Несостоятельность классических методов охлаждения компьютера

Животворящая влага для компьютера

Причин для разгона компьютера в настоящее время имеется множество. Ведь далеко не каждый может позволить себе приобрести дорогущую топовую модель процессора и видеокарты, но всем очень хочется иметь высокопроизводительный компьютер, на котором самые современные игры идут во всей своей красе.

Тогда и начинают прибегать к разгону. Но все "оверклокерские" процедуры чреваты серьезным перегревом "железа", в результате чего, если заранее не озаботиться его качественным охлаждением, вполне вероятен летальный исход.

Несостоятельность классических методов охлаждения компьютера

Но времена, когда центральному процессору для нормальной работы хватало обычного алюминиевого радиатора, а видеокарты вообще не требовали никакого охлаждения, давно и безвозвратно канули в Лету. Более того, недалек тот час, когда и традиционным воздушным кулерам будет не по силам остудить пыл процессора или видеокарты. И первые признаки несостоятельности классических методов охлаждения уже налицо, о чем свидетельствуют активизировавшиеся в последнее время разработки в области альтернативных методов отвода тепла от кристалла микросхемы. Ведь даже сейчас тепловая мощность процессоров Intel Pentium 4 Prescott может достигать 135 Вт, да и видеопроцессоры (в первую очередь - nVidia) не так уж и далеко от них отстали. И если раньше возможностей воздушного кулера и в том, и в другом случае хватало с лихвой, то сегодня они с трудом справляются со своей задачей, а увеличивать их мощность некуда - размеры и вес кулеров (особенно процессорных) уже достигают критичных значений.

Так что все идет к тому, что период господства воздушного охлаждения центрального и видеопроцессора заканчивается, как закончилась когда-то эра пассивных радиаторов. Настает черед новых технологий в этой области, и ключевая из этих технологий - вода. Принципиальная разница между воздушным и жидкостным охлаждением в том, что вместо воздуха через радиатор охлаждаемого устройства прокачивается жидкость. Вода или другие подходящие для охлаждения жидкости отличаются большой теплоемкостью, хотя ее теплопроводность, по сравнению с твердыми телами, оставляет желать лучшего. Тем не менее, циркулирующая жидкость обеспечивает гораздо лучший теплоотвод, чем поток воздуха.

Впервые водяное охлаждение появилось в компьютерах энтузиастов в конце прошлого века. Такие системы разрабатывались и собирались зачастую самостоятельно, в основном из различных подручных материалов. Практически все они построены по одному принципу: система водяного охлаждения представляет собой замкнутый контур, в котором, приводимая в движение отдельной помпой, непрерывно циркулирует охлаждающая жидкость (в большинстве случае это обычная дистиллированная вода).

Для отвода тепла от процессора и передачи его теплоносителю предназначен ватерблок, размеры которого гораздо меньше любого применяемого на сегодняшний день воздушного кулера. При необходимости в системе может быть установлено (последовательно или параллельно) несколько ватерблоков, например, на центральный процессор, на видеопроцессор, на северный мост чипсета и т.д., вплоть до MOSFET-транзисторов стабилизатора питания системной платы. Как и в случае традиционного радиатора, эффективность жидкостного радиатора определяется площадью контакта его поверхности с охлаждающим веществом, для увеличения которой внутри ватерблока встречаются ребра, иголки или же проложены каналы сложной формы, обеспечивающие хорошее перемешивание придонных слоев.

Еще одним устройством, определяющим эффективность, впрочем, как и надежность жидкостной системы охлаждения, является помпа, компенсирующая мизерную теплопроводность воды ее механическим переносом. Ведь степень теплоотвода от охлаждаемого устройства прямо пропорциональна скорости тока жидкости, а если вода перестанет циркулировать в контуре, то эффективность охлаждения катастрофически упадет. Помпы бывают двух типов: погружаемые в резервуар с охлаждающей жидкостью и внешние, с собственным герметичным корпусом. Конструкция погружаемых насосов очень проста - по сути, это вращающаяся в жидкости крыльчатка, заключенная в легкий кожух. Ее центробежная сила создает необходимый напор жидкости. Погружные помпы компактны, но требуют объемных расширительных бачков, в которых они и размещаются. Они довольно дешевы и поэтому господствуют на рынке.

