиляция в штатном режиме напоминает бег в противогазе.

Конфигурация компьютера при тестировании:

  • CPU Athlon T-red-B 1,6v. 1800+@166Х11, кулер Evercool ND15-715 подключен через 3-поз. переключатель (использовалась вторая скорость, 2700 об/мин)
  • M/b Epox 8RDA3, обдув моста отключен
  • video Asus 8440 Deluxe (GF4ti4400), акт. кулер закрывает чип и память.
  • 512 Mb RAM Hynix
  • HDD Samsung 7200 об/мин
  • CD-ROM, FDD, Rack-контейнер
  • Modem
  • TV/capture card Flyvideo
  • БП Codegen 250w
  • Суммарная мощность (без БП) - порядка 180 Вт

Температура процессора мерялась через Сандру, видеокарты - по встроенным датчикам через SmartDoctor, в корпусе под верхней крышкой над процессором (не забыли - корпус десктоп) был размещен выносной датчик электронного термометра, вторым датчиком этого термометра измерялась температура в комнате. Затем результаты были приведены к внешней температуре 23 градуса.

Система нагружалась запуском в цикле игровых тестов 3DMark2001SE. В исходном состоянии температура в корпусе превышала внешнюю на 15 градусов, температура видеокарты (чип/память) была больше на 55/38 град., процессора на 39 град. Для сравнения были проведены измерения с открытой крышкой. Результаты: температура видеокарты больше внешней на 44/30 градусов, процессора - на 26 градусов.

Сначала попробуем пойти по традиционному пути. Какая первая мысль приходит в голову при взгляде на этот корпус? "Раз есть отверстие под вентилятор, так должно же там хоть что-то стоять" (вполне по "Золотому теленку"). Ну что же, поставим. Каков результат? Датчик температуры в корпусе вообще не отреагировал на наши манипуляции, температура процессора снизилась на 1 градус, а видеокарты на 4-5 градусов (кстати, примерно такой же результат дал и другой традиционный шаг - установка рядом с видеокартой бловера Gembird SB-A). Собственно, на этом "традиционный путь" и заканчивается.

Теперь все вернем в исходное состояние и пойдем другим путем - вытащим две заглушки слотов расширения рядом с видеокартой. Этим убивается сразу два зайца: появляется новая "дыра" для вентиляции корпуса и ликвидируется застойная зона у видеокарты. Вдобавок выломаем защитную "гребенку" у переднего воздухозаборника (благо он снизу и его все равно не видно) - его площадь при этом утроится, а суммарный размер вентиляционных отверстий составит 45 кв. см.

Результат не заставил себя ждать - температура в корпусе упала на два градуса, а видеокарта порадовала еще больше, скинув сразу 9 градусов на чипе и 7 градусов на памяти. Согласитесь, неплохой результат, к тому же совершенно бесплатный. Этот вариант можно рекомендовать для карт с пассивным кулером как альтернативу установке вентилятора. А если этого мало? Добавление переднего вентилятора на вдув приводит к парадоксальному результату - температура и корпуса, и видеокарты... повышается! Немного, всего на один градус, но тем не менее... Объясняется это просто - теперь больше воздуха входит в корпус через переднее отверстие и меньше - через заднее мимо видеокарты.

А если поставить его на выдув? Тут совсем другое дело. Оба вентилятора (в БП и дополнительный) теперь включены параллельно, их расходы складываются, и вот вам результат - видеокарта "похолодала" еще на 3-4 градуса, а общее понижение температуры по сравнению с исходным вариантом составило 12 градусов по видеочипу, 10 градусов по видеопамяти и 5 градусов в корпусе (и, соответственно, у процессора). Обратите внимание, что видеокарта здесь холоднее, чем в открытом корпусе! Расходы же ограничились покупкой одного корпусного вентилятора средней мощности.

Наконец, последний вариант, "экстремальный" - все три вентилятора (БП, передний и бловер) на выдув, дополнительно сзади открываем еще один слот. Бловер был установлен в нижнем (из двух) пятидюймовом отсеке вместо вынутого Rack-контейнера. Результаты - процессор "похолодал" по сравнению с предыдущим вариантом на 4 градуса (и теперь на те же 4 градуса горячее самого себя в открытом корпусе), а видеокарта скинула еще пару градусов. Правда, датчик температуры в корпусе никакого снижения не показал - холодный воздух проходит ниже его, поскольку дополнительные вентиляторы забирают воздух не сверху, а из середины корпуса. Общие результаты сведены в таблицу. На ней показана абсолютная температура компонентов, приведенная к 23 градусам в комнате.

  CPU Mem GPU
Исходный корпус 62 61 78
Вент. на вдув 61 56 74
Откр. слоты 60 54 69
Откр. слоты+ вент.на выдув 57 49 65
Откр. слоты+ вент.и бловер 53 48 63
Открытый корпус 49 52 67

Снизу вверх, наискосок

Теперь, когда мы уяснили и проверили на практике общие принципы эффективной вентиляции, применим их к самому распространенному корпусу - тауэру с верхним БП.

На рис.6 показан самый эффективный способ охлаждения такого корпуса. Дополнительный вентилятор на задней стенке фактически обеспечивает такой же режим продувки, как в моем последнем эксперименте. Поскольку практически половина тепла выделяется процессором, есть смысл подавать часть холодного воздуха непосредственно в зону его работы. Это осуществляется через свободный трехдюймовый или пятидюймовый отсек на передней стенке - обе его заглушки (пластмассовая и металлическая) удаляются, а уж как декорировать образовавшуюся дыру - вопрос умения и фантазии. В простейшем случае можно купить панельку с парой маленьких вентиляторов (которые сразу снять, толку от них ноль), благо таких "прибамбасов" для пятидюймовых отсеков выпускается множество разновидностей - от обычной решетки до панелек со встроенным электронным индикатором, USB-портами или фенбасами (хотя площадь решетки у них меньше).

Неплохую продувку обеспечивает и установка Rack-контейнера. Учтите, что все это хозяйство надо ставить в самый нижний отсек. Выбор конкретного варианта зависит от того, что в первую очередь надо "заморозить". Если перегревается процессор или память, отверстия надо сделать побольше, а если видеокарта - можно вообще обойтись без них, зато внизу открыть побольше слотов. Суммарная площадь отверстий при этом должна быть как минимум 70-80 кв. см. в зависимости от размера вентиляторов. Для справки: площадь одного отверстия слота равна 13 кв. см., открытого трехдюймового отсека - 30 кв. см., пятидюймового - 15-30 кв. см. с вышеописанной декоративной решеткой и 60 кв. см для полностью открытого. Еще 10-15 кв. см. может дать удаление заглушек с отверстий под порты на задней стенке. Ах да, чуть не забыл, есть же еще штатный воздухозаборник в нижней части передней панели площадью 5-30 кв. см., а у некоторых корпусов еще и дырочки в боковых стенках.

Если на верхней панели есть штатное отверстие под вентилятор, грех его не использовать. Поставьте туда что-нибудь не слишком мощное на выдув. Если такого отверстия нет, вырезать его не стоит. Лучше купите специальный бловер и установите его в самый верхний 5-дюймовый отсек (рис. 7). Это будет особенно полезно тем, у кого по какой-либо причине отсутствует отверстие под дополнительный вентилятор под БП или оно задействовано для непосредственного охлаждения процессора. Но в этом варианте стоит сделать воздуховод, направляющий свежий воздух из нижнего пяти- или трехдюймового отсека в зону процессора. Без него значительная часть этого потока может сразу уйти в бловер, не захватив по дороге достаточно тепла.

На рис. 8 показана довольно экзотическая схема с нижним вентилятором, работающим на выдув. Она хуже двух предыдущих и может использоваться лишь в крайнем случае, когда в первую очередь надо охладить видеокарту. Фактически эта схема обеспечивает два независимых потока - первый (нижний, от задней стенки к передней) охлаждает видеокарту, платы расширения и южный мост, а второй (от передней стенки к задней) охлаждает верхнюю половину корпуса. Преимущества такой схемы - увеличивается суммарная производительность вентиляторов на выдув, значительная часть горячего воздуха от видеокарты сразу удаляется наружу, меньше общее сопротивление потоку в корпусе.

Но есть и существенные недостатки. Главный из них в том, что в угоду дизайну нижние отверстия в передней стенке, через которые выдувается воздух, обычно имеют площадь намного меньшую, чем эффективная площадь переднего вентилятора. Вдобавок потоку приходится дважды менять направление, что он очень не любит. В результате получается тот же "бег в противогазе" - например, если отверстие в корпусе вдвое меньше, чем у вентилятора, производительность последнего тоже падает примерно вдвое, и это еще без учета противодавления в корпусе. А вот шум, наоборот, будет больше - просачиваясь через узкие щели, маленькие отверстия, затейливые "загогулины" и прочие дизайнерские изыски в передней панели, поток воздуха может издавать отнюдь не художественный свист. Вдобавок шум переднего вентилятора (в отличие от заднего) не экранируется корпусом.

