WaterCooling

18 февраля 2003, вторник 02:07

Эта статья была прислана на наш второй конкурс, за неё и её продолжение, статью Water-Cooling II "Reincarnation" автор выиграл приз – видеокарту ASUS V9560 Video Suite


Введение: "С чего всё начиналось"

Тихий зимний вечер, за окнами дует ветерок, который почти не слышен в квартире, после трудного дня и вкусного ужина, как всегда, хочется тишины и спокойствия, подхожу к компьютеру, включаю и… о нет, снова этот невозможный шум 7-ми вентиляторов, два из которых уже давно пора было выкинуть, что и было сделано, но этого всё равно недостаточно, рёв остальных пяти перебивает весь кайф, получаемый от сёрфинга в Интернете. "Выкинуть все вентиляторы или посадить их немедленно на 5-7 вольт" - скажете Вы, хорошо, а как же тогда разгон? Именно, это любимое слово "оверклокинг", без него никак нельзя, я не представляю у себя дома компьютер, который работает на родных (номинальных) частотах. На сегодняшний день компьютеры ещё можно охлаждать воздухом, но только при "людском" разгоне и зимой, а как же hardcore overclocking, а лето, жара, да и компьютер должен работать и не просто работать, а стабильно работать! Разогнать пентиум IV 1600 до 2400, или даже до 2600, вот что называется настоящим разгоном! Вырабатываемое тепло разогнанных комплектующих нужно отводить, для этого мы и напичкиваем свой компьютер кучей вентиляторов, а потом Вы сами знаете, что выходит. "Водяное охлаждение, чего тут не понятного" - думаете Вы, именно – водяное охлаждение, купить готовое у нас на Украине достаточно сложно или очень дорого, поэтому я решил сам сделать что-то подобное.

Часть 1: "А как?"

Идея перейти на водяное охлаждение (далее – проект) меня уже давно мучает, но есть некоторые нюансы, которые отталкивают от этой идеи:

  1. Опасно для здоровья компьютера;
  2. Дорого и достаточно сложно.

Поэтому если делать проект, то делать его хорошо, без всякой экономии и хлипкости, иначе всё вылезет боком. И как всегда на помощь мне приходит Интернет, некоторые идеи я брал из Интернета, но в основном до всего сам додумывался. Проект составлял я достаточно спонтанно, т.е. почти на ходу, что из этого получится я и сам пока не знаю (статью пишу по ходу создания системы). Что нужно для всего этого? А всего-то ничего:

  1. Помпа (в моём случае "циркуляционный насос Grundfos")
  2. Радиатор (от печки машины, желательно иномарки и поновее, можно от наших, но только медный и так же поновее, т.к. старые, как правило, очень грязные внутри и их трудно вымыть)
  3. Вентилятор(ы) для охлаждения радиатора
  4. Шланги
  5. Штуцера
  6. Фума
  7. Герметик
  8. Теплообменник для процессора (далее – Ватерблок)
  9. Корпус для сборки системы охлаждения и циркуляции
  10. Ёмкость для жидкости
  11. Реле для насоса
  12. И другие мелочи по ходу дела





Для внесения ясности я составил схему охлаждения и циркуляции воды:

Почему входное сечение штуцера на 20мм? Да так, на будущее, вдруг два компьютера нужно будет охлаждать, а если серьезно, то я планирую охлаждать все компоненты системы, которые достаточно сильно греются, тем более если насос позволяет, то почему нет?

Часть 2: "Let’s rock!"

Циркуляционный насос Grundfos (производство Германия, 3 скорости, 1 скорость 25W, рабочая температура жидкости от 2’C до 100’C, остальная информация на сайте производителя) является очень надёжным компонентом в системе, в отличие от хлипкой, не рассчитанной на постоянную работу и высокую температуру жидкости, я молчу про хилый напор, аквариумной помпы. Радиатор долго выбирал, но остановился на опелевском – шибко красивый и в отличном состоянии, сделан из меди (самое главное – тщательно спаян, никаких соединений). Далее поехал на рынок и скупился по мелочам (шланги, хомуты, фума, штуцера и всякие попутные мелочи). Корпус для сборки (AT) был подарен товарищем (в идеальном состоянии), вентилятор на 220В был найден на балконе. Ёмкость нашел на рынке (около 6-7 литров). Реле для включения/выключения насоса было подарено товарищем. На авторынке купил силиконовый герметик (Permatex, выдерживает температуры от -50’C до +260’C). Медь для теплообменника отец нашел у себя в загашнике (как всегда, выручил на все 100!), титан (на верхнюю крышку) нашел в местном пункте приёма титана. Сам ватерблок был сделан фрезеровщиком по моим чертежам. Дистиллированную воду я нашел в аптеке.

"Стоит ли оно того и не проще ли купить готовую систему?" - спросите Вы. Может быть и проще, но что Вы сможете купить на сегодняшний день? Хорошие системы стоят очень дорого, а дешевые системы тоже нужно почти полностью переделывать. Как же быть? Купить дешевенький китайский комплект водяного охлаждения к компьютеру, состоящий из дешевой помпы, которая и так еле-еле дышит, а её ещё и заставляют сутками работать, прокачивать 6 мм шланги слабым напором и к этому, прошу прощения, уродству прилагают алюминиевый радиатор с китайским вентилятором, который ревёт как турбина у истребителя при 2500-3000RPM. Плюс ко всему, Вы получаете ёмкость (максимум 500 мл и здесь сэкономили китайцы), вода в которой нагревается на 3’C только от самой помпы после пяти минут работы. Где же тогда, правда, брат? Смешно, не так ли?

Часть 3: "Сборка"

Тут все и началось:

Сначала хотел сделать бочонок для контроля/доливки жидкости, но потом передумал, корпус разобрал на части, для удобства сборки.





Всю систему собрал, тщательно всё зажал и закрепил (пригодился старый конструктор):

Насос отлично поместился в два 5,25 отсека, радиатор назад вместе с вентилятором (потом объясню, зачем радиатор назад и вентилятор на выдув) Корпус полностью обратно совместим, можно всю систему разобрать и собрать компьютер в этом корпусе, т.е. ни один корпус во время съёмки не пострадал.

Наполняем ёмкость, уплотняем крышку и делаем стресс тест всей системы в целом:

Во время теста насос работал на третьей скорости (50W), кстати, насоса вообще не слышно, кровать находится в трёх метрах от него и я, когда спал, совсем не слышал шума от работы насоса. Поток просто сумасшедший, если бы не большая ёмкость, то вода просто выливалась бы от создаваемого потока.

Немного доработки и уплотнения корпуса (изоляция корпуса от внешней среды выполнена полиэтиленом, т.к. крышку я так и не смог закрыть из-за наличия радиатора позади корпуса) и его компонентов после стресс-теста, установка реле и проводка кабелей питания, изоляция, покраска ёмкости (чтобы бактерии не разводились):

Теперь касательно вентилятора на выдув – можно легко заметить вентиляционные отверстия, за которыми находится сам насос, как известно, насос при работе выделяет тепло, т.е. попросту - греется, для этого я решил обдувать сам насос, для охлаждения, воздухом, который вытягивает вентилятор сзади, получается почти как в компьютере. Система охлаждения и циркуляции жидкости готова и проверена.

Теперь перейдём к ватерблоку. Элементарная змейка 10мм на 12мм:





Нижняя крышка выполнена из меди, верхняя крышка выполнена из титана (для тех, кто не знает - не окисляется и во много раз легче и крепче меди), внутренний диаметр штуцеров 10мм. Вес всего-навсего 800 грамм, плюс вода 50 грамм итого около 850 грамм веса на материнскую плату, оказалось немало. Материнскую плату пришлось немного доработать, т.е. была добавлена пластмассовая подложка сзади, под процессор, клипсы были заменены на болтики, но всё равно "вешать" 850 грамм на маму будет боязно… Сборка выполнялась с помощью герметика, далее я проверил ватерблок на "текучесть":

Герметик оказался хорош, создал отличную прокладку, ничем не хуже резинки и тест на текучесть ватерблок успешно прошел.