Отдельная внешняя помпа гораздо дороже, ведь для нее уже требуется качественный, специально обработанный герметичный корпус. Зато надежность и производительность решения в последнем случае может быть гораздо выше. Они могут обходиться без расширительного бачка вообще, однако на практике все же стоит использовать расширительный бачок, хотя бы небольшой, обеспечивающий удобную заправку системы и "отлавливание" воздушных пузырьков.

После ватерблока нагретая жидкость поступает по трубкам в радиатор теплообменника, где и отдает все накопленное тепло в окружающее пространство. Понятно, что без активного охлаждения потребуется достаточно объемный и тяжелый радиатор. Для маленьких и компактных обязательно нужны вентиляторы, которые, для снижения общей шумности системы, чаще всего имеют большой диаметр и низкую скорость вращения крыльчатки. В конструкции радиатора применимы все широко известные технологии обычного воздушного охлаждения. В данном случае, в отличие от традиционного процессорного кулера, жестко привязанного к процессору на системной плате, конструкция радиатора не связана суровыми ограничениями по размеру и массе, ведь он может размещаться свободно, в наиболее удобном месте системного блока или даже вообще быть вынесен наружу. Но все же монтаж всей жидкостной системы охлаждения внутри корпуса имеет ряд недостатков. Во-первых, современные "типовые" корпуса изначально не проектировались под установку таких конструкций, и здесь могут возникнуть проблемы с расположением, особенно наиболее мощных из них. Для установки достаточно эффективной системы жидкостного охлаждения потребуется либо специальный корпус, либо эта система должна быть вынесена во внешний блок. Этот блок может включать в себя помпу, радиатор теплообменника с охлаждающим вентилятором, также может присутствовать система электронного управления и цифровой индикатор температуры. Вовнутрь корпуса компьютера ставится только жидкостный радиатор, соединенный с блоком гибкими трубками, и датчик температуры. Такая конструкция системы охлаждения, более подробно рассмотренная ниже, полностью самодостаточна.

Что касается трубок, по которым течет жидкость, то их чаще всего изготавливают из силикона, что дает возможность их удобно стыковать и выполнять в самых затейливых конфигурациях. Они легко поддаются обработке, не занимают много места внутри корпуса, и им не мешают все те неровности и выступающие элементы, которые критичны для потока воздуха. Тем самым обеспечивается лучший тепловой режим внутри системного блока, и уже не потребуется столь мощная общая вентиляция его пространства.

В настоящее время системы жидкостного охлаждения все более и более активно продвигаются на рынок. Причины этого понятны. Качество и продуманность жидкостных конструкций охлаждения повышается, а стоимость наоборот - падает. Сейчас уже можно приобрести полностью укомплектованный набор для монтажа в корпусе достаточно приличной жидкостной системы менее чем за $100. Но наиболее яркие, нестандартные решения от лидеров индустрии стоят, конечно, гораздо дороже. Героями нашего сегодняшнего обзора будут две оригинальные системы жидкостного охлаждения двух ведущих компаний на рынке "топовых" систем охлаждения, двух непримиримых конкурентов - Thermaltake и Zalman. Ни та, ни другая компания в представлении особо не нуждаются - обе они давно заработали популярность у поклонников качественных систем охлаждения и заслуженное уважение у тех, кто стремится собрать себе максимально "тихую" систему.

