Бродя по бескрайним просторам интернета, в который раз я наткнулся на слово «баян». Здесь под ним следует понимать отнюдь не музыкальный инструмент, оно используется в своем исконном значении. В переводе с казахского языка «баян» значит «известный» или «знакомый». Другими словами то, что всем давным-давно известно. И что, казалось бы, такого? Очередное жаргонное слово пользователей всемирной паутины.
Но именно оно заставило задуматься: а что вообще в нашей жизни «баян»? А всё! Всё, что нам известно – есть «баян». А что для нас неведомо («не баян»), того еще не существует. Мы же об этом не знаем. А как узнаем, так сразу опять, «баян»!
А что является самым большим «баяном» в оверклокинге? Ответ у меня получился забавный, и слегка неожиданный – системы охлаждения. Все используемые в компьютерах виды охлаждения известны с момента их появления.
i80486 стал первым процессором для РС, который потребовал специализированного охлаждения.
Тогда это был крохотный кулер. Все изменения, происшедшие с тех времен - это увеличение площади поверхности радиатора, увеличение диаметра вентилятора и использование тепловых трубок. Короче, ничего кардинально нового. Ну а что могло произойти? Новых законов физики за это время так и не открыли.
Если прогресс в области воздушного охлаждения в некоторой степени присутствует, то водяное лишено даже этого.
Жидкостное охлаждение горячих компонентов компьютера впервые было применено в американском суперкомпьютере Cray-2 в 1982 году.
Но там не было водоблоков, в охлаждающую токонепроводящую жидкость были погружены сами платы компьютера. Это промышленные решения, а что для дома?
Злые языки утверждают, что пионерами в области жидкостного охлаждения домашних компьютеров были пользователи ZX Spectrum, которые часто ставили на него стакан холодного пива.
С 1990-х годов водяное охлаждение ПК стало получать признание среди энтузиастов. Это произошло после появления «горячих» процессоров Athlon в середине 2000 года.
Но это всё история, а что с прогрессом? Да почти ничего. Водоблоки еще могут похвастать изменениями: первые из них были с внутренней структурой «змейка», последние модели стали микроканальными. А остальное? Помпа? Никаких изменений, разве что некоторые стали с программным управлением. Радиатор? Только увеличение габаритов и небольшие оптимизации. Как ни крути, а такой вот получается «баян»
Нарисовалась грустная картина, упавшая тяжелым грузом на сердце старого оверклокера. Но правильные оверы не предаются унынию, а действуют. «Баян» - так «баян», он ничем не хуже любого другого «железа». Буду разгонять «баян».
Как разогнать систему водяного охлаждения? Можно увеличить производительность помпы. Но выигрыш будет невелик, а шум вырастет значительно. Не подходит.
Что в большей степени влияет на эффективность системы жидкостного охлаждения? Ответ однозначный – температура воды. Что влияет на её температуру в контуре? Эффективность радиатора. Увеличение оборотов вентиляторов не рассматриваем, растет шум, а это некомфортно.
Какие существуют пути увеличения эффективности радиатора? Увеличение площади теплообмена его с окружающей средой, но путь сей - тупиковый. Двукратное увеличение площади радиатора не дает двукратного прироста эффективности. Опять же: чем меньше разница температур «теплоноситель-окружающая среда», тем менее интенсивно протекает процесс теплообмена. Вот и выходит, что для того, чтобы температура воды приблизилась к комнатной, площадь радиатора должна тоже приблизиться… К бесконечности. Метод хорош, но до определенного предела, а предел этот – разумные габариты.
А есть способ увеличить производительность радиатора, не увеличивая его площадь и не повышая оборотов продувающих его вентиляторов? Вопрос на первый взгляд странный, но правомерный. Всегда хочется чуда, и побольше.
На сей раз ответ положительный. Да, можно, но с некоторыми трудностями и неудобствами. «Как?» - спросите вы. Нужно «скрестить» водянку с испарительной системой охлаждения. Не с «фреонкой» (иначе получится «чиллер»), а именно с испарительной.
Испарительная система охлаждения (очередной «баян») является самым древним способом охлаждения. Еще неандертальцы заметили, что ветерок с водоема прохладнее, чем дующий с другого направления. Так происходит потому, что вода испаряется и уносит часть тепловой энергии. Немного позже, на востоке, по этому принципу делали первые домашние кондиционеры. На первом этаже бассейн, окна открыты. Проходя над водой, воздух охлаждался в результате ее испарения, а пары поднимались вверх в отверстие в потолке, над которым была построена крыша. Жителям такого дома-кондиционера был обеспечен постоянный прохладный сквознячок.
А что в моем случае? Если намочить поверхность радиатора, то испаряющаяся вода дополнительно охладит его. Можно получить теплоноситель с температурой ниже окружающей среды на 5-6 градусов.
В связи с этим, как и говорилось выше, возникает ряд неудобств.
На первый взгляд - проблемы получаются серьезные. Но если разобраться, выходит, что не так уж они страшны.
Влажность? Зимой при работающем отоплении влажность воздуха в квартирах очень низкая. Так что увлажнение воздуха будет только на пользу. Летом, когда содержание влаги в воздухе нормальное или повышенное, можно просто проветрить комнату. В конце концов, продаются настольные декоративные фонтаны и они находят своих покупателей. Кстати, фонтан в качестве испарительной системы охлаждения компьютера? Надо будет попробовать.
Биологическая проблема? А в чем, собственно, заключается этот недостаток? Можно менять воду почаще и периодически промывать систему. Убираемся же мы в квартирах? Почему тогда является проблемой поддержание компьютера в чистоте?
Вот и получается, неудобства присутствуют, но не такие большие. Чтобы полностью прочувствовать все достоинства и недостатки такого рода охлаждения, нужно провести опыт. Что я и собираюсь сделать.
Как говорил герой фильма «Операция «Ы», вначале потренируюсь на «кошечках».
Беру старый радиатор от автопечки, по всей видимости, от «копейки». В нем было очень плотное оребрение и я его немного модернизировал. Осматриваю.
Как сделать систему смачивания ламелей радиатора? А что, если вот так?
Вода поступает в верхний патрубок, раздваивается на два потока. Один идет в радиатор и охлаждается, второй проходит в трубку, в которой насверлена куча отверстий и каплями стекает на радиатор. Тройник следует располагать именно так, как на фотографии. Иначе вода не будет поступать в «капельник». Отмечу, что в трубку должен идти именно прямой поток.
«Капельник» я сделал из медной трубки от смесителя, запаянной с одного конца. Другой вставил в цанговый переход от сантехнического смесителя. А в самой трубке насверлил отверстий сверлом диаметром 0.75 мм, тоньше у меня просто не нашлось. Но если бы и нашлось, то сверлить сверлами таких диаметров можно только на сверлильных станках, а никак не дрелью, дома, на коленке. Сразу сломается.
Регулировка подачи воды осуществляется вентилем. Возникает проблема точной дозировки этой самой подачи. Если перелить, вода будет стекать на пол, а это нехорошо. Делаю диффузор (шруд), который будет совмещен с уловителем лишней воды.
Из оцинкованной стали толщиной 0.5 мм вырезаю развертку будущего девайса. Сгибаю. Правильно было бы гнуть металл на слесарном верстаке с металлическим уголком. Но у меня нет ни верстака, ни уголка. В моем случае все это заменяет табуретка. Поэтому, перед сгибанием, процарапываю ножом металл на одну треть глубины, по линиям сгиба. После такой процедуры можно гнуть оцинковку даже на табуретке.
Сверху полукруглый элемент закрывает «капельник». Снизу предусмотрен резервуар для сбора лишней воды.
Из него выходит дренажная трубка, по которой вода будет стекать в расширительный бак. Все стыки пропаяны мягким припоем с кислотным флюсом. Диффузор закрепляю на основании из ламинированного ДСП. Это какая-то непонятная деталь от кухни, купленная в OBI. Крепится шруд двумя уголками, сделанными из той же оцинковки. Крепеж выполнен так, чтобы была возможность наклонять диффузор. Перед опытом я не знал, как поведут себя капли воды, если радиатор будет стоять вертикально. Возможно, они будут стекать только по наружной поверхности ламелей. Тогда, регулируя угол наклона, я смогу добиться затекания воды внутрь.
Не люблю тестировать свои поделки на открытом стенде. Вернее, делать это непросто, поскольку живущие у меня две кошки сразу начинают живо принимать участие в этом нелегком деле. Помощи никакой, везде просто суют свои лапы, хвосты, носы. Поэтому, для тестов был собран отдельный компьютер в корпусе Antec LanBoy Air. После этого жить стало значительно спокойнее. Расширительная емкость находится внутри, и в ней нет больше свободных портов. Делаю дополнительный трехштуцерный бак.
