Ликбез для новичков и не только по типовым источникам шума в ПК и способам борьбы с ними

21 января 2014, вторник 00:00

Оглавление

Вступление

Несмотря на то, что персональный компьютер давно перестал считаться предметом роскоши, подчеркивающим статус и доход его владельца, реалии российского рынка таковы, что покупка нового системного блока по-прежнему остается заранее запланированным решением, средства на которое выделяются из бюджета заранее и поэтапно, а общая сумма строго фиксирована и не подлежит изменению в большую сторону.

Пользователь, озадачившийся вопросом приобретения нового компьютера, в большинстве случаев располагает четко определенной суммой и предпочитает получить за нее максимум отдачи. Соответственно, большая часть бюджета уходит на комплектующие, от которых напрямую зависит производительность системы: чаще всего это процессор и видеокарта, в ряде случаев – жесткие диски и оперативная память. Остальные компоненты подбираются по остаточному принципу.

Нередко приходится видеть системы, где относительно мощный ЦП установлен в материнскую плату формата mATX, основанную на чипсете начального уровня, не поддерживающую современные версии интерфейсов (для подключения накопителей и периферии) и располагающую ограниченным числом слотов для оперативной памяти. Далеко не редкость и видеокарты топового уровня, подключенные к откровенно средним блокам питания, которые даже не оснащены необходимыми разъемами и вынуждают использовать порой даже несколько переходников.

Но первая статья расходов, на которой предпочитают экономить пользователи – системы охлаждения. Ведь если забыть о разгоне, