Silent PC. Практические методы борьбы с шумом

Эта статья была прислана на наш второй конкурс.

Всем ужe давно понятно: компьютер должен быть не только быстрым, но и по возможности нешумным, ведь рев многочисленных кулеров далеко не способствует полуночному брожению в Инете, прослушиванию МР3-музыки, просмотру MPEG/DVD-фильмов, когда звук в формате Долби Диджитал пять+один+системный блок скорее напрягает, чем приносит удовольствие. Да, с шумом (вибрацией) нужно и можно бороться. Но как? С помощью амортизирующих и звукопоглощающих материалов, увеличением размера вентиляторов (далее - кулеры, хотя и не совсем верно) и снижением их оборотов.

Материалы мне понадобятся, а вот с некоторыми кулерами я попытаюсь расстаться, как с ненужными. Мой метод прост: нет вентилятора - нет и шума. При этом я попытаюсь ничего не спалить, а по возможности еще и разогнать процессор и видеокарту. Итак, начнем-с...

Конфигурация системы:

• EPOX 3-PTA (815EP-B step)
• Celeron Tualatin 1400(1,5V) @ 1610(1,675V)+BOX-ый cooler +паста КПТ-8
• 512 Mb SDRAM NCP
• GeForce 3 Ti 200 64Mb (175/400) @ (230/450)+80-mm Titan TFD-8025TC
• Western Digital 600AB 60Gb (5400 r/m)
• SB Live 5.1!
• Winmodem Genius L56K
• DVD-R NEC-5800A
• Key Chicony KB-3923
• Mouse Genius Optical
• PowerMan 250W (Noise Killer)

Все это собрано в низком АТХ-корпусе, блок питания (в дальнейшем БП) расположен вертикально, процессор (естественно) прямо под ним. Кто-то назовет мой компьютер офисным, между тем он позволяет с комфортом играть в любую игру 2002-го года с высокими или максимальными настройками. Я это к тому, что сделать пассивное охлаждение игрового немного сложней.

Интеловский боксовый кулер не радовал эффективностью охлаждения, так как Burn-in Wizard из пакета Si Sandra 2002 нагревал Туалатин до 65,5 градуса (саму по себе температуру можно считать высокой, однако комп работал абсолютно стабильно), поэтому кулер был заменен на Pentalpha APSK0169D. Это десятидолларовый радиатор средней эффективности с медным основанием, большими размерами (80*65*35мм), многочисленными тонкими ребрами и нежесткой пружиной, позволяющей инсталлировать его на уже установленную в корпус плату. Итак, идея в следующем: что если соединить БП с радиатором Целерона воздуховодом и пусть кулер БП работает, что называется "за себя и за того парнишку"?

На блок питания из 3-х мм. пластика был изготовлен кожух, а на радиатор процессора - воронка. Вместе они будут составлять воздуховод.

Задача кожуха - закрыв все вентиляционные отверстия БП, собрать весь воздух в единственное отверстие; задача воронки - организация правильного движения воздуха через ребра радиатора. Стoит ли объяснять важность точного изготовления деталей и герметичности соединения составных частей воздуховода? "Утечки" воздуха нужно свести к минимуму.

60-ти мм. вентилятор с Pentalpha был снят, а крепежная рамка оставлена, на нее без всякого крепления установлена воронка. Прижатая БП она и так никуда не денется. Прикручиваю блок питания в сборе с кожухом и приступаю к испытаниям. Тестирование сразу проводилось с разогнанным процессором (1610 Мгц и +0,175 В. поднятое напряжение). После получасовой игры в UT2003 прогонял 25 циклов Burn-In из Сандры. Результат: 60,5 градуса. Разница с Интеловским - 5 градусов. Для справки: в номинальном режиме (1400 Мгц) температура составила 51,5 градуса. Стабильность на должном уровне. Нужны еще какие-то комментарии?

1:0 в пользу пассивного охлаждения. Возьму на себя ответственность заявить, что таким незамысловатым образом можно охлаждать все процессоры семейства Pentium, Pentium II, Pentium III, Celeron, AMD K2-K3, VIA Cyrix. Как же быть счастливым обладателям горячих Pentium-ов 4 и Athlon-ов? Им нужно смотреть на следующий рисунок.

Эта схема позволяет реализовать "боковой прогон воздуха", когда воздух входит с одной стороны радиатора, проходит вдоль ребер и выходит с другой, попадая в воздуховод. Скорость воздуха во всех точках радиатора высока и эффективность такого охлаждения будет выше, чем в первом случае. Дело в том, что стандартные (обычные) радиаторы не очень-то подходят для метода "воронка сверху", когда воздух так и норовит "чиркнув" по верхушкам ребер радиатора сразу попасть в воздуховод. Исключением может являться какой-нибудь веерный Zalman, которому почти нет разницы, как через него будет проходить воздух (кстати, вышеназванный Zalman с его 2-3-мя тысячами квадратных сантиметров поверхности в этом и других случаях был бы предпочтительнее).

Схема более эффективна, чем мною собранная. Я же использовал "невыгодный" вариант лишь потому, что близкое расположение некоторых конденсаторов, разъема питания мат.платы, стенки корпуса и видеоплаты к Socket-у не позволяло эффективно изогнуть воздуховод.

Кулер из БП можно перенести в трубу и установить амортизаторы, что сулит нам существенное снижение шума, так как он будет находиться, скажем так, "в двух коробках": воздуховоде и корпусе, которые будут работать как естественные звукопоглотители. Возможен вариант: не сделаете амортизаторов - получите два естественных усилителя.:) Для обладателей плат с повернутым на 90 градусов процессорным разъемом, а также для тех, кто любит выбирать, еще один вариант.

Ничего необычного. Радиатор эффективно охлаждается "стандартно" сверху, далее отработанный воздух собирается в трубу, и далее "самотеком" через БП из корпуса. В ряде случаев именно такое расположение вентилятора (первым в цепочке охлаждения) и будет являться оптимальным, т. к. преимуществом в охлаждении будет пользоваться вечно перегревающийся процессор.

Построение пассивной системы охлаждения является делом сугубо индивидуальным для каждого отдельно взятого компьютера. Возможных практических схем реализации охлаждения ПК (в том числе и смешанных), пожалуй, с десяток, поэтому нет возможности рассмотреть их в рамках одной статьи. Я лишь пытаюсь дать общие рекомендации и донести до вас свои идеи, а вы уж сами экстраполируйте мои результаты к своим системам, решайте, что и как сделать.

Должен отметить, что эксперименты с воздуховодами приведут к некоторому повышению температуры в корпусе (в моем случае на 1-2 градуса). Перед покупкой большого радиатора на Socket 7/370 проверьте, позволит ли свободное пространство вокруг разъема установить его. Вместо пластика можно использовать любой листовой материал: ПВХ-панели, оргстекло, фанера, картон и пр.

Следующая на очереди видеокарта. Моя GeForce 3 Ti 200 выполнена по референсному дизайну, имела небольшой пассивный радиатор и работала на положенных ей частотах: 175 Мгц ядро, 400 Мгц память. После установки напротив нее низкооборотистого (порядка 2100 об/мин.) 80-ти мм. Титана, частоты удалось поднять до 230 и 465 Мгц соответственно. Сам по себе Титан не шумный вентилятор, однако попробую обойтись без него.

Старый радиатор был снят, а на его место установлен временно оставшийся без работы его интеловский собрат. Операция это несложная, описывать ее я смысла не вижу. Из того же материала изготавливаю еще один воздуховод для видеокарты. Он будет установлен в ближний PCI разъем и должен направлять движущийся под воздействием низкого давления воздух на радиатор видеокарты.

Про память вежливо умолчу, охлаждение на нее решил не делать. Разгон ее не приносит такого прироста производительности, как разгон графического процессора (GPU). Неаккуратно нанесенный на одну из микросхем термоклей/паста может запросто сделать карту сбойной, а то и просто нерабочей, на мой взгляд, риск не соответствует результату.

С новым радиатором GPU заработал на 220 Мгц, хотя со старым соглашался работать только на 200-х. После установки воздуховода максимальная стабильная частота составила 230 мегагерц, что в общем-то очень даже неплохо.

Хочу отметить несколько моментов.

• Свободное место вокруг графического процессора позволяло прикрутить даже такой гигант как Pentalpha с его 80*65 миллиметровым основанием или какой-нибудь Titan для P4, которые раза в два-три эффективней интеловского, но и в полтора-два раза тяжелей.
• Для увеличения тяги в воздуховоде вентиляционные отверстия корпуса не заклеивались, т.е. корпус использовался "по умолчанию".
• Воздуховод у меня немного узковат. Бoльший радиатор потребует большего притока воздуха, возможно, придется пожертвовать еще одним PCI-слотом, либо делать отдушину в задней или боковой стенках корпуса.
• При тестировании температура в помещении составляла 23,5-24,5 градуса.

Потенциал, как видите, есть. Причем я не пытался добиться каких-то рекордных результатов.

Эксплуатация видеокарты в течение двух месяцев убедила меня в правильности и практичности такого подхода к охлаждению. Дело в том, что радиатор GPU находится в "аэродинамической тени", т.е. движение воздуха в этом месте очень слабое. Направленный устойчивый поток холодного воздуха извне очень благотворно сказывается на температурном режиме видеокарты.

Какую же карту можно охладить таким методом? Я считаю - все, вплоть до GeF Ti4200 или Radeon 9100. Насчет более мощных у меня большие сомнения, ведь более 30-ти Ватт в 3D-режиме для Radeon 9500/9700 - это уже серьезно, и примерно соответствует тепловыделению Tualatina на частоте 1,5 Гигагерц.

Выставляю "дежурную" частоту 225-ядро/445-память, исправляю счет на 2:0 и иду дальше.

После удаления второго "ветродуя" стал подозрительно громко работать мой Western Digital. Усмирить винчестер(HDD) можно двумя способами: поместить его в звукопоглощающую коробку/кожух, либо установить на амортизаторы. Материал коробки, в которую будет запакован HDD, должен иметь пористую структуру, быть прекрасным диэлектриком и обладать хорошей теплопроводимостью. По-моему такого материала нет даже в космической промышленности, и бытовая замена - поролон совершенно не подходит для этой цели. Насколько мне известно, некоторые модели винчестеров (не буду уточнять какие) и так перегреваются и выходят из строя сами по себе, а если их еще и в поролон замотать... Первый вариант отпадает как опасный для большинства HDD и наших кошельков, попробуем второй.

Устанавливать диск на вибрoпоглотителях в 5'25-дюймовый отсек я принципиально не хотел, а в 3'5-дюймовый он не помещался в принципе (o, загнул-то:), поэтому была сделана следующая конструкция.

К нижней части 3'5" корзины крепятся две пластиковые штанги, к ним с помощью шурупов и клея "Момент" крепятся четыре обычных канцелярских ластика, которые и будут являться амортизаторами. Винчестер так же через металлические держатели (сделаны из выломанных PCI-заглушек) с спомощью винтов прикручен к ластикам с другой стороны. Несмотря на кажущуюся избыточность и незавершенность, конструкция обладает всеми необходимыми качествами:

• Простота изготовления (все было сделано за один вечер).
• Не содержит узкоспециализированных и дорогих деталей и материалов (пассики, крючки, уникальный крепеж и т.д.)
• Жесткость и надежность крепления HDD.
• Не занимает 5'25" отсек.
• Возможность установки HDD в нижней части системного блока напротив вентиляционного отверстия (как следствие лучшее охлаждение диска).
• Возможность установки второго HDD (нужно лишь сделать металлические держатели в два раза длиннее и просверлить в каждом по дополнительному отверстию, второй винчестер встанет непосредственно под первым).

Испытания дали прекрасные результаты. Шум двигателя значительно снизился, а позиционирование стало вообще еле различимым, так что теперь все больше смотрю на светодиод жесткого диска, короче говоря, рекомендуется к применению.

Настало время взяться за блок питания. Сертифицированный 250-ти ваттный PowerMan способен изменять частоту вращения своего вентилятора. Эта возможность названа технологией NoiseKiller, а в простонародье - термоконтроль. Терморезистор и управляющая схема прикручены к одному из радиаторов силовых каскадов БП. Радиатор прогревается через 15-20 минут работы и вращение 80-ти мм кулера Everflow становится максимальным. При силе тока в 0.25 ампера вентилятор создает достаточно сильный воздушный поток, как, впрочем, и немалый шум. Вот и вся технология. Кулер БП находится практически вне корпуса компьютера, поэтому утихомирить его сложно.

Для начала я удалил (выкусил) защитную решетку кулера БП, наивно полагая, что это положительно скажется на температурном режиме, а так же на уровне шума. Бесполезное, доложу я вам, оказалось занятие, потому что заметных изменений к лучшему я не зарегистрировал ни на слух, ни в MbProbe. Не помогла и установка вентилятора на вибропоглощающую прокладку, то, что является обязательным для 60-ти миллиметровых, малоэффективно для бОльших кулеров. Я даже попытался изготовить трубу-глушитель по аналогу автомобильного, собственной конструкции, но все бесполезно. Что ж, придется действовать старым, проверенным способом - снижать обороты кулера методом установки последовательного сопротивления (по моим расчетам- 33 Ома, чтобы напряжение снизилось до семи Вольт). Но вентилятор БП остался единственным в системе, что получится, если его затормозить?

Необходимый трехваттный резистор получился путем параллельного соединения трех одноватных по 100 Ом. Пайка тщательно заизолирована - попадание 12 Вольт на корпус, или, что еще хуже, на ФАЗУ, ни к чему хорошему не приведет. Итак, включаю питание, слышно, как раскручивается винчестер, и тишинаааа.... Мое беспокойство по поводу, запустится ли вентилятор (ведь резистор снижает напряжение до 7-ми Вольт, а NoiseKiller делает его еще меньше), оказалось напрасным, Everflow безукоризненно запускался "с пол-оборота". Загружаю Unreal 2, и жду, когда Винда зависнет. Винда не обманула моих надежд:), синий экран смерти намекнул мне, что что-то перегрелось...

Не буду описывать дальнейших моих телодвижений, но назову лишь результат: частота процессора была снижена с 1610 (115*14) Мгц при 1,675 В. до 1540 (110*14) Мгц при 1,625 В, а видеокарты с 225-процессор(450-память) Мгц до 220(440) Мгц соответственно, что позволило обеспечить АБСОЛЮТНУЮ стабильность системы. Производительность упала на глаз не заметно, зато шум снизился кардинально, так что я остался доволен полученным результатом.

Считаю своим долгом предупредить, что снижение объема проходящего воздуха через блок питания неминуемо приведет к разогреву последнего. Поэтому настоятельно рекомендую использовать качественные, сертифицированные, "увесистые" (подразумевает наличие больших эффективных радиаторов) БП.

Пару слов о корпусе компьютера. Странная получается вещь: если приложить ухо к поверхности стола, то можно услышать отчетливый шум подшипников вентиляторов и винчестеров системного блока, т.е. вибрация от них передается на стол (мебель), и вот уже весь стол сверху до низа является источником шума. Мониторы, принтеры, сканеры, половина бытовой аппаратуры, копеечные клавиатуры - и те стоят на резиновых ножках, а даже дорогие компьютерные корпуса, которые в них нуждаются, стоят на пластмассках! Может, я чего-то не понимаю?

Я не придумал ничего оригинальней, кроме как приклеить ножки из плотного поролона, хотя подошли бы войлок или белая резина (черная со временем оставит следы на мебели). Вся эта нехитрая процедура займет у вас минут двадцать вместе с поисками клея и ножниц. И даже если вы и не заметите положительного эффекта (что весьма вероятно), сделать это все равно стОит, так как позволит избавить вашу мебель от новых царапин, продлив тем самым ей жизнь, а вам сэкономить средства.

В свое время меня заинтересовала идея "утепления" компьютера, а точнее, оклейка внутренней поверхности корпуса звукопоглощающим материалом. Под рукой оказался синтепон (используется как теплая подкладка одежды, шитья одеял и т.д.), который, сложеный вдвое, был укреплен на четырех стенках (кроме лицевой и задней). Толщина матов составляла около сантиметра.

Из Интернета я узнал, что народ, оклеивающий корпуса поролоном или материалом, "похожим на него" сталкивается с двумя проблемами:

1. При прогреве системы поролон начинает источать сильный запах.
2. Повышается температура внутри корпуса (до +3-5 градусов).

Синтепон оказался "экологически чистым" продуктом, по крайней мере ни запаха, ни повышения температуры замечено не было (впрочем, если бы у меня был двухпроцессорный файловый сервер - кто знает?...), не было замечено и снижения шума. Вернее сказать снижение было, но я ожидал бОльшего...

Замена 60-мм вентилятора на 80-миллиметровый ИЛИ снижение оборотов путем постановки вентилятора на 7 Вольт по отдельности давали куда больший эффект. Тот же винчестер был отчетливо слышен в "утепленном" корпусе, и становился почти "немым" после установки на ластики. В чем же дело?

Вибрация кулеров и накопителей передается на корпус, и именно корпус является передатчиком или, если хотите, источником шума. Какой смысл оклеивать его изнутри? Нет, понятно, что плотно прилегающий к боковым панелям изнутри пористый материалл погасит некоторую низкочастотную составляющую шума, но только некоторую... Для достижения бОльшего эффекта звукопоглотитель нужно клеить СНАРУЖИ корпуса. Заверните свой любимый компьютер в теплое одеяло, и вы поймете, о чем я. Становится понятна низкая популярность и распространенность этого метода шумопонижения. И в заключение...

А так изготавливаются вибропоглощающие прокладки под вентиляторы. Со старого тканевого мышиного коврика теплой водой смываете ткань. Затем острым лезвием из оставшегося плотного поролона по контуру вентилятора вырезаете прокладки. Потом каким-нибудь суперклеем БЕЗ применения винтов приклеиваете вентилятор через прокладку в нужном месте и, вуа-ля, готово, шум уменьшится. Особенно рекомендую для высокооборотистых кулеров размером менее 80-ти мм.

Выводы: Как я уже сказал, с шумом можно и нужно бороться. Причем, нам, по большему людям небогатым, придется полагаться на собственные силы, ведь немногочисленные фирменные девайсы стоят немалых денег, или попросту отсутствуют в продаже по причине низкого спроса.

Если вы имеете хотя бы "три с плюсом" по труду в аттестате средней школы, а главное - желание, вы без труда сможете повторить что-нибудь из предложенного мной или из других интернетовских статей, которых, благо, появляется все больше и больше (на Overclockers.ru их, наверное, уже с десяток). Ну а если у вас еще и "светлая" голова с ясным пониманием сути проблемы, то мои скромные достижения просто померкнут на фоне ваших новых высот и рекордов.

Короче, дерзайте. На сим прощаюсь. С уважением,

Noisekiller

Эта статья была прислана на наш второй конкурс.