Два штуцера - вход-выход самой системы, а третий - для дренажной трубки из диффузора. Как я уже говорил, проводится эксперимент, поэтому материалы используются те, что были под рукой. На вид полное «гетто», но для проверки эффективности «мокрого радиатора» сойдет.
Автопечка плотно входит в шруд и держится там на трении. Вентилятор, Fan Floston Red impeller 120Q, я поставил на выдув.
Для соединения радиатора с остальной системой охлаждения используются фитинги от металлопластикового водопровода.
Как сравнить два радиатора, обычный и модернизированный, при прочих равных условиях? По температуре теплоносителя. Температура CPU в этом случае, на мой взгляд, не так важна. У пользователей могут отличаться не только водоблоки, но и модели процессоров. Но тем не менее эта информация будет приведена на скриншотах.
Радиатор используется безымянный, поэтому для сравнения указывается температура воды и процессора при применении в той же конфигурации ThermoChill PA120.3 с тремя вентиляторам Noctua NF-S12-1200 на штатных 1200 оборотах. Он довольно высокого уровня, тем более с тремя вентиляторами против одного в моей самоделке. Проверим, сможет ли «дешевая» поделка конкурировать с одним из лучших промышленных образцов.
На «мокром радиаторе» закреплен вентилятор Fan Floston Red impeller 120Q 1000 оборотов в минуту. Установлен так, чтобы вытягивать воздух из автопечки, последнее сделано для лучшего смачивания. Вода капает на ламели радиатора, который стоит немного наклонно, затем, стекая вниз, жидкость омывает большую площадь. Дополнительно поток воздуха затягивает влагу в радиатор. Если включить наоборот, то вода будет сразу выдуваться.
Немного о тестовом стенде. Процессор Intel Core i7-2600K разогнан до 5000 МГц путем повышения коэффициента умножения до значения 50 . При этом напряжение на нем пришлось увеличить до 1.45 В. В конференции не рекомендуют повышать напряжение на Sandy Bridge выше 1.38 В. Но температура процессора, даже при прогоне такой грелки как LinX 0.6.4, невелика, а цифра 5000 МГц так красива. Оставляю.
Во время тестов процессор будет прогреваться с помощью LinX 0.6.4 (2048 Мбайт, 20 повторов), этого достаточно. Количество воды в системе невелико, чуть меньше литра, поэтому ее температура очень быстро стабилизируется под нагрузкой и так же быстро падает без нее.
За мониторинг температуры процессора отвечает утилита RealTemp, указывается температура самого горячего ядра. Датчик-термопара (Thermosensor G1/4" Connection 2pin) закреплен в расширительном баке и подключен к разъему на материнской плате. Температура считывается программой Asus Probe II 1.00.27. Операционная система Windows 7.
Собственно, компьютер уже был собран. Все компоненты системы водяного охлаждения, кроме радиатора ThermoChill PA120.3, установлены внутри корпуса Antec LanBoy Air. Первый тест проходит в таком виде, после чего шланги отсоединяются от ThermoChill и подсоединяются к моему изделию (позволю себе немного иронии). Второй прогон проходит на «сухом» радиаторе, после его завершения вентилем включается орошение
и проводится третий замер.
По первоначальному плану после автопечки должен стоять расширительный бак, сделанный из банки. Это было сделано для того, чтобы было куда стекать воде, увлажняющей радиатор. Но уже во время заправки выяснилось, что при пайке штуцеров произошел перегрев крышки, и банка стала закрываться негерметично. К счастью, в результате небольшого потопа никто не пострадал. Пришлось отсоединить банку и соединить шланги напрямую, в банку шел только один дренажный шланг.
В процессе тестирования стало понятно, что дренаж необходим. Невозможно отрегулировать орошение так, чтобы вся вода испарялась. Легкий поворот вентиля - и струи из отверстий бьют очень сильно. Приходилось его поворачивать по долям миллиметра, при этом вода из системы медленно, но верно перетекала в банку. Хм, если так пойдет и дальше, то вся жидкость уйдет из контура. И я был вынужден на ходу менять схему прокладки шлангов. Решение пришло неожиданно: соединить дренажный шланг с заправочным портом.
И все получилось, хотя поначалу мешали пузырьки воздуха в шлангах. Из-за этого вода никак не хотела стекать в расширительный бак. Но воздух вышел - и система заработала. Я не стал промывать систему от воды, используемой ранее с красным красителем, просто-напросто поленился. Поэтому в расширительном бачке жидкость красноватая.
