: сборка системного блока: в погоне за тишиной
Когда-то шум системного блока совершенно не беспокоил, при этом системный блок работал круглосуточно, а шум ноунеймовских 80 мм вентиляторов в 3000 оборотов не мешал даже спать, скачивая заветные 700мб с фильмом на скорости 160кб/с для просмотра следующим вечером.
Но второй свой компьютер в 2022 году я уже делал с акцентом на тишину — бой был неравным. Я зачем-то осознанно купил AMD Phenom II 965 и видеокарту AMD HD6850. Гостей удивляла тишина от системного блока, но не меня. Я мог его отчетливо слышать ночью с пары метров в простое.
И вот накопленный опыт привел в начале 2022 года к третьему воплощению своего системного блока, тишина работы которого вышла уже на первый план.
Перво-наперво нужно сказать, что комплектующие разгонять не планировалось и не планируется, а производительности мне хватает с головой. Я не испытываю потребности в более производительном оборудовании и не делаю в статье акцент на погоню за производительностью. Ввиду ограниченности бюджета было решено приобрести не новую платформу, а комплектующие на старом сокете 1155:
— материнская плата Asus P8H77M Pro;
— процессор i7 3770 (теплопакет 77Вт после 125Вт Phenom II 965 просто подарок для создания тишины);
— память 32Гб (4 планки по 8Гб).
Все это мне досталось в марте-апреле 2022 г. за 16 000 тысяч примерно (памяти изначально планировалось 16Гб, другие 16Гб достались случайно, но не бесплатно).
Из предыдущего системного блока были использованы:
— Chieftec CFT-750-14CS 750W (не самый удачный блок питания для любителя тишины без сертификата энергоэффективности, но он был куплен очень давно, работает исправно и решено было не тратиться на новый и отделаться покупкой нового вентилятора. Предыдущий вентилятор Scythe был запитан через резистор и его срок службы уже был около 7 лет). Максимальная нагрузка на блок питания будет менее 40%, поэтому его температурный режим работы не будет критическим;
— кулер Thermalright Macho 120 (родной вентилятор для меня слишком шумный и есть легкий рокот, использовать не буду);
— USB Hub Orico на 4 порта с переделкой для подключения к внутреннему разъему на материнской плате.
Приобретено новым:
— Корпус Thermaltake Versa H18 (на сегодня это корпус, который мне больше всего нравится за строгий и лаконичный дизайн, отличный кабельменеджмент, не жестянка, стенки даже удивляют толщиной за его цену). Панель с окном заменена на без окна (версии без окна не существует, взята от Versa H17, купленного приятелю, а ему установлена с окном)
— 5 шт. вентиляторов Scythe Kaze Flex 120 mm PWM Fan SU1225FD12L-RDP (300-800 об/мин): 3шт на переднюю стенку, по одному на кулер и на выдув из корпуса. Подключать все буду на разъем материнской платы через хаб с PWM (потребляемый ток одного 0,08А);
— 1 шт. BeQuiet! Silent Wings 3 140mm PWM BL067 (1000 об/мин) для замены в блоке питания;
— жесткий диск высотой 20 мм Seagate ST4000DM004 (4Тб, 5400 об/мин);
— крепление для HDD 3.5″ в отсек 5.25″ (салазки) Espada EAC52535-2S (буду переделывать в обратное: крепить в посадочное место для HDD 3.5″, а использовать для бокса 5.25″);
— Лист шумоизоляции Шумофф Герметон А15 (этакий поролон, пропитанный полимером: очень мягкий, сжимается в ноль, восстанавливает форму при снятии давления, хорошо устраняет дребезг, высокочастотный и среднечастотный звук, низкие частоты (гул) кажется особо не уберет, но тоже приглушит);
— Мелочи с Алиэкспресс: 50 метров черной оплетки для кабелей диаметром 3 мм, гребешки-держатели кабелей, переходник PCI-E — M.2 для SSD, хаб на 5 вентиляторов с PWM, распаянный на плате, ячеистую пластиковую сетку аналогичную используемой производителями корпусов.
Использовано из запасов:
— Видеокарта Gigabyte GV-N960WF2-2GD (GTX960);
— бокс для HDD 3.5″ в отсек 5.25″ (салазки) Scythe Himuro;
— регулятор оборотов Zalman — fan mate 2 (Zalman PWM mate тоже есть, но не устроили режимы работы). Буду регулировать обороты напряжением, но провод PWM просто мимо него заведу на хаб. Программные методы регулировки не нравятся, буду делать аппаратно.
Приступим!
