Вентилятор для компьютера: как выбрать, убрать шум и чем смазать

Авторазгон видеокарты

Например, графический процессор работает с рабочим столом в режиме 3D и на более низкой частоте. Частота, энергопотребление и тепловыделение видеокарт часто снижаются; в результате вентилятор охлаждения работает медленнее и тише.

Только при запуске 3D-приложений, таких как видеоигры, видеокарта начинает работать. Такие рассуждения можно провести программно, воспользовавшись специализированными инструментами для оптимизации и разгона видеокарт. В качестве иллюстрации вот как программа ATI Tray Tools отображает настройки автоматического разгона для видеокарты HIS X800GTO II:

Тихий компьютер: миф или реальность

В зависимости от точки зрения пользователя, тихий компьютер можно определить как такой, который издает не больше шума, чем окружающая среда. В течение дня компьютер может кричать немного громче, учитывая шум с улицы за окном и шум с рабочего места (если это разрешено).

Если домашний компьютер будет использоваться постоянно или поздно ночью, он должен быть более тихим. Современный компьютер также можно заставить работать тихо. Я расскажу о нескольких примерах из своей практики.

Контроль и управление вентиляторами

Большинство современных материнских плат позволяют регулировать скорость вращения вентиляторов, подключенных к одному или нескольким разъемам. Альтернативные разъемы позволяют управлять скоростью вращения подключенного вентилятора с помощью программного обеспечения.

Не каждый разъем на плате может это сделать; материнская плата Asus P5B, например, имеет пять разъемов для питания вентилятора.

C PU, CACSE1/2 (скорость вращения обоих корпусных вентиляторов изменяется одновременно). Скорость вращения материнской платы контролируется различными чипсетами или мостом Southeast Bridge, и модели разных производителей могут отличаться.

Разработчики плат специально отключают контроль скорости вращения вентиляторов на менее дорогих моделях. Например, материнская плата Asus P4P800 SE для процессоров Intel Pentium 4 имеет управление скоростью вращения вентилятора.

B IOS Setup позволяет настроить скорость вращения вентилятора. Здесь также можно задать параметры алгоритма управления, если материнская плата позволяет изменять скорость вращения вентилятора.

Для различных материнских плат используется разный набор параметров; как правило, алгоритм использует показания температурных датчиков процессора и чипа. Вы можете управлять и изменять скорость вращения вентилятора с помощью программ, доступных для различных операционных систем.

Некоторые производители материнских плат, такие как Asus PC Probe, MSI CoreCenter и т.д., используют эксклюзивные программы для Windows.

С помощью этих программ можно контролировать температурные датчики, встроенные в современные процессоры и видеокарты. Программа отслеживает, насколько быстро вращаются вентиляторы, когда они подключены к соответствующим разъемам материнской платы.

Если производитель материнской платы реализовал аппаратную поддержку этой функции, программа имеет возможность автоматически регулировать скорость вращения вентиляторов в зависимости от температуры наблюдаемых объектов. На рисунке ниже показано, что вентилятор процессора вращается со скоростью около 1000 об/мин, что составляет всего 35% от его максимальной скорости 2800 об/мин. Создание таких программ состоит из трех этапов:

1. Указать, к каким каналам управления материнской платы подключены вентиляторы и какими из них можно управлять программно;
2. Указать, какие температуры должны влиять на скорость вращения каждого вентилятора;
3. Установить пределы температуры для каждого температурного датчика и диапазон скорости вращения вентиляторов.

Инструменты для тестирования и тонкой настройки компьютера включают SiSoft Sandra и NVidia ClockGen.

В некоторых современных видеокартах можно изменять вращение вентилятора системы охлаждения в зависимости от температуры графического процессора. Вы можете изменить конфигурацию охлаждения с помощью специализированного программного обеспечения, чтобы снизить уровень шума видеокарты.

Пассивное охлаждение

Системы, в которых нет вентиляторов, известны как системы пассивного охлаждения. Для пассивного охлаждения можно использовать отдельные детали компьютера, если их радиаторы расположены в зоне с достаточным потоком воздуха. Компания Alman предлагает системы пассивного охлаждения видеокарт:

Само собой разумеется, что чем больше радиаторов обдувает один вентилятор (особенно с большим количеством батарей), тем большее сопротивление потока он должен преодолеть; в результате мы можем ускорить работу, уменьшив скорость вращения крыльчатки. Использование малошумных воздушных насосов большого диаметра поможет низкоскоростным вентиляторам работать более эффективно.

Сборка компьютера полностью с нуля приведет к постоянному перегреву, если для процессоров, видеокарт и даже безвентиляторного блока питания (FSP en) изготовить пассивные радиаторы.

https://www.youtube.com/watch?v=cjyQrbqfIA4

Тепло, выделяемое системой управления компьютера, слишком велико для пассивных методов охлаждения. Если не использовать радиатор для всей системы, невозможно эффективно обеспечить пассивное охлаждение всего компьютера из-за низкой теплопроводности воздуха.

Посмотрите на фото корпуса-радиатора компьютера!

Полностью пассивное охлаждение может быть выгодным для маломощных компьютеров (используемых для доступа в Интернет и воспроизведения видео) или даже просто для создания определенной среды.

В прошлом, когда энергопотребление процессора было ниже критического уровня, его можно было поддерживать в холодном состоянии с помощью небольшого радиатора. Когда ничего нельзя сделать, что будет делать компьютер? этот вопрос решался просто: операционная система выдает команду NOP (no operation).

Эта команда заставляет процессор выполнить бессмысленную операцию, результат которой не принимается во внимание. Это пустая трата времени и энергии как в плане времени, так и в плане тепла. Компьютер обычно загружен на 10%, когда не выполняется никаких сложных задач.

В предыдущем методе значительная часть процессорного времени использовалась для выполнения бессмысленных команд. В этой же ситуации более новые операционные системы (Windows 2000 и более поздние) действуют умнее: команда HLT полностью останавливает процессор на короткий промежуток времени, что, очевидно, снижает энергопотребление или температуру чипа.

Опытные компьютерные ботаники могут вспомнить ряд программ «программного охлаждения процессора», которые при работе под Windows 95/98/ME выключали компьютер с помощью HLT вместо того, чтобы многократно выполнять бессмысленные NOP. Это не сработает, если вы используете Windows 2000 или более позднюю операционную систему.

Современные процессоры потребляют так много энергии (что означает, что они выделяют ее в виде тепла, а это тепло), что конструкторы разработали дополнительные технические средства для предотвращения перегрева.

Минимизация потребления энергии

Почти все современные процессоры совместимы с технологиями, снижающими энергопотребление (и, соответственно, тепловыделение). Производители называют их разными именами, например, AMD Cool’Nuiet (Cn) и Enhanced Intel SpeedStep Technology (EIST) функционируют одинаково.

Тактовая частота снижается, когда компьютер не используется и процессор не выполняет вычислительные задачи. И то, и другое уменьшает тепловыделение, что снижает энергопотребление процессора.

1. Разрешите использование поддерживаемых технологий в BIOS Setup;
2. Установите соответствующие драйверы (обычно драйвер процессора) в используемой операционной системе;
3. В панели управления Windows на вкладке Управление питанием выберите из списка Минимальная схема управления питанием.

Для использования с процессором AMD Athlon 64 потребуется материнская плата Asus A8N-E (полные инструкции находятся 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 драйвер AMD Cool’n’Quiet;
3. см. выше.

С помощью любой программы, которая показывает тактовые частоты CPU-X, от специализированных типов до дисплейных CAM и других систем, вы можете увидеть, меняется ли частота процессора.

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

Многие производители материнских плат также предлагают к своим продуктам наглядные программы, которые наглядно объясняют, как происходит изменение частоты процессора и напряжения.

При наличии вычислительной нагрузки частота процессора смещается от максимальной к некоторой минимальной.

Подключение вентиляторов

Стандартный источник питания для вентиляторов охлаждения компьютера — 12 В. Жесткие диски (или оптические приводы) питаются от контактов или специальных трех- и четырехконтактных разъемов: Скорость передачи данных составляет до 120 Герц в секунду на порт памяти, начиная с 2 Мб/с;

Скошенные углы одной из сторон служат ключом разъема. Заземление и общий контакт — это два центра; красный провод представляет 5 В, а желтый — 12 В. Разъем molex имеет только два провода: черный и красный (для напряжения питания).

Вы можете получить разные скорости, если подключите вентилятор к разным контактам разъема. Вентилятор будет работать с нормальной скоростью при питании от стандартного напряжения 12 В и примерно с половинной скоростью при питании от напряжения 5-7 В. Благодаря более высокому напряжению электродвигатель может запускаться и при низком напряжении.

Опыт показал, что скорость вращения вентилятора примерно одинакова при подключении 5 В и 6 В (с погрешностью 10%), что сравнимо с точностью измерений, так как скорость вращения постоянно меняется.

Только при использовании стандартного напряжения питания производитель гарантирует стабильную работу своей продукции. Однако, как показывает опыт, подавляющее большинство вентиляторов нормально функционируют даже при низком напряжении.

Пара металлических «усиков», которые можно согнуть, удерживают на месте контакты, закрепленные в пластиковой части разъема. Нажав на контактные элементы шилом или маленькой отверткой, вы сможете их снять. Затем необходимо отогнуть «усики» в стороны и вставить контакт в соответствующее гнездо в пластиковом корпусе разъема:

Иногда кулеры и вентиляторы могут быть подключены с помощью двух разных molex, трехконтактных или четырехконтактных разъемов. В этом случае для подключения питания можно использовать только один из них:

Иногда вентилятор может быть подключен к блоку питания с помощью пары разъемов molex, например, разъема «мама и папа». Обратите пристальное внимание на расположение контактов, если вы переставляете контакты разъемов, чтобы подать на вентилятор нестандартное напряжение.

Ключ — это пара выступающих направляющих на одной стороне трехконтактных разъемов:

Сопрягаемый компонент, который находится на контактной площадке и при подключении действует как защелка, скользит между направляющими. Для питания вентиляторов на материнской плате имеются соответствующие разъемы.

12 В, «земля» (черный провод) и ток вращения вентилятора 10 В присутствуют. Вы можете отключить этот контакт, если не хотите следить за скоростью вращения вентилятора.

Если блок питания вентилятора подключен иначе, например, при использовании разъема molex для контроля скорости вращения блока питания допустимо подключать только контакт управления скоростью и общий провод с помощью трехконтактного разъема.

На материнских платах с процессорными разъемами LGA 775 и Socket AM2 появились четырехконтактные разъемы. Несмотря на полную механическую и электрическую совместимость с трехконтактными разъемами, они отличаются тем, что имеют дополнительный контакт:

К одному и тому же разъему питания можно последовательно подключить два одинаковых вентилятора. Оба электровентилятора будут вращаться с половинной скоростью, и каждый электродвигатель будет иметь напряжение питания 6 В.

Для подключения этих разъемов используйте разъемы питания вентиляторов. Надавив отверткой на фиксирующий «язычок», можно легко извлечь контакты из пластикового корпуса. На рисунке ниже показана схема подключения. Как обычно, один из разъемов подключен к материнской плате и питает вентиляторы.

Настоятельно не рекомендуется подключать таким образом два разных электродвигателя, поскольку один вентилятор может полностью перестать запускаться из-за несбалансированных электрических характеристик в различных режимах работы (запуск, ускорение или установившееся движение)

Скорость вращения вентиляторов ограничивается с помощью последовательного соединения постоянных или переменных резисторов. Скорость вращения вентиляторов можно регулировать в зависимости от сопротивления переменного резистора.

При разработке такой схемы помните, что резисторы нагреваются и выделяют часть электрической энергии в виде тепла.

Для выбора параметров резистора необходимо понимать закон Ома; следует использовать цепи с токами, по крайней мере, равными току, используемому электродвигателем. Хотя я считаю компьютер подходящим устройством для автоматического управления системой охлаждения, я не сторонник ручного управления охлаждением.

Пример 1: платформа intel pentium 4

В моем офисе используются десять компьютеров Intel Pentium 4 3,0 ГГц с процессорными кулерами. Все машины собраны в бюджетных корпусах Fortex стоимостью менее $30, с одним 80-мм вентилятором и блоками питания Chieftec 310-102 (350 Вт). Каждый корпус получил 80? На задней стенке расположен вентилятор.

Вентиляторы Titan TFD-8025H12B были заменены на более мощные 120 мм на 120 мм вентиляторы GlacialTech Silent Blaster 2, которые имеют скорость вращения около 950 об/мин и на 33 дБА тише. На передней стенке сервера было написано два 80. Дополнительное охлаждение жестких дисков обеспечивается за счет установки 80-мм вентиляторов.

25-мм Titan SFD-8025H12B, соединенные последовательно, обеспечивают уровень шума 20 дБА и скорость вращения 1500 об/мин. Материнская плата Asus P4P800 SE, на которой регулируется скорость вращения кулера процессора, встречается в большинстве компьютеров. В двух компьютерах установлены более дешевые платы Asus P4P800-X, где скорость вращения кулера не регулируется; для снижения уровня шума в этих машинах был заменен GlacialTech Turbine 4500.

Пример 3: платформа amd athlon 64

Мой домашний компьютер с корпусом Delux и процессором AMD Athlon 64 3000 (1,8 ГГц) стоил 30 долларов. Он также включал видеокарту Asus EAX550GE, блок питания CoolerMaster 380 Вт и 40-мм вентилятор.

Из-за шума блока питания он был заменен на Chieftec HPC-360-202DF (370 Вт, 2 вентилятора, 80?80 мм), а вместо него использовалась видеокарта PowerColor X550 Bravo Edition с пассивным охлаждением. Передняя и задняя части корпуса получили по паре вентиляторов 80?80 мм.

Чтобы снизить уровень шума, 25-мм вентиляторы Titan TFD-8025H12B (3200 об/мин, шум 33 дБА) были подключены последовательно (1800 об/мин, шум 22 дБА). Позже на их место были установлены три 80?80?25-мм вентилятора GlacialTech SilentBlade GT80252BDL-1 (около 850 об/мин, шум менее 17 дБА).

Кулер GlacialTech Igloo 7200 CPU core можно регулировать по скорости вращения на материнской плате Asus A8N-E, и он производит меньше шума до 2800 об/мин, чем 26 дБА.

Проблема этой материнской платы заключается в том, что для охлаждения чипсета nVidia NForce 4 компания Asus установила 40-миллиметровый миниатюрный вентилятор. 40-10 мм при скорости вращения 5800 об/мин.

Для компьютера был выбран малошумный жесткий диск Samsung SpinPoint 2504C (второй жесткий диск Sun Pod 1614N шумит сильнее).

В комнате, где он установлен, работающий компьютер не нарушает сон. Компьютер продолжает спокойно работать после пятнадцати минут работы клещей.

Пример 4: платформа amd athlon 64 x2

В корпусе 3,0 U размещается домашний компьютер с процессором AMD Athlon 64 X2 3800 (2,0 ГГц) и кулером GlacialTech Igloo 7200 Light. Два вентилятора 120×120 мм входят в комплект поставки корпуса R System R101, в котором также размещен блок питания FSP Blue Storm 350 (350 Вт). В качестве двух источников питания в нем используются аккумулятор и батарея.