Во время тестирования я обратил внимание на то, что программа Asus Probe II 1.00.27 показывает неожиданно высокую температуру воды в системе. Эти показания были перепроверены отдельным цифровым термометром, чья термопара закреплялась на радиаторах. Способ крепления – несколько слоев скотча, чтобы по максимуму изолировать датчик от влияния окружающего воздуха.
Различие в показаниях оказалось значительным, программа завышала температуру воды на шесть градусов. Поэтому, от полученной температуры воды (строка ОРТ2 на скриншотах), нужно отнять эту разницу. Температура воздуха во время тестов колебалась в пределах 22-23 градусов по Цельсию.
Результаты радиатора ThermoChill PA120.3. Температура воды по скриншоту 33 градуса, с поправкой «минус шесть» получается 27 градусов. Самое горячее ядро процессора нагрелось до 75 градусов.
Результаты автопечки. Температура воды по скриншоту 36 градусов, с поправкой «минус шесть» получается 30 градусов. Температура процессора 77 градусов.
Результаты «мокрой» автопечки. Температура воды по скриншоту 27, с поправкой «минус шесть» получается 21 градус. Что на один градус ниже температуры воздуха в комнате! Температура процессора 71 градус.
Результат, мягко говоря, неожиданный. Копеечная самоделка с одним вентилятором на 1000 оборотов «сделала» фирменного монстра с тремя «вертушками» на 1200 оборотов каждый. Страшненькая, «мокрая» автопечка охлаждала разогнанный до 5000 МГц с поднятием напряжения до 1.45 В процессор, и при этом температура воды в системе была на один градус ниже температуры окружающей среды. И это во время прогона «софтовой» грелки.
Конечно, я надеялся, что «мокрый радиатор» составит конкуренцию фирменному трехвентиляторному, но чтобы так! И это в системе водяного охлаждения, где разница в один градус является существенной. Вода в «термочиле» оказалась теплее на шесть градусов.
Разница в температурах процессора, как мне кажется, не так велика из-за небольшой недоработки. Водоблок Swiftech Apogee XT (Rev 2) попал ко мне с «бэкплейтом» (крепежной пластиной) для процессорного разъема LGA 1366. И он, естественно, не подошел к socket 1155. Времени купить или изготовить новый «бэкплейт» не было, поэтому водоблок был поставлен на обычные гайки. Сильно тянуть их я не стал, побоявшись выгнуть материнскую плату. Поэтому прижим водоблока к процессору получился ненадлежащего качества.
Потратив на тестирование самоделки целый день, я вернул ThermoChill PA120.3 на место. Да, гибрид с меньшей площадью поверхности и одним вентилятором на 1000 оборотов побил фирменного монстра с тремя вентиляторами по 1200 оборотов каждый. Но все же для постоянного использования модифицированную систему я себе не оставлю. Как ни крути, но лишние работы по обслуживанию компьютера напрягают. Менять воду раз в неделю, да еще с промывкой системы - ну никак не хочется. Как оказалось, я более ленив, чем полагал.
Есть возможность менять воду реже. Можно затормозить биологические процессы в воде. Существует специальная химия для интерьерных фонтанов - SpringbrunnenKlar.
…предназначен для очистки уличных и интерьерных фонтанов от слизи, удаляет известковые отложения и водоросли.
Написано гладко, но насколько безопасно этим дышать? Пусть её и применяют в фонтанах, но вот на себе экспериментировать не хочется. Также не могу сказать, сколько воды испарилось за это время, на глаз уровень жидкости не изменился.
Шума от такой системы меньше, чем от традиционной. Конечно, к вентиляторам добавляются звуки капель. Но на 1000 оборотах вентилятора почти не слышно, остается лишь несильный звук капель. Его запросто глушит шум, издаваемый корпусными «вертушками» Antec LanBoy Air.
Как и положено, в конце статьи рассмотрим плюсы и минусы.
Плюсы:
Минусы:
Еще одной причиной (пожалуй, самой главной) отказа от изготовленного девайса было то, что в процессе написания статьи был придуман более простой метод увлажнения, подходящий к любому типу радиаторов. Способ неприхотлив в обслуживании и очень эстетичен. Но об этом в следующем материале, а изложенное выше пусть останется в стадии забавного эксперимента.
Продолжение здесь.
Выражаем благодарность:
