Системный блок: БП вверху или внизу?

4 мая 2011, среда 02:00
для раздела Лаборатория

Оглавление

Вступление

Идет время, компьютерные системы становятся мощнее, и только корпус системного блока практически не изменился – всё та же невзрачная металлическая коробка. Так ли все скучно в этой отрасли? Я не о смене цветовой гаммы или установке дополнительной иллюминации. Изменения есть, речь далее пойдет об одном технологическом новшестве. Спецификация ATX подразумевает установку блока питания рядом с той стороной печатной платы, где размещается процессор (и его радиатор). Но является ли это лучшим решением?

Качество работы компьютера зависит от надежности блока питания. А основная причина ухудшения его характеристик кроется в деградации свойств электролитических конденсаторов. Они и так работают на пределе мощности, да еще их подогревает горячий воздух из системного блока. Как известно из школьного курса химии, скорость химической реакции удваивается на каждые десять градусов. Для электролитических конденсаторов указывается температура в 105 градусов, но не задумывались, сколько времени они проработают при такой (или подобной) температуре? Цифра вас вовсе не обрадует.

Блок питания вверху или внизу?

Спецификация ATX по этому поводу говорит примерно следующее:

450x228  15 KB

При вертикальном исполнении системного корпуса данная концепция означает установку блока питания ('PSU with fan' на картинке) над платой. Такая компоновка раньше была обычным явлением и только в последнее время появились альтернативные конструкции. Довольно близко к стандартному исполнению выполнен довольно известный системный корпус Ascot 6AR2:

400x388  23 KB





В качестве 'нестандартного' решения можно предложить так же набирающий популярность корпус Cooler Master CM690:

300x338  25 KB

Для проведения тестирования можно было бы взять два этих (или подобных им) системных блока и провести исследование … но при этом потеряется весь смысл – меняя корпус, нельзя учесть всех мелочей, влияющих на протекание воздушных потоков. Поэтому ни CM690, ни чего-либо аналогичного вы не увидите. Для обоих вариантов компоновки будет использован один и тот же корпус Ascot 6AR2, но с некоторыми доработками.

Подбор компонентов

Топологии исполнения системных блоков с размещением блока питания вверху и внизу очень похожи – основной блок элементов просто смещается вниз или вверх. Если взять разные корпуса, то с корректностью тестирования можно сразу проститься, поэтому в экспериментах будет участвовать один и тот же системный блок, а тип исполнения будет меняться перемещением системной платы и ее сопутствующих элементов крепления.

Вторая проблема – при проведении тестирования не ожидается значительного изменения температур, для повышения точности будет использовано пять датчиков с фиксацией их на местах измерений.

Чтобы оценить эффективность разных топологий, в корпусе надо собрать типичную конфигурацию системного блока. Но вряд ли хорошей идеей будет установка дорогостоящих компонентов в 'пиленный' корпус. Что же, значит эмуляция, так даже лучше. ‘Компьютер из резисторов’ набирать совсем уж скучно, поэтому использовалась системная плата на наборе микросхем nForce4 с совсем уж смешным процессором Athlon 64 3000+ (Venice) и видеокартой S3 Virge/DX. Подобная комплектация потребляет совсем чуть, поэтому остальное добиралось с помощью одного канала блока нагрузок. Такой вариант хорош тем, что можно весьма произвольно эмулировать тепловыделение компонентов в системном блоке.

Да и блок питания лучше подобрать обычный, который можно встретить в компьютерах: с высоким КПД и без заоблачной цены. Достойных кандидатур много, ну пусть будет FSP550-80GLN, благо его характеристики обсуждались ранее . Измеренный КПД для канала 12 В и мощности нагрузки 200-300 Вт составлял 89-90 процентов.

Тестовый стенд

  • Материнская плата: EPoX EP-9NPA+ (nForce4 Ultra);
  • Центральный процессор: AMD Athlon 64 3000+ (Venice) @ 2.5 ГГц 1.76 В;
  • Блок питания: FSP550-80GLN;
  • Нагревательный элемент: один канал нагрузки 12 В для тестирования блоков питания.

Методика тестирования





Для начала хочется определиться с конфигурацией системного блока. Понятно, что будет применяться эмуляция, но она должна быть выполнена для действительно типичного случая. 'Quad-SLI’ и ‘печатные машинки’ можно сразу отбросить - для них обычно используются специфические решения. Остается что-то вида Phenom x4 / Core i5 2500K с видеокартой AMD HD 6970 / NVIDIA GTX 570. С последним есть важный момент – некоторая часть видеокарт использует оригинальный дизайн системы охлаждения, без выноса нагретого воздуха из системного корпуса.

Однако не стоит переоценивать эффект от выноса тепла наружу в эталонных системах охлаждения – в видеокартах довольно много тепла рассеивается обратной стороной печатной платы. Что ж, даже у 'типичной' конфигурации получается довольно большой спектр номенклатуры, но вряд ли разумно проводить тестирование на всём её разнообразии – изменится лишь масштаб цифр, но не скажется на эффективности размещения блока питания внизу или вверху.

Мощность потребления современных процессоров порядка 50-150 Вт, видеокарт 150-230 Вт. При этом следует учесть, что самые производительные видеокарты (с большей мощностью потребления), как правило, удаляют значительную часть тепла за пределы корпуса, а нас интересует только тот нагрев, который происходит внутри системного блока. При некотором упрощении, положим тепловыделение процессора в 100 Вт и 150 Вт для видеокарты.

Пробный запуск тестового стенда показал, что Athlon 64 3000+ (Venice) на 1.76 В и 2.5 ГГц рассеивает около 50 Вт в тесте S&M. Это явно не дотягивает до требуемых 100 Вт, но большего от этого процессора не получить, и так было выставлено максимально возможное напряжение. Что же, нехватку в 50 Вт можно компенсировать за счет повышение тепловыделения дополнительного нагревательного элемента, что означает необходимость получения потребления на нем 200 Вт (150 Вт от видеокарты и дополнительные 50 Вт от процессора).

Это не совсем то, чего хотелось, но подобная перенастройка не скажется на результатах тестирования, ведь интерес представляет верх системного блока, именно там соберется тепло и от процессора, и от других элементов.

Давайте соберем все цифры в одном месте:

  • Мощность потребления процессора без нагрузки: примерно 8 Вт;
  • Мощность потребления процессора в программе S&M: 50 Вт;
  • Мощность потребления нагревательного элемента: 200 Вт;
  • Потребление системного блока от сети 220 В: 341 Вт;
  • Мощность нагрузки блока питания: 305 Вт;
  • Мощность потерь в блоке питания: 36 Вт.

Суммарное тепловыделение основных элементов (процессор + нагревательный элемент) составило 250 Вт, при этом полное - 305 Вт. Остальные (305-250=) 55 Вт расходуются на нужды системной платы (набор микросхем nForce4 и четыре модуля памяти), питание жесткого диска. Интересно, что потребление компьютера в номинальном режиме, без загрузки процессора Burn-программами, составляет всего лишь 74 Вт.

Методика исследования состоит в сравнении двух вариантов размещения блока питания при минимальном внесении изменений в другие элементы. Но это не означает, что будут сравниваться только два варианта. Наверно, стоит рассмотреть влияние скорости вращения вентиляторов и небольшое изменение воздушных потоков. Это означает, что будут рассматриваться три модификации на двух исполнениях корпуса.

1.Скорость вращения корпусных вентиляторов 1500 об/мин.
2.Скорость вращения снижена до 1000 об/мин.
3.То же, что и '2', но с удалением заглушек неиспользуемых плат расширения.

Вариант '3' интересен тем, что создает дополнительный приток ненагретого воздуха в системный блок. Подобный прием прост в реализации и довольно эффективен в снижении общей температуры в системном блоке. Для данного теста этот случай может оказаться чувствителен к месту размещения блока питания, ведь (при его расположении внизу) теплый воздух из него может проникать обратно в системный корпус через открытые отверстия плат расширения.





Итак, первый вариант исполнения:

450x429  51 KB

И второй:

450x430  53 KB

Пояснения*:

1.Набор микросхем nForce4.
2.Системная память.
3.Радиатор процессора.
4.Решетка блока питания.
5.Выход воздуха через верхний выдувной вентилятор.
6.Датчик расположен на материнской плате, левее верхнего разъема PCI.

*Цифрами 1-5 обозначены места установки датчиков температуры.

Второй тест будет несколько иной направленности. Если при установке блока питания вверх вариантов просто не было, то нижнее расположение можно сделать по-разному. Во-первых, можно установить блок питания входным отверстием вентилятора вверх или вниз. При этом меняется источник охлаждения – либо слегка нагретый воздух из корпуса, либо наружный, через перфорацию внизу корпуса. Во-вторых, ряд корпусов оборудован перфорацией по всему дну, что (вроде бы) обеспечивает лучший теплообмен. Это тоже стоит проверить.

Итак, выходит четыре варианта. Наверно, не стоит удваивать количество измерений при скорости вращения корпусных вентиляторов равной и 1500, и 1000 оборотов в минуту. Ограничимся последним значением, чаще всего блок питания ставят вниз для уменьшения уровня шума, поэтому повышенная скорость корпусных вентиляторов не очень актуальна.

Отдельно хочется сказать о первом тестировании, когда блок питания находился внизу, но с нестандартным вариантом установки – забор воздуха из корпуса. Подобное будет неверно только для случая блоков питания с 120 мм вентилятором. Если же в БП есть перфорация по его корпусу, или установлен 80 мм вентилятор, то первый тест будет весьма корректен. Для иной компоновки блока питания и предусмотрен второй тест.

Страницы материала
Страница 1 из 2
Оценитe материал

Комментарии 121 Правила

Возможно вас заинтересует

Популярные новости

Сейчас обсуждают