История жидкостного охлаждения компьютерных компонентов отсчитывается с того момента, когда процессорные гиганты стали предлагать продукцию, требующую дорогостоящей и шумной системы охлаждения. За это, казалось бы, относительно непродолжительное время внешний вид ватерблоков для СВО и их внутренняя структура кардинально изменились. Еще каких-то пять лет назад канальные ватерблоки типа "змейка" считались верхом совершенства. Изготовить такой ватерблок мог любой желающий своими силами, не прибегая к порой недоступным услугам фрезерования. Достаточно было иметь медный брусок подходящего размера и дрель. Конечно, сверление меди в домашних условиях весьма затруднительно, но энтузиастов СВО это не останавливало. Также практиковалась переделка радиаторов от процессорных кулеров, которые после пайки превращались в ватерблоки. Позже появилась реберная структура ватерблока, которую также несложно реализовать в домашних условиях. Главное – иметь желание, свободное время и... необходимое количество меди. Отсутствие последней заставляло людей бегать по пунктам приема цветных металлов, гаражам друзей и знакомых, обращаться в форумы различных сайтов. Появились люди, предлагающие как необходимые бруски меди, так и готовые ватерблоки. Первыми предлагаемыми "условно-серийно" ватерблоками в России стали именно вариации на тему "змейка".

Один из ватерблоков Ключа. Каналы сверлились в цельном бруске меди, ненужные отверстия потом запаивались

Многие старожилы отечественного водяного охлаждения наверняка помнят человека под псевдонимом Ключ. С его ватерблоков начинали многие из тех, кто не располагал медными брусками. Стоимость при этом находилась на отметке почти в три раза ниже, чем у зарубежных аналогов. После того как Ключ отошел от дел, эстафету по распространению ватерблоков подхватили многие производители. Наиболее успешным был краснодарский энтузиаст, известный как Ромыч. Позже в предлагаемом им ассортименте появились и другие ватерблоки, но начинал он именно со "змейки".

Ватерблоки "змейка" от Ромыча были покрашены "под золото" и имели замысловатое крепление, напоминающее детский конструктор (сверху G50, снизу M50)

Какую производительность можно ожидать от "змейки" сегодня? Имеют ли право на жизнь подобные ватерблоки в сегодняшних условиях? Очевидно, что на второй вопрос можно ответить только зная их стоимость. На первый же вопрос мы попытаемся дать ответ вместе с другой "змейкой", на сей раз от производителя, который планировал предлагать на рынке "сверхдешевые" ватерблоки, или, иными словами, "ватерблоки без изысков". Это пилотный образец ватерблока от энтузиаста с ником MSD, который уже около двух лет пытается наладить серийное производство ватерблоков. Будущие ватерблоки планируется изготавливать с помощью литья, поэтому возможно, что "змейку" сменит более прогрессивная внутренняя структура (последнее всего лишь мое предположение). Сейчас производитель занят строительством своего небольшого "литейного завода".

Ватерблок "змейка" от MSD напомнил старые добрые времена, когда мне пришла посылка с первыми ватерблоками от Ромыча. Такой же желтый цвет крышки, система крепления, заставлявшая изрядно поломать голову. Этот же ватерблок вообще пришел без крепления – еще один повод для воспоминаний... Акриловая крышка была поцарапана в процессе изготовления, поэтому для красоты она была оклеена пленкой "оракал" "под золото".

Ватерблок имеет штуцеры внутренним диаметром 10 мм, которые вклеены в акриловую крышку. На фотографии видны пропорции крышки по отношению к толщине медного теплосъемника (10 мм).

Чертеж ватерблока. Как видите, никаких изысков, кроме толщины основания в 2 мм. Раньше подобный подход грозил потерей эффективности, но сегодня большинство процессоров используют теплораспределительные крышки, поэтому использование такого тонкого основания может показаться обоснованным.

Для установки ватерблока на процессор пришлось позаимствовать крепления от CoolEmAll и EliteCool Triplex

Смысл измерения параметра "дельта температур вода – процессор"

Воздушный кулер представляет собой законченную систему охлаждения, в то время как о ватерблоке подобного сказать нельзя – это всего лишь один из элементов СВО. Поэтому при тестировании ватерблока необходимо исключить как можно больше звеньев СВО, которые имеют иногда определяющее влияние на эффективность работы системы охлаждения. Итоговым показателем эффективности конкретной СО можно считать температуру процессора (в данном случае опустим из анализа все относительные показатели типа КПД, соотношения шума и температуры процессора и т. п.). В конце концов, любая СО все тепло от процессора отдает воздуху, поэтому в теории разница температуры воздуха всего на 1-2 градуса даст те же 1-2 градуса разницы температуры процессора, а это существенно. В отличие от тестирования кулеров, мы не можем использовать температуру процессора в качестве оценочного параметра при тестировании ватерблоков, потому как кулер можно оценить за час (следовательно, гораздо легче поддержать определенную температуру в помещении), ватерблок же за час оценить нельзя. Для проверки ватерблока необходимо в несколько раз больше времени. Тестирование ватерблоков происходит партиями по 3-4 штуки и длится около недели (каждый "раунд"). Очевидно, что в данном случае невозможно сохранить одинаковую температуру воздуха.

Чтобы уйти от влияния температуры воздуха в помещении, а следовательно, и радиатора в СВО, принято решение оценивать температуру того, что и должен охлаждать радиатор, – воды. Таким образом мы сможем судить об эффективности ватерблока, оценивая соотношение температуры воды на входе в ватерблок и температуры процессора. Этот параметр на графиках назван "дельта температур вода – процессор".

Полученную разность температур вода – процессор следует интерпретировать следующим образом. Например, температура воздуха в помещении находится на отметке 24 градуса. Обычно в тихой СВО под продолжительной нагрузкой температура воды превышает температуру окружающего воздуха на 10 градусов. К полученной температуре воды в 34 градуса следует прибавить параметр "дельта температур вода – процессор", и мы получим температуру процессора.

В случае тестирования готовой СВО (а не только ватерблока) процедура тестирования будет немного другой.

Процедура тестирования

При каких-либо существенных изменениях комплектующих стенда все ватерблоки проходят тестирование еще раз. Каждый ватерблок тестируется несколько дней ввиду того, что имеет место существенное влияние перехода "процессор – термопаста – ватерблок". От момента установки ватерблока на процессор до снятия показаний проходит не менее 5 часов. Обычно ватерблок устанавливается поздно вечером, а показания снимаются утром, и наоборот, как в известном фильме: "Утром деньги – вечером стулья". Перед окончательным замером температур программа S&M запускается в режиме "долго", после небольшого перерыва в 20–30 минут в режиме "норма", по завершению которой и фиксируются итоговые значения параметра "дельта температур вода – процессор". После окончания тестирования всех ватерблоков каждый из них устанавливается еще раз – это так называемый контрольный замер. После обычной "офисной" работы продолжительностью не менее часа запускается программа S&M в режиме "норма" для подтверждения результата. Расхождение данных с "контрольным замером" случалось всего пару раз, в случае Zalman WB2 Gold и CoolEmAll. После этого выяснялась причина расхождения результатов, и вся процедура тестирования для этих ватерблоков повторялась. Например, для Zalman WB2 Gold расхождения в данных были обусловлены чувствительностью продукта к количеству наносимой термопасты из-за вогнутости основания.

Каждый ватерблок тестируется на процессоре и при измерении гидродинамического сопротивления (ГДС) при перепаде высот в 20 см (высота мерной емкости над уровнем воды). Применяются те шланги, которые ватерблок позволяет использовать при наибольшем диаметре проходного отверстия, если производителем не рекомендованы определенные типы шлангов. Для примера, если ватерблок CoolEmAll позволяет использовать шланг с внутренним диаметром 10 мм, то используется именно он. В случае же Cooled Silence CPU производитель предлагает к продаже ПВХ шланг с внутренним диаметром 8 и внешним 12 мм, поэтому ватерблок оценивается с этим шлангом, несмотря на возможность применения шланга 10x12 мм. Используются наиболее короткие отрезки шлангов одинаковой длины для каждого ватерблока. Если не оговорено иное, то эти условия можно считать стандартными.

Каждый ватерблок тестируется с "родным" креплением. Если из-за его недостатков ватерблок демонстрирует не лучшие свои результаты, то это непосредственно отражается на его итоговой оценке. Ведь ватерблок как конечный продукт для пользователя – это не только сам теплообменник, но и набор креплений (адекватный прижим), стоимость и другие критерии (стиль, совместимость со шлангами, удобство установки и эксплуатации и т. д.).

При измерении температуры воды термопара помещается непосредственно во всасывающий штуцер помпы

Тестирование производится с помощью двух помп. Это фонтанные помпы итальянской фирмы Hydor, которые по праву заслужили высокую оценку качества и надежности со стороны многих производителей готовых СВО. В составе многих комплектов СВО от именитых брендов вы можете встретить помпы данной марки. Первая помпа L30 II относится к числу мощных помп и имеет заявленные характеристики расхода в 1200 л/ч, показатель Hmax равен 195 см.

Вторая помпа L20 II отличается превосходными шумовыми характеристиками и со своими 700 л/ч и Hmax 135 см относится к среднепроизводительному классу помп с высоким расходом (как и все помпы фонтанного и аквариумного типов). Обе помпы используются БЕЗ штуцеров на всасывающем отверстии.

В компанию к устаревшему дизайну поверхности теплосъема "змейки" были выбраны более современные ватерблоки Cooled Silence CPU, CoolEmAll и Zalman WB2-Gold. Рассмотрим их дизайн:

На фото слева Zalman WB2-Gold, справа CoolEmAll

Zalman WB2-Gold – "народный ватерблок", наиболее доступный по всей стране. Стоимость его находится в районе 35–40 у. е. Используются фитинги под шланг с внутренним диаметром 10 мм несмотря на то, что внутренний диаметр фитингов составляет 8 мм. Ватерблок несложен в изготовлении, видимо поэтому компания Zalman отдала предпочтение именно такой конструкции: внутри ватерблока расположены своеобразные "блины", через которые и проходит вода. У него достаточно массивное основание, которое немного вогнуто, что требует большого внимания при нанесении термопасты.

Внутренняя поверхность ватерблока и медные части покрыты техническим золотом, что и отражено в названии продукта

В данный момент компанией Zalman представлена новая серия ватерблоков как для процессоров, так и для видеокарт.

Ватерблок CoolEmAll в разборе

Ватерблок CoolEmAll является примером "реберного" дизайна. Спроектированный специально для систем с высоким расходом, этот ватерблок показывает очень небольшое ГДС относительно других продуктов. Поверхность теплосъема составляют семь ребер с достаточно тонкими пропилами в 1 мм. Толщина дна у данного экземпляра – 3 мм. Штуцеры рассчитаны под шланг внутренним диаметром 10 мм. В большинстве случаев ватерблок позволяет произвести установку без снятия материнской платы из-за использования штатной системы крепления материнской платы. Ориентировочная стоимость 30 у. е., но найти CoolEmAll крайне сложно. В данный момент производителем создан новый дизайн с большим количеством ребер, более тонкими пропилами и сборкой без использования герметика.

Последним из соперников является представитель "штырькового" дизайна под названием Cooled Silence CPU:

Ватерблок Cooled Silence CPU от ProModz с установленной крышкой для LGA

Данный ватерблок относится к верхнему ценовому сегменту. Штырьковый дизайн поверхности теплосъема способствует достижению очень хороших результатов на небольших расходах. Производитель предпринял ряд шагов, направленных на обеспечение привлекательного внешнего вида, и это ему удалось. Применены быстроразъемные фитинги итальянской фирмы Camozzi, которые дополняют стильный внешний вид продукта, но при этом накладывают определенные ограничения на используемые шланги. Ватерблок отличается относительно высоким ГДС, однако это не мешает ему демонстрировать отличные результаты эффективности. В данный момент продукт был модифицирован и получил новую ревизию, что сказалось на снижении розничной цены примерно на 10 %. Проблемы были обнаружены в партиях ватерблоков на видеочип и мост материнской платы, что потребовало изменения дизайна их крышки и системы крепежа. Чтобы не нарушать гармонию стиля всего комплекта, аналогично был изменен дизайн и Cooled Silence CPU. Ожидаемая стоимость ватерблока новой ревизии составляет 45 у. е.

Измерение ГДС

Любой элемент СВО оказывает некое сопротивление движущемуся потоку жидкости. Это сопротивление вынуждена преодолевать помпа, и чем больше сопротивление системы, тем меньше реальное количество жидкости, проходящей через систему, что непосредственно влияет на температуры охлаждаемых элементов. Следующие две диаграммы демонстрируют относительные потери в расходе при использовании ватерблоков разных дизайнов на разных помпах.

Темным обозначены потери в расходе из-за ГДС ватерблоков, светлым – расход через ватерблок и отрезок шланга. Напомним, что при измерении существует перепад высот в 0.2 м, который дополнительно снижает расход.

Как видите, "змейка" оказывает относительно небольшое гидросопротивление. Это значит, что можно рассчитывать на высокий расход в системе (при прочих равных условиях) в сравнении с другими ватерблоками.

Результаты тестирования на процессоре

Тестирование проводилось на стенде следующей комплектации:

• Материнская плата: Epox 9NPAJ nForce 4, выставлена HTTх3.
• Процессор: Athlon 64 3000+ (ядро Venice, 1.4 В, S939).
• Память: Samsung, 2 x 512 Мб PC3200.
• Блок питания: Thermaltake 420 Вт W008.
• Помпы: Hydor L20 II и L30 II.

В BIOS материнской платы устанавливалось максимально возможное напряжение, в данном случае +0.35 В. Процессор разгонялся до 2700 МГц.

Несмотря на то, что от "змейки" вполне обоснованно ожидались достаточно скромные результаты производительности, ватерблок показал всю силу СВО, и абсолютные значения полученных температур приятно удивили.

Синим цветом обозначены данные помпы Hydor L20, красным Hydor L30. Шкала оси OX начинается не от нуля сугубо ради большего контраста между результатами ватерблоков, никакой иной смысловой нагрузки это не несет.

Как видите, "змейка" проиграла, но так ли велико отставание? Проигрыш лидеру всего около четырех градусов многим покажется не таким уж значительным, чтобы переплачивать (предположительно) в несколько раз. Но это в том случае, если выбирать ватерблок только по показателю эффективности. Нам еще неизвестна комплектация ватерблока "змейка", система крепежа, да что там говорить – даже название неизвестно. Если ватерблок действительно будет предлагаться по цене около 500–600 рублей, то его может ожидать определенный успех в бюджетном секторе и среди пользователей, равнодушных к внешнему виду. Даже если этот ватерблок никогда не увидит свет в виде серийных образцов, у нас останется ориентир производительности для сравнения его с будущими творениями от MSD.

Если же у вас уже собрана СВО на основе ватерблоков типа "змейка" и вы хотели бы их заменить, то хорошенько обдумайте этот шаг. Готовы ли вы заплатить нескромную в итоге сумму ради улучшения внешнего вида вашей СВО, ведь в эффективности выигрыш будет не такой большой, как может показаться на первый взгляд? Однако когда есть желание что-то сменить, то ему сложно противостоять, ведь новые ватерблоки по сравнению со старой доброй "змейкой" выглядят очень стильно.

Александр Фомин aka eastSiR