Повысить эффективность переднего вентилятора можно, если впустить дополнительный воздух в полость между передней панелью и металлической передней стенкой корпуса. Для этого пойдем по проторенному пути - вытащим пластмассовую (на этот раз только пластмассовую!) заглушку нижнего трехдюймового отсека. Но ведь нам надо еще подать холодный воздух в верхнюю половину корпуса, причем тоже спереди. Эти потоки надо разделить с помощью перегородки под нижним пятидюймовым отсеком.

Теперь посмотрим на движение потока в корпусе. В первой и второй схеме основной поток движется снизу вверх. Сопротивление потоку определяется самым узким местом на его пути. В данном случае это сечение на уровне видеокарты: она сама занимает добрую половину корпуса, а с другой стороны стоит винчестер с торчащим шлейфом. Поскольку видеокарту в другое место сдвинуть нельзя, остается переставить винчестер. Его можно опустить вниз или поставить в один из 5-дюймовых отсеков (лучше в тот, который используется в качестве воздухозаборника). В обоих случаях винчестер будет отлично обдуваться, что благотворно скажется на его здоровье. Впрочем, самое узкое место на пути потока на самом деле не здесь, а при входе в корпус - там его скорость больше на порядок, а аэродинамические потери пропорциональны квадрату скорости. Поэтому "прилизывание" и укладка шлейфов с точки зрения воздухообмена практически ничего не дает.

Слышу, слышу ехидные голоса - а как же страшилки про пыль, которую при установке всех вентиляторов на выдув якобы будет засасывать в диких количествах через CD-ROM и FDD? Отвечаю. Воздух идет по пути наименьшего сопротивления и при хорошей вентиляции не пойдет в узкие щели, когда рядом есть большие окна. Да и штатная система вентиляции, напомню, работает на выдув, причем в брендовых корпусах и ноутбуках тоже (а там не дураки сидят, как любят говорить некоторые коллеги, когда другие аргументы заканчиваются :-)

В заключение скажем пару слов про тауэры с боковым БП. Несмотря на большое количество отверстий, расположенных в самых неожиданных местах, вентиляция у этих корпусов отвратительная. Если обдув видеокарты еще можно улучшить традиционным способом (открыванием соседних слотов), то с процессором придется повозиться. Для хорошего продува его "кармана" нужно как-то удалить оттуда горячий воздух. Самое эффективное - врезка в верхнюю панель вентилятора на выдув, но это весьма трудоемко. Поэтому попробуем альтернативные способы. В корпусах InWin вверху на задней стенке есть вентиляционные отверстия непонятного назначения - теплый воздух оттуда выходить не будет, т.к. в корпусе разрежение от вентилятора БП, а подача холодного воздуха под самый потолок малоэффективна. Чтобы они не пропадали, поставьте там бловер на выдув. В корпусах, где нет и этого, бловер можно направить вперед и соединить воздуховодом с пустым пятидюймовым отсеком (разумеется, вытащив из него обе заглушки, рис.9).

Другой вариант - установка БП с мощным вентилятором, в котором забор воздуха осуществляется только со стороны "кармана". В продаже встречаются БП, имеющие на боковой стенке 120-мм вентилятор - по идее, его должно хватить для хорошего проветривания. Можно сделать и наоборот - подать вентилятором или бловером по воздуховоду в эту зону свежий воздух в расчете на то, что струя "добьет" до непродуваемых уголков. В общем, поле для экспериментов эти корпуса дают необъятное.

Еще осталось несколько мифов по поводу выбора вентиляторов... но этому вопросу стоит посвятить отдельную статью.

Владимир Куваев aka kv1

Оцените материал →

Объявления компаний (реклама) и анонсы
  • Новейшая ZOTAC GTX 1080 МЕГАДЕШЕВО в Регарде
  • 3Gb GTX 1060 MSI Gaming X в Регарде задешево
  • Крутой нереф GTX 1070 от 30 т.р. в XPERT.RU, дешевле нет нигде
  • GTX 1060 MSI GAMING X нереально дешево в Регарде!