Рестайлинг системы охлаждения для видеокарты PowerColor HD4870 1Gb

Все началось весьма неожиданно, для меня самого, в первую очередь.
Случайно зашел погреться в какой-то небольшой магазинчик с надписью "Компьютеры, комиссионный магазин". На прилавке обнаружил тихо лежащую видюху c длинной печатной платой красного текстолита, по заверениям продавца - HD4870 с подозрительным радиатором, красного же цвета очень приметивной конструкции.
Вот примерно так она и выглядела:

После покупки, времени на тесты давалось 3 дня. По заверениям продавца, он гонял ее неделю, прежде чем выложить на прилавок и он гарантирует стабильность и отсутствие артефактов, температуру во время работы не более 65 градусов и что данный медный радиатор является заводским. СтОило только взять видеокарту в руки, как часть лапши рухнуло с ушей прочь. Но отказываться было глупо - лишь бы работала, тем более, что цена благоприятствовала.
После принесения видюхи домой стал первым делом искать ее следы в и-нете. Нашел:

Вот как она выглядила в стоке. Родная СО состояла из двух блоков алюминиевых ребер на концах парно идущих зигзагообразно загнутых ТТ. Замена СО была явно не на пользу данной видеокарте. Цельноалюминиевого радиатора безусловно ей будет мало. Ну, хотя бы по сравнению с моей предыдущей видеокартой - HD 4850 sonic, частота GPU которой значительно меньше:

К слову, "сониковская" СО меня вполне устраивала: относительно тихая, не позволяет греться видеоядру больше, чем до 65 градусов при комнатной 27, даже в тесте на стабильность (тяжелый режим) в FurMark'е 1.8.

Чтобы юзать мою покупку с чистой совестью и с не заложенными ушами (а с имеющимся радиатором, надо признаться, 4870 все-таки проходит тест тигрового горящего бублика в обычном режиме, хоть и на грани включения защитных мер) нужно ваять нечто более серьезное.

Итак, начнем. В тот же вечер видеокарта была раздета и осмотрена:

Обнаружились едва заметные сколы на уголках крайних чипов памяти вертикальной четверки. Значит, стоковые алюминиевые полоски, выполнявшие роль радиаторов в стоке были безцеремонно сковырнуты чьей-то ламерской рукой...
Вместо них были наклеяны персональные красные алюминиевые бугристые шлепОчки, сомнительной эффективности, шедшие, видимо, в комплекте с этим визглявым дерьмовеером от Zalman:

На другой день были начаты изыскания подходящей системы охлаждения для пациента. Самым простым представлялось трансплантировать одну из имеющихся у меня в загашнике, с минимальными изменениями, касающимися, восновном, выступающих элементов на печатной плате. Самым подходящим донором была мощнейшая цельномедная СО от отслужившей свое Radeon 2900XT:

Этот скромного вида радиатор отводил в свое время почти 200Вт тепла в пике от гигантского ядра ATI R600, вкупе с совершенно безбашенной турбиной, которая и сегодня остается одной из самых производительных среди тех, что ставят на СО видеоускорителей.
У меня таких четыре

Однако, даже при куда менее сильной турбине радиатор бы справился с ГПУ нашего пациента. Собака порыта была совсем в другом. Межосевое расстояние отверстий в текстолите 4870 и 2900 различались примерно на 1мм!!! И ничего сделать невозможно: подошва древнего радиатора представляет собой испарительную камеру (ту самую, что так громко впоследствии разрекламируют как технологию "Vapor-X") с впрессованными в углы латунными стойками с внутренней резьбой. Попытка удаления или рассверливания может обернуться гибелью ценного девайса; в то же время не на плате же дырки рассверливать?! Пока Великий WSB-Rama не благословит, я не посмею
Вобщем, идея с применением данной СО признана несостоятельной.

Вернемся к стоковому охлаждению данной платы. Очень уж напоминает конструкция... И не только "сониковскую" двутрубочную, приведенную выше... А другую! Помню, еще сразившую меня своим внушительным видом в далеком 2006ом году, вот такую:

За данный девайс - огромное спасибо Sonic-Chainik'у, приславшему его мне через полстраны!