Часть 4: "Охлаждение процессора водой или сбылась мечта оверклокера"

Эта часть включает в себя две подраздела, первый является тестом материнской платы Gigabyte Titan 533 (GA-8IE533) и потенциал разгона процессора Pentium 4 2,4B 533MHz FSB (SL6EF, Costa Rica) на этой же плате, а второй – установка ватерблока в мой корпус и, соответственно, тест моего процессора.

Часть 4. Раздел первый: Gigabyte Titan 533 GA-8IE533

Подробности про материнскую плату вы можете узнать здесь, поэтому повторяться я не буду, а всего лишь расскажу IMHO по этой плате. Всем известно, что материнские платы Gigabyte не славятся своими возможностями по разгону, но я решил сам это проверить, купив клиенту, которому абсолютно не нужен разгон, эту плату всего за 80$. Если честно, плата мне понравилась. Комплектность отличная, инструкция достаточно полная, т.е. всё, что нужно "обычному" (или даже необученному) пользователю. В комплекте куча инструкций по установке, сборке, наладке компьютера. Компьютер собрал:

  • CPU – Pentium 4 2400B (533MHz, 512KB cache)
  • MB – Gigabyte GA-8IE533
  • Video – Albatron GeForce 4 Ti4200P 128Mb DDR
  • HDD – 80GB WDC 7200
  • Memory – 2X256Mb Samsung PC2700 CL2.5
  • БП – Q-Tec 350W Low Noise
  • OS – Windows XP Professional (IAA 2.3, Detonator 41.09, DirectX 9)

Установка ватерблока на процессор/материнскую плату (зажимное крепление использовалось от боксового вентилятора Intel) прошла успешно, процессор был намазан очень тонким слоем АлСил3 и на него был "натянут" 850 граммовый тяжеловесный ватерблок. Приведу один интересный момент из инструкции по плате:





Руки, буквально, тряслись и каждую секунду, во время установки ватерблока, моя жизнь сокращалась на несколько часов от страха повредить материнскую плату/процессор:

Это я понимаю – экстрим!

Теперь самое интересное – разгон. По заявлению Gigabyte ихняя плата имеет "супер" функцию для разгона – EasyTune4. Нашел, запустил, установил, загружаю – матюк, прошу прощения, и всё, на этом разгон "супер" утилитой закончился. Это очередной раз доказывает – почти все фирменные фичи ничто иное, как просто маркетинговая реклама и только. Ну что же, перейдём к обычному, или даже бытовому, можно так сказать, разгону. Захожу в BIOS (кстати, BIOS хорош, с отличной детальной помощью по каждому меню) и вижу:

Всё очень просто - максимально можно добавить 10% напряжения поверх номинала, 0,3 вольта на память и 0,3 вольта на AGP, а теперь самое интересное – FSB можно поставить и 100МГц, а можно и 355МГц, да, с чувством юмора у Gigabyte всё в порядке. Радует возможность фиксирования частоты PCI/AGP, но это уже на сегодняшний день не редкость. Ну что же, думаю я, пробуем:

  • 150MHz FSB – 2700, Passed.
  • 166MHz FSB – 2988, Passed, заметил сильное нагревание чипсета, установил дополнительный вентилятор (радиатор на чипсете не ахти, что и способствовало нагреву оного).
  • 170MHz FSB – 3060, Passed.
  • 175MHz FSB – 3150, Failed – не загрузилась Windows XP, выдала полный экран иероглифов и зависла намертво.