Thermaltake Aquarius III Liquid Cooling
Система водяного охлаждения Thermaltake Aquarius III, как и подавляющее большинство других изделий компании, ориентирована, в первую очередь, на поклонников моддинга. Причем не простых любителей обвешивать корпус своего компьютера самыми разными перемигивающимися побрякушками, а серьезных людей, способных раскошелиться на дорогие корпуса Thermaltake серии "Х". Об этом напоминает алюминиевый внешний блок синего цвета с фирменным логотипом в виде буквы "X" наверху, синяя же подсветка в рабочем состоянии и даже анодированные под золото решетки...

Внутри блока достаточно компактно расположились все основные элементы системы - резервуар для охлаждающей жидкости с помпой из синего плексигласа и массивный медный радиатор, обдуваемый 80-мм вентилятором. Конструкция радиатора предельно проста и не имеет каких-либо особых изысков (что даже немного непривычно): обычная изогнутая трубка, которая проходит через тонкие медные ребра и припаяна к ним. Пожалуй, это самая распространенная и простая конструкция теплообменника.

А вот передняя панель блока больше похожа на панель управления какого-нибудь футуристического самолета (или, в крайнем случае, автомобиля). Два верхних цифровых индикатора отображают температуру: один - на входе радиатора, а второй - CPU. Для обоих можно выставить критическую температуру, при которой подсветка сменит цвет с синего на фиолетовый и раздастся звуковой сигнал, оповещающий пользователя о слишком высокой температуре. Третий индикатор позволяет контролировать скорость вращения крыльчатки помпы и обороты вентилятора, кроме того, в системе имеются два дополнительных разъема, к которым можно подключить другие вентиляторы и контролировать их работу. Кстати, вентилятор "водянки" имеет переменную скорость вращения, которая регулируется вручную в пределах от 2000 и до 5500 оборотов/мин. И если при минимальной скорости вращения его практически не слышно (чего не скажешь о помпе, которую, впрочем, не сколько слышно, сколько ощущается ее вибрация), то на максимальных оборотах шум вентилятора достигает весьма заметной величины 48 дБ.

К компьютеру основной блок подключается с помощью специального разъема, внешне напоминающего стандартный девятиконтактный коннектор COM-порта, и двух штуцеров для шлангов. Все это "хозяйство", в свою очередь, подключается к планке-заглушке на задней панели корпуса ПК. А уже от нее идут два шланга к ватерблоку, один провод со стандартным четырехконтактным разъемом питания - к блоку питания и еще один провод - к термодатчику.

Медный ватерблок с помощью целой россыпи самых различных приспособлений, входящих в комплект поставки, может быть установлен на любой современный процессор, как Intel (разъемы LGA 775 и Socket 478 и 370), так и AMD (разъемы Socket А/940/939/754), причем усилия прижима можно регулировать в достаточно широких пределах.

Шлангов в комплекте системы имеется аж четыре штуки - 2 длинных, по полтора метра (наружных), и 2 коротких, по 30 см (внутренних). От перегиба и излома их защищают специальные пружины, при монтаже системы вставляемые внутрь шланга.

Кстати, наряду с системой водяного охлаждения Aquarius III компания Thermaltake выпускает и ее гораздо более скромный (и, естественно, дешевый) внутренний вариант Aquarius II, в котором те же самые и бачок с помпой, и радиатор с вентилятором монтируются внутри корпуса компьютера.

Zalman Reserator 1
При всех несомненных достоинствах системы жидкостного охлаждения Thermaltake Aquarius III, на ее базе невозможно создать полностью бесшумный компьютер. А вот конкурирующее с ней аналогичное устройство (такое же внешнее исполнение, да и ценовой диапазон один и тот же - $200), Zalman Reserator 1, похоже, на такое способно.

Главный элемент Reserator'а - огромная оребренная "водонапорная башня", покоящаяся на мощной круглой подставке, совмещает в себе резервуар с погружной помпой и радиатор, откуда и произошло название системы - "Reservoir" (резервуар) +"Radiator" (радиатор) = "Reserator". Zalman Reserator 1 не имеет вентиляторов, и, следовательно, не производит шума вообще.

