Система жидкостного охлаждения Cooler Master Aquagate Max (RL-HUB-KBU1-GP)

Позиционирование систем жидкостного охлаждения

Cooler Master Aquagate Max (RL-HUB-KBU1-GP)

Тестирование системы Aquagate Max

Позиционирование систем жидкостного охлаждения

Еще пару лет назад, когда энергопотреб­ление процессоров превышало планку в 100 Вт и традиционные воздушные системы охлаждения с трудом справлялись с охлаждением этих горячих монстров, работая на пределе своих возможностей, перспективность жидкостных систем охлаждения казалась вполне реальной. Действительно, жидкостные системы охлаждения обладают высокой эффективностью, а многие из них еще и значительно менее шумные в сравнении со своими воздушными аналогами. Однако после того, как в процессорной индустрии наступил коренной перелом и был взят курс на повышение энергоэффективности процессоров при одновременном снижении потребляемой ими мощности, процессоры перестали быть горячими, а проблема их охлаждения — актуальной. Это, кстати, стало причиной сворачивания многих казавшихся в ту пору весьма перспективными проектов. Взять хотя бы стандарт BTX — сегодня о нем уже никто и не вспоминает.

Теперь даже самые высокопроизводительные четырехъядерные процессоры серии Intel Core 2 Quad потребляют 95 Вт, а их двухъядерные собратья и того меньше — всего 65 Вт. Понятно, что с охлаждением этих процессоров справится любой бюджетный кулер. Казалось бы, в таких условиях можно лишь посочувствовать производителям систем охлаждения, чей бизнес переживает отнюдь не простые времена. Но не тут-то было. Они не покладая рук и с немалым энтузиазмом разрабатывают все новые и новые модели. «Зачем? Неужели эта продукция может пользоваться спросом?» — спросите вы. Оказывается, не только может, но и пользуется.

Действительно, с охлаждением современных процессоров легко справляется любой бюджетный кулер. Вопрос лишь в том, какой ценой достигается нормальный (в смысле теплоотвода) режим работы процессора. Ведь нередко дешевые воздушные кулеры, а зачастую и дорогие модели оказываются очень шумными. Собственно, создание малошумных кулеров с требуемой эффективностью теплоотвода — это лишь одно направление деятельности компаний, занимающихся производством систем охлаждения.

Другое — это оверклокинг, который, несмотря на тенденцию снижения энергопотребления процессоров, еще никто не отменял. Можно долго дискутировать по поводу целесообразности разгона процессора, но факт остается фактом: спрос на эту забаву есть, а раз есть спрос, то всегда найдется и предложение. Как известно, разгон процессора возможен только в случае его эффективного охлаждения. Связано это с тем, что при разгоне приходится увеличивать напряжение питания процессора, что влечет за собой рост энергопотребления. Причем зависимость между напряжением процессора и потребляемой им мощностью нелинейна и незначительное увеличение тактовой частоты процессора в результате разгона (что требует увеличения напряжения питания) приводит к значительному возрастанию его энергопотребления. Если попытаться сформулировать всю эту теорию проще, то при разгоне процессора нужно использовать очень эффективную систему охлаждения. Вот тут-то и вспоминают о дорогих топовых воздушных кулерах и жидкостных системах охлаждения.

Принципиальная разница между воздушным и жидкостным охлаждением заключается в том, что в последнем случае для переноса тепла вместо воздуха применяется жидкость, обладающая большей, по сравнению с воздухом, теплоемкостью. С этой целью вместо воздуха через радиатор прокачивается жидкость — вода или другие подходящие для охлаждения составы. Циркулирующая жидкость обеспечивает гораздо лучший теплоотвод, чем поток воздуха.

Принцип действия жидкостных систем охлаждения достаточно прост и напоминает тот, на котором основана система охлаждения в автомобильных двигателях.

Холодная жидкость (как правило, дистиллированная вода) прокачивается через радиаторы охлаждаемых устройств, в которых она нагревается (отводит тепло). После этого нагретая жидкость поступает в теплообменник, в котором обменивается теплом с окружающим пространством и охлаждается. Для эффективного теплообмена с окружающим пространством в теплообменниках, как правило, используются вентиляторы. Все компоненты конструкции соединяются между собой гибкими силиконовыми шлангами. Для того чтобы заставить жидкость циркулировать по замкнутому контуру, применяется специальный насос — помпа. Структурная схема такой системы показана на рис. 1.

 

Рис. 1. Общая схема жидкостного охлаждения с помпой

Посредством системы жидкостного охлаждения тепло может отводиться от центрального процессора, графического процессора видеокарты, северного мос­та чипсета и даже от жестких дисков. Эффективность жидкостных радиаторов определяется площадью контакта его поверхности с жидкостью, поэтому для увеличения площади контакта внутри жидкостных радиаторов устанавливают ребра или столбчатые иголки.

Кроме очевидных преимуществ, жидкостные системы теплоотвода имеют и ряд принципиальных недостатков в сравнении с воздушными системами. Главный их недостаток заключается в том, что если воздушный кулер процессора отводит тепло не только от самого процессора, но и от окружающих его цепей (в частности, от VRM-модуля), то жидкостные системы охлаждения действуют локализованно и никакого охлаждения VRM-модуля не производят. Это, в свою очередь, таит в себе опасность перегрева именно питающих цепей процессора и, как следствие, активации тепловой защиты.

Поэтому системы жидкостного охлаждения предпочтительно использовать только в сочетании с материнскими платами, дизайн которых предусматривает специальное охлаждение VRM-модуля (например, специальный радиатор или даже отдельный вентилятор).

Следующий недостаток водяных систем охлаждения — это их высокая стоимость (особенно в сравнении с традиционными воздушными системами охлаждения). Остается лишь надеяться, что указываемые производителем преимущества жидкостных систем охлаждения — эффективность теплоотвода и бесшумность — смогут компенсировать все их недостатки.

Жидкостные системы охлаждения адресованы исключительно пользователям, самостоятельно занимающимся сборкой компьютера. Вы никогда не найдете компьютера серийной сборки, в котором использовалась бы жидкостная система охлаждения. Причин тому несколько, но главное то, что жидкостная система охлаждения сделает ваш компьютер в каком-то смысле эксклюзивным. Собственно, поэтому жидкостные системы охлаждения и пользуются спросом.

Cooler Master Aquagate Max (RL-HUB-KBU1-GP)

После небольшого отступления и рассказа о позиционировании жидкостных систем охлаждения перейдем к детальному рассмотрению системы Aquagate Max (RL-HUB-KBU1-GP) от компании Cooler Master.

Дизайн данной системы охлаждения предполагает внутренний монтаж. В базовую комплектацию системы входят блок радиатора с двумя 120-мм вентиляторами (рис. 2), жидкостный блок с помпой и системой управления (рис. 5), теплосъемный элемент (рис. 4) с системой крепления, два термодатчика, гибкие шланги и емкость с охлаждающей жидкостью.

 

Рис. 2. Блок радиатора системы Aquagate Max

Рис. 5. Жидкостный блок с помпой и системой управления

Рис. 4. Теплосъемный элемент процессора системы Aquagate Max

При этом жидкостный блок занимает в ПК два отсека формфактора 5,25 дюйма, а размеры самого блока составляют 200x145x85 мм.

Сразу оговоримся, что система Aquagate Max совместима далеко не с любым корпусом. Дело в том, что блок радиатора системы с вентиляторами предполагает крепление к верхней стенке корпуса, который соответственно должен иметь монтажные отверстия и вентиляционную решетку. Конечно, можно воспользоваться дрелью и фрезой, дабы довести корпус «до ума», однако нужно иметь в виду, что размеры радиатора (300x142x71 мм) таковы, что он встанет далеко не в каждый корпус. Есть и более важная причина, не позволяющая использовать данную систему охлаждения с любым корпусом. Дело в том, что она предназначена для применения только с корпусами, поддерживающими стандарт ESA. С другими корпусами данная система не будет функционировать так, как должна бы. Если говорить более точно, то в случае ее использования в корпусе, не поддерживающем стандарт ESA, вентиляторы радиатора окажутся неуправляемыми и всегда будут вращаться на максимальной скорости. Поэтому данная система охлаждения может применяться только в комплекте с корпусом Cooler Master COSMOS ESA RC-1010-KSN1-GP и несовместима с другими корпусами.

Внутри жидкостного блока расположены резервуар для жидкости, помпа и система управления помпой и вентиляторами радиатора. Резервуар для жидкости имеет размеры 122x89x74 мм, а его емкость составляет 340 мл. Помпа, выполняющая функцию насоса для охлаждающей жидкости, обладает довольно компактными размерами — всего 47x62x60 мм. При этом насос достаточно мощный и обеспечивает уровень подъема жидкости до высоты 2 м (так принято измерять уровень жидкостного давления, создаваемого насосом), а максимальный поток прокачиваемой насосом жидкости составляет 450 л/ч. Как указывается в технической документации, уровень шума, создаваемый помпой, составляет всего 23 дБА, то есть фактически этой помпы просто не должно быть слышно. При этом отметим, что помпа запитывается от номинального напряжения 8 В и потребляет ток 0,6 А, а ее максимальная потребляемая мощность составляет 6,5 Вт.

Радиатор системы Aquagate Max выполнен из алюминия и укомплектован двумя 120-мм вентиляторами толщиной 25 мм с зеленой светодиодной подсветкой. Вентиляторы являются четырехконтактными, а значит, предполагают использование технологии PWM для управления скоростью вращения. Вентиляторы подключаются к соответствующим четырехконтактным разъемам жидкостного блока. Для того чтобы управлять скоростью вращения вентиляторов, то есть фактически задавать требую скважность PWM-импульсов, используются два термодатчика, устанавливаемые в разрез шланга, по которому течет охлаждающая жидкость (рис. 3). Один термодатчик устанавливается в разрез шланга, соединяющего радиатор с теп­лосъемным блоком процессора (по этому шлангу течет нагретая жидкость), а второй — в разрез между теплосъемным блоком процессора и жидкостным блоком (по этому шлангу течет охлажденная жидкость). Оба термодатчика подключаются к соответствующим разъемам, расположенным на жидкостном блоке, который, в свою очередь, подключается по USB-шине к материнской плате ПК. Показания термодатчиков передаются на материнскую плату ПК по USB-шине, а блок управления ESA, расположенный в корпусе, на основании этих показаний выбирает нужную скважность управляющих PWM-импульсов и предает соответствующий сигнал на плату управления вентиляторами. Собственно, именно поэтому выше мы подчеркнули, что данную систему охлаждения нельзя использовать в корпусах, не поддерживающих стандарт ESA, так как в противном случае мы получим неуправляемые вентиляторы.

 

Рис. 3. Термодатчики системы Aquagate Max

Скорость вращения вентиляторов меняется в диапазоне от 850 до 2400 об./мин, а максимальный воздушный поток, создаваемый одним вентилятором при максимальной скорости вращения, составляет 71,81 CFM. Если же говорить о воздушном давлении, оказываемом вентилятором, то оно составляет 2,73 мм H2O (водяного столба). При этом уровень шума, производимого одним вентилятором, равен 22 дБА, правда в документации не указывается, какой скорости вращения он соответствует. Остается лишь добавить, что мощность, потребляемая одним вентилятором, составляет 4,8 Вт (видимо, речь идет о максимальной мощности).

На передней панели жидкостного блока имеется прозрачное окошко, позволяющее контролировать уровень охлаждающей жидкости. Остается лишь добавить, что жидкостный блок с помпой и системой управления подключается к блоку питания компьютера (используется молекс-разъем) и к USB-разъему на материнской плате.

В заключение нашего описания системы Aquagate Max добавим, что, согласно технической документации, данная система позволяет охлаждать любые процессоры Intel с разъемом LGA 775 и любые процессоры AMD с разъемами Socket 754/939/940/AM2/F. При этом заявленная рассеиваемая тепловая мощность достигает 600 Вт.

Монтаж системы жидкостного охлаждения сложностей не вызывает. Всё достаточно просто и интуитивно понятно, хотя, конечно, повозиться придется.

Итак, нам осталось лишь выяснить эффективность данной системы охлаждения.

Тестирование системы Aquagate Max

Для того чтобы протестировать систему охлаждения Aquagate Max, был собран специализированный стенд, включающий цифровой осциллограф BORDO 211A, цифровой генератор сигналов AGENT B230, мультиметр и шумомер Center 322. Это оборудование позволило нам измерить характеристики используемых в радиаторе вентиляторов. В частности, мы измерили зависимость скорости вращения вентиляторов от скважности PWM-импульсов, потребляемую вентиляторами мощность, а также зависимость уровня шума от скорости вращения вентилятора.

Для измерения зависимости скорости вращения вентилятора от скважности PWM вентилятор запитывался от источника постоянного напряжения (уровень напряжения составлял 12,02 В), а управляющие прямоугольные PWM-импульсы нужной скважности генерировались цифровым генератором. Скорость вращения вентилятора определялась по сигналу тахометра, который контролировался с помощью осциллографа. За один оборот крыльчатки генерировались два прямоугольных импульса (это и есть сигнал тахометра). Таким образом, зная частоту импульсов тахометра, можно вычислить скорость вращения вентилятора. Так, если f — частота следования импульсов сигнала тахометра в герцах (Гц), то скорость вращения, измеряемая в оборотах в минуту, w (об./мин) — 30xf (Гц).

При тестировании скважность импульсов менялась в диапазоне от 0 до 100%. При этом амплитуда импульса составляла 2 В, а частота импульсов — 23 кГц.

К сожалению, по причине отсутствия корпуса Cooler Master COSMOS ESA RC-1010-KSN1-GP провести полнофункциональное тестирование данной системы охлаждения мы не смогли. Конечно, можно было бы собрать стенд и попытаться определить, насколько эффективно система охлаждает процессор, однако то, что она справится с охлаждением любого процессора, очевидно безо всякого тес­тирования. Другое дело, насколько шумной при этом она окажется. Однако выявить уровень шума, не имея ESA-совместимого корпуса, невозможно, поскольку, как уже отмечалось, в этом случае вентиляторы не управляются и вращаются на максимальной скорости.

При тестировании вентиляторов радиатора выяснилось, что максимальная скорость вращения, соответствующая скважности 100%, составляет 2120 об./мин.

При скважности импульсов 7,5% вентилятор перестает вращаться, а чтобы он начал вращаться из положения покоя, необходимо, чтобы скважность импульсов составила как минимум 14%. Зависимость скорости вращения вентилятора от скважности PWM-импульсов показана на рис. 6.

 

Рис. 6. Зависимость скорости вращения вентилятора от скважности PWM-импульсов

Попутно заметим, что при максимальной скорости вращения сила тока, потребляемая вентилятором, составляет 0,34 А, а потребляемая мощность равна 4,08 Вт.

Что касается уровня шума, создаваемого вентилятором, то ситуация следующая. Помпа создает шум на уровне 34 дБА при фоновом шуме в 30 дБА. Услышать работу помпы можно только в полной тишине, да и то придется напрягать слух.

При подключении одного вентилятора и его вращении на полной скорости уровень шума повышается до 41 дБА, то есть уже на 10 дБА превышает уровень фона. Для сравнения отметим, что этот уровень шума соответствует среднему уровню шума офисного ПК. А при подключении одновременно двух кулеров уровень шума увеличивается до 52 дБА. Чтобы услышать такую систему, уже не придется напрягаться. Это довольно высокий уровень шума для компьютерной системы. Однако еще раз подчеркнем, что, во-первых, данная система предназначена для отвода огромного количества тепла от высокопроизводительных процессоров, а, во-вторых, речь идет об уровне шума, создаваемом при максимальной скорости вращения обоих вентиляторов. Если же организовать в системе управление скоростью вращения вентиляторов (как оно и должно быть при использовании корпуса Cooler Master COSMOS ESA RC-1010-KSN1-GP), то вентиляторы вряд ли когда-нибудь будут вращаться на своей максимальной скорости и мы получим тихую, стильную и эффективную систему охлаждения.

 

В начало В начало

КомпьютерПресс 5'2008

Наш канал на Youtube

1999 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2001 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2002 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2003 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2004 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2005 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2006 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2007 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2008 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2009 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2010 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2011 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2012 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2013 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Популярные статьи
КомпьютерПресс использует