Чтобы не как у всех
Устройство систем жидкостного охлаждения
Система жидкостного охлаждения Reserator 1
Вам надоело однообразие серого, безликого корпуса вашего ПК, который как две капли воды похож на системные блоки ваших друзей? Вам хочется хоть как-то выделиться из массы, чтобы ваш домашний компьютер имел неповторимый, уникальный дизайн, которым можно гордиться? Тогда вам стоит обратить внимание на альтернативные системы, предлагаемые компанией Zalman, о которых и пойдет речь в этой статье.
ам
доводилось когда-нибудь видеть ПК, в корпусе которого не были бы установлены
вентиляторы охлаждения? «А разве такое возможно?» — спросите вы. Действительно,
современные компьютеры подразумевают достаточно мощную систему охлаждения. Сегодня
уже ни один ПК не обходится без специальных кулеров для охлаждения процессора,
видеокарты, северного моста чипсета. Нередко специализированные кулеры устанавливаются
и на жесткие диски, а в самом корпусе для принудительной конвекции устанавливаются
дополнительные вентиляторы. Делать нечего — с законами физики не поспоришь,
и рост тактовых частот и производительности ПК неизбежно сопровождается повышением
энергопотребления и, как следствие, выделением тепла. Ну а для эффективного
отвода рассеиваемого тепла из корпуса традиционно используют вентиляторы. Казалось
бы, а что в этом плохого — ведь воздушные системы охлаждения вполне успешно
справляются с возложенной на них задачей. Как известно, все современные процессоры
рассчитаны именно на воздушное охлаждение, причем для этого вполне достаточно
штатного кулера, поставляемого в боксовом варианте процессора, а видеокарты
вообще продаются вместе со штатной воздушной системой охлаждения. Да, действительно,
системы воздушного охлаждения вполне справляются с возложенными на них задачами,
но, тем не менее, имеют один существенный недостаток — они являются источником
назойливого, монотонного и раздражающего шума, издаваемого компьютером. И правда
— кто из нас не сталкивался с этой проблемой, особенно если вынужден был работать
в ночное время? Тут уж к гулу компьютера добавляется и ропот жены или родителей
(у каждого свои проблемы), которые не могут заснуть из-за шумящего ПК. Мешает
этот шум и игроманам, и любителям посмотреть на компьютере фильм или послушать
музыку. Не легче приходится и тем, кто проводит за подобным ПК в офисе по 8
часов в день.
В типичном компьютере можно выделить несколько паразитных источников шума:
- вентилятор блока питания;
- вентилятор кулера центрального процессора;
- вентилятор на высокопроизводительной видеокарте;
- дополнительные вентиляторы в корпусе системного блока;
- вентиляторы, установленные на материнской плате;
- шум работы дисководов;
- шум жестких дисков;
- конструкция корпуса системного блока, усиливающая вибрации от вращающихся компонентов.
Казалось бы, создать современный, высокопроизводительный ПК, на котором «летал» бы DOOM III, и в то же время сделать его абсолютно бесшумным — задача противоречивая и практически не разрешимая. Однако решение все-таки существует. Для этого нужно просто отказаться от традиционных систем воздушного охлаждения, заменив их системой жидкостного охлаждения.
Устройство систем жидкостного охлаждения
Принципиальная разница между воздушным и жидкостным охлаждением заключается в том, что в последнем случае для переноса тепла вместо воздуха используется жидкость, обладающая большей, по сравнению с ним, теплоемкостью. Для этого вместо воздуха через радиатор прокачивается жидкость — вода или другие подходящие для охлаждения составы. Циркулирующая жидкость обеспечивает гораздо лучший теплоотвод, чем поток воздуха.
Другое различие заключается в том, что жидкостные системы охлаждения — куда менее шумные в сравнении с традиционными, поскольку в принципе не требуют использования воздушных кулеров.
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 корпусу, используется специальный насос — помпа. Структурная схема такой системы показана на рис. 1.
Рис. 1. Общая схема жидкостного охлаждения с помпой
Посредством систем жидкостного охлаждения тепло отводится от центральных процессоров и графических процессоров видеокарт. Эффективность жидкостных радиаторов определяется площадью контакта его поверхности с жидкостью, поэтому для увеличения площади контакта внутри жидкостных радиаторов устанавливают ребра или столбчатые иголки.
Во внешних жидкостных системах охлаждения внутри корпуса компьютера размещается только жидкостный радиатор, а резервуар с охлаждающей жидкостью, помпа и теплообменник, помещенные в единый блок, выносятся за пределы корпуса ПК.
Система жидкостного охлаждения Reserator 1
Одним из классических примеров систем жидкостного охлаждения, доступных на российском рынке, является система Reserator 1 (рис. 2) компании Zalman (www.zalman.co.kr), специализирующейся на выпуске бесшумных систем охлаждения.
Рис. 2. Система внешнего жидкостного охлаждения ZALMAN RESERATOR 1
По своему дизайну данная система довольно оригинальна и представляет собой своего рода «водяную трубу», устанавливаемую рядом с системным блоком ПК.
Система Reserator 1 включает несколько функциональных блоков: собственно теплообменник со встроенной помпой и резервуаром для жидкости, жидкостный радиатор процессора ZM-WB2 Gold (рис. 3), индикатор потока жидкости 1EA (рис. 4) и опциональный жидкостный радиатор для графического процессора ZM-GWB1 в комплекте с радиаторами для микросхем видеопамяти (рис. 5).
Рис. 3. Жидкостный радиатор процессора ZM-WB2 Gold
Рис. 4. Индикатор потока жидкости 1EA
Рис. 5. Жидкостный радиатор для графического процессора ZM-GWB1
Внешний теплообменник системы Reserator 1 имеет высоту 59,2 см при диаметре 15 см. С учетом расходящихся ребер радиатора общая его поверхность составляет 1,274 м2. Выполнен теплообменник из алюминия и имеет общую массу 6,5 кг (без учета жидкости).
Индикатор потока жидкости 1EA включается в контур циркуляции жидкости и предназначен для визуального контроля потока жидкости. Когда жидкость циркулирует по контуру, заслонка внутри индикатора начинает вибрировать, что говорит о нормальном состоянии системы.
Жидкостный радиатор процессора ZM-WB2 Gold имеет полностью медное основание и может использоваться для любых процессоров и разъемов (Intel Pentium 4 (Socket 478), AMD Athlon/Duron/Athlon XP (Socket 462), AMD 64 Athlon 64/ Athlon FX/ Opteron (Socket 754/940), для чего в комплекте предусмотрены различные типы креплений. Естественно, что в комплект поставки радиатора процессора ZM-WB2 Gold входит и подробная инструкция по установке. Аналогичная инструкция прилагается и к радиатору для графического процессора ZM-GWB1, и к самой системе Reserator 1.
Сборка системы
Сборка системы водяного охлаждения Reserator 1 не представляет сложности и доступна любому, кто хоть раз заглядывал внутрь системного блока. Все, что для этого требуется, — это нарезать шланги нужной длины и прикрутить их к радиатору процессора ZM-WB2 Gold, к индикатору потока жидкости 1EA и собственно к самому теплообменнику (рис. 6).
Рис. 6. Установка радиатора процессора ZM-WB2 Gold на системную плату
При этом, чтобы иметь возможность отсоединять теплообменник от системного блока ПК, на задней плашке системного блока крепятся специальные муфты, на которые с обеих сторон насаживаются шланги. В общей сложности сборка всей системы занимает не более 15 минут. После этого остается залить в теплообменник обычную холодную водопроводную воду, включить помпу и, убедившись по индикатору потока жидкости, что вода циркулирует по контуру нашей системы, включить компьютер.