1. Делаю оплетку кабелей блока питания, хотя ее никто и не увидит. Только черный, никаких радуг. Меняю вентилятор на BeQuiet! Silent Wings 3 140mm, решетку гриль на выброс, креплю его на резиновые посадочные вставки с фиксацией комплектными втулками. Провод вентилятора разбираю на три и делаю его с тремя коннекторами: 3-пин питание, 3-пин тахометр, 4-пин PWM провод. Последние два подключу к материнской плате для считывания количества оборотов и регулировки PWM (даст малое количество оборотов в простое и более резкий рост в нагруженном состоянии). Питание подключу через 3-пин к родному в блоке питания (сделав ответный разъем на плате блока питания со штатного места).
2. Снимаю переднюю панель корпуса. Все провода, кроме USB3, в оплетку. Вырезаю сетку по размеру имеющейся за решеткой, кладу вторым слоем — стало смотреться лучше. Все крепления прохожу термоклеем, чтобы ничего не люфтило и не болталось. Вырезаю еще один лист сетки, на него наклеиваю шумоизоляцию, укладываю в переднюю панель. Теперь она не просвечивается совсем и не имеет возможности для забора воздуха (мне это не нужно). Нижнее отверстие для забора воздуха обрамляю той же сеткой для хоть какой-то, но фильтрации воздуха от пыли. Условия забора свежего воздуха в передней части теперь сильно изменились, но большой поток мне и не нужен. Molex для подключения диодной полоски переделываю на подключение к разъему SATA (кабелей с Molex 4-пин в сборке не будет).
3. Панели корпуса обклеиваю шумоизоляцией, оставляя кромку (места соприкосновения с корпусом) по периметру. Клеить все лучше на смоченную поверхность, как это делают автомобилисты (легко выправлять и заново клеить, если неудачно легло). Я использовал жидкость для протирки мониторов с распылителем. Резать материал со стороны бумажной основы новым скальпелем, сильно прижав линейкой к поверхности — все получается идеально ровно.
4. Обклеиваю шумоизоляцией по периметру отсек для блока питания и жестких дисков, вырезая нужные технологические отверстия (места забора воздуха блоком питания, крепления жестких дисков).
5. Клею две полосы шумоизоляции шириной примерно 2 см вдоль расположения вентиляторов на передней стенке. Они будут удерживать шумоизоляцию в передней стенке и не давать засасывать воздух через щели между передней панелью и корпусом, образуя канал.
6. Креплю 3 вентилятора на переднюю стенку и один на заднюю штатными саморезами, но вставленными в резиновую втулку для винтов жестких дисков. Таким образом, крепление получается жестким и в то же время контактирует с корпусом только через слой резины. Силиконовыми шпильками закрепить не получится — отверстия велики и все болтается.
7. Готовлю крепление для HDD 3.5″ в отсек 5.25″ (салазки) Espada EAC52535-2S. Буду делать обратное: крепить в посадочное место для 3.5″ и в него вставлять бокс для HDD в отсек 5.25″ (салазки) Scythe Himuro. Оклеиваю со стороны бокса шумоизоляцией, рассверливаю резьбовые отверстия, в которые прикручиваю резиновые крепления бокса. Комплектными винтами с резиновыми втулками и подобранными гайками креплю все это в нижнюю стенку корпуса (штатное место для жесткого диска). Ну и блок питания теперь тоже можно закрепить. Пушисто вышло!
8. Разбираю Scythe Himuro. Родные торцевые прокладки бокса удаляю. На верхнюю стенку клею шумоизоляцию, она погасит вибрации и не даст диску болтаться (напомню, он у меня узкий высотой 20мм). Мягкий упор переношу на противоположную сторону где будут разъемы, а на его место полоску шумоизоляции, что позволит сдвинуть положение диска внутри к дальней стенке и не искать короткие штекеры для подключения жесткого диска (до стенки корпуса места очень мало остается). Укладываю жесткий диск приклеив на один торец полоску термопрокладки 1,5мм и нанеся термопасту на другой (с 2 полосками термопрокладки не уложить), а на бобышки для крепления снизу диска силиконовые прокладки для отсутствия контакта с боксом и передачи вибрации. Вставляю по салазкам этот бокс в корпус. Можно насладиться проделанной работой! Жесткий диск теперь будет иметь по два слоя шумоизоляции со всех сторон, что благоприятно скажется на тишине. А благодаря массивному металлическому боксу и хорошему контакту с ним, его максимальная температура 43 градуса была зафиксирована при непрерывном копировании почти терабайта информации со старого.
9. Прикручиваю материнскую плату для понимания картины кабельменеджмента. Развожу провода по своим местам. Размечаю места для крепления регулятора оборотов вентилятора и хаба вентиляторов. Провода укладываю в гребешки (те что со стороны задней стенки обтягиваю термоусадкой 40мм, чтобы ничего не выпадало) и клею силиконовым скотчем к корпусу.
Хаб для вентиляторов перепаиваю для минимизации разъемных соединений, припаивая PWM провод сразу к хабу, а остальные через регулятор Zalman — fan mate 2, который так же приклеиваю к корпусу, но со стороны материнской платы.
Так же укладываю резервные кабели на случай, если понадобится установить еще один диск.
10. Привожу все это к финальному виду. Со стороны материнской платы клею на силиконовый скотч USB хаб с переделанным разъемом для подключения к внутреннему разъему материнской платы. Так я избавлюсь от зоопарка донглов снаружи (мышь, клавиатура, пульт, блютуз) и освобожу 4 порта на материнской плате. Минусы — заметная потеря сигналов. Размещать нужно как можно ближе к торцам корпуса для наименьшего окружения источниками помех и металлических поверхностей.
11. Устанавливаю SSD M.2, видеокарту, опору для нее. Получаю законченное творение.
12. Подключаю. Выставляю регулятором Zalman желаемое количество оборотов. В моем случае это примерно 350 на старте (будет работать при примерно 400-430 при слабой нагрузке). Вентилятор в блоке питания стартует с задержкой (начальное напряжение 3В на вентилятор не дает стартовать ему сразу, старт происходит примерно через минуту-две на примерно 300 оборотах, ничего страшного в этом не вижу. Уверен блоку питания вполне комфортно, иначе бы он поднимал обороты вентилятора дальше, а этого не происходит). Закрываю боковую крышку, устанавливаю блок на свое место.
Месяц периодических работ позади!
Протестирую температуры, ведь шумоизоляция это еще и термоизоляция (в комнате около 26 градусов):
1. Просмотр кино, через 1.5 часа
2. Стресс тест Aida64, 15 минут
3. Furmark, 5 минут сразу после стресс-теста Aida64
Меня все устраивает. Разгона не будет. Работает идеально тихо. Ночью можно примерно с 20-30 см едва услышать только запуск жесткого диска, определить работу по шуму больше не получится. В стрессовой нагрузке ночью системный блок можно расслышать примерно с одного метра. Выдает шум только видеокарта (она планируется под замену в будущем и поэтому работ с ней не велось, либо, если это затянется, на нее будет установлен имеющийся у меня с прошлой системы Arctic Accelero S1 PLUS с вентилятором Scythe на 800 оборотов).
Стоимость всего оборудования оказалась сравнительно высокой, но такова цена тишины. Затраты на корпус, вентиляторы, шумоизоляцию, оплетку и прочие аксессуары составили около 10 тысяч рублей. Собственный труд бесплатен, но потребовал больших временных затрат и именно поэтому я его упоминаю. Делать такую работу для друзей и знакомых не хватит терпения и экономически не целесообразно. По окончании работ я остался доволен плодами своего труда и своим системным блоком.
Спустя пару месяцев ежедневной работы снималась боковая крышка. Пыли можно сказать, что нет совсем. Низкие обороты вентиляторов делают свое дело, не прогоняя большой объем воздуха через себя и не создавая поток, способный перемещать крупные частицы пыли.
Целью данной статьи было показать на своем опыте приемы сборки очень тихого системного блока.
Классификация
Для облегчения читателям их собственных исследований лучше начать с классификации доступной информации по борьбе с шумом.
«Тихие, но не бесшумные»
Масса статей, пестрящих заголовками о бесшумности в действительности оказываются рекомендациями по установке массивных радиаторов с низкооборотистыми вентиляторами. При этом шум действительно уменьшается, но это не говорит о его полном отсутствии [1], [2], [3].
К данному классу «тихих» компьютеров можно отнести решения с гидравлическим охлаждением. Такой вид обладает впечатляющей эффективностью по отведению тепла, но он тоже не бесшумен из-за необходимости использования помпы [4]. Бывают и иные, сверхоригинальные решения, в которых используется масляное охлаждение [5], но и такой вид тоже относится к небесшумным, труднореализуемым и, тем более, неоправданно сложным в эксплуатации.
«Бесшумные и дорогие»
По пальцам одной руки можно пересчитать промышленно выпускавшиеся модели системных блоков, в которых реализован сложный комплексный подход по борьбе с перегревом. Как правило это решения на базе тепловых трубок [6] и массивных алюминиевых радиаторах, составляющих системный блок.
