Лучшее охлаждение ПК в условиях ограниченного количества вентиляторов - разрушаем стереотипные схемы охлаждения и максимально эффективно продуваем корпус

Вступление

Как эффективно охладить комплектующие внутри системного блока? Казалось бы, простой вопрос, над ответом на который не будет задумываться ни один опытный пользователь ПК, а уж тем более оверклокер или компьютерный энтузиаст. Мол что тут думать: холодный воздух идет по низу, а горячий воздух устремляется вверх - простая физика из школьного курса, следовательно, надо организовать вдув (забор холодного воздуха) снизу, а выдув горячего воздуха сверху, холодный воздух должен пройти через все комплектующие, попутно охлаждая у их и становясь теплым, и "выброситься" из корпуса по классике через вентилятор, расположенный на задней стенке. Но это теория. Теория, которая не учитывает воздушные потоки, создаваемые вентиляторами и количество этих самых вентиляторов.

Я же предлагаю рассмотреть более конкретную и приближенную к реальности ситуацию: как эффективно охладить комплектующие внутри системного блока, имея всего два вентилятора? Давайте рассмотрим как классические схемы охлаждения, так и нетипичные способы расположить вентиляторы в корпусе.

Предлагаю перейти к тестовому стенду.

Тестовый стенд

В статье такого формата было решено немного изменить структуру описания тестового стенда.

Итак, в качестве "подопытного" корпуса был выбран Thermaltake View 31 TG, довольно часто появляющийся в наших экспериментах. Выбор данной модели в качестве "испытуемой" был обусловлен тем, что  View 31 TG позволяет практически как угодно расположить вентиляторы внутри себя, а благодаря съемной передней панели данный корпус позволяет имитировать модели с плохой и хорошей продуваемостью.

За охлаждение комплектующих внутри корпуса отвечали два комплектных вентилятора Riing 14 LED Blue. Участие этих вентиляторов в эксперименте обусловлено тем, что они создают достаточно мощный воздушный поток, относительно шума, исходящего от них. И, собственно, мощный воздушный поток "раскроет" схему расположения вентиляторов, так как слабые вентиляторы смогли бы обеспечить достаточную мощность вдува или выдува и эксперимент можно было бы считать не достаточно честным и объективным.

Прогревали корпус изнутри процессор AMD Ryzen 7 2700, разогнанный до частоты в 3.9 ГГц по всем ядрам, тепловыделение которого составило порядка 140 ватт, и видеокарта NVIDIA GeForce GTX 1060 c TDP около 120 ватт. За охлаждение процессора отвечала двухбашенная система охлаждение GELID Phantom, обзор и тестирование которой были проделаны в прошлой статье. Рекомендую к ознакомлению.

Тестирование проходило при комнатной температуре в 22 градуса. Температура поддерживалась сплит-системой. Прогрев комплектующих осуществлялся программой OCCT. В качестве теста был выбран стресс-тест как видеокарты, так и процессора одновременно, AVX инструкции при этом были задействованы. Каждый тестовый прогон длился чуть больше 15 минут, чтобы обеспечить практически максимально возможный нагрев комплектующих в созданных условиях.

Тест "пристрелочный": тестирование без использования вентиляторов

Для начала было решено провести "пристрелочное" тестирование, которое заключалось в том, что комплектующие внутри закрытого корпуса будут нагреваться при естественной циркуляции воздушных потоков. Смысл же этого тестирования заключался в том, чтобы выявить "эталонную" температуру, с которой мы в последующем будем сравнивать, чтобы определить, какая схема расположения вентиляторов покажет себя максимально эффективно.

В процессе тестирования горячие воздушные потоки будут выходить естественным путем через перфорационные отверстия на верхней крышке корпуса, а также "выбрасываться" через перфорацию в задней стенке при помощи башенного кулера GELID Phantom.

Были получены следующие результаты, с которыми вы можете ознакомиться во вложении.

Тест первый, схема первая: оба вентилятора на выдув, плохой забор воздуха спереди / хороший забор воздуха с передней стенки

Прошу обратить внимание на расположение вентилятора сверху. Именно такое расположение вентилятора в верхней части корпуса является максимально эффективным решением, так как располагать вентилятор сверху в передней части корпуса не имеет никакого смысла, так как данное решение максимально нецелесообразно - зачем выбрасывыть наружу еще холодный воздух? Также сразу хочется отметить, что в данной статье не будет схем со "вдувом сверху", так как мы намерены проверить реальные варианты схем, а не рассматривать всевозможные глупости неопытных пользователей.

Итак, при плохом заборе воздуха (закрытой передней стенке) нам удается выиграть практически 10 градусов по температуре процессора относительно корпуса без вентиляторов. Видеокарта становится холоднее на 4 градуса. А скорость вращения вентиляторов на башне сократилась на 100 оборотов. Компьютер стал заметно тише и холоднее.

Прошу ознакомиться с полученными результатами

При хорошем заборе воздуха (открытой передней панели) удается выиграть дополнительный градус по температуре процессора. Скорость вращения процессорных вентиляторов несколько сокращается. Компьютер становится более шумным из-за худшей звукоизоляции.

Прошу ознакомиться с более подробными результатами во вложении.

Тест дополнительный, схема упрощенная: один вентилятор на выдув (закрытая передняя панель)

Далее предлагаю выяснить, насколько необходимо иметь два вентилятора на выдув горячего воздуха. Для этого, разумеется, я убираю вентилятор, находящийся над процессорным кулером.

Данное действие привело к чуть заметному ухудшению результатов относительно схемы с двумя вентиляторами на выдув. Температура процессора поднялась на 1 градус, видеокарта же также прогрелась на 1 градус больше. Скорость вращения вентиляторов возросла.

Прошу ознакомиться с более подробными результатами во вложении.

Тест второй, схема вторая: два вентилятора на вдув, закрытая и открытая передняя панель

Теперь посмотрим, на сколько эффективными себя покажут оба вентилятора, расположенные спереди корпуса. Выдув горячего воздуха будет осуществляться силами вентиляторов башенного кулера, а также естественным путем через перфорацию в верхней части корпуса.

С закрытой передней панелью данная схема расположения вентиляторов оказалась абсолютно неэффективной. Температура процессора поднялась на два градуса относительно схемы без использования корпусных вентиляторов. Но видеокарту удалось охладить на пару градусов.

С более подробными результатами прошу ознакомиться в материалах, представленных во вложении.

Открытая передняя панель дает настоящий "глоток свежего воздуха" комплектующим. Относительно корпуса, лишенного вентиляторов, температура процессора снизилась на 9 градусов. Данная схема расположения показала себя существенно лучше, та же компоновка вентиляторов с закрытой панелью, но проигрывает двум вентиляторам на выдув, работающими даже с закрытой передней панелью. Превосходство над одним вентилятором на выдув на 0,3 градуса - погрешность.

С более подробными результатами прошу ознакомиться в материалах, представленных во вложении.

Тест третий, вариации "классических" схем: один вентилятор на вдув, один на выдув (разное расположение вентилятора на вдув спереди корпуса), открытая и закрытая передняя панель.

Теперь мы переходим к "классическим" схемам, объединенным в единый тест, так как все они предусматривают расположение одного вентилятора на вдув и одного на выдув.

Начнем с наиболее классического варианта, когда мы имеем вентилятор на вдув, расположенный внизу передней части корпуса и обдувающий жесткие диски, вентилятор на выдув располагается на задней стенке корпуса. Передняя панель корпуса закрыта.

Такое "классическое" расположение вентиляторов проигрывает по своей эффективности вариантам с двумя вентиляторами на выдув с точки зрения температуры процессора. Однако стоит заметить, что при таком расположении вентиляторов жесткие диски внутри системного блока охлаждаются куда лучше, чем в том варианте, когда в корпусе нет вентиляторов на вдув вовсе.

С более подробными результатами прошу ознакомиться в материалах, представленных во вложении.

А теперь все то же самое, но с открытой передней панелью.

Температура ЦП снизилась до уровня двух вентиляторов на выдув с закрытой передней панелью. Температура жестких дисков опустилась до минимального значения.

С более подробными результатами прошу ознакомиться в материалах, представленных во вложении.

Нагрев и скорость вращения: "классическое" расположение вентиляторов (вентилятор на вдув снизу, передняя панель открыта)

Переставляем вентилятор на вдув выше корзины с жесткими дисками и закрываем переднюю панель корпуса.

Определенно, данная схема расположения не имеет абсолютно никакого смысла, так как температура процессора стала даже выше, чем с одним вентилятором на выдув. Но стоит заметить, что при таком расположении. 

С более подробными результатами прошу ознакомиться в материалах, представленных во вложении.

Нагрев и скорость вращения: "классическое" расположение вентиляторов (вентилятор на вдув сверху, передняя панель закрыта)

Сохраняем расположение вентиляторов и отрываем переднюю панель корпуса.

Температура процессора оказалась средней между двумя вентиляторами на выдув с закрытой крышкой и с открытой крышкой. Температура видеокарты осталась примерно на том же уровне. Эффективность охлаждения корзины с жесткими дисками определенно снизилась.

С более подробными результатами прошу ознакомиться в материалах, представленных во вложении.

Заключение

В заключении напрашиваются как очевидные для многих, так и несколько не очевидные выводы: первое, передняя панель с боковой перфорацией ухудшает охлаждение комплектующих, выбирайте корпуса с прямым забором воздуха с передней части корпуса; второе, наиболее сбалансированной показала себя "классическая" схема с вентилятором, расположенным в нижней части передней панели, что помогает обдувать жесткие диски, однако, если в вашем ПК уже нет жестких дисков, то вам стоит задуматься о расположении двух вентиляторов на выдув; третье, выдув намного важнее, чем вдув - не зря даже в самые слабые и дешевые компьютеры ставят один вентилятор на выдув горячего воздуха из корпуса, хотя бы один вентилятор на выдув должен быть в вашем компьютере обязательно.

Дополнение

В тестировании не приняла участие схема продува, когда в корпусе имеется один вентилятор на вдув, забирающий воздух через перфорацию через нижнюю стенку корпуса, и один вентилятор на выдув, расположенный на верхней стенке корпуса над процессорным кулером. Определенно, такая схема имеет место быть, но требует горизонтального расположения башни, чтобы башенные вентиляторы забирали холодный воздух снизу и помогали "выбросить" его вверх к выдувающему вентилятору.  Наиболее эффективно данная схема  может себя показать в редких корпусах с горизонтальным расположением материнской платы, как, например, в легендарном SilverStone Raven RVX01:

А какая схема расположения вентиляторов в вашем системном блоке?