Увеличение напряжения на 5% ничего не даёт, на 10% (максимально допустимое мамой) так же ничего не даёт, пробуем увеличивать напряжение на памяти – +0,1 нет, +0,2 нет, +0,3 есть, как я и думал, подкачала память (всего то на 350МГц DDR), но Windows загрузилась, и на удивление всё работало со 100% стабильностью. Дальнейшее увеличение частоты приводило только лишь к нестабильной работе, а тестировать систему с заниженной частотой памяти охоты не было, поэтому мы уже имеем итог для этой системы:

Ну что я могу сказать, для Gigabyte, в принципе, неплохо. 3DMark2001SE b330 тестировал на default настройках, всё со 100% стабильностью. Теперь ближе к делу – температурный режим процессора (вентилятор включен):

Вид охлаждения t окружающей среды t воды t простоя CPU t нагрузки CPU (TSC 30 минут)
Водяное (рад. и вент. 220V) 21’C 22’C 20’C 27’C
Воздушное (3000-3700RPM) 23’C - 37’C 48’C

И всё это при разгоне, т.е. частота процессора составляет 3,15ГГц, при напряжении 1,60 вольта. Весело, не так ли? Даже если выключить вентилятор, то температура возрастает всего на один градус. Явно видно, что разогнанный процессор не способен нагреть ~10литров воды и 750 Грамм меди (+100грамм титана и штуцеров на ватерблоке).

Вывод: нельзя сказать, что материнская плата Gigabyte совсем не имеет оверклокерских способностей, скорее можно сказать, что плата имеет средние способности к оверклокингу, что не позволит обычному пользователю спалить или испортить какой то компонент системы из-за слишком высокого напряжения. Что касается моего "детища", то здесь мои эмоции переполняют меня на все 100! Результат просто великолепный, 27’C в нагрузке превысил все мои ожидания, теперь осталось только перейти ко второй под части и посмотреть на результаты моего процессора.

Часть 4. Раздел второй: Моя система

  • CPU – Pentium 4 1600A (400MHz FSB, 512Kb cache)
  • MB – ASUS P4B 266SE (i845D, MEM modified, Chipset modified)
  • Video – Gainward GeForce4Ti4200 PowerPack! Golden Sample Ultra/650TV 64Mb 3,3ns DDR
  • HDD – 80Gb WDC 7200 JB (8Mb cache)
  • Memory – 2X256Mb Samsung PC2700 CL2.5
  • БП – AOpen 300W FPS60-ATV Green
  • OS – Windows XP Professional SP1 (IAA 2.3, Detonator 42.86, DirectX 9)

Всем уже знакома материнская плата ASUS P4B266SE на старичке i845D, какие только рекорды не ставили на ней именитые оверклокеры, как только не "издевались" над процессорами P4. Около года назад я её купил за огромные деньги - 160 долларов, даже было, пожалел. Но когда я собрал на этой замечательной платформе свой компьютер, я понял, что я взял материнскую плату с огромным оверклокерским потенциалом, а самое главное без всяких лишних наворотов (NoSound, NoLan, NoUSB2.0 и т.п.), которые, как правило, только лишь препятствуют разгону. BIOS материнской платы стандартный, можно даже так сказать несколько консервативный в своём плане:

У этой платы есть только один минус – непонятки с AGP/PCI частотами, до сих пор никто так и не смог разобраться, есть ли фиксирование частот у этой платы. Ходило много слухов по этому поводу, даже говорили, что меню Optimization mode отвечает за эти частоты (Turbo1 – 72/36, Turbo2 – 80/40), но это всего лишь слухи. Есть более точная информация, касающаяся AGP/PCI частот – установка FSB DIP переключателями (за это я и люблю платы ASUS, нет ничего лучше старого доброго метода разгона, чем джамперами или DIP переключателями), полное руководство (взято с какого то форума, уже точно не помню откуда):

