Охлаждение жестких дисков

для раздела Блоги
От автора:
Решил поделиться накопленной информацией, опытом и анализом. Надеюсь кому-то это пригодится, что бы не наступать на грабли, на которые наступило уйма человек до этого. Лишняя трата ден. средств нынче вообще ни к чему. Предполагается небольшой цикл статей, выкладывать которые буду раз в месяц (по крайней мере буду стараться).


Предисловие к статье. Летом я на одном из форумов уже частично описывал, что излагается в этой статье, но вот настало время собрать все воедино и выложить это в виде окончательного и полного варианта в виде «памятка к действию».



Удешевление дисков, увеличение количества портов даже в бюджетных материнских платах, интеграция поддержки RAID 0/1/1+0/5 в чипсеты материнских плат, а так же увеличение скоростей доступа у пользователей на безлимитных тарифах с 128Кбит до 10-20-30Мбит, распространения HD-контента - привели к тому, что места стало, естественно, не хватать, а покупка нового диска стала не заблаговременным решением, а из разряда – «поехал, купил по дороге». В конечном итоге если ещё лет 10 назад на человека, у которого в системнике было 3 диска – смотрели как на маньяка, то наличие 4 винтов нынче – если не дань моде, то по крайней мере уже достаточно частое явление. И вот как раз с ростом дисков внутри системного блока, пользователь начинает сталкиваться с необходимостью должного охлаждения оных.

Потому как если взять обычную теорию (любой Data Sheet производителя винчестеров), то увидим, что рекомендованный температурный диапазон дисков в рабочем режиме – до 55 градусов, в нерабочем – до 70. Нерабочий рассматривать не будем, так как непонятно при каких обстоятельствах и ЗАЧЕМ он может быть разогрет до таких температур. Для той же Seagate Barracuda 7200.10 потолок задан как 60, но мы не будем перечислять у кого сколько, возьмем за планку, что температура не должна превышать 55 градусов Цельсия.
К сожалению, не смог найти сайт, на котором была выложена достаточно интересная статья-исследование по влиянию температуры жестких дисков на количество вышедших из строя через год и через 3 года. Если кто натыкался – прошу поделиться.
Из обнаруженного могу предложить почитать исследования Google как раз по жестким дискам (надежность в зависимости от нагрузок, температур): http://labs.google.com/papers/disk_failures.pdf


Раньше, “когда деревья были большими”… во времена AT и первых АТХ корпусов, было распространенно использование корзин для 3.5 дисков.

Корзины встречались как съемными, так и нет. Как с возможной установкой 80мм вентилятора для обдува парочки дисков, так и без возможности оной.
Особенность таких корзин в том, что установка одного диска – не проблема. Если же ставить второй жесткий диск, то эта парочка будет стоять так плотно, что между ними оставалось расстояние буквально в пару-тройку мм, снизу и сверху зачастую так же место для циркуляции воздуха отсутствовало, что в итоге приводило к банальному перегреву… тепло выделяется, а уходить некуда (между дисками) – продува нет.
Есть и исключения, - например вот такие съемные корзинки, рассчитанные на установку пары дисков и одного 80мм вентилятора.


Плюсы: между дисками достаточное расстояние, а так же принудительный обдув воздухом.
Но такая корзинка была чаще всего одна. По 2 ставилось только в серверные корпуса, так называемые FullTower, стоили соответствующе.

Но рынок требовал более простого и главное дешевого решения! И производители додумались! Корзинки заменили стойкой. Причем зачастую одна сторона ещё и являлась продолжением стойки на 5.25” – это тоже сказывалось на снижении себестоимости.

Выгода пред корзинами была на лицо: расстояние между винтами даже если их ставить "вплотную" – было увеличено c 2 до 6 мм, а спереди в большинстве случаев было место для установки вентилятора типоразмера 80х80, 92х92 или даже 120х120мм. Или несколько (1-2) 80мм.

Лично я в свое время откопал себе даже такой корпус:

Прослужил он мне верой и правдой года четыре, если не с пяток. Нынче подарен и увезен.

В стойку влезало 6 дисков. Часть из которых обдувалось вентилятором стоящим спереди. Хотя можно было обойтись и без него – просто устанавливать винты не в каждый паз, а пропускать – тогда расстояние между дисками увеличивалось до 35мм, что было уже боле-менее приемлемым для рассеивания тепла посредством конвекции.

Примечание. Диски желательно крепить жестко на все 4 болта. Причин несколько. Первая - в этом случае достигается наибольшая плоскость соприкосновения между сторонами диска и стойкой, которая так же является радиатором, забирая часть тепла на себя. Второй момент – учитывая высокие скорости вращения пластин (повсеместно использование скоростей 7200 об/мин) – если винт закреплен на болт или просто лежит на площадке – это приводит к болтанке. Повышается вибрация, корпус начинает излишне шуметь (хотя и крепкое крепление не убережет от вибраций, особенно когда винтов несколько, но об этом позднее). Но даже это не самое страшное. Дело в том, что такая болтанка крайне негативно сказывается на нынешних гидродинамических подшипниках, а это уже напрямую влияет на срок службы... решать вам.

Со временем места не хватает и в стойке и начинаешь замечать, что в системнике ведь достаточное количество 5.25" отсеков (чаще всего 4 или 5, но попадаются модели и всего с 3), а занят зачастую только один - под оптический привод. Остальные – просто заглушки. Вот мы и подошли к цели нашего обзора – варианты установки дисков в 5.25 отсеках и их должного охлаждения.

Начнем.
Вариант 1. Вешается со стороны электроники. 1 или 2 вентилятора. Охлаждает побольшему счету - только электронику.

Исполение - пластик или метал. Роли это не играет, охлаждает он только продувом воздуха, так что за металлом в этом варианте гнаться не стоит.
Плюсы: занимает мало места (относительно).
Минусы: - если винты стоят в стойке для 3.5" плотно - обломишься все их таким способом охлаждать, так как для продува воздуха им надо тоже надо место, то бишь расстояние между винтами. А как было сказано выше – при плотном расположении расстояние это – 6мм, что явно не хватит для установки этого типа охлаждения.
Итог: годится только если стоит 4 штучки в стойке 3.5", 3 из которых охлаждаются впереди стоящим вентилем, а один "неудел" - в этом случае это выход.
Совет: лучше взять один большой вентиль тихоходный, чем 2 мелких шумных... даже если вентиляторы одинаковые - берите один - его работоспособности хватает с лихвой. Два - это уже рекламный ход, что бы народ покупал "новую" модель. Не ведитесь на пиар.
Примечание: дело в том, что надо различать температуру электроники и температуру внутри жесткого диска (например температуру головки, которую и показывает атрибут #194 SMART). Если для самого жесткого диска рекомендован диапазон до 55 градусов, то электроника вполне себе живет и при более больших температурах (60 и немногим выше, при которых рука уже обжигается). Нагревать сам диск электроника не может из-за тепловой пористой прослойки между платой и диском. Так что в реальности необходимости в охлаждении именно электроники – нет (горячая – ну и фиг с ней). Имея температуру выше – микросхемы только быстрее отдавать тепло будут (читаем физику). Но как средство борьбы с застоем воздуха – применять все-таки можно.

Вариант 2. Пассивный вариант.

Плюсы: АБСОЛЮТНАЯ бесшумность. Демпфирующее крепление - меньше вибрации на корпус. Как это сказывается на современных подшипниках... вроде работают. По крайней мере жалоб не было.
Минусы: если винт один-два не влезли в бокс для 3.5" и решил 1-2 винта разместить в 5.25", это прокатит. Если же поставить их по максимуму - они все выделяют тепло, которое от них не отводится, да и к тому же это говорит о том, что стойка нижняя занята уже... и она активно охлаждается. Вывод - смысл делать крепления с пассивным охлаждением ради тишины, если внизу уже охлаждается активно, выделяя шум.

Вариант где это как раз подойдет. Если у вас корпус наподобие такого:

Где перед - сетчатое исполнение, а позади 12см вентилятор на выдув, который будет создавать тягу, достаточную для создания воздухообмена для охлаждения винтов.
Примечание: Спереди вентиляторы ставить тогда нельзя (ни сверху ни снизу), иначе создаваемый им поток будет создавать застой воздуха в другой части корпуса спереди.
Минусы - все эта решеточка достаточно быстро покрывается пылью, так что приготовьтесь протирать весьма регулярно. Иначе внешний вид будет не таким стильным, как при покупке. Зато даже нижний вентилятор включать не обязательно – уже базовый вариант вентилятора делает достаточную тягу по всей высоте стойки для дисков и иных устройств.

Вариант 3. Активный вариант. Бюджетный.
Крепления для установки винта в 5.25" отсек. Спереди закрывается решеткой с фильтрами для пыли, за которой прячется два или три 4см вентилятора.

Плюсы: - дешевизна.
Минусы: - все вытекающие. Во-первых, - скорость вращения (для создания хоть какого-то продува) стоит 4-5тыс оборотов. Естественно уже через пол года они начинают подвывать, тем более если их 3, а не 2 - вероятность скорейшей встречи с визгами, гудениями и другими прелестями высокооборотистых "помощников" возрастает. Если поставишь охлаждаться таким вариантом сразу 4-5 винтов (10-15 вентиляторов каждый из которых 5тыс. оборотов и половина из которых разболтана) - через годик система будет напоминать самолет. Останется прикрепить крылья и надеть шлем.

Вариант 4. Активный вариант. Для крутых перцев. Классический пример - Titan HD82:

Как работает: сверху винта располагается массивный радиатор решетчатый. Прижимается радиатор к винту на достаточно сильных пружинах, держит хорошо. Обдувается все двумя 4см вентиляторами. Спереди, как и в варианте (3) - закрывается декоративной решеткой, за которой фильтр для пыли.
Плюсы: - массивно, внушительно, дорого, красиво.
Минусы: - занимает весь этот будерброд из винта и радиатора весь отсек 5.25" в высоту и в итоге если таких систем охлаждения стоит несколько (как было и в моем случае. В свое время стоили по $30, напокупал их тучу, нынче сие удовольствие всего $12-15), то места между электроникой винта и нижестоящим "бутербродом" - буквально 2-3мм, что крайне плохо сказывается на продуве электроники.


И лежит теперь оставшееся добро в шкафу… раздается неспеша в корпуса, где требуется поставить только одиночный диск в.5.25" отсек, можно даже без подключения всех этих пищалок:


Ещё один не сразу заметный минус - так как винт со стороны наклейки о ТТХ винта закрывается радиатором - то пока всю систему не разберешь - не сможешь понять что за винт. Если у тебя винты все одинаковые это роли не играет, но бывает всякое и взять на заметку это необходимо.
Вентиляторы маленькие и прямо упираются в винт - в итоге в купе с "офигительным" расстоянием между такими системами это приводит к тупому завихрению и бесполезности установки нескольких таких систем, хотя сами радиаторы продуваются хорошо.
Так же даже несмотря на то, что используются "дорогие качественные" вентиляторы - всё-равно через некоторое время все это начинает превращаться в самолет. Не по виду, так по шуму.


Вариант 5. Усовершенствованный вариант предыдущей системы:

По бокам теперь тоже радиаторы, сам радиатор к тому же охлаждается (помимо пары 4см спереди) одним 7см вентилятором, сам радиатор уменьшился в размерах, что немногим увеличило расстояние между такими "бутербродами".
Плюсы: вобщем-то очевидны - уменьшение толщины "бутерброда", что привело к увеличению расстояния, если их стоит несколько - значит электроника продувается уже достаточно, что бы не быть минусом такого варианта.
Минусы: 7см вентилятор, который замене (вобщем-то) не подлежит - слишком специфические размеры и купить на рынке такой - нереально или затруднительно. Радиатор также закрывает сторону где информация о винте. Это не минус, но примечание... По цене - в полтора раза дороже предыдущего варианта. Ну и 3 вентилятора на каждый винт. Минусы этого перечислять не буду - они такие как и было выше.

Вариант 6. Активный вариант. Без радиаторов.
Представлен только одной моделью: Titan HDC5

Другие производители до сих пор до такого не додумались, хотя это именно то, что так было нужно мне на протяжении уже дюжины лет. Именно такой вариант я и искал. Надо было самому наладить производство ;-).
Плюсы: Охлаждает как корпус винта, так и электронику. Дешевле вариантов 3, 5, 6 (порядка $8-10). Тихий. На 3 диска всего 1 вентилятор. Достаточно легко заменяется, но замена будет только по причине брака - сам он, даже учитывая крупные габариты, весьма не скоро разболтается - не те скорости. И если вдруг вентилятор сломается - вся система все-равно продолжит вполне сносно работать, так как расстояния между винтами будет весьма существенным. Конечно, сниматься тепло будет хуже чем в варианте (3), но пока вы идете в магазин за новым вентилятором - просто не ставьте переднюю заглушку с фильтрами - система будет открытой и по законам физики тепло будет уходить в комнату, так что перегрев им грозить не будет.
Минусы: пока не замечены. Как примечание – можно заменить базовый вентилятор, вращающийся со скоростью 1200 об/мин… на чуть более шустрый – 1500-1800. Но это для параноиков, которые хотят "как можно холоднее".

Это все варианты, которые представлены на рынке. Есть небольшие модификации, но в принципе они все относятся к какому-то из описанных вариантов. Например, на рынке присутствует бокс Thermaltake – iCage – основан по такому же принципу, как и HDC5, разве что вентилятор светящийся. Стоимость – чуть меньше $20.



хотя не буду лукавить, у компании Titan есть ещё похожая модель - HDC4.


Но она невпример уступает HDC5. И вот чем именно - используются 6см вентиляторы со скоростью 2500 об/мин (да ещё и не один, а два). Это, конечно, не 5000 об/мин как у 4см моделей, но уже и не 1200 об/мин как в модели HDC5. Так что этот вариант подходит только если у вас всего 2 свободных 5.25 отсека.
К сожалению, система охлаждения HDC4 пока не замечена в российской рознице и протестировать на деле не получилось. Все выводы сделаны на основе сравнения с более крупным «братом» от того же производителя.


Обзор систем охлаждения закончили. Расскажу ещё несколько моментов.

Что касается шума. Поверьте – об этом задумываются почти все. Но реалии таковы – тихим можно собрать корпус только если винтов будет 3-4 максимум. Если же предполагается весь системник заполнить дисками – бороться с шумом бесполезно. Резонанс из-за разности вращения пластин в каждой модели (надеюсь вы осознаете, что в действительности они не крутятся все с одинаковой скоростью, равной 7200об/мин?!) приводит к тому, что даже тяжелые 15-20 кг корпуса не способны погасить все эти колебания и вся система будет издавать гул/шум, меняющийся по высоте (выше-ниже). Это физика. С этим ничего не поделаешь. Проще поставить в кладовку/коридор… но это все будет описано в следующей статье.

Хотелось бы предостеречь от использования кустарных методов снижения шума и вибраций, идущих от дисков, путем установки мягкого подвеса (вервки) и последующего расположения дисков на этих нитках. С некоторых пор в жестких дисках применяются гидродинамические подшипники, которые в данном случае просто достаточно быстро выходят из строя. Если не хотите попадать на дорогостоящий ремонт (ради восстановления информации.. ради диска бесполезно – дешевле новый) – даже и не пытайтесь изобретать тут колесо. Информация дороже.
Единственные боле-менее срабатывающие методы поглощения шума и вибраций – это успользующиеся в некоторых корпусах прорезиненные крепления или что-то типа описанного варианта 1. Но это опять таки – не более 5 дисков – дальше выигрыша уже не видно.



Коснусь обеспечения питанием всего массива. Если кто-то думает, что надо обязательно покупать мега-пупер-гипер блок питания – успокойтесь – просто откройте и почитайте школьные учебники, а точнее алгебру, возьмите листик, карандашик и просто посчитайте.
Приступим. Рассмотрим такой вариант: это ваш рабочий компьютер – вы и непрочь поиграть и смотрите фильмы HD. Никаким разгоном не занимаетесь. Видеокарта из диапазона middle-end (high-end не покупаете или по экономическим соображениям [читай “нет денег”] или же из-за высокого энергопотребления или не желания иметь под ухом завывалку, так как вентиляторы там стоят зачастую весьма высокооборотистые или же просто не видите смысла брать то, что через пол года будет выпускаться в новом техпроцессе, дешевле, менее греющееся вариантов много – нужное подчеркните или же придумайте сами). Процессор – современный (комфорки Pentium D не рассматриваем) 2-ядерный; частотой до 3.0ГГц.

CPU: 25-60Вт (то что написано TDP 65Wt - это тепловой пакет и с реальной цифрой энергопотребления это связано достаточно посредственно; просто посмотрите тесты энергопотребления современных процессоров 2-ядерных – зачастую весь системник потребляет меньше сотни ватт даже в нагрузке, если видюха интегрированная)
Видеокарта: 30-80Вт (причем 80Вт – это уже даже некоторые из high-end. Разве что не двухчиповые)
Материнская плата: 15-65Вт (разброс крайне большой - чипсеты бывают как удачные вплане энергопотребления, так и "оверклокерские")
Память+кулер+вентиляторы: 10-15Вт
DVD-RW: 5-25Вт (25 - это в режиме записи, когда луч лазера разогревает поверхность диска до температур в несколько сотен градусов!)
4 HDD: 40-60Вт
Складываем, получаем: 125-305Вт.

Вроде должно хватать и 350Вт блока питания. Но тут надо учесть то, что производители бывают честные, а бывают и нет. И верить “наслово” циферкам в наименовании - не стоит. Именитые производители указывают допустимую долговременную нагрузку. А дешевый ширпотреб - максимальную, при которой БП может работать... минуту-другую, ну 5-10, а потом - смотрите в погасший экран и нюхаете запах паленого. А долговременная нагрузка в таких блоках - порядка 70% от максимальной, и получается, что 450 дутых ватт - это меньше, чем 350 настоящих (по аналогии вспоминается, как некоторые производители аудиоустройств - магнитол, колоночек указывают мощность в PMPO - зато какие большие цифры получаются!). Так же надо учитывать, что некачественные БП чем ближе нагрузка к максимально допустимой - тем больше начинает гулять питание - то есть в линии 12В вместо 11.6-12.4 будет 11.3В - а это уже губительно для устройств. Ещё надо учесть, что со временем БП имеют свойство стареть – максималка снижается… высыхает, проще говоря. Но это на самом деле долгий процесс – нередко и через 5 лет работает как новенький – тут уже как повезет.

Так же надо иметь ввиду, что у тех же HDD есть понятие как стартовый ток (раскрутка блинов с 0 до 7200 об/мин) и он может достигать внушительных величин - до 20, а то и 30Вт. Опять-таки, БП именитых производителей вполне адекватно относятся к кратковременным перегрузкам, так что это не помеха (можно даже в описании наткнуться, что БП позволяет кратковременно потреблять на 30% выше номинала). Но при старте и видеокарта не на полную мощность выходит. На полную выводятся только вентиляторы, пока не поступит информация «сбавь обороты» и… вроде все. Так что стартовый ток винтов частично компенсируется сниженным стартовым потреблением остальной начинки.

Мой рабочий комп дома по показаниям с UPS в простое потребляет 150Вт, в нагрузке 225Вт. Это с 20" ЖК монитором на S-IPS с 6 лампами подсветки - это бОлее энергоемкий вариант по сравнению с большинством моников, представленных на рынке и меющих матрицу TN. Видеокарта старенькая, но достаточно горячая – 6600GT (не путать с 6600, 6600LE, 6600V)

Второй вариант: отдельная «хранилка». Системник. Проц – любой 2-ядерный с частотой от 2ГГц. Мегавидюха и не требуется – подойдет и встроенная или любая «заглушка» за 30-40 баксов – она меньше 30Вт будет потреблять. В итоге потребность по ватам будет ещё меньше… или же поставить можно будет больше дисков.

В доказательство - приведу пару фотографий своего домашнего сервера (по нему пишется отдельная статья, выйдет попозже). Вот вся эта махина из 14 дисков:

питается от этого скромного БП на 350Вт:

БП этот был выбран далеко не случайно, а после изучения горы статей, обзоров. С неделю назад правда поменял его с тем, что стоял в рабочем компе – теперь стоит FSP-450Вт. Но это запас. Менять на более мощный пока нет смысла – но об этом в следующей статье. Не буду агитировать за этот БП (я про Power Master 350Wt TUV), но свою работу на протяжении пары лет он выполнял на ура. Но другу был куплен такой же но 400Вт – оказался бракованным… поменял – работает до сих пор. Это к тому что ломаются и мерседесы.

Кстати, - вот достаточно интересный сайт:
http://www.extreme.outervision.com/psucalculatorlite.jsp
на котором можно узнать необходимую мощность блока питания в зависимости от конкретных комплектующих у вас в системном блоке.

Обсуждаем тут:
http://forums.overclockers.ru/viewtopic.php?t=287601
Telegram-канал @overclockers_news - это удобный способ следить за новыми материалами на сайте. С картинками, расширенными описаниями и без рекламы.
Оценитe материал

Возможно вас заинтересует

Популярные новости

Сейчас обсуждают