Большая оптимизация MicroATX системы на основе R7 2700X и MSI GTX 1070

Однажды я начал собирать миниатюрный ПК в MicroATX корпусе, много работы проделано и были получены хорошие результаты учитывая "сырость" сборки, теперь настало время оптимизации, чтобы открыть дорогу для дальнейшего развития системы.

Данная статья будет в порядке по мере продвижения работ над системой.

Начну пожалуй с изоляции видеокарты от внутреннего объема корпуса, у меня уже наклеен белый пористый уплотнитель на видеокарте, но это был экспериментальный вариант который нужно заменить на что-то более качественное.

И тут я вспомнил про упаковку дверного/оконного уплотнителя, он гораздо эластичнее и мягче предыдущего варианта, при этом он гораздо аккуратнее будет.

Старые ошметки естественно в мусорку, их больше не применить повторно.

Сначала я собирался уплотнитель сделать частью корпуса, сделал разметку, приклеил уплотнитель к крышке корпуса, но сделав примерку я сразу же снял этот уплотнитель с крышки корпуса...

В итоге я начал клеить уплотнитель к видеокарте, и наконец было найдено лучшее расположение уплотнителя на видеокарте, теперь видеокарта будет забирать воздух только через стенку корпуса, но никак не из внутреннего объема корпуса.

Почему я так стараюсь изолировать турбину видеокарты от внутреннего объема корпуса? Ответ крайне прост, чтобы она не влияла на воздушные потоки внутри корпуса засасывая воздух из внутреннего объема.

Мне совершенно не нужно чтобы две турбины (ЦП и видеокарта) боролись отсасывая друг у друга воздух...

Дальше сделал дополнительное крепление для боковой крышки, просто кусок железа с отверстиями под резьбу болтов, это значительно повысило общую жесткость корпуса в закрытом состоянии.

Теперь пришло время разобрать систему полностью, ибо предстоят работы напильником...

PCI-e гнездо было крайне сложно отклеить от корпуса, по факту я сначала отклеил текстолит от уплотнителя заводского, а после снял уплотнитель с корпуса, нужно будет все переделывать...

Из дырки сделал отверстие, не идеально (да и не было задачи делать идеально), но это уже отверстие.

Воздушную полимерную глину пришлось удалить, она конечно неплохой изолятор когда полностью высохшая, но повторно я её применять не буду, эта воздушная полимерная глина неплохо проводит ток пока сырая, а сохнет она очень долго, при этом вызывает коррозию металла.

С моей стороны было правильным решением сначала наклеить малярную ленту на корпус и системную плату, а после полимерной глиной формировать прокладку...

Так как полость под системной платой будет нежелательно влиять на воздушные потоки в основном объеме корпуса, тем самым снижая эффективность систем охлаждения, на замену полимерной глине я достал дверной/оконный уплотнитель, и протестировал его.

Здесь отлично видна коррозия в местах, где воздушная полимерная глина контактировала с металлом во время высыхания, именно поэтому я не жалею малярную ленту и прочие расходные материалы для защиты вещей которые нежелательно повредить.

Так как контур системной платы у меня уже был обведен на корпусе, мне осталось только нарезать и наклеить уплотнитель.

Попутно я убрал лишние провода от передней панели (запихнув их внутрь передней панели) и поработал со стяжками чтобы ничего не торчало.

Чтобы снизить оказываемое давление на системную плату я разрезал уплотнитель с одного края и завернул внутрь его, то же самое сделал и с уплотнителем на видеокарте, можно конечно закрутить болтами системную плату и прижать уплотнитель, но зачем это лишнее давление на плату со стороны уплотнителя...

Теперь настало время PCI-e x16 слота, можно конечно прикрутить обратно на болты через стойки и залить термо клеем для жесткости гнезда во время установки видеокарты, но мне нужна разборная конструкция и максимально удобная в настройке.

Потому я достал накладки для мебели, они имеют забавное название "чистюлино".

Так как накладки пористые они отлично подходят для торчащих контактов, отходов минимум.

На всякий случай сделал замер сопротивления со стороны клея у накладок, ожидаемо это оказался неплохой диэлектрик.

На последнем кубике больше всего отходов получилось, но тут уже ничего не поделать, далее я проплавил отверстия и встроил туда пластиковые стойки необходимые для крепления слота к корпусу.

Закрепил слот на болты, и залил гайки термо клеем чтобы их больше не трогать во время установки слота в корпус, да и банально чтобы не потерялись.

Теперь я могу легко извлечь и установить обратно PCI-e шлейф, при этом мне не нужно держать гайки второй рукой и текстолит имеет упор в корпус при установке видеокарты.