Радиатор сам по себе к 4870 не подходил категорически. Кроме сильного смещения ГПУ вправо на печатной плате, джифорсовский образец-донор имел совершенно другой тип построения чипов памяти - попарно вокруг кристалла полукругом, что исключало возможность приспособить теплосъемники литого основания данной СО для памяти. Кроме того, расположение сплющеных концов тепловых трубок с почти 3х миллиметровым зазором на тонкой медной площадке без канавок под ТТ не давал надежды на сколь-нибудь эффективную работу крайних.
При всех недостатках радиатор оказался самым перспективным среди имевшихся у меня.

Кулер был полностью демонтирован: разобран и распаян.

На фото видно, что я уже успел даже подогнуть крайние (длинные) ТТ, чтобы они ближе прижимались каждая к своей паре.
Одними пакетами ребер на трубках сыт не будешь, нужно подобрать теплосъемник с достаточной площадью, чтобы на нем могли разместиться посадочные отверстия для монтажа СО на плату. Родной теплосъемник похвастаться этим не мог.
Пошарившись по сусекам, вновь нашел подходящего донора - кулер X1950PRO:


Полный демонтаж по тем же правилам не занял много времени:

Одну трубку уже отложил для другого проекта.
Медная подошва этого старинного кулера имеет впрессованные латунные никелированные гайки с мелкой внутренней резьбой как раз с межосевым расстоянием 53мм, как и на HD4870.

Теперь исправление огрехов заводской пайки, точнее - её отсутствия. Для надежности все спаиваемые поверхности облуживаются на плите 60Вт-ным наяльником:

Не следует забывать, что от перегрева ТТ могут взрываться, поэтому припой нужно использовать с температурой плавления 100-150 градусов Цельсия.
На фото не попал медный теплосъемник, несший на себе некогда медные же ребра, пронизанные теплорвой трубой и охлаждавший мосфеты цепей питания неизвестной мне МП. Он так же был облужен и лешился выступавших петелек для крепления через отверстия в плате - они обе мешали. Этот теплосъемник еще послужит для отведения тепла от вертикальной группы из 4х чипов графической памяти.

Сначала была мысль припаять пластинку-теплосъемник для памяти к правому пакету ребер, с этой целью даже использовал проволоку, которой фиксировал детали друг относительно друга во время пайки.
Нашел все-же применение и бэкплейт от HD 2900 XT. Его отверстия пришлось раздать сверлом на 2,7мм, чтобы копенсировать разность межосевых расстояний.

Общая спайка была произведена на плите, с подложенным под центр подошвы медным бруском (чтобы был тепловой контакт плитки не стойками, торчащими снизу из подошвы, а с центром будующего теплосъемника), сверху, за кадром, так сказать, конструкция была поджата 2х-кг грузом.

Прищепка - для предварительной фиксации, чтобы все не разъехалось, пока не будет установлен гнет.
Пргрев был осуществлен при добавлении кусочков оловянного припоя, поливаемых из шприца паяльной кислотой. Более агрессивные флюсы решил не применять, чтобы не облудить случайно груз или алюминиевые ребра. К слову, эти же алюминиевые ребра прекрасно лудились со стороны подошвы с флюсом ФТБф-А тем же 60Вт-ным паяльником.
Когда убедился, что все прижато и пропаяно как следует, добавил конрольную порцию припоя с мыслью: "пусть м/у ТТ будет припой вместо воздуха", отключил плиту и остудил все из шприца дистелированной водой. Радиатор остыл, пришлось отмыть его старой зубной щеткой от нагара и кое-где пройтись мелкой наждачкой:


Верхняя четверка чипов памяти (горизонтальная группа) будет охлаждаться 2мм-ой толщины алюминиевой пластиной, притянутой к чипам сквозь отверстия в плате.
Отпилил, разметил, просверлил, нарезал резьбу:

Отверстия расположены на редкость неудачно. Крепеж не вызывает доверия. Ниже пластинки есть отверстие, которое возможно задействовать.
Долго я рыскал по жилищу в поисках тонкого упругого листового металла. Ничего не годилось. Отчаявшись, заглянул еще разок в коробку с крепежами. И обнаружил там то, что казалось, раньше не замечал:

Скоба от сокета АМD, которым я никогда не пользовался.
Металл хороший, каленый и достаточно толстый. Обрабатывать его непросто.

Пилил долго (использовал дремель), искры летели столбом; а сверлить вообще, пришлось сверлами по керамике/стеклу с маслом.
И вот, подточив и сняв фаски, скоба была завершена и установлена.


