В борьбе за “холодный” компьютер

На днях, в очередной раз очищая свой системник от пыли и сдувая оную с вентилятора на центральном процессоре, я с улыбкой вспомнил – мой первый компьютер на Intel 486DX-66 мог работать вообще без охлаждения. Более того, он полчаса тянул со снятым радиатором! Да, благословенные были времена… Сегодня ни один человек, будучи в здравом уме, не рискнет проделать этот фокус на своем навороченном агрегате. И будет совершенно прав, поскольку итог такого эксперимента может оказаться весьма плачевным (и дорогостоящим).

Начиная с 1984 года, когда был утвержден стандарт AT (Advanced Technology), производителям и сборщикам PC жилось относительно спокойно. Надежная и привычная платформа практически не оставляла поля для экспериментов. Но время шло, технологии развивались, и в 1995 году был принят новый стандарт – ATX. В нашем сознании эта аббревиатура прочно ассоциируется с блоками питания и материнскими платами, однако не стоит забывать, что ATX – это прежде всего инженерная концепция, оформленная в виде стандартов на размеры и размещение компонентов компьютера внутри корпуса. Как и любой другой стандарт, формально он требует выполнения, но производители никогда не стремились придерживаться его во всем. Поэтому нам, как правило, попадаются корпуса и блоки питания стандарта, так сказать, “недоATX”. Последствия этого наши компьютеры ощущают “на собственной шкуре”: тесные, плохо вентилируемые корпуса, неправильно расположенные блоки питания и “корзинки” винчестеров, сильно греющиеся платы расширения – все это не способствует продлению жизни компьютера.

“Система отопления”
Именно так можно назвать современный PC. Чудес не бывает (особенно в технике), за все приходится платить. Посудите сами: вычислительная мощность “персоналок” растет с каждым месяцем. Появляются более быстрые центральные и графические процессоры. Обычно это происходит за счет увеличения количества компонентов на кристалле (площадь которого стремятся сократить). Каждый компонент расходует энергию и при работе выделяет тепло. На кристалле их миллионы… Вот почему современные процессоры так сильно греются. Естественно, разработчики пытаются сократить потребляемую мощность, но факт остается фактом – каждое новое изделие “кушает” больше, чем его предшественник. Давайте проведем примерный подсчет и выясним, сколько энергии потребляют компоненты современного компьютера.

Центральный процессор Intel Pentium 4 450 (3.4 МГц) – 115 Вт
Материнская плата на чипсете Intel 925XE – 21 Вт
Видеокарта на чипсете ATi/nVidia – до 150 Вт
Средний винчестер и CD-ROM (в сумме) – 50 Вт
Звуковая карта SoundBlaster Audigy – 15 Вт

Итого: 351 Вт. Именно столько в среднем потребляет современный компьютер. Чтобы запитать все это хозяйство, нам необходим блок питания с мощностью не менее 450 Вт (некоторый запас мощности тоже необходим). Расчеты, подтвержденные практикой, показывают, что около 20% подводимой мощности уходит на тепловое излучение. А это означает, что из корпуса мы должны отводить примерно 70 Вт тепла… Цифра может показаться фантастической, но это так.
Изначально существовал способ охлаждения системы, при котором использовался только вентилятор в блоке питания. Этот вентилятор вытягивал из корпуса нагретый начинкой воздух. В дальнейшем добавили еще два пропеллера: втягивающий на передней панели и вытяжной на задней стенке. Это позволило значительно улучшить циркуляцию воздуха в корпусе. Но, к сожалению, такая схема не стала обязательным стандартом для производителей.
cag.jpg
На этом мы заканчиваем с лирикой и переходим к тому, что, по мнению крупнейших производителей, поможет решить эти проблемы.

Холодный стандарт Intel
Итак, всем известная фирма, которая разработала в свое время стандарт ATX, предложила его дальнейшее развитие – спецификацию TAC (Thermally Advanced Chassis), применимую к корпусам ПК на базе процессоров Intel (LGA775). Впрочем эти рекомендации хороши для любых персоналок.
В настоящий момент действует спецификация TAC версии 1.1. Согласно этой спецификации, шасси должно допускать установку системных плат стандартов ATX/microATX, в том числе — иметь прорезь под стандартные разъемы ввода/вывода форм-фактора ATX. Также оно должно оснащаться немонолитной крышкой (съемные панели). Корпус должен иметь семь слотов под карты расширения (включая один для видеокарты), два внешних 5,25-дюймовых посадочных места, одно внешнее 3,5-дюймовое посадочное место, одно или два внутренних 3,5-дюймовых посадочных места. Обязательны: решетка и хотя бы одно посадочное место под 92-миллиметровый вытяжной вентилятор на задней панели. Блок питания должен быть стандартным (форм-фактора PS/2 или PS/3), с вытяжным вентилятором.