«Бесшумные но трудоёмкие в исполнении»
Существуют качественные статьи, посвящённые самостоятельному строительству по-настоящему бесшумных комплексов, но и тут свои особенности — сложность реализации [7].
«0 dB. Ноль децибел, бесшумные и доступные»
Один из таких вариантов, реально работающий, подробно описан в данной статье. Другой, нежизнеспособный, кратко упомянут с описанием причин провала [8].
Задача этой публикации — на практических примерах разъяснить читателям принципы создания действительно бесшумного компьютера, в котором не будет ни одной движущейся механической детали, в силу своей природы издающей писк, тарахтение или шипение на любых диапазонах звуковых частот.
Здесь не предлагается «тихих» решений, реализованных за счёт минимальных оборотов кулера. Здесь не будут обсуждаться гидравлические системы охлаждения. Тут даже не будут упомянуты сложные конструкторские решения, для реализации которых потребуется не только кропотливые исследования, но и достаточные инженерные знания, специальное оборудование, море терпения и ручного труда.
Все составляющие предлагаемой системы можно приобрести в свободной продаже и собрать работоспособный компьютер не углубляясь в узкоспециализированные знания по предмету.
Главная и единственная проблема бесшумной системы — неконтролируемый нагрев. Многие компоненты имеют собственные механизмы защиты от критического перегрева, но их работа в таком режиме — аварийная ситуация. Например, центральный процессор (CPU) при достижении критической температуры уменьшает частоту, чтобы предотвратить собственное разрушение. Задача бесшумной системы охлаждения состоит в том, чтобы успевать отводить лишнее тепло при максимальной производительности компьютера, препятствуя компонентам переходить в аварийный режим работы.
Комплектующие
Системный блок
С него всё начинается и это первое что стоит приобрести. В конечном счёте, именно корпус станет основным ограничителем при рассеивании тепла, поэтому выбор системного блока самый ответственный момент. Вот критерии оценки, на которых построено представленное в статье решение:
- Максимально возможное рассеивание тепла.
- Свободная конвекция воздуха.
- Форм-фактор — ATX. Как самый большой из стандартных размеров, а значит — наиболее отвечающий первым двум пунктам.
Производитель Lian Li делает эффектно выглядящие, очень качественные решения полностью из алюминия. Модель PC-6089A заинтриговала своей боковой стенкой. Как видно из
Рисунка №1
она выполнена тоже из алюминия, но посередине имеется пластиковая вставка большой площади. Прозрачный пластик был легко заменён на эстетично выглядящую металлическую сетку, что обеспечило защиту внутренних деталей в сочетании с великолепной продуваемостью при естественной конвекции.
Нагретые компоненты образуют поток стремящегося вверх воздуха, тем самым обдувая радиаторы поступающим извне более холодным. Тёплый поток можно ощутить задержав руку над зарешеченным отверстием вверху системного блока. Сам материал корпуса обладает дополнительными положительными характеристиками.
Не зря из алюминия делают радиаторы — он превосходно отводит и рассеивает тепло. Особенно эффект заметен в зоне блока питания, который по конструктивным причинам ограничен в воздушной конвекции, но его тепло успешно отводится стенками системного блока.
Рисунок №1. Системный блок Lian Li PC-6089A
Форм-фактор ATX удобен тем, что в нём достаточно места для размещения компонентов с массивными радиаторами. Например, видеокарты с пассивным охлаждением. По сравнению с корпусами меньшего размера в объёмном ATX внутренние элементы с меньшей вероятностью будут нагревать друг-друга через поток горячего воздуха, или прямой контакт между собой.
Блок питания
Второе по важности приобретение. Рынок пестрит разнообразными вариантами, но толковых покупателей пёстрыми коробочками не заманить! Выбор блоков питания с пассивным охлаждением ощутимо меньше, но это именно то, что нужно [11]. Цены на такие блоки далеко недемократичны.
- Пассивное охлаждение от производителя. Варианты с доработкой [12] не рассматриваются.
- Блок питания должен иметь высокий КПД.
- Должен обеспечить все внутренние компоненты достаточным током.
В данном случае мощности в 400 ватт хватает с хорошим запасом. Сейчас суммарное потребление компонентов компьютера не превышает 150 ватт при пиковых нагрузках. Нужно учитывать, что потребление может изменяться динамически. Не стоит забывать о стартовых токах — для современных компьютеров брать
БП
меньше 300W нецелесообразно. В играх, как правило, больше всего задействована видеокарта. В такие моменты она сильно греется и потребляет максимум энергии. Если на компьютере запущен процесс архивации, то будет греться и потреблять максимум энергии уже центральный процессор.
Рисунок №2. Блок питания FSP ZEN 400 с пассивным охлаждением
КПД блока питания — очень важный показатель. Например, для FSP ZEN 400 КПД согласно документации равен 85% Это значит то, что из 400 ватт к компонентам компьютера может попасть только 340. Всё остальное превратится в тепло. Выходит, что при максимальной нагрузке только один блок питания будет нагреваться как 60 Ваттная лампа накаливания.
Центральный процессор
Для бесшумного компьютера был приобретён CPUIntel i3-3225. Платформа Intel была выбрана по ряду причин:
Ссылки на материалы
[1] «
[2] «Тихий компьютер своими руками»
[3] «Бесшумный персональный компьютер» Статья на Wikipedia
[4] Статья «Как сделать бесшумный компьютер» предлагает гидравлическое охлаждение. Сложно в изготовлении, требует определённой сноровки, инструментов и специального оборудования. В другой публикации предлагается гидравлическое охлаждение на базе автомобильного радиатора «Водяное охлаждение компьютера своими руками»
[5] «Корпус с масляным охлаждением компонентов». Кратко и не без сарказма: гараж, АТП и СТО в одной квартире для обслуживания персонального компьютера. Перед использованием убедиться в наличии ОЗК и на случай возгорания держать неподалёку термозащитный костюм «Индекс-1200»
[6] Статья о тепловых трубках
[7] В сборниках тематических статей «Делаем бесшумные компьютеры сами!» и «Бесшумный ПК на тепловых трубках и пассивным охлаждением», описаны великолепно продуманные решения на базе тепловых трубок. Они бесспорно превосходны и эффективны, но далеко не каждый сможет начать и, главное, закончить такой проект.
Трудоёмкость процесса, наличие инструментов, сложного оборудования, мастерской и массы свободного времени остановят многих. Эффективность охлаждения у подобных систем будет максимально возможной, но даже стоимость 40 кг алюминиевых радиаторов может стать серьёзным препятствием для реализации самых смелых начинаний.
[8] Попытка собрать компьютер по результатам публикации «Полностью бесшумный игровой компьютер – своими руками» может завершиться полным разочарованием. Найдётся достаточно причин утверждать, что стилизованная под серьёзный видео-обзор публикация в действительности является рекламной профанацией.
Основная из таких причин — хитрый трюк с игнорированием системного блока. Размещение компонентов в замкнутом пространстве корпуса непременно приведёт к бесконтрольному повышению температуры. Есть и другие основания обвинять обзор в неправдоподобности: утверждается, что радиатор Cooler Master Hyper 612S со снятым вентилятором способен охладить процессор ниже комнатной температуры!
Это при условии интенсивной нагрузки в течении часа, как сообщается на 177 секунде ролика. В доказательство цитата: «Процессор, он нагревался не более, чем до 20 градусов». Для научных измерений «комнатной» считается температура от 28 до 35°C.
О том, что замеры производились именно при комнатной температуре упоминается на 282 секунде. В финале заявляется: «система работает, играть на ней можно», но при этом видеокарта критически перегревается под нагрузкой и понижает частоту чипа во избежании саморазрушения.
Выходит, что в обзоре предлагается недоработанное и непродуманное решение, обладающее заведомо известным конструктивным дефектом в виде перегрева видеокарты, а также имеющее противоречивые цифры в результатах тестирования! Остаётся горький осадок от понимания, что новаторское решение оказалось фикцией, сделанной без должного уважения к деталям, скрупулёзности и стремлению к достоверности фактов.
[9] «КиИРЭСИ Теория» на страницах 145-155 компетентно обосновано, что сложное оборудование чаще всего выходит из строя именно в начале эксплуатации.
[10] «Статистика отказов компьютерных комплектующих»
[11] С использованием фильтров можно быстро подобрать модели блоков питания с интересующими характеристиками.
[12] «Тихий блок питания» Визард по самостоятельному изготовлению бесшумного БП из деталей обычного.
[13] Thermal Design Power «TDP»
[14] Обзор кулера «Scythe Mugen 2 Rev. B»
[15] Результаты тестирования радиатора для CPU «NoFan CR-95C»
[16] «Обзор и тестирование материнских плат MSI Z77MA-G45 и MSI Z77A-G43» близких по возможностям к упоминаемой модели ZH77A-G43.
[17] «MSI раскрыла подробности концепции Military Class II»