Пожалуй этот шлейф не имеет смысла дальше оптимизировать.

Теперь нужно освободить воздушный канал выброса горячего воздуха из видеокарты, тут я уже вырезал лишние части корпуса оставив только необходимый минимум для сохранения жесткости.

Осталось сделать что-то с крышкой корпуса, я нанес метки на неё по которым буду вырезать лишнее.

Теперь воздуховод видеокарты свободен, но к нему я еще вернусь потом, ибо освободить воздуховод это половина работы, нужно еще закрыть все щели и сгладить углы, чтобы направить горячий воздух за пределы корпуса и он ни в коем случае не попадал обратно в корпус.

Чтобы дальше работать над корпусом мне необходимо отвязать блок питания от гнезда питания, достав коробку со всякими электротехническими штучками я нашел РпИм'ы, иначе говоря кабельные клеммы, ничего более подходящего для выполнения этой задачи я не нашел у себя.

Мне нужно не просто сделать соединение разъемным, но при этом оно должно быть достаточно компактным чтобы влезло в корпус и ничему не мешало.

Немного работы паяльником (самодельным аккумуляторным), чуток термоусадочной трубки, припой, канифоль, готово.

Потом как-нибудь разберусь с укладкой проводов...

Немного дополнительной изоляции в потенциально опасном месте, ничего особенного.

Закончив с проводами я принялся искать что бы еще улучшить, и взялся экспериментировать с алкидной эмалью в баллончике, ранее я её уже тестировал, и она прекрасно выдерживала не только нагрев до 200 градусов, но и является отличном диэлектриком.

Но я не уверен насчет механической прочности данного покрытия (будет ли её достаточно), потому старался сильно не увлекаться и окрасил только самый минимум для эксперимента, заодно смыл белый корректор которым делал разметку отверстия для приточного вентилятора.

Отверстие получилось не совсем круглым, но этого предостаточно сейчас, я все равно этот воздуховод планировал закрыть декоративным элементом в будущем, но не сейчас, всему своё время...

Дальше я попытался выделить грань воздуховода турбины ЦП черным перманентным маркером, но получилось как получилось... Я не стал перекрашивать, текстура довольно забавная вышла.

Теперь блок питания, раньше я просто его приклеил к корпусу несмотря на наличие болтовых креплений с трёх сторон, но в этот раз я нанесу клейкую ленту только по краю блок питания.

Зазор между БП и стенкой корпуса конечно слишком маленький чтобы существенно повлиять на воздушные потоки внутри корпуса, но все же лучше это сразу предусмотреть...

Заодно подключил и уложил провод питания, все вышло как я изначально планировал, теперь можно и подумать что делать дальше.

Ради интереса я решил проверить трубку, которую впрессовал в радиатор ЦП, ибо некоторые люди упорно верят что трубка в текущем состоянии работать в принципе не может или работает крайне плохо... Вдруг я чего-то не понимаю и некоторым людям на другом конце планеты гораздо виднее как у меня обстоят дела на самом деле...

Трубка впрессована прямо по центру радиатора, там где заводской паз, именно в этом месте самое высокое тепловыделение у процессора, первое, что делает трубка это ускоренно распределяет тепло от центра до ребер с которыми непосредственно контактирует.

Второе, что делает трубка, это работа в качестве радиатора, я её специально загнул поближе к зоне активного воздушного потока, чтобы трубка максимально обдувалась воздухом, площадь поверхности небольшая, тем не менее она есть и дополнительно рассеивает тепло даже без радиаторов.

Что до работоспособности трубки, она прекрасно работает несмотря на свой потрепанный внешний вид, можно даже воду собирать что образуется при горении природного газа.

Обычной зажигалкой разогреть концы трубки невозможно если конечно полностью не погрузить в горящее пламя, хотя если вспомнить, такая трубка еще не свернутая узлом вполне выдерживала пламя газовой горелки расплавляя другим концом лёд.

Хотя ради забавы я все же решил попробовать изготовить ребра и установить их на трубки, получилось криво, тем не менее площадь рассеивания это явно добавило.

Может быть в совокупности со всеми оптимизациями этот радиатор сможет отвести более 80 Вт тепла от процессора удерживая температуру ядер в рабочем температурном режиме.

Ладно, хватит ковырять этот радиатор, вернемся к работе над корпусом.

Так как мне нужно развернуть вентилятор чтобы он толкал воздух внутрь корпуса, мне пришлось сходить в сарай за длинными в меру болтами, ибо у вентилятора лишь с одной стороны есть крепления.

Лишнее обрезаю, минимальная обработка после обрезки, четвёртый болт сделал как запасной.

Чтобы не деформировать корпус прижимая болтами вентилятор мне нужны стойки, коробка канцелярского хлама идеальное место для поиска нужных материалов.

Я выбрал два корпуса от гелевых ручек из полистирола (06 PS), этот материал я очень недолюбливаю за его хрупкость во время обработки, особенно если обрабатывать его с помощью раскаленных предметов, оплавленные края как правило дают трещины спустя некоторое время...

Впрочем, если аккуратно обработать и не пропустить ни одной трещины, то в качестве стойки эти обрезки прекрасно будут работать.

Вентилятор у меня не вибрирует чтобы это было ощутимо, потому без лишних прокладок все делаю.

Изготовил еще две стойки и собрался уже делать перегородку которая будет перекрывать лишние нежелательные щели...

И тут я начал делать очень важное дело, приклеил стойки к вентилятору чтобы они не болтались как попало во время установки вентилятора, конечно же не без помощи термо клея.

Теперь я могу без проблем снимать и устанавливать обратно вентилятор благодаря приклеенным стойкам, вырезать из бумаги и установить прокладку закрывающую щели не составило труда.

Но одна лишь бумажная прокладка не закроет полностью все щели, а еще она может издавать лишний шум от воздушного потока, потому добавляю термо клей который полностью изолирует все щели и не позволит бумаге издавать лишние звуки.

Вентилятор перевернут и готов к работе, разве что теперь ему нужен защитный кожух, ибо он всасывает воздух внутрь корпуса, и работает теперь на захват попавших в крыльчатку посторонних предметов, а не выталкивание.

Дальше собираю систему...

Уложил провода питания ЦП, перманентным маркером закрасил турбину охлаждения ЦП, собрал до кучи и подключил вентилятор с турбиной к системной плате.

Уложил и подключил провода передней панели, установил перегородку и немного обрезал там где нужно формируя воздушный канал, продолжаю дальше сборку подключая провода питания видеокарты.

PCI-e гнездо устанавливается буквально за 20 секунд благодаря оптимизациям, достаточно просто воткнуть и закрутить два болта.

К блоку питания подключил две ветки SATA питания по 3 гнезда в каждой, от MOLEX я решил отказаться, в случае необходимости переходниками от SATA можно будет пустить питание.

С косой ATX 24Pin я не придумал ничего нового, по-хорошему следует спаять специальный кабель ибо заводская коса занимает очень много места, но пока оставлю так, может быть потом спаяю компактный вариант подключения питания к системной плате.

Устанавливаю видеокарту, и сразу видны щели которые нужно как-то закрывать, но это дело пока отложу...

Для измерения температуры внутри корпуса я буду использовать китайскую термопару работающую от двух "таблеток" по 1.5в.

Технически можно переделать под питание от блока питания этот термометр, но это лишние провода да и батареек хватает надолго, причем не факт, что я его здесь оставлю в итоге.

Для безопасности металлический капсюль термопары я изолировал тонкой термоусадочной трубкой, это не помешает измерениям температуры воздуха внутри корпуса, саму термопару закрепил за провод RGB подсветки в самой горячей точке корпуса, в зоне VRM системной платы.

Все закрылось и ничего не перекосилось, вообще корпус весьма массивный для своих размеров получился, когда беру в руки то чувствуется как здоровенный массивный кирпич, но никак не ПК в MicroATX корпусе из тонкого железа, и это хорошо.

Теперь нужно что-то сделать с отверстиями и щелями через которые горячий воздух из видеокарты может засосать обратно в корпус...

В итоге я решил сначала просто закрыть все лишние дырки малярной лентой, есть у меня конечно некоторые идеи как сделать основательно, но возможно придумаю идеи получше, потому пока оставлю временную малярную ленту на месте...

На этом я пожалуй остановлюсь, можно конечно еще изолировать блок питания от объема корпуса, но это пока я делать не буду, сначала посмотрю как будут обстоять дела с потоками воздуха.

Заключение

Было проделано довольно много работы над оптимизацией системы, теперь осталось проверить работает ли оно вообще.

Сначала я забыл установить ОЗУ, но это дело поправимое.

Далее я заметил что подсветка у меня не подключена, и это дело тоже поправил, датчик температуры тут же прекрасно виден, именно в этой области термометр будет показывать температуру, старался выбрать самое горячее место во всей системе под датчик.

Насколько я помню в прошлый раз настраивал систему на минимальный уровень шума при умеренной силе охлаждения, так и оставлю пожалуй ибо я лишний шум не люблю.

Конечно же первым делом стресс тест на FPU блоки, лимит мощности ЦП ~81 Вт, температура на термометре корпуса в зоне VRM около 30 градусов, температура элементов VRM по датчику системной платы около 46 градусов.

Спустя 4 минуты стрессовой нагрузки температура самых горячих точек ЦП достигла 85 градусов и процессор начал снижать лимит мощности чтобы не выходить за рабочие пределы при которых система может работать без лишнего вреда для себя.

Я конечно сразу не питал надежд что приделанные пластины на трубке радиатора ЦП дадут ощутимый эффект, но вполне возможно стало даже хуже из-за этих пластин так как раньше процессор явно дольше держался при таком же лимите мощности в 81 Вт.

Тем временем температура в самом горячем месте корпуса поднялась лишь до 31.4 градусов пока в кристалле процессора самые горячие точки показывают 85 градусов, VRM при этом нагрелся до 60 градусов по датчикам системной платы, а они показывают верно с погрешностью в 1-2 градуса.

Это все говорит о том, что внутренний объем корпуса прекрасно продувается основной турбиной, которая охлаждает ЦП, и никакого застоя нагретого воздуха внутри корпуса нет (преимущество малого объема корпуса), а высокие температуры на процессоре обусловлены лишь низкой скоростью передачи тепла от кристалла до ребер радиатора, ибо воздух выбрасываемый турбиной ЦП далеко не горячий.

Пожалуй несколько трубок прямо на крышку процессора решили бы проблему низкой скорости отвода тепла от кристалла, но это я оставлю более серьезному заводскому радиатору который еще не приехал...

При нагрузке на видеокарту ситуация с одной стороны гораздо лучше, чем с процессором, но с другой стороны случилось то, чего я опасался больше всего...

Я отключил вертикальную синхронизацию в игре чтобы она нагрузила видеокарту, и спустя некоторое время видеокарта достигла 76 градусов и на этом нагрев сильно замедлился, хотя заводская рабочая температура зашитая производителем в BIOS это 82 градуса.

Система охлаждения у видеокарты MSI GTX 1070 AERO OC и так весьма тихая даже при достижении целевой температуры в 82 градуса, что зашита в BIOS производителем, но такие видеокарты с турбинами очень не любят когда воздушные каналы перекрывают...

Данный случай прекрасно показывает как видеокарта может работать при относительно свободном воздушном канале для отвода горячего воздуха, ибо в прошлый раз до оптимизаций корпуса видеокарта довольно быстро набирала свои рабочие 82 градуса...

А теперь о неприятном, чего я собственно опасался ранее, это засасывание выброшенного видеокартой горячего воздуха обратно в корпус, это прекрасно чувствуется если поднести руку к вентиляционным отверстиям задней панели, еще термопара показала ~39 градусов внутри корпуса, что лишь подтверждает засасывание выброшенного видеокартой горячего воздуха обратно в корпус...

А еще я обратил внимание на частоты процессора и вспомнил про один нюанс, я забыл вернуть настройки электропитания Windows, ранее я устанавливал "минимальное состояние ЦП" в 100% для экспериментов, в таком случае XFR работает сразу на все ядра даже в простое, и функции энергосбережения по сути отключаются.

Вернув "минимальное состояние ЦП" в стандартное значение работа XFR пришла в норму, и теперь максимальную частоту получают только те ядра, которые больше всего нуждаются в высокой частоте, а в простое процессор теперь может сбросить частоты и напряжение в минимум, да и в целом процессор так потребляет меньше энергии в играх.

Оптимизация проделана не зря, я вижу значительное количество улучшений по сравнению с тем, что было ранее, теперь систему можно легко разобрать и собрать обратно практически полностью.

Видеокарта теперь может свободно выбросить горячий воздух за пределы корпуса, правда этот нагретый воздух засасывается обратно в корпус, но уже турбиной процессора, и с этим нужно что-то делать.

Радиатор процессора я конечно попытался улучшить навесив несколько алюминиевых пластин которые в теории (привет теоретикам без практики) должны работать как радиатор, но по факту получилось только хуже... Пока трубка была голая без лишних ребер на ней, процессор гораздо дольше набирал свои 85 градусов при 81 Вт тепловыделении...

Но проблему отвода тепла от процессора я решу когда приедет серверный радиатор у которого 4 трубки с прямым контактом на крышку ЦП, а пока буду использовать самодельный радиатор способный отвести ~81 Вт тепла при стрессовой нагрузке ядер (ALU) удерживая на кристалле R7 2700X до ~83 градусов.

На этом все, благодарю за внимание, больше интересных статей в блоге Hard-Workshop.