Как заявляют представители компании, Reserator эффективно работает даже при натуральной конвекции, а встроенная водяная помпа (относительно маломощная) лишь позволяет повысить эффективность охлаждения. Довольно неудобно реализовано питание помпы от сети переменного тока 220 В, что обуславливает необходимость включения ее вручную при каждом включении компьютера.

Схема работы системы предельно проста: помпа качает воду из резервуара в направлении выходного штуцера, далее вода проходит через один или несколько ватерблоков и возвращается в резервуар через входной штуцер, где перемешивается с массой холодной воды. Максимальный объем воды, на который рассчитана система, составляет 2,5 л. Ребра, расположенные снаружи резервуара-радиатора, обеспечивают эффективную отдачу тепла в окружающее пространство даже при отсутствии принудительного обдува - площадь наружной поверхности резервуара, по данным Zalman, составляет 1,274 квадратных метра.

В комплект поставки Zalman Reserator 1 входит процессорный ватерблок ZM-WB2 Gold, состоящий из алюминиевого кожуха и запрессованного в него медного сердечника. Комплект креплений ватерблока почти полностью повторяет крепления обычных кулеров 7000-й серии от Zalman: всевозможные планки, бруски, пластинки и болты позволяют установить процессорный ватерблок на любые современные процессоры: Intel Pentium 4 , AMD Athlon/Duron/Athlon XP и Athlon 64.

Силиконовые водопроводные трубки заводятся в компьютер через заднюю панель и совершенно не мешают подключению других компонентов. Однако и здесь конструкторы Zalman применили оригинальное (хотя и довольно спорное) решение. Для того чтобы отслеживать работу системы, в одну из трубок встроен специальный поплавковый индикатор. Если все в порядке, помпа исправна и шланги нигде не пережаты, внутри стеклянной трубки индикатора дрожит яркий пластиковый флажок, показывающий, что вода циркулирует нормально. Если же система выключена или что-то препятствует потоку воды, флажок находится в спокойном состоянии.

Помимо штатного процессорного ватерблока ZM-WB2, к Reserator 1 можно подключить еще и дополнительный комплект Zalman ZM-GWB1, включающий в себя 2 ватерблока для установки на графический процессор видеокарты (ATI и nVidia) и микросхемы видеопамяти.

Заключение
Несмотря на то, что на рынке систем жидкостного охлаждения в настоящее время наблюдается определенное оживление, все же эти продукты направлены пока что в основном на энтузиастов. Для установки системы жидкостного охлаждения (особенно во внутреннем исполнении) потребуются определенные слесарные навыки, пусть и в минимальных объемах. Стоимость же подобных устройств серьезно превышает стоимость "воздушных" кулеров, даже самых продвинутых.

Не стоит забывать и о потенциальной опасности систем водяного охлаждения - практически все они используют в качестве хладагента воду. А вода - токопроводящая жидкость с довольно низкой температурой кипения, поэтому она испаряется даже при комнатной температуре, а повышенная влажность внутри системного блока - явление более чем нежелательное. Не говоря уже о риске безвозвратной гибели компьютера в случае повреждения герметичности шланга, ватерблока или какого-либо из многочисленных соединений. Тем не менее, уже сейчас мы можем констатировать, что альтернатив технологии водяного охлаждения в ближайшем будущем не предвидится.

И последнее. Эффективность использования водяного охлаждения будет достаточно заметна только в современных высокопроизводительных системах. Если же у вас какой-нибудь старенький "торик", или "пентюх", а видеокарта, пусть и достаточно современная, но дешевле $100, то приобретение "водянки" будет пустой тратой денег - она вам совершенно не нужна (разве что на перспективу, да и то - сомнительную).

  • Главная
  • Komp
  • Komp 1
  • Komp 2
  •  ||

    „Kdo se umí smát sám sobě, má právo smát se smát všemu ostatnímu, co mu k smíchu připadá.“ Jan Werich