В качестве материнской платы использовалась E CS KV2 Lite (пассивная сушка микропроцессора). Alman VF900-Cu — система охлаждения, используемая видеокартой GeCube Radeon X800XT.

Для компьютера были выбраны жесткие диски Samsung SpinPoint 2504C, которые славятся тем, что производят мало шума. Соседи за стеной говорят громче, но спать в спальне с установленным компьютером можно.

Уровень шума вентиляторов

Вентилятор имеет целый ряд характеристик, которые влияют на производимый им шум (более подробную информацию об источниках шума см. в статье Шумовые характеристики кулеров и Методы измерения уровня шума). Вы можете определить корреляцию между мощностью вентилятора и шумом, основываясь на том, насколько хорошо работает вентилятор.

Titan продает множество корпусных вентиляторов с различными вариантами двигателей.

Мы узнаем необходимую информацию о производительности одного из двух двигателей, поскольку рабочее колесо вентилятора одинаково для обоих. Три наиболее популярных размера: 25 мм толщиной, 80 x 80 мм и 120 x 120 см.

Выделенные жирным шрифтом размеры вентиляторов являются наиболее популярными. Наиболее популярные типы вентиляционных систем выделены курсивом.

. Рассчитав коэффициенты пропускной способности воздуха и шума к оборотам, мы почти полностью видим совпадение воздушного шума и трафика. Чтобы загладить свою вину, мы подсчитали отклонения от среднего значения: менее 5%. Следовательно, мы имеем три линейные зависимости. Цифры не бог знает какие, но их достаточно, чтобы продемонстрировать линейную зависимость теории, которую мы считаем подтвержденной.

Уровень шума и объемная производительность вентилятора пропорциональны числу оборотов крыльчатки.

Для экстраполяции этих результатов можно использовать метод наименьших квадратов (LOS). Наклонный шрифт таблицы отображает эти значения. Но следует помнить, что область применения этой модели ограничена. Можно предположить, что линейный характер зависимости будет сохраняться в определенном диапазоне скоростей вращения, даже при очень высоких скоростях вращения.

Вентиляторы линейки GlacialTechSilentBlude других производителей включают в себя модели 92, 93 и 120.

Наклонным шрифтом отображаются расчетные данные. Значения, рассчитанные методом экстраполяции, следует понимать как приближенные, поскольку линейная модель некорректна, когда скорость вращения вентилятора значительно отклоняется от исследуемых значений, как было сказано ранее.

Как вы можете видеть, в нашем тексте упоминаются две ситуации. Вентиляторы GlacialTech работают дополнительно медленнее. Вентилятор Titan выдувает больше воздуха за ход, чем вентилятор GlacialTech (см. график увеличения).

Следует отметить, что техническая конструкция вентилятора и объем воздушного потока, а также тип корпуса компьютера определяют производимый им шум. Поэтому различные модели вентиляторов не могут быть непосредственно оценены количественно. Их можно сравнивать друг с другом только в идеальных условиях, используя различные модели вентиляционных устройств.

Физика охлаждения

Передача тепла от более горячего тела (охлаждаемого объекта) к более холодному является основополагающим принципом всех систем охлаждения. Тепло будет проходить через объект, если его постоянно нагревать.

Чтобы этого не произошло, необходимо предусмотреть подачу холодного вещества в саму систему охлаждения. Вещество, способное выделять тепло, называется хладагентом. Тема статьи — воздушное охлаждение, т.е. хладагентом является воздух.

Это предположение справедливо, если объем помещения, в котором находится один или несколько компьютеров, и вокруг него имеется бесконечный запас холодного воздуха.

Вы можете выбрать идеальное помещение для него, исходя из условий жизни в этом пространстве. При проектировании охлаждения серверной комнаты это предположение неверно: большое количество оборудования, собранного в компактном пространстве и с отсутствующими узлами, может нуждаться в дополнительной вентиляции.