Решил улучшить тепловой режим, а заодно избавиться от перекоса теплосъемной пластины для вертикальной группы чипов памяти, упорно не хотевшей прижиматься так же ровно, как теплосъемник GPU. Использовал здоровенную чугунную струбцину и два медных блина, через которые поджимал трубки к пластине. Прогревать на плите уже не получилось бы, поэтому использовал бутановую горелку:

Нелегко греть и фотограффировать, так что за фото не упрекайте.
После достижения температуры плавления припоя, начал подтягивать струбцину и вытряхивать лишний припой, толку от которого все равно нет (от прижатия трубок к пастине, с некоторым их сплющиванием, проку куда больше). Обнаружил, что пластину-радиатор чипов памяти не выровнить: весь правый блок пластин скручен, попытка его выправки легко могла стать причиной пробития ТТ одним из ребер радиатора ("горлышки" у которых весьма агрессивно проштампованы, отчего у последних довольно острые рваные края). Посему, решил отказаться от данного теплосъемника, тем более, что зазор м/у ним и чипами памяти вынудил бы использовать теплораспределяющие волокнистые подушечки, какие часто используют для этой цели на стоковых кулерах. Обойдусь аналогичным радиатором-пластиной, как на верхней группе, посадив данную пластину на термоклей и проделаю вентиляционную щель в наросте подошвы пакета ребер, чтобы отвести на память часть потока воздуха.

Дошло дело и до вентилятора. Нужно выбрать мотор и крыльчатку.

Но бучные, разумеется, для антуража.
Теперь предстоит выбрать наиболее подходящую.
Самая производительная, в т.ч. и по уровню шума - от HD2900ХТ, красного цвета. У нее есть PWM регулировка и качественный подшипник, но даже на мин. оборотах круто загнутые лопатки издают весьма значительный шум. Заюзывание маловероятно.
Несколько слабее, но тоже весьма - турбина от 8800GTS 512Mb с надписью ASUS. Не так агрессивно завернутые лопатки, то их так же много, обороты тоже не позволяют надеяться на выживание рядом при работе на полную. Применение возможно лишь при ограничении оборотов автоматически или вручную.
Турбина с надписью NVIDIA принадлежала некогда 8800 Ultra и имеет самые шадящие обороты, наклон лопаток и их число. Ее можно ставить на постоянные 12В и не париться с регулировкой - уровень шума в пределах допустимого. Это самый вероятный кандидат, хотя и внушает опасение малое статическое давление, на что указывает пологий наклон и малое число лопаток.
Еще один кандидат - родной вентилятор СО от 7900GTX. У него сравнительно малые обороты, с ним бы горя не знать, но как и в предыдущем случае, есть опасение, что блок пластин не будет продуваться достаточно эффективно (7900 так не грелась никогда, чтобы даже в 3DMark06 повысить обороты при нормальной комнатной температуре, выше 50% от макс.). Ибо статическое давление, им развиваемое, весьма мало.
Еще две турбины от Arctic Cooling имеют очень малую частоту оборотов, воздушный поток и, как следствие - малый шум. Что и говорить, их время прошло. Сегодня ими можно было бы продуть радиаторы видеокарт low-end класса.
Произошло непредвиденное. Решив подогнуть трубки, чтобы избавить их от паразитивных зазоров, я уменьшил и расстояние м/у блоками ребер! Теперь поместиться сможет только крыльчатка с D<80мм. Ну чтож, учтём.
Останавливаю свой выбор на понравившейся большой черной конусной крыльчатке (знал бы я тогда, что это решение окажется ошибочным...).

Выпотрошил все, что крутилось и подходило по размеру:

Крайне левый - от термалтейковского высокопрофильного безрамочного вентилятора; центральный - от инвалидной (доставшейся мне без части лопостей) турбины X800GTO; м/у ними - от еще одного необычного термалтейковского вентиля 60х25мм; крайне правый - мотор от черной конусной крыльчатки турбины Аэрокулинг (которая больше других мне понравилась, к слову); а оставшийся - от слотовой заглушки-вытяжки с узкой турбинкой.

Проверил всевозможные сочетания моторов с понравившейся крыльчаткой и пришел к выводу, что запас по оборотам лишним не будет (в крайнем случае ведь можно и придушить...), посему сочетание черной конусовидной крыльчатки с мотором от старой турбины-инвалида счёл оптимальным.
Далее возник вопрос - как крепить турбину к радиатору? Помог пластиковый бэкплейт от какой-то старенькой видюшки, пылившийся без дела:

Разметил, просверлил, снял фаски и пр.:

Набор юнного овера:

Сборка турбины:


Сборка:

В принципе, охлаждение готово, если не счетать кожУха. Его можно склеить из тонкого листового пластика; либо перекроить прежний прозрачный кожУх от джифорсовской СО. Но мы пойдем другим путем! КожУх хотел черный глянцевый как крыльчатка, с гладкими обводами, поэтому сделаю его из стеклопластика.

Для изготовления детали из стеклопластика нужна форма (матрица) или болван (пуансон). Форму делать сложнее, сам процесс куда более трудоемкий, зато дает практически готовую внешнюю поверхность. Болван изготовить проще, он дает точную внутреннюю поверхность, что хорошо для аэродинамики, к тому же для первого опыта, мучений и с болваном хватит.
Собирался делать болван из пенопласта. Передумал по причине отсутствия пенопласта достаточной плотности и прочности. Тот, что имеется - легко деформируется и крошится на шарики.
Буду делать болвана на основе брусков ЛДСП, картонного шаблона и скульптурного пластелина. Вот материалы:

Вылепил болван:

Итак, пищевая пленка в качестве разделительного слоя, двусторонний и обычный скотч для фиксации:

Обтягиваю пленкой болван с лицевой стороны в один слой, фиксирую простым скотчем, чтобы пленка не отставала. Еще несколько полос скотча поверх пленки по прямым участкам, чтобы избавить пленку от возможного сморщинивания. Потом с обратной стороны - полосу двустороннего скотча, чтоб к нему крепить концы лоскута стеклоткани:

Далее смешиваю эпокс и наношу на ткань деревянной палочкой, стараясь втереть смолу в ткань, излишки соскабливаю той же палочкой.
Всего толщина набрана из 4х слоев стеклоткани, пропитанных эпоксидной смолой. Важно, чтобы смолы был минимум, поэтому лишнуюю нужно удалять промакиванием ненужной тряпочкой, например. Но лучше просто пропитывать лоскуты стеклоткани на стекле кистью и накладывать на болван, разгоняя застрявшие м/у слоями пузыри воздуха той же кистью.
Полимеризация закончена, нужно срезать лишнее и вынуть болван:

Работы по формовке завершены, все лишенее отрезано, кромки обточены, поверхность отшлифована:


Форма есть, теперь нужно заняться поверхностью. Замешиваю самодельный гелькоут (густая колорированная смола) с помощью осушенного колера для краски и талька и наношу на поверхность:

После полимеризации сточил все до получения ровных плоскостей.

Оказывается, после выкладывания слоев стеклоткани, деталь была не такой уж и ровной... Но учитывая ничтожную толщину каждого слоя - это не удивительно. Даже теперь суммарная толщина меньше 1мм!
Грунтуем:

Красим и лакируем:

А еще решил покрасить внешнюю сторону подошвы с трубками, которую будет видно сквозь окошко вентилятора и шину жесткости платы, а так же видимые из-под кожУха части радиатора подсистемы питания (продуваться он будет хорошо, покраска не должна повлиять).


Наконец, долгожданная сборка:





А вот и результаты прогона бублика:


Ну а со старым красным алюминиевым кулером было вот как:

Уже само по себе неплохо, учитывая, что звук от залмановской жужжалки был далек от комфорта, а с новой СО стал заметно тише (на полных оборотах).

Как бы то нибыло, рискнул заменить красивую крыльчатку на обычную, от типового вентилятора 80х25 и о, чудо! Температура при прочих равных условиях упала на 7 градусов, да еще и тональность звука стала какой-то более комфортной, привычной, что ли... Не теряя времени, слегка разгнал видеокарту. Опять челюсть на пол: температура не поменялась, а производительность увеличилась более, чем на сотню бубликов:


С этой крыльчаткой фотограффировать не стал, да так и продал. Мне, как и многим тут, важен не результат, а процесс!

Приемник для метательных табуреток открыт по адресу:
https://forums.overclockers.ru/viewtopic.php?f=25&t=392239