В случае если вместе со стандартным комплектом Reserator 1 используется опциональный жидкостный радиатор для графического процессора ZM-GWB1, систему охлаждения видеокарты придется слегка модифицировать. Для этого потребуется удалить стандартный вентилятор и радиатор графического процессора и радиаторы (при их наличии) микросхем памяти, установив на их место радиаторы, входящие в комплект поставки ZM-GWB1. На место штатного радиатора графического процессора крепится жидкостный радиатор, к которому подводятся шланги для прокачки жидкости. При этом жидкостный радиатор процессора и радиатор графического процессора устанавливаются последовательно друг за другом, то есть жидкость сначала используется для отвода тепла от центрального процессора, а затем — от графического процессора (рис. 7).
Рис. 7. Последовательное охлаждение центрального и графического процессоров при использовании комплекта ZM-GWB1
На наш взгляд, у такого подхода имеется один недостаток: поскольку для охлаждения (теплоотвода) графического процессора используется уже нагретая жидкость, это снижает эффективность теплоотвода. Логичнее было бы использовать жидкостные радиаторы центрального и графического процессоров параллельно друг другу, для чего необходимо дополнительно задействовать два разветвителя для жидкостных шлангов. В этом случае и в жидкостный радиатор центрального процессора, и в жидкостный радиатор графического процессора поступает охлажденная жидкость одной и той же температуры (рис. 8).
Рис. 8. Предлагаемая схема параллельного охлаждения центрального и графического процессоров
Возможно, что те читатели, кто отважится воспользоваться данной системой охлаждения, доведут ее до ума и реализуют параллельное охлаждение.
Эффективность системы
Конечно, наш обзор был бы не полным без оценки эффективности системы жидкостного охлаждения в сравнении с традиционными воздушными системами охлаждения.
Для того чтобы оценить эффективность теплоотвода, реализуемого системой Reserator 1, был собран стенд на основе материнской платы с чипсетом Intel 925P и процессором Intel Pentium 4 3,4 ГГц (Prescott). Для загрузки процессора (то есть для его разогрева) использовалась утилита BurnMax, утилизирующая процессор на 100%. Контроль температуры процессора осуществлялся при помощи утилиты мониторинга, входящей в комплект материнской платы, а для теплоотвода сначала использовалась система жидкостного охлаждения Reserator 1, а затем — штатный кулер, входящий в комплект коробочной версии процессора.
Утилита BurnMax запускалась в течение одного часа, что позволяло достичь теплового баланса и стабилизировать температуру процессора.
Как показали результаты нашего тестирования, при использовании системы жидкостного охлаждения температура центрального процессора стабилизировалась на отметке 65-66 °С (при этом температура охлажденной в теплообменнике жидкости составляла примерно 47 °С. Характерно, что сама помпа, установленная в теплообменнике, оказалась абсолютно бесшумной, то есть помимо эффективного теплоотвода данная система представляет собой основу для создания бесшумного ПК.
При использовании штатного воздушного кулера в тех же условиях температура процессора стабилизировалась на отметке 61-62 °С, то есть на 4 °С меньше, чем при использовании системы водяного охлаждения.
Выводы
Какой же вывод напрашивается при рассмотрении приведенных результатов? Система водяного охлаждения Reserator 1 по эффективности теплоотвода ничуть не лучше традиционных воздушных систем и даже немного им уступает. И хотя мы не использовали схему последовательного охлаждения центрального и графического процессоров, мы можем предположить, что в этом случае эффективность теплоотвода станет еще меньше, чего нельзя сказать о независимом воздушном охлаждении видеокарты и процессора.
Тем не менее нужно отдавать себе отчет в том, что даже в условиях экстремальной загрузки процессора (в реальных условиях процессор загружен куда менее интенсивно) система Reserator 1 вполне справляется с возложенной на нее задачей — ведь температура в 65 °С является вполне допустимой для процессора. В то же время данная система имеет неоспоримое преимущество перед воздушным охлаждением, поскольку позволяет создавать малошумящие ПК. Ну и, конечно же, нельзя забывать, что Reserator 1 — это основа для создания неповторимого дизайна ПК своими руками.
Редакция выражает признательность компании «ОЛАНД» (www.zalman.com.ru, тел.: (095) 790-8179, 788-1918) за предоставление системы жидкостного охлаждения Zalman Reserator 1.