Одним из основных моментов, гарантирующих достаточное охлаждение компонентов системы, является сбалансированность воздушных потоков. То есть, наличие достаточного количества открытого пространства и воздухозаборных щелей в передней и боковой частях корпуса, чтобы внутренние компоненты получали достаточно воздуха извне. Корпус должен оборудоваться втягивающим вентилятором, а блок питания — вытяжным вентилятором диаметром 80 мм. Это позволяет создать область пониженного давления внутри корпуса, в результате отверстия в нем работают на приток воздуха извне.
Также спецификация определяет среднюю температуру воздуха внутри корпусов. При комнатной температуре в 35°С она должна находиться в пределах 40-45°С. Для улучшения отвода теплого воздуха на съемной стенке — в районе плат расширения — предусмотрен воздуховод диаметром до 80 мм, который не должен соприкасаться с системой охлаждения центрального процессора, иначе другие компоненты системы могут не получить свою порцию свежего воздуха. Такая система называется Chassis Air Guide (CAG) и снижает температуру воздуха у радиатора центрального процессора до 38°С.
На рисунке 1 приведена схема охлаждения типичного корпуса, соответствующего стандарту TAC.
ris1.jpg

Точка зрения AMD
Компания AMD, извечный конкурент Intel, также не могла пройти мимо вопросов оптимального охлаждения системных блоков. Тем более, ни для кого не секрет, что их процессоры греются сильнее, нежели продукция Intel (во всяком случае, так было до прихода Athlon64 – НП). В официальном документе, именуемом “AMD Thermal, Mechanical, and Chassis Cooling Design Guide”, приводятся требования к платформам на базе процессоров AMD.
За основу взят все тот же стандарт ATX. Допускается установка системных плат стандартов ATX/microATX; крышка корпуса может быть любой. Должно присутствовать 6 слотов под карты расширения (включая 1 для видеокарты); количество внешних и внутренних мест для дисков не регламентируется. Блок питания — стандартный с вытяжным вентилятором.
Обязательными элементами являются вытяжные вентиляторы диаметром не менее 80 мм на задней стенке корпуса, под блоком питания и напротив центрального процессора. Таким образом, охлаждение центрального процессора улучшается. Интересно, что втягивающего вентилятора не предусмотрено, есть только щели на передней части корпуса. Такая конструкция должна обеспечивать температуру внутри корпуса в пределах 42°С при внешней температуре 30°С.

О “карлсоне” бедном замолвим мы слово…
Вентиляторов в компьютере становится все больше. Ради интереса подсчитаем их количество: по одному — на центральном процессоре, чипсете материнской платы и видеокарте, еще один — в блоке питания, плюс два корпусных. Итого – шесть штук. Не слишком ли много для такой маленькой коробки? А если еще учесть качество основной массы ввозимых к нам комплектующих, то догадайтесь, через какое время все это хозяйство завоет… Между тем в TAC нет параметров, описывающих шумовые характеристики системы. Таким образом, выбор вентиляторов тяжкой ношей ложится на плечи покупателя. Дабы чуть облегчить эту ношу, мы немного расскажем о том, как следует выбирать вентиляторы.
По типу подшипника вентиляторы можно разделить на две группы:
1. На подшипнике качения. Как правило, применяется шариковый или игольчатый подшипник. При качественном изготовлении это самый лучший вариант: практически вечный и бесшумный. Только вот дороговат он немного…
2. На подшипнике скольжения. Как правило, применяется фторопластовая втулка. Такие вентиляторы дешевле, но качество их изготовления обычно неважное, и со временем появляется люфт оси, вибрация и шум.
Еще три группы можно выделить, рассмотрев тип подключения:
1. Двухпроводной. Подключается к разъему блока питания и не умеет ничего, кроме как крутиться.
2. Трехпроводной. Подключается к специальным разъемам на материнской плате и несет на борту датчик оборотов. Частоту его вращения можно увидеть из BIOS Setup или из специальной программы-монитора.
3. Четырехпроводной. Аналогичен трехпроводному варианту, но вдобавок имеет регулятор оборотов.
Само собой, наилучшим выбором станут четырехпроводные вентиляторы. При условии, конечно, что на материнской плате имеется достаточное количество соответствующих разъемов.
“Карлсоны” на подшипниках скольжения подойдут, если температура в корпусе не превышает 40°С, то есть при не слишком крутой конфигурации. Также они выгодны, если в помещении, где стоит аппаратура, слишком сухо или наоборот, очень влажно. А вот для “жаркого” корпуса лучше подойдут вентиляторы на подшипниках качения.

Победила дружба?
Впервые ознакомившись со всеми рекомендациями Intel и AMD, я призадумался. С одной стороны, все это выглядят весьма разумно и логично: предложенные схемы охлаждения действительно должны справляться со своей задачей лучше, нежели все их предшественники. В целом, на мой взгляд, стандарт от Intel имеет более высокую эффективность за счет применения системы CAG и установки нагнетающего вентилятора. Но принимая во внимание все растущие “аппетиты” системных устройств, можно предположить, что через некоторое время предлагаемых мер может и не хватить — и все придется начинать сначала.

Использованы материалы сайтов www.intel.com и ixbt.com


Рекомендуем почитать: