Модернизация систем охлаждения видеокарт


Оглавление

Вступление

Эффективное охлаждение с невысоким уровнем шума необходимо не только для разгона, но и для повседневной эксплуатации видеокарты в штатном режиме.

Определить необходимость замены «стоковой» системы охлаждения можно по следующим критериям:

  • Высокая температура ядра (90 градусов по Цельсию и более);
  • Зависание при разгоне через несколько минут после запуска ресурсоемкого 3D приложения (перегрев ядра);
  • Слишком высокая температура силовых элементов питания, микросхем памяти или платы в целом (определяется по показаниям встроенных датчиков, термопарой мультиметра, или на ощупь сквозь тонкий диэлектрик, например, целлофан);
  • Штатная система охлаждения чрезмерно шумит.

В случае разгона центрального процессора вопрос повышенного тепловыделения легко решается покупкой кулера нужной мощности, благо в современных корпусах серьезных проблем (за исключением экстремально монструозных моделей) с их установкой не возникает. С видеокартами дело обстоит несколько иначе…

Нюансы и проблемы охлаждения видеокарт

Уже долгое время наиболее «прожорливым» элементом ПК являются не центральные процессоры, а видеокарты топовых моделей. Их энергопотребление достигает сотен ватт! Рассеять такое количество тепловой энергии относительно компактной системой охлаждения очень сложно. Именно поэтому при запуске ресурсоемкого 3D приложения мощные графические ускорители заявляют о своем присутствии в системном блоке пронзительным воем, издаваемым кулерами турбинного типа.

Разумеется, многие производители видеокарт стараются оснастить свои продукты эффективными системами охлаждения с невысоким уровнем шума. Такие решения, как правило, заметно сказываются на конечной стоимости продукта – видеокулеры верхнего ценового диапазона уже давно догнали по стоимости своих «центральнопроцессорных» собратьев.

В случае оснащения платы стандартным кулером очень часто возникает желание сменить его на что-то более тихое и эффективное. Но если его процессорный «родич» охлаждает лишь CPU, то система охлаждения (СО) видеокарты должна отводить тепло еще и от микросхем памяти, а также силовых элементов системы питания. Ситуацию усугубляет сильное ограничение массо-габаритных показателей для видеокулеров.





Кроме того, стоит отметить разное расположение крепежных отверстий и изобилие сильно отличающихся друг от друга систем питания не только для разных моделей карт, но и для одних и тех же. Многие производители выпускают видеокарты на так называемом «нереференсном» (нестандартном) дизайне печатной платы. В совокупности все это приводит к невозможности создать универсальную систему охлаждения. Именно поэтому такие модели видеокулеров, как Zalman VF3000, отличаются списком совместимости (в зависимости от него в конце наименования продукта ставится соответствующий буквенный индекс) и сравнительно высокой ценой.

Аналогичная ситуация наблюдается и у других производителей/моделей. Другими словами, замена штатной системы охлаждения видеокарты на другую, выпускаемую серийно, может оказаться не только затратной, но и невозможной для некоторых случаев (преимущественно для видеокарт с двумя GPU).

На данный момент ассортимент видеокулеров очень сильно уступает процессорным. Ситуацию усугубляет узкая совместимость мощных систем охлаждения с видеокартами по крепежу. В комплекте с СО видеокарт, как правило, прилагаются крепежные элементы для относительно небольшого количества моделей. В результате выбор покупателя сводится буквально к одной-двум моделям, доступным в продаже.

При разработке новых систем охлаждения графических ускорителей инженеры наступают на грабли, которые сами себе и подложили под ноги при проектировании видеокарт: слишком большое количество разных типоразмеров между крепежными отверстиями возле GPU и отсутствие каких-либо стандартов на охлаждение микросхем памяти и системы питания сильно усложняет процесс создания универсальной СО.

В результате некий гипотетически существующий видеокулер, который можно установить на разные модели, должен оснащаться излишне большим количеством не только крепежных элементов, но и радиаторов для силовых элементов питания. Вызывает недоумение столь долгое отсутствие стандарта расположения крепежных отверстий на месте системы питания карты. Без них очень сложно закрепить радиатор с требуемой площадью поверхности. Нехватка последней компенсируется либо повышенным обдувом, что сильно увеличивает шумность, либо вынуждает делать радиатор цельным по принципу «full-cover», что еще сильнее ограничивает универсальность системы охлаждения и вызывает необходимость применения толстых термопрокладок, значительно снижающих эффективность теплоотдачи.

На форумах постоянно возникают вопросы в стиле «станет ли этот кулер на мою видеокарту?». Исчерпывающий ответ удается получить не всегда. И в данный момент нет предпосылок к тому, что ситуация вскоре существенно изменится к лучшему - даже столь элементарная вещь, как разъем для подключения вентилятора СО, долгие годы почему-то различалась на разных моделях видеокарт.

Из-за этого при покупке таких систем охлаждения, как Zalman VF700, VF900, VF1000 и им подобных, приходилось подключать их к прилагаемым в комплекте регуляторам Zalman Fan Mate или же самостоятельно изготавливать переходник питания. В первом случае пользователь лишался такой полезной функции, как автоматическая регулировка скорости вращения вентилятора в зависимости от температуры, а во втором – тратил свое время на переходники и оплачивал не нужный ему регулятор питания.

Опытные оверклокеры, не желающие тратиться на довольно дорогую серийную систему охлаждения видеокарты, которую еще нужно найти в комплекте с необходимым крепежом, устанавливают на ядро карты относительно недорогой кулер от центрального процессора (может подойти и кулер из BOX-комплекта или оставшийся не у дел после апгрейда). На микросхемы памяти и элементы питания подойдут небольшие радиаторы, продающиеся в наборах.

К сожалению, этот вариант сегодня не является легко доступным из-за размеров и конструкции современных кулеров. К преимуществам такого подхода следует отнести достаточно высокую эффективность и низкую стоимость. К недостаткам – громоздкость процессорных кулеров, сложность выполнения крепежа, проблематичность охлаждения силовых элементов системы питания карты. С преимуществами все понятно. Но насколько значимы недостатки?

Для ответа на этот вопрос было решено попробовать установить три модели процессорных кулеров на несколько разных видеокарт.





Участники тестирования

Встречайте участников эксперимента.

Системы охлаждения:

  • Zalman CPNS-7000AlCu;
  • Боксовый кулер от процессора Intel Q6600;
  • Scythe Samurai ZZ;
  • Arctic Cooling Accelero XTREME Plus.

Видеокарты:

По типу крепежа процессорные кулеры можно разделить на две категории: использующие backplate (устанавливается с тыловой стороны материнской платы) с болтами или разного рода защелки, крепящиеся к пластиковой рамке материнской платы или посредством отверстий в последней.

«Болтовые» кулеры оснащаются разными крепежными элементами для каждого поддерживаемого процессорного разъема – это может упростить задачу монтажа такой системы охлаждения на видеокарту.

Кулеры на защелках проще всего поставить на карту, предварительно просверлив в их днище в нужных местах отверстия или применив длинные шпильки с резьбой. Далее с помощью саморезов выполняется резьба, а непосредственно при монтаже под шляпки винтов (или тех же саморезов) устанавливаются упругие прокладки и шайбы. При этом конструкция радиатора таких СО может сильно различаться – в некоторых случаях проще всего вкрутить четыре шурупа требуемой длины в межреберное пространство. Выделить какую-либо конструкцию, установка которой на видеокарту была бы проще других невозможно – все зависит от конкретного случая.

Методика тестирования

Перед тестированием для каждого из процессорных кулеров изготавливался и испытывался на надежность крепеж подо все видеокарты, на которые можно было установить данную СО. Далее выполнялась примерка видеокарты с модернизированной системой охлаждения сперва на открытом стенде, а затем, если проблем выявлено не было, в собранном ПК.

Во всех случаях (включая тестирование «стоковых» систем охлаждения) применялась термопаста КПТ-8 производства ОАО «Химтек». С обратной стороны платы устанавливались две термопары от цифровых мультиметров DT-838: ТП1 возле центра ядра и ТП2 в районе системы питания карты.





450x367  41 KB. Big one: 1500x1222  201 KB

Монтаж термопары выполнялся следующим образом: в нужном месте наклеивался кусочек двустороннего термоскотча, на него наносилась капля термопасты, в нее погружался сам датчик и закреплялся сверху полоской обычного канцелярского скотча. Для обеспечения неподвижности термопар в момент снятия/установки СО провода закреплялись на видеокартах через угловые отверстия в плате с помощью изолированной проволочной скрутки. Установленные термопары оставались неподвижными до тех пор, пока карта не была полностью протестирована с каждой системой охлаждения.

Места установки термодатчиков приведены на фотографиях (GTX 550, GTX 460 и GTX 480 соответственно:

200x123  8 KB. Big one: 1500x987  246 KB 200x123  7 KB. Big one: 1500x920  233 KB 200x123  7 KB. Big one: 1500x920  231 KB

Возле ядер видеокарт всегда устанавливалась одна и та же термопара, подключенная к одному и тому же мультиметру. Другими словами, связки «место установки – термопара – мультиметр» оставались неизменными для всех вариантов.

Тестирование выполнялось на стенде, собранном в корпусе Chieftec BH-01B-B-B с открытой боковой стенкой при температуре воздуха в помещении 28°С. Видеокарты прогревались программой MSI Kombustor, основанной на программной коде Furmark, при полноэкранном режиме с разрешением 1920х1200 и сглаживании 16x MSAA. Значения температур фиксировались после того, как в течение десяти минут не происходило никаких изменений показаний.

Контроль температур осуществлялся программами MSI Kombustor и MSI Afterburner, а также цифровыми мультиметрами DT-838. С учетом погрешности мультиметров и не высокого качества термопар, к температурным показателям ТП1 и ТП2 следует относиться как к ориентировочным. Больший интерес будет представлять относительная разница между вариантами систем охлаждения.

По окончании тестирования каждой системы охлаждения она демонтировалась и производился контроль формы отпечатка термопасты – это важный показатель хорошего теплового контакта между поверхностью GPU и низом радиатора.

Уровень шума замерялся шумомером AR814. С учетом его погрешности в 1.5 дБ (в диапазоне от 30 дБ) полученные данные являются ориентировочными, как и в случае с температурными данными. Замер шумности системы охлаждения видеокарт производился с предварительной остановкой вентилятора процессорного кулера. Дополнительные два вентилятора типоразмерами 120х120х25 и 92х92х25 мм работали от напряжения +5 В и хоть сколько-нибудь значительного влияния не оказывали.

GeForce GTX 480 при тестировании со штатной системой охлаждения («full-cover» ватерблок) охлаждалась с помощью помпы-фонтана ViaAqua электрической мощностью 33 Вт (1800 л/ч) и радиатора-печи от ГАЗ 3110, продуваемого двумя вентиляторами типоразмера 120х120х25 мм, работающими при напряжении +7 В.





Воздушные системы охлаждения тестировались в двух режимах:

  • Для «стоковых» кулеров скорость вращения вентилятора «авто»; для процессорных с помощью Zalman Fan Mate выставлялся комфортный уровень шума (чтобы СО видеокарты своим шумом не выделялась на фоне всей системы в целом).
  • Для «стоковых» кулеров с помощью программы MSI AfterBurner скорость вращения вентилятора устанавливалась на уровне 100%, для процессорных тоже самое выполнялось с помощью Zalman Fan Mate.

Установка процессорных кулеров на видеокарты

Для установки процессорного кулера на видеокарту обычно применяют болты или шурупы – все зависит от конструкции радиатора. Из инструментов и материалов могут понадобиться: плоскогубцы, отвертка, кусачки, медная проволока диаметром около 1 мм, упругие прокладки (например, сантехнические для бытовых водосмесителей, то есть для обычных кранов), «болгарка» с диском по металлу. Могут пригодиться даже сварочный аппарат и токарный станок – настоящий оверклокер не остановится ни перед чем.

Zalman CPNS-7000AlCu

Первым пошел в дело Zalman CPNS 7000AlCu:

450x353  28 KB. Big one: 1500x1176  189 KB

Ранее этот кулер долгое время эксплуатировался в нештатных режимах, в результате чего его основная крепежная планка пришла в негодность – пришлось изготавливать новую.

Проще всего использовать медную проволоку диаметром 0,8 или 1 мм, четыре болта диаметром 2,5 или 3 мм (длина не менее 15-25 мм), соответствующие гайки, шайбы и несколько резиновых упругих прокладок.

С помощью плоскогубец и кусачек изготавливаем вот такую деталь:

450x442  24 KB

Для большей надежности в месте скрутки проволоку можно зачистить и после изготовления детали запаять. Но в процессе тестирования недостаточной прочности такого исполнения выявлено не было.

Далее примеряем кулер к видеокарте и выполняем вторую петельку со второй стороны проволоки так, чтобы продетые впоследствии сквозь петельки болтики попали в нужные отверстия вокруг GPU. Не забываем о шайбах, которые нужно установить под шляпки болтов. С обратной стороны карты устанавливаем резиновые прокладки, поверх них снова шайбы, затем гайки и аккуратно затягиваем. Не переусердствуйте. Болты нужно затягивать поочередно по 1-2 оборота, чтобы не допустить перекоса.

GeForce GTX 550 с установленным кулером выглядел следующим образом:

450x309  39 KB. Big one: 1500x1031  180 KB

Примеряем видеокарту на открытом стенде:

369x450  49 KB. Big one: 1230x1500  236 KB

Радиатор Zalman 7000AlCu своими ребрами перекрывает контакты видеокарты, которыми она устанавливается в слот PCI-E. Аккуратно подгибаем:

450x323  40 KB. Big one: 1500x1078  188 KB

С обратной стороны карты крепеж выглядит так:

450x188  29 KB

Этот же кулер аналогичным образом устанавливался на GTX 460.

450x276  30 KB. Big one: 1500x919  152 KB

Единственное отличие – длина проволочной детали. В остальном - все точно так же:

450x329  38 KB. Big one: 1500x1097  177 KB

Те же прокладки установлены под шляпки болтов с обратной стороны карты:

450x278  46 KB

Видеокарта без проблем установилась на открытом стенде (равно как и впоследствии на тестовом ПК):

388x450  47 KB. Big one: 1293x1500  240 KB

По окончании тестирования был произведен осмотр отпечатка термопасты:

450x421  42 KB. Big one: 1500x1403  237 KB

Площадь нижней поверхности радиатора Zalman 7000AlCu немного меньше теплораспределительной крышки ядра. Ничего страшного в этом нет – сам GPU заметно меньше.

Ради эксперимента Zalman 7000AlCu тестировался и на GTX 480:

450x239  33 KB. Big one: 1500x796  182 KB

Видеокарта с этим кулером легко установилась в примерочный стенд:

449x450  54 KB. Big one: 1496x1500  320 KB

Да и отпечаток термопасты не вызывал нареканий:

450x340  32 KB. Big one: 1500x1133  213 KB

Но результатов тестирования на сводных диаграммах связки GTX 480 + Zalman 7000AlCu вы не увидите – через три минуты работы MSI Kombustor температура ядра достигала 100°С и тестирование было прервано.

Telegram-канал @overclockers_news - это удобный способ следить за новыми материалами на сайте. С картинками, расширенными описаниями и без рекламы.
Страницы материала
Страница 1 из 3
Оценитe материал
рейтинг: 4.1 из 5
голосов: 66

Комментарии 36 Правила



Возможно вас заинтересует

Популярные новости

Сейчас обсуждают