SW9

SW8

SW7

SW6

SW5

FSB

AGP

PCI

0

0

0

0

0

100.90

67.27

33.63

0

0

0

0

1

100.00

66.67

33.33

0

0

0

1

0

103.00

68.67

34.33

0

0

0

1

1

105.00

70.00

35.00

0

0

1

0

0

107.00

71.33

35.67

0

0

1

0

1

109.00

72.67

36.33

0

0

1

1

0

111.00

74.00

37.00

0

0

1

1

1

114.00

76.00

38.00

0

1

0

0

0

117.00

78.00

39.00

0

1

0

0

1

120.00

80.00

40.00

0

1

0

1

0

127.00

84.67

42.33

0

1

0

1

1

130.00

86.67

43.33

0

1

1

0

0

133.33

88.89

44.44

0

1

1

0

1

170.00

56.67

28.33

0

1

1

1

0

180.00

60.00

30.00

0

1

1

1

1

190.00

63.33

31.67

1

0

0

0

0

133.90

66.95

33.48

1

0

0

0

1

133.33

66.67

33.33

1

0

0

1

0

120.00

60.00

30.00

1

0

0

1

1

125.00

62.50

31.25

1

0

1

0

0

134.90

67.45

33.73

1

0

1

0

1

137.00

68.50

34.25

1

0

1

1

0

139.00

69.50

34.75

1

0

1

1

1

141.00

70.50

35.25

1

1

0

0

0

143.00

71.50

35.75

1

1

0

0

1

145.00

72.50

36.25

1

1

0

1

0

150.00

75.00

37.50

1

1

0

1

1

155.00

77.50

38.75

1

1

1

0

0

160.00

80.00

40.00

1

1

1

0

1

170.00

85.00

42.50

1

1

1

1

0

66.67

66.67

33.34

1

1

1

1

1

200.00

66.67

33.33

Как видно из таблицы, спектр частот не маленький, во всяком случае, не намного хуже, чем в BIOS’е (шаг в 1МГц со 100 до 200, более реальный, чем на материнской плате гигабайт), 1-on, 0-off, самое главное – не забыть установить джампер JEN в Jumper mode (1-2). Так же остаётся секретом, за что отвечает DIP переключатель номер 10, о нём в руководстве ничего не сказано, а в сети я так ничего и не нашел.

Для установки ватерблока в мой корпус, потребовалась некоторая доработка. Для такого нужно иметь крепкие нервы и натренированную выдержку:

Были куплены специальные термостойкие шланги высокого давления, стоят 1$ за метр, но они того стоят, т.к. их очень трудно перегнуть и таким образом перекрыть циркуляцию жидкости.

Полностью отказываться от вентиляторов было бы неразумно, поэтому были куплены специальные вентиляторы с термоконтролем от CoolerMaster – DAF-B82. Установка прошла без неожиданных сюрпризов, включаем компьютер и приступаем к разгону.

Процессор работает без поднятия напряжения вплоть до 141MHz FSB. Но при поднятии напряжения до 1,7 вольта можно заставить его работать и на 161MHz FSB, но это всё "цветочки", далее будет интересней. Как мы все знаем, недостатком всех плат на i845D является поддержка (официально) только лишь DDR266 (от чего и само название моей платы ASUS P4B266SE), именно из-за этого и пошли всякие там i845PE с официальной поддержкой DDR333. Но мы все знаем Интел и их "запасливость на будущее". Так вот я Вам скажу, DDR352 это семечки для этой платы (без всяких поднятий напряжения именно так и работал мой компьютер долгое время, т.е. P4 1600A@2112, DDR333@DDR352, CPU/Memory frequency ratio 3:4).

Теперь ближе к делу. "Почему он так расхваливал джампера и DIP переключатели?" - спросите Вы? Я Вам сейчас расскажу – то ли Asus не заметил, то ли так оно и должно быть, но в BIOS платы есть одна дыра в настройках памяти. Если поставить 3:4 CPU/Memory frequency ratio в JumperFree Mode и переключится в Jumper Mode, то частота DDR всегда будет равной 3:4 от FSB, что есть хорошо! До водяного охлаждения моя система работала так – CPU 2192MHz, MEM 4:3 DDR366MHz. При переходе на "воду" я выставил 150MHz FSB и получил на памяти DDR 400MHz и на процессоре 2400MHz!

Но не всё так просто, теперь нужно поднять напряжение на процессоре, ибо он, к сожалению, не работает на этой частоте при стандартных 1,50VCore, напомню, что у нас Jumper Mode, т.е. нет никаких установок в BIOS’е платы по части разгона. Но и тут Асус не оплошал! На плате есть джампер (OVER_VOLT jumper), который открывает дополнительные возможности по напряжению в BIOS ‘е платы (при Jumper Free Mode), т.е. добавляет +0,15V к максимально возможному напряжению, которое можно выставить на процессоре.

В случае Jumper Mode, включение этого джампера приводит к повышению стандартного (1.50VCore) напряжения на +0.15V, т.е. мы получили 1.65VCore на процессоре. Но и этого пока недостаточно, хоть память то у меня и Samsung, но, к сожалению, не DDR400, а DDR333 и она не способна работать на такой частоте без повышения напряжения (кстати, даже многие DDR400, а особенно неофициальные DDR433 модули в документации требуют повышения напряжения для стабильной работы памяти). Тут так же приходит на помощь джампер под названием DDR_OV:

Путём установки джампера в STAGE2 (3-4), по моим предположениям, я повысил напряжение на +0,2V. Так же пришлось немного модифицировать чипсет материнской платы по части питания (стал ощутимо греться, появилась необходимость как минимум в воздушном охлаждении), после этого всё заработало со 100% стабильностью (ниже доказательства)! Название платы можно смело менять с ASUS P4B266SE на ASUS P4B400SE2 by Gektor!

Теперь подведём итог моих "мучений":

  • Процессор P4 1600MHz@2400MHz (OVER_VOLT jumper 2-3/1,65VCore)
  • Память DDR 333MHz@DDR 400MHz (DDR_OV jumper 3-4/ +0,2VMem)
  • Видеокарта GPU 250MHz@300MHz, DDR 514@DDR 600

(Все тесты в 3DMark2001SE и 3DMark03Pro выполнялись при default’ных настройках со 100% стабильностью).

Ещё одно доказательство стабильной работы системы – калькуляция 32M числа Pi (программа Super PI, очень хорошо проверяет FPU блок процессора и память): Cкриншот 102 КБ. Калькуляция заняла 001h 02m 31s, во время калькуляции температура процессора не превышала 34’C.

Температурный режим:

Вид охлаждения

t окружающей среды

t воды

t простоя CPU

tmax нагрузки CPU (TSC 5 часов, PI)

Водяное (рад. и вент. 220V)

~24’C

~25’C

~29’C (2400Mhz, 1.65VCore)

~34’C (2400Mhz, 1.65VCore)

Воздушное (2700-3000RPM)

~23’C

-

~30’C (2192MHz, 1.50VCore)

~42’C (2192MHz, 1.50VCore)

Воздушное – боксовый вентилятор, частота процессора 2192MHz, т.е. при таком раскладе как сейчас на водяном охлаждении, не трудно представить температуры процессора при воздушном – порядка 35’C в покое и где-то около 50’C в нагрузке. Результат охлаждения водой, по сравнению с первым тестом, на моей системе не сильно впечатляет, однако есть один грешок за мной, решил я намазать как можно меньше (слой в 0.1 мм) пасты АлСил3 на процессор, эффект налицо. Температуры значительно поднялись, видно, что где-то явно не хватает пасты, сейчас не особо хочется перемазывать процессор, т.к. доступ к нему крайне сложный, поэтому переношу эту операцию на потом.

Вывод: Моя материнская плата устарела, но только лишь морально, физически она "утрёт нос" даже самой крутой плате на i845PE! Результаты более чем хороши, проект оправдал все мои надежды и финансовые вложения! Экстремальные разгоны пока я проводить не буду, т.к. жду прибытия элемента пельте (без него подавать более чем 1,65 вольта на процессор страшновато). Я надеюсь, что к тому времени будут готовы ещё два ватерблока – на Chipset материнской платы и на GPU видео (возможно и на видеопамять), так что до новых встреч!

Удачи! С уважением, Дмитрий Кулешов (Gektor)

Особая благодарность за помощь моей любимой девушке Наташе, принимавшей активное участие в создании проекта.


Эта статья была прислана на наш второй конкурс, за неё и её продолжение, статью Water-Cooling II "Reincarnation" автор выиграл приз – видеокарту ASUS V9560 Video Suite

Страницы материала
Страница 1 из 0
Оценитe материал

Возможно вас заинтересует

Популярные новости

Сейчас обсуждают