Двадцать лет назад я собрал себе свой первый компьютер. В современной терминологии это был самый настоящий «хэндмэйд» – все, начиная от корпуса и заканчивая блоком питания, было собрано (или спаяно) своими руками. Его центральный процессор, основанный на микросхеме Z80 фирмы Zilog, работал на впечатляющей частоте в 3.5 МГц, размер ОЗУ составлял 48 Кбайт, а файловый накопитель с сумасшедшей скоростью считывания располагался на десятке ленточных аудиокассет. Само устройство являлось клоном популярного в то время домашнего компьютера ZX Spectrum. Поделка благополучно проработала у меня несколько лет, а потом в знак признательности была подарена местному клубу юных радиотехников.
Спустя десять лет, на пике очередного цикла, мною вновь овладело желание к столь странному самовыражению. Результатом данного обострения стало создание системы водяного охлаждения (СВО) для проживавшего у меня тогда Athlon 1700+. Поскольку информации о СВО в то время было мало, а готовых элементов было еще меньше, то параллельно с ее изготовлением я настрочил пару информационных статей для портала Overclockers.ru («Немного о водяном охлаждении» и «Трактат о пяти ватерблоках»).
Но время шло, компьютер цинично изменил системе водяного охлаждения с воздушным кулером и сам неспешно перекочевал на дачу, а груда медных теплообменников – в зеленую коробочку на балкон. Чтобы хоть чем-то занять руки, я, то меняя сгоревший динамик в машине, делал ее полную шумо-виброизоляцию и установку продвинутой акустики, то решив поправить тормоза у подобранного на улице советского шоссейника, зачем-то менял на нем весь обвес, оставив родной только раму. Что характерно – все эти приступы трудолюбия почему-то приходились на весенний период.
После этих строк пытливый читатель уже догадался, что в жизни автора прошли очередные десять лет и вновь наступила весна, а ваш покорный слуга стоит у запотевшего окна, смотрит в дождливую даль и задает себе извечный вопрос – «Quo vadis?»
Теперь о конкретике. Получилось так, что в 2013 год я вступил без личного гаджета и вообще без производительного компьютера в доме. Выпрашивать у домочадцев ноутбуки, а потом томительно скучать, пока эти калькуляторы «переварят» объемные фотографии в графических редакторах, мне порядком поднадоело, поэтому само собой возникло намерение приобрести что-то тихое, но быстродействующее.
Купить готовый стационарный компьютер мне не позволяли религиозные убеждения, а собирать самому – полное отсутствие информированности о современных технологиях. К своему стыду, за последние шесть-семь лет я совершенно отошел от компьютерной тематики и изучать вопрос пришлось практически с нуля.
Чтобы хоть как-то ограничить сферу информационного поля, которую мне необходимо было освоить, я сформировал для себя следующие требования для будущей системы:
Исходя из этого, круг комплектующих был сужен до следующего:
Путем известных набегов на местные компьютерные лавки и заказы через интернет-магазины была приобретена следующая конфигурация:
Отдельно остановлюсь на двух последних элементах. Выбор блока питания был сразу ограничен моделями с пассивным охлаждением. В моем городе в продаже такие устройства принципиально отсутствуют, поэтому пришлось искать варианты через интернет-магазины, но и там БП Chieftec (GPS-500C) оказался единственно доступным на тот момент предложением. Но его характеристики меня полностью удовлетворяли, а изученные обзоры подтверждали правильность сделанного выбора.
Практическое применение данного блока показало заслуженность его сертификации по 80 PLUS Platinum: устройство демонстрировало стабильность напряжения при очень высоком КПД (едва ощутимый нагрев радиатора при максимальной нагрузке разогнанной системы).
С корпусом ситуация оказалась не проще. Несмотря на огромное количество предложений всех цветов и размеров, я долго и придирчиво отвергал одно за другим. Помимо того, что требовался максимально вместительный «домик», он еще должен был быть привлекательным визуально. К сожалению (вполне допускаю, что только моему), действительно стильных линеек системных блоков на рынке не так уж и много. В подавляющей массе предлагаемые в компьютерных магазинах корпуса верхней ценовой категории почему-то напоминают помесь популярного у молодежи «зубила» с синими «писалками» под днищем, титаническим антикрылом и наклейкой «SPARCO» на заднем стекле.
В конце концов, я остановился на Corsair Obsidian 800D и даже смирился с его ценой в $350, но тут мне на глаза попался BitFenix Shinobi XL. По стоимости он был едва ли не вдвое дешевле, вполне функционален и визуально строг. Разбор полетов показал, что в нем без проблем разместится вся СВО вместе с объемными радиаторами. Выбор сделан – корпус оплачен.
Но не обошлось без накладок. Единственным способом приобретения подходящего мне корпуса оказался вариант заказа через интернет-магазин. Спустя пару недель, заказ с наклейкой «Black» благополучно прибыл в мой город. Распечатав дома долгожданную коробку, я с удивлением обнаружил там системный блок прямо противоположного цвета, нежели заказывал – радикально черный цвет оказался сияющим белым. Первым желанием было вернуть корпус обратно, но это означало еще минимум месяц мытарств. Достав его из коробки и присмотревшись, я понял, что не так все и плохо.
С некоторой долей оригинальности, на фоне тотального засилья черной гаммы покупка смотрелась довольно свежо и строго. Учитывая дизайн корпуса и материнской платы, при выборе комплектующих я решил ограничиться черно-белой расцветкой с небольшим добавлением ярко-синего.
Обобщая вышесказанное, сформулирую задачу, которая преследовалась мною в данном проекте: создание производительного стационарного компьютера с условной поддержкой графической подсистемы и тихой (в идеале пассивной) системой водяного охлаждения.
Были сомнения в том, стоит ли включать в статью обзор по приобретенным мною элементам СВО. В конечном итоге все же решил прокомментировать свой выбор, полагая, что в чем-то он может быть полезен начинающим энтузиастам. Сенсеи СВО этот раздел могут смело пропустить.
Обратившись думами к комплектации системы водяного охлаждения, я оказался перед непростым выбором. Из заветной зеленой коробочки на балконе были извлечены старые водоблоки. По функционалу они вполне соответствовали моим задачам, разве что для водоблока CPU необходимо было организовать крепление под LGA 1155.
Но тут мне на глаза попались фотографии современных модификаций с использованием СВО. Подвязывая полотенцем челюсть, в полной мере ощутил ущербность идей о своем проекте.
Здесь необходимо сделать очередное отступление. В 2003 году, когда я впервые собирал СВО, в России из фабрично произведенных элементов можно было приобрести разве что аквариумную помпу на 220 В и радиатор от автомобильной печки. Все остальное нужно было изготавливать самостоятельно или покупать у таких же умельцев. Информации в русскоязычном интернете было крайне мало, а действующие системы СВО были у единиц энтузиастов. И даже немного жутковатого вида поделки типа моей воспринимались с определенной долей уважения.
Но раз уж за истекшее время предложение по данным продуктам стало настолько изысканным, я решил обеспечить не только функционал СВО, но и некоторый ее эстетический уровень. После разбития очередной копилки в зарубежном магазине была заказана следующая конфигурация:
Теперь обо всем этом подробнее.
Водоблок на CPU
XSPC Raystorm CPU Waterblock. Он не является чемпионом по производительности, но держится в крепких хорошистах. Приятный строгий дизайн, неоновая подсветка, умеренная стоимость.
Подошва отполирована весьма качественно и без видимых изъянов.
В темноте водоблок светится синим неоном. Впрочем, любители темноты могут и не подключать светодиоды.
Входящие в комплект переходники позволяют установить его под любой тип процессора.
Внутреннее строение водоблока лишено особых инженерных изысков и спроектировано по классической реберной схеме.
Водоблок на GPU
EK-FC7850 Full Coverage Water Block for Radeon HD 7850 - Acetal + Nickel. Изначально склонялся к покупке обычного теплообменника на графический процессор, но в итоге пришел к модели full coverage, как более эстетичной. По факту единственный вариант для Radeon HD 7850 оказался производства EK, он же подходил мне и по цвету. Поскольку выбранный водоблок был спроектирован под видеокарту с референсным дизайном, при выборе последней пришлось учитывать и этот фактор.
Как можно заметить, входные разъемы для штуцеров получили выход на одну сторону. После установки на видеокарту оба штуцера будут направлены вниз, что не всегда подходит к конкретной разводке шлангов. Для этого в комплект с водоблоком входит переходник, позволяющий вывести разъемы на торец водоблока.
При использовании поворотных фитингов шланги можно развести в любую сторону.
Радиаторы
Не буду повторять прописные истины о важности правильного выбора радиатора, лишь отмечу, что при определении характеристик системного блока (корпуса) для меня решающее значение получила возможность комфортного размещения внутри корпуса радиаторов наибольшей площади.
По фотографии ясно, что под верхней панелью BitFenix Shinobi XL возможна установка радиаторов типоразмера 3х120 мм. Подобное размещение радиатора наиболее оптимально для его охлаждения, в том числе путем естественной конвекции.
Обращаю внимание на то, что радиатор толщиной 60 мм скорее всего будет находиться в непосредственной близости от края материнской платы. При наличии дополнительных разъемов питания на плате (и иных выступающих элементов) могут возникнуть сложности с установкой вентиляторов на радиаторы. Поэтому с точки зрения удобства монтажа лучше подойдет радиатор с толщиной 45 мм, нежели 60 мм.
Будучи лишенным возможности примерить радиатор при покупке, я рискнул приобрести модель толщиной 60 мм – XSPC RX360 Extreme Performance Radiator Version. Пусть и весьма плотно, но он все же (вместе с вентиляторами, установленными на нем) уместился в предполагаемом месте монтажа.
Особенностью радиаторов серии «RX» является более редкое оребрение, что позволяет использовать для его обдува низкооборотистые вентиляторы. Данное техническое решение и цельномедная конструкция обеспечивают высокую эффективность.
При планировании размещения данного радиатора необходимо также учитывать, что разъемы для подключения фитингов выходят у него только на одну сторону, что несколько ограничивает варианты его установки.
В качестве минуса при монтаже данного изделия выявилось, что окраска произведена без использования грунтового покрытия. Поэтому даже незначительные воздействия на поверхность радиатора приводили к оголению его до металла на месте контакта.
И поскольку изначально я предполагал создание СВО с пассивным охлаждением, было очевидно, что один, даже большой радиатор с этой задачей не справится. Возник вопрос о наиболее оптимальном размещении второго радиатора.
Для этих целей в выбранном корпусе было еще несколько вариантов крепления: в нижней части передней стенки и в верхней части задней стенки.
После некоторых раздумий первый вариант я отверг: при заборе воздуха изнутри корпуса его конвекции наружу будет мешать глухая передняя стенка корпуса, а при обратном направлении горячий воздух будет поступать внутрь, нагревая содержимое системного блока. Для естественной конвекции подобное размещение радиатора вообще самое неудачное. Кроме того, немного усложнялась схема прокладки шлангов, поскольку требовались дополнительные поворотные фитинги.
По этим причинам я остановился на размещении второго радиатора на задней стенке. Системный блок позволял размещение там одной секции размером 140 мм. Учитывая, что габариты самого радиатора все же несколько больше, чем 140 мм по каждой стороне, при его выборе я немного подстраховался и заказал радиатор толщиной 45 мм, а не стандартных 60 мм, чтобы в случае чего разместить его снаружи задней стенки, при этом избежав громоздкости. Окончательный выбор пал на Alphacool NexXxoS XT45 Full Copper 140 мм.
Он также отличается более редким оребрением для возможности продува его малооборотистыми вентиляторами.
К его характерной особенности можно отнести шесть разъемов для подключения штуцеров и одно сливное отверстие, что делает его более универсальным в монтаже и эксплуатации.
Качество использованных в создании этого радиатора материалов можно оценить на нижеприведенных снимках. Чистая медь и сложная внутренняя структура каналов – то, что доктор прописал.
Необходимо также отметить, что в отличие от радиатора XSPC, лакокрасочное покрытие данного образца сделано качественно, без нареканий к технологии окраски.
Помпа
Ключевой элемент СВО, по вопросу выбора которого ежедневно ломаются копья на форуме www.overclockers.ru. Конечно, за последние десять лет в данном направлении произошли существенные изменения – в продаже есть огромное количество помп (насосов) специально адаптированных для запросов энтузиастов: стандартизированные резьбы для фитингов, питание от 12 В, регуляторы оборотов через PWM, прекрасные акустические характеристики.
Я не стал оригинальничать и выбрал проверенную модель Swiftech MCP35X-BK™ 12 VDC Pump, обладающую всеми вышеперечисленными достоинствами.
К ее плюсам можно отнести производительный топ, избавляющий пользователя от приобретения дополнительных насадок. В комплекте с ним идут конусные фитинги и антивибрационная прокладка, но они скорее всего окажутся невостребованными у избалованного энтузиаста.
Я также обратил внимание, что в качестве опции к этому насосу можно приобрести радиатор, который крепится к нижней части помпы. Целесообразность данного приобретения под вопросом, поскольку корпус устройства цельнопластиковый, да и в работе помпа греется не так значительно, а значит, эффективность такого приобретения для меня осталась сомнительной.
Расширительный бачок
Один из самых эффектных элементов СВО, предлагаемый производителями в огромном количестве моделей. В продаже есть резервуары как для размещения целиком внутри системного блока (чаще всего это различного рода колбы), так и для монтажа в отсеки 3.5 и 5.25. Кроме того, для любителей аскетизма возможен и вариант СВО без расширительного бачка – для этих случаев достаточно купить тройник, на один выход которого поставить сливной шланг с заглушкой.
Но мне хотелось визуального контроля теплоносителя и вариант без резервуара меня не устраивал. Подобрать подходящий для моего корпуса бачок труда не составило – выбор остановился на Alphacool Repack-Cooling Slot-In Delrin – White Special Edition.
Отверстие в верхней части резервуара оказалось очень удобным для заполнения системы – достаточно вкрутить в него штуцер со шлангом, а на другой конец шланга надеть воронку.
В процессе эксплуатации выяснилось, что пластик боковых стенок довольно прозрачен, поэтому подсветка внутри корпуса создавала приятное свечение теплоносителя в резервуаре.
Фитинги
Пожалуй, один из самых сложных в выборе элементов СВО, олицетворяющий невероятное количество предложений всех цветов, разметок, качества и самое главное – уровня цен.
В зависимости от сложности контура СВО и ценового диапазона, стоимость фитингов может составлять до нескольких сотен условных единиц. Стремление к прекрасному, как правило, обходится не дешево, но опять же и необоснованная экономия на этих компонентах может обернуться более финансово весомыми потерями – протечками, выходом оборудования из строя. Я не стал покупать модные, но весьма дорогие Bitspower, выбрав более бюджетные (при этом весьма качественные) Koolance.
Конечно, довольно сложно определиться с конкретным набором необходимых фитингов, не имея в наличии всех деталей СВО (а порой и самого корпуса) – тут помочь может только богатое пространственное воображение и навыки черчения/рисования. Потратив пару часов на визуализацию схемы прокладки контура СВО, мне удалось со стопроцентной точностью подобрать необходимый набор фитингов.
Наверное, было бы неинтересно просто купить уже готовое «железо» и ограничиться маленькими радостями сборщика. С другой стороны, изначально создание полноценного «ворклога» целью данного проекта не являлось. Различные идеи-доработки возникли уже по ходу пьесы и с оглядкой на уже сделанные покупки/оплаченные заказы.
Тем не менее, желание приложить руки было страстным и оно получило материальное выражение. В каких-то случаях данные доработки были сущими мелочами, но чаще всего целое оценивают именно по ним.
Приступим.
Жидкий металл и экономный Intel
Далеко не секрет, что для микроархитектуры Ivy Bridge процессоров Intel характерной особенностью является более высокий температурный режим по сравнению с предшествующей Sandy Bridge. Производитель объяснил данный факт более плотным тепловым потоком в связи с уменьшившейся площадью кристалла при переходе на новый техпроцесс.
Вместе с тем, энтузиасты восприняли данное объяснение с неким скепсисом и экспериментальным путем выяснили, что существенную лепту в данную проблему вносит и крайне неудачный термоинтерфейс (правильнее сказать – вредительский), установленный производителем между кристаллом и защитной крышкой процессора. Опыты с его заменой на более качественный показали значительное падение температур (порою до 25°C).
Мой процессор тоже оказался горячей штучкой (особенно в разгоне) даже при использовании СВО. Прочитав подробные инструкции в соответствующей теме, я запасся необходимыми ингредиентами (ЖМ-6, автогерметик) и приступил к процедуре. Не буду утомлять читателя излишними подробностями – мероприятие заняло около часа и увенчалось успехом.
Конечно, не очень приятные ощущения в нижней части поясницы, когда вонзаешь железные предметы в беззащитное тельце стоимостью $250 – до начала мероприятия лучше заранее мысленно попрощаться с кремниевым питомцем. Вот и мой случай не обошелся без накладок. Очистив текстолит от заводского герметика я, обильно потея, увидел зловещее зрелище рук своих.
Но дело сделано и даже если мой «тамагочи» мертв, его стоило проверить. Обработав контактные поверхности ЖМ-6, я запаковал процессор автогерметиком и установил его в сокет. Проверка электричеством показала, что пациент, как ни странно, жив. Насколько он жив, терпеливый читатель сможет узнать в практическом разделе настоящей статьи.
P.S. Снимок раскуроченного ЦП был сделан мною пару месяцев назад, а вскрытие производилось по методике среза герметика лезвием для бритья. Простая фотоконстатация факта мне показалась скучной и я добавил в композицию как бы между прочим молоток и зубило. Однако в каждой шутке есть доля шутки – одна из последних методик по распаковке процессоров оказалась как раз с использованием молотка.
Оплетка проводов
Я отдаю себе отчет, что произведенная по оплетке проводов работа не является шедевром и далека от идеала. Но как один из этапов повышения визуальной привлекательности проекта она получила право на существование.
Несмотря на то, что приобретенный мною БП был, пожалуй, одной из самых удачных покупок, у меня к нему была небольшая претензия. Большая часть проводов блока питания с модульным подключением, за исключением силовых кабелей АТХ. Последние в свою очередь в оплетку были заведены не полностью – на месте расширения «хвоста» у разъемов оплетка заканчивалась.
Такое многообразие цветов меня не очень устраивало, поскольку выбивалось из трехцветной гаммы (черный-белый-синий). После посещения местной радиолавки я стал счастливым обладателем нескольких метров черной оплетки и обрезка термоусадочной изоляции. Через несколько часов кропотливой возни провода были благополучно вставлены в оплетку. Попутно в оплетку и термоизоляцию были зараундены и другие провода в системном блоке.
Интересно то, что самым удобным инструментом для извлечения контактного гнезда (отгибания фиксирующих усиков) из разъема оказались женские маникюрные ножницы с тонкими изогнутыми ножами. Иголки, пинцеты и тому подобные приспособления оказались неэффективными.
Бесшумный HDD
Поскольку между моментом возникновения идеи о полностью бесшумном компьютере, заказом необходимых комплектующих и их сборкой, прошел довольно значительный отрезок времени (больше двух месяцев), у меня была прекрасная возможность вдоволь помаяться дурью.
Так как один SSD мои потребности в объеме хранимой информации удовлетворить не мог, я решил дополнить его архивным HDD. Но просто купить тихий диск было бы слишком просто – у меня возникла идея его максимально шумоизолировать. Многие зададут резонный вопрос – «Зачем этот геморрой, если современные диски HDD и так уже практически бесшумны?» Отвечу на это цитатой из высказывания активиста раздела «Модификации» – «В нашей среде довод – «А мне так захотелось!» – это очень серьезный аргумент!».
Очевидно, что полная шумо-виброизоляция предполагает помещение жесткого диска в некоторый замкнутый объем, с соответствующими поглощающими характеристиками. Реализация данной идеи проста, но она порождает проблему с отводом тепла – в ином случае HDD в таких условиях долго не проживет. Техническое решение данного вопроса лежит на поверхности, вернее течет по шлангам – водоблок для жесткого диска.
Итак, задача ясна – организовать водяное охлаждение HDD, а всю эту конструкцию поместить в шумоизолирующий кейс. Размеры изделия ограничить габаритами отсека 5.25.
Для его изготовления мне потребовались лист тонкого стального листа (в моем случае использовались обрезки оцинкованного кровельного железа), медные трубки (обрезки, оставшиеся от монтажа систем кондиционирования), два бронзовых цилиндра с размерами 20х20, отрезок медной электрической шины длиной 300 мм, эффективная виброизоляция («Бимаст Бомб» (4.2 мм), СГМ вибро БМФ (4.5 мм)), тонкая шумоизоляция («Битопласт»), грунт по металлу, краска в баллончике по вкусу, прямые беспокойные руки.
Хочу сделать акцент на необходимость применения более качественного виброизоляционного материала. Полагаю, что основным источником дискомфорта при использовании жесткого диска являются все же структурные колебания (вибрации, передающиеся через твердые тела), возникающие при работе его двигателя и перемещении головок, нежели создаваемый им шум, передающийся через воздух. Кроме того, учитывая ограниченные габариты кейса, физически невозможно уместить в него шумоизоляцию приличной толщины.
В моем случае местами даже 1.5 мм «Битопласта» было излишне, но свою роль «заполнителя пустот» он выполнил хорошо. Судя по заверениям производителей, такие мощные демпферы как «Бимаст Бомб» и СГМ вибро БМФ сами являются неплохими шумопоглотителями.
Поясняя сказанное, приведу небольшую ремарку о технологиях шумо-вибропоглощения. Материалы для шумопоглощения в основном представлены пористыми структурами со множеством беспорядочно организованных пустот. Звуковая волна, проходя через данные пустоты, многократно отражается и рассеивается.
Виброизоляция использует иные физические законы – демпфер поглощает кинетическую энергию вибрации, преобразуя ее в тепловую. Таким образом, между резонирующей поверхностью и отводящей должен быть плотный монолитный контакт, в противном случае материал эффективен не будет. Для этих целей все современные виброизоляционные материалы обладают самоклеющейся основой, а технология их нанесения требует «прикатки». По этим причинам, совершенно бессмысленно клеить виброизоляцию поверх шумоизоляции.
Еще один важный момент, касающийся вибродемпфера – это отсутствие необходимости в обработке им 100% рабочей поверхности. Те, кто когда-либо снимал внутреннюю обшивку в салоне автомобиля, могли обратить внимание на то, что виброизоляция нанесена не на всю поверхность металла, а только локально. Это связано с тем, что максимальная эффективность виброизоляции достигается в большинстве случаев при обработке около 70% поверхности. Также следует учитывать, что виброизоляция сама по себе очень тяжелая – квадратный метр «Бимаст Бомб» или СГМ вибро БМФ весит 6 кг.
Сам процесс создания водоблока HDD и кейса для него представлен ниже.
Медная шина была разрезана на две одинаковые части по длине ребра жесткого диска. Для деталей водоблока использовались угловая шлифовальная машинка («болгарка») и напильник. Трубки на месте захода в угловые поворотники срезались под углом 45 градусов, чтобы исключить «узкие места» в контуре, а на выходе обрезались с учетом необходимой длины штуцеров.
Соединение всех элементов водоблока производилось пайкой оловом, за исключением отрезков теплосъемных пластин (шин). Стоваттного паяльника для прогрева всей конструкции было недостаточно, жало паяльника быстро остывало, пайка не держалась. Пришлось обращаться за помощью к газовой горелке и пайке медным припоем с добавлением серебра.
Очевидно, что дополнительным источником тепла в HDD является электроника его контроллера, который располагается на нижней стороне жесткого диска. Визуальное обследование моей модели накопителя показало, что элементы печатной платы обращены к корпусу и, по всей видимости, контактируют с ним через термоинтерфейс.
Таким образом, логика подсказывала, что охлаждение контроллера в нормальных условиях происходит через передачу тепла на корпус HDD. Но уповать на качественный термоинтерфейс производителя мне не хотелось (как пример – подраздел «экономный Intel»), поэтому я постарался обеспечить индивидуальный теплоотвод и непосредственно с поверхности самой печатной платы.
Для этих целей на водоблоке была сделана перемычка из разрезанной по длине и расплющенной медной трубки большого диаметра. Равномерная передача тепла от контроллера на перемычку обеспечивалась за счет термопрокладки соответствующего размера. Перемычка была припаяна к пластине только с одной стороны, что позволяло слегка раздвинуть контактные пластины при монтаже HDD.
Что касается корпуса кейса, то он изготавливался из оцинкованного железа, которое гнулось по необходимым размерам на стальном бруске. После подгонки по размерам корпус был зашпаклеван и покрыт «молотковым» грунтом-эмалью для финальной окраски.
После чистовой окраски изделие изнутри было последовательно оклеено виброизоляцией и уплотнителем.
Для максимально плотного контакта, шины притягивались к боковым стенкам HDD за счет шести винтов по стандартным резьбовым отверстиям.
На выходных отверстиях трубок была нарезана внутренняя резьба. Для исключения протечек фитинги вкручивались в водоблок с лентой ФУМ.
Для ответа на вопрос – «Был ли смысл во всем этом?», опять же адресую читателя к практической части обзора.
Виброизоляция помпы
Несмотря на прекрасные акустические характеристики и возможности управления производительностью современных помп, они остаются механическими устройствами, издающими структурные шумы.
В целях минимизации данных негативных эффектов, помимо снижения производительности помпы (чаще всего она просто излишняя) используются различные технологии, позволяющие снизить передачу колебаний помпы на окружающие ее предметы.
Вариантов подобных решений несколько:
Различного рода подвесы мне не очень импонировали по эстетике и надежности, а вот второй вариант был интересен. В комплекте с помпой Swiftech MCP35X-BK уже идет простейшее подобное решение в виде тонкой вспененной прокладки.
Для привередливых пользователей в продаже есть более продвинутые варианты таких изоляторов, представляющие собой «бутерброды» из губчатых материалов на резиновой или силиконовой основе.
Не правда ли – очень напоминает хозяйственную губку, которой 30 рублей красная цена? Только вот такой SuperAntiVibroKovrik Special Edition для энтузиастов СВО идет уже за $15-30. По всей видимости, здесь не обошлось без сколковских нанотехнологий. Вообще, на подобном примере хорошо видно, как найдя узкую нишу, можно на пустом месте стричь газончик с весьма неплохим «подъемом».
Покупать «эксклюзивную» прокладку за такие деньги мне не хотелось, поэтому я решил смастерить свой Limited Edition. В закромах у меня уже были все необходимые материалы: виброизоляция СГМ вибро БМФ, кусок алюминиевого листа и белый упаковочный уплотнитель (наверняка найдется в любой коробке из-под компьютерных комплектующих).
По размеру основания помпы было изготовлено пять одинаковых пластин: две из алюминия и три из вибродемпфера. Зажав виброизоляцию между алюминиевыми пластинами, я получил увесистую «плитку».
В данном случае виброизоляция обеспечивала прямое поглощение структурных колебаний, а алюминий являлся фактором жесткости, поскольку сама виброизоляция довольно пластичная и при нагревании теряет форму. Полученная конструкция была окрашена в белый цвет и жестко прикреплена к самой помпе на винты. Отдельно отмечу, что идея с окраской была не очень удачной, поскольку битумная основа постепенно проступила через белую краску, сделав ее грязно-желтой. Перекрашивать недочет я не стал и просто закрыл проблемное место черной изоляционной лентой.
Чтобы исключить прямой контакт твердых поверхностей, исключить резонанс и еще больше увеличить эффективность подложки, упаковочный уплотнитель аналогично был вырезан по шаблону и приклеен под основание помпы.
Про «домовитость»
После обустройства корпуса для HDD и основания для помпы у меня остались обрезки (точнее сказать – практически целые листы) шумо-виброизоляции. Так как деньги «уплачены», девушку надо плясать.
В раздумьях о том, куда бы пристроить остатки материала, долго с прищуром смотрел на корпус, громко цокал языком и сопел. Формально в самом корпусе свободных поверхностей оставалось довольно много, но и разводить колхоз беспорядочно налепленными заплатками тоже не очень хотелось.
Поэтому было принято компромиссное решение: изоляцию клеить только на боковые стенки. Но опять же, простые решения – не наш метод. Поскольку, как уже упоминалось, виброизоляция для достижения своих рабочих характеристик не требует 100% обработки поверхности, я решил в данной работе обыграть фирменный логотип производителя корпуса.
Для этих целей я нашел в Сети изображение логотипа BitFenix и распечатал его на принтере в формате А3. По размерам этого шаблона подготовил «бутерброд» из наклеенного на виброизоляцию «Битопласта» (последний в данном случае выполняет эстетическую функцию). После наложения шаблона на материал, канцелярским ножом вырезал желаемую форму.
Полученную заготовку накатал на внутреннюю поверхность левой боковой стенки корпуса, которая регулярно бывает на виду. Для правой стенки подобным образом изощряться не стал и подготовил обычный квадрат с закругленными краями, который занял искомые 60-70% ее поверхности. Остатками виброизоляции целиком проклеил переднюю пластиковую панель корпуса изнутри.
Забегая немного вперед, скажу, что после установки оборудования с учетом виброизоляции и так немаленький вес корпуса составил внушительные 26 кг. «Вес – это надежность!» (Борис «Бритва»).
Да будет свет!
Продолжая общую тему синего неона в индикаторах корпуса и подсветки водоблока CPU, я приобрел метр копеечной водозащищенной светодиодной ленты.
Поделив ее на две части, я вклеил их под изгиб профиля в верхней и нижней части левой стороны корпуса. Таким образом, при любом угле обзора исключался прямой визуальный контакт с резким светодиодным светом и достигалась равномерная освещенность системного блока.
Лента была запитана через один из 4-pin FAN-разъемов материнской платы, а ее яркость регулировалась программным способом.
Синие латы
Занимаясь комплектацией СВО, я, конечно же, задумывался над целесообразностью применения водоблоков на силовых элементах питания, чипсете материнской платы и модулях оперативной памяти.
Изучив обзоры, решил, что городить огород из водоблоков лишено смысла, поскольку штатное пассивное охлаждение элементов материнской платы весьма качественное и вполне справится со своими функциями даже при разгоне.
Вместе с тем, модули памяти производства Samsung были девственно беззащитны перед суровыми испытаниями электричеством, да и в таком виде на материнской плате смотрелись инородно.
Чтобы устранить этот недочет, я приобрел подходящие под дизайн системной платы радиаторы на тепловых трубках Nexus HXR-5500BU Blue Heat Pipe Memory Cooler.
«Упакованные» в синюю броню модули ОЗУ сразу обрели подобающую стать, мощь и стиль.
Переходим к самому интересному – фотоотчету.
О максимальном разгоне системы при использовании СВО
Начнем практическую часть с проверки максимального разгона CPU и GPU при использовании СВО. Очевидно, что ожидать чудес не приходится – водяное охлаждение пусть и обладает большей эффективностью по сравнению с воздушным, но экстремальный разгон выступает в лиге отрицательных температур. Зато мы можем рассчитывать на более комфортный температурный режим для компьютерных комплектующих.
Начнем проверку с процессора. Мой экземпляр оказался не самым удачным и стабильную работу под нагрузкой (LinX 0.6.4 AVX) удалось зафиксировать на частоте 4.9 ГГц лишь при напряжении 1.48 В. Максимальная температура ЦП при этом составила 72°C (температура в помещении 26°C, все четыре вентилятора на 1400 об/мин).
Психологический рубеж в 5 ГГц процессор фиксировал, и даже позволял писать настоящую статью и смотреть фильмы, но запуск LinX моментально приводил к «синему экрану смерти». Поднятие напряжения до 1.6 В ситуацию не изменило. Кроме того, с точки зрения ежедневной эксплуатации, напряжение CPU более 1.4 В представляется неким «сферическим конем в вакууме» – прибавка производительности невелика, а увеличение энергопотребления значительно.
Теперь исследуем максимальный разгон графического ускорителя. Загрузка процессора и видеокарты производилась утилитой Power Supply из OCCT Perestroika (ver.4.4.0). Температура в помещении 25°C, все четыре вентилятора на 600 об/мин. Стабильной работы GPU удалось добиться на частоте 1120 МГц при напряжении 1.225 В, а его максимальная температура при данном разгоне составила 46°C.
Как видим, разгон GPU вполне обычный, но водяное охлаждение весьма благоприятно сказывается на температурном режиме видеокарты, в принципе недостижимом для воздушного охлаждения (особенно в вариантах SLI или CrossFire).
О размере дивидендов от нарушения гарантии на процессор
Приобретая процессор Ivy Bridge, пользователи невольно становятся заложниками его высоких температурных показателей, которые существенно ограничивают комфортный разгон. Как уже отмечалось выше, одной из мер исправления этой ситуации может являться замена термоинтерфейса «крышка-кристалл» на более эффективный.
Попробуем проверить – стоил ли риск потери гарантии на далеко недешевый процессор полученных от этого выгод (если они вообще будут).
Для того, чтобы обеспечить наиболее показательные результаты, увеличим множитель процессора до 48 и напряжение до 1.385 В, а его охлаждение поручим свежеиспеченной СВО. Итоговая частота составила 4.8 ГГц. Равномерный прогрев всех четырех ядер обеспечивался LinX 0.6.4. В качестве термоинтерфейса между крышкой ЦП и водоблоком использован ЖМ-6. Температура в помещении в момент замеров – 25°C.
Теперь те же самые действия произведем на процессоре с модифицированным термоинтерфейсом. Поджигаем.
Не правда ли, приятный бонус в снижении максимальной температуры на 24°C только от замены термоинтерфейса? Полагаю, комментарии излишни.
Об оправданности шумо-виброизоляции HDD
Теперь рассмотрим вопрос о целесообразности изготовления шумоизоляционного кейса для жесткого диска. Исследоваться будут два вопроса: шумоизоляционные свойства самого кейса и эффективность конструкции самодельного водоблока HDD.
Для сравнительного анализа использовались два жестких диска Western Digital одинаковой емкости (WD20EZRX и WD20EARX, 2 Тбайта). Один из них (WD20EARX) был расположен в стандартном лотке корпуса на 3.5, второй (WD20EZRX) смонтирован в самодельном шумоизоляционном кейсе, установленном в нижней части отсека 5.25. Несмотря на различие в количестве пластин, устройства во всем остальном получили примерно идентичные характеристики (тепловыделение, скорость вращения пластин).
Шумоизоляционные свойства кейса измерялись на слух, в хорошо изолированном от улицы помещении (двойное стеклопакетное остекление лоджии и жилой комнаты, метровые кирпичные стены). В системном блоке на момент проверки выключались все механические устройства (помпа, вентиляторы), при этом в самой комнате какие-либо иные источники звука отсутствовали. Тестирование осуществлялось попеременно для каждого диска с расстояния 10 см (при открытом корпусе) и 1 м (закрытый корпус, обычное положение пользователя на рабочем месте). Для создания максимальной нагрузки на жестком диске запускалось копирование раздела, в котором содержалось около трехсот фотографий общим объемом 1.5 Гбайта.
С расстояния 10 см работа двигателя HDD без шумоизоляции была слышна как еле различимый шелест. Аналогичная проверка шумоизоляционного кейса ожидаемо показала отсутствие вообще каких-либо звуков от вращения пластин.
Копирование файлов на жестком диске с воздушным охлаждением выразилось в глухих постукиваниях при позиционировании головок. Впрочем, с расстояния метра данные звуки тоже были различимы, но для этого необходимо было напрягать слух. Аналогичные перемещения головок HDD в шумоизолированном кейсе были также слышны, но только с очень близкого расстояния, едва не прикладывая ухо к корпусу – с расстояния метра уловить какие-то звуки не удалось.
Для проверки эффективности охлаждения водоблока HDD на жестких дисках запускалось многопоточное перемещение видеофайлов общим объемом 500 Гбайт. Мониторинг температур производился утилитой SpeedFan (ver.4.49). Предварительно система в течение часа прогревалась в простое. Температура в помещении в момент замеров составляла 26°C. Системный блок с установленными боковыми стенками охлаждался четырьмя вентиляторами, установленными на выдув (1400 об/мин).
Провалы кривых на графике, по всей видимости, являются перебоями мониторинга технологии S.M.A.R.T., но на конечный результат они влияния не оказывают.
Как видно из представленной диаграммы, жесткий диск, охлаждаемый водоблоком, отличается значительной инертностью – дельта его температур составила всего 1°C. При этом, воздушная конвекция HDD ожидаемо выявила его большую чувствительность к нагрузке, показав разницу в 5°C. Впрочем, в обоих случаях температурные показатели жестких дисков были далеки до предельно допустимых производителем значений (60°C).
Следует отметить, что на столь невысокие показатели температур при воздушном охлаждении оказали влияние несколько факторов: низкое энергопотребление данной модели HDD (около 6 Вт), выгодное с точки охлаждения место монтажа и хороший воздушный поток, поднимающийся снизу вверх. Изменение этих условий, очевидно, приведет к существенному росту температуры диска.
С другой стороны, поскольку температура HDD с водоблоком напрямую зависит от температуры теплоносителя в контуре (и, по сути, с небольшой поправкой ей соответствует), снижение эффективности охлаждения теплоносителя приведет к пропорциональному увеличению температуры жесткого диска (об этом в следующем разделе исследования).
Подводим итог: применение водоблоков HDD вероятно будет оправдано для производительных моделей жестких дисков (7200 об/мин и выше) в системных блоках с затрудненной вентиляцией. Модели «экологичных» серий в просторных корпусах особой выгоды от водяного охлаждения и шумоизолированных кейсов не получают – их температуры и так будут низки, а акустические характеристики для пользователя, находящегося на расстоянии метра от системного блока, идентично неразличимы.
О возможности эксплуатации системы при пассивном охлаждении радиаторов
Итак, переходим к рассмотрению вопроса, ради которого изначально и затевалась СВО. Попробуем проверить, возможна ли эксплуатация системы при пассивном охлаждении (за счет естественной конвекции) при имеющемся объеме радиаторов.
Исследование производилось в следующих режимах:
Тест производился на системных компонентах, указанных в начале статьи и работающих в номинальном режиме (CPU 3400 МГц, 1.075 В, Turbo Boost on; GPU 900/4800 МГц, 1.138 В). Замеры теплоносителя (дистиллированная вода, общий объем 1.2 л) производились спиртовым термометром, опущенным непосредственно в резервуар. Температуры каждого из режимов тестирования стабилизировались в течение 30 минут. Система приводилась в исходное состояние запуском всех вентиляторов на максимальную мощность (1400 об/мин). Температура воздуха в помещении в момент тестирования составила 25°C.
Из проведенного исследования хорошо видно, что пассивное охлаждение условно справляется с тепловыделением процессора (его тепловой пакет 77 Вт) как в режиме открытого стенда, так и с установленной боковой стенкой. Но добавление тепловыделения видеокарты при закрытом стенде приводит систему на грань фола – температура теплоносителя в 50°C очевидно недопустима. Даже тактильно такая вода воспринимается уже как горячая.
Из всего этого можно сделать вывод, что приведенный объем радиаторов, охлаждаемый естественной конвекцией, может справиться с тепловыделением максимум в 100 Вт.
О влиянии интенсивности активного охлаждения радиаторов на температуру теплоносителя, CPU и GPU
В завершение обзора проверим систему в наиболее тяжелом режиме тепловыделения с максимальным разгоном: CPU 4900 МГц, 1.48 В, Turbo Boost off; GPU 1120/5300 МГц, 1.225 В. Замеры теплоносителя (дистиллированная вода, общий объем 1.2 л) производились спиртовым термометром, опущенным непосредственно в резервуар. Температуры каждого из режимов тестирования стабилизировались в течение 30 минут. Система приводилась в исходное состояние запуском всех вентиляторов на максимальную мощность (1400 об/мин). Температура в помещении 24°C.
Контроль скорости вращения вентиляторов был поручен фирменной технологии ASUS FAN Xpert 2, которая позволяет регулировать обороты устройств, подключенных через разъемы CPU_FAN (FAN), как в автоматическом, так и в ручном режиме. Используя данную технологию, были выбраны два режима работы вентиляторов:
Исследование производилось по следующим сценариям:
Данный тест является показательной иллюстрацией эффективности даже незначительного обдува радиаторов – в довольно жестких условиях максимального разгона система смогла удержать температуру теплоносителя на приемлемом уровне (33°C), оставаясь практически бесшумной. При этом максимальная конвекция радиаторов позволила продемонстрировать крайне умеренные температуры компонентов, работающих на пределе своих возможностей.
Отвечая на вопрос, содержащийся в названии статьи, подведу итог: использование системы водяного охлаждения позволяет сочетать высокую производительность с комфортными акустическими характеристиками системного блока. Ограничение скорости вращения вентиляторов, обдувающих радиаторы СВО, обеспечивает низкую шумность при незначительной потере эффективности.
При этом создание полностью пассивной системы охлаждения производительного (игрового) компьютера невозможно без применения объемных внешних теплообменников (батарей, протяженных контуров и прочего). Однако если система предполагает эксплуатацию без применения видеокарт (за счет интегрированного видео), то с допущениями по общему тепловому пакету можно обойтись и описанным объемом радиаторов.
Тестирование шумоизоляционного кейса с водоблоком для HDD показало, что для «зеленых» серий жестких дисков он особого выигрыша ни по охлаждению, ни по снижению шума не дает, по той простой причине, что эти устройства сами по себе не особо-то вибрируют и греются.
Интересно и то, что по результатам исследования наибольший бонус по снижению температуры процессора был получен не за счет системы охлаждения, а за счет замены термопасты между теплораспределительной крышкой и кристаллом на жидкий металл, что еще раз свидетельствует о необходимости комплексного подхода при создании систем охлаждения компьютера.
Ну а самое главное – я прекрасно развлекся в процессе работы над проектом и получил желаемый результат в виде тихого, но производительного компьютера.