Тепло может передаваться различными способами. Второй показатель — теплопроводность, или способность вещества перемещать тепло внутри себя. В этом случае необходим только физический контакт между частью тела и охлаждаемым объектом; физическое соединение между охладителем и телом не требуется. Металлы — самые теплопроводные из доступных материалов, и системы охлаждения используют их только для радиаторов и теплообменников.

Медь является худшим проводником тепла, в то время как серебро — лучшим. Алюминий проявляет свои свойства наиболее ярко из менее дорогих металлов; в общем, именно поэтому бронзовые радиаторы обычно более эффективны, чем железные. Кстати, воздух не дает сдуваться оконным пакетам нашего дома.

Второй механизм предполагает конвективный теплообмен с хладагентом, который связан с физическим носителем хладагента; для эффективного охлаждения должна быть налажена свободная циркуляция воздуха. Устанавливать компьютер в ящик стола категорически не рекомендуется, и особенно плохо, если ящик находится рядом с радиатором отопления. В рассматриваемых процессах третий механизм — тепловое излучение — имеет неизмеримую величину.

Организация парового контакта необходима для установления теплового контакта между системой охлаждения и воздухом. Для этого используются теплоотводы (радиаторы). При большей площади теплового контакта передается больше энергии.

Существует два способа увеличения площади поверхности радиатора с целью увеличения его размеров. Второй предполагает увеличение площади ребер при сохранении постоянного размера радиатора; при этом ребра становятся как толще, так и тоньше. При эффективном теплообмене в такой радиатор поступает больше воздуха, но его гидравлическое сопротивление возрастает. Вторая техника заключается в вовлечении большего количества воздуха в процесс теплообмена путем увеличения радиатора. Они являются наиболее предпочтительным вариантом для такого использования.

Характеристики вентиляторов

Для охлаждения видеокарт в компьютерах часто устанавливают вентиляторы размером 40 40, 50 мм и 80-92 дюйма. Тип и конструкция электродвигателя, установленного в вентиляторе, также различаются; в результате крыльчатка вращается с разной скоростью и потребляет разное количество тока.

C FM, или кубический фут в минуту, — это единица измерения воздушного потока в минуту. Воздух, выходящий из системы через открытое пространство, используется для измерения производительности вентилятора, которая отображается в спецификациях и характеристиках.

Системный блок определенного размера вдувается внутрь компьютера вентилятором, что увеличивает там давление. Естественно, создаваемое давление не будет прямо пропорционально объемной производительности.

Вентиляторы в задней части компьютера в такой ситуации будут вынуждены работать интенсивнее, что повысит эффективность охлаждения системы в целом.

Ценовые категории вентиляторов

Давайте подумаем о стоимостном аспекте. Сравнение цен на Titan и GlacialTech в одном из интернет-магазинов, например, Grand.ua, дает информацию, представленную в таблицах ниже (учитывались вентиляторы с двумя шарикоподшипниками).

Titan и GlacialTech работают на более низких скоростях и производят меньше шума. Вам придется потратить больше денег на более дорогие вентиляторы, если вы хотите построить самую шумную систему охлаждения (например, для домашнего компьютера).

Если нет таких жестких требований, можно приобрести более простые вентиляторы. Стоимость вентиляторов также может варьироваться в зависимости от способа подвески рабочего колеса: чем сложнее подшипники, тем дороже.

Прозрачные цены, предлагаемые компаниями Titan и GlacialTech, хорошо известны. Поклонникам других известных брендов следует знать, что ведущие производители систем охлаждения, такие как Alman, Cooler Master и Scythe, как правило, стоят гораздо дороже, хотя некоторые модели имеют заметно более высокие технические характеристики.

Самыми популярными марками вентиляторов на нашем рынке были определены N B Titan и GlacialTech. Представители производителей не контактировали с автором и не влияли на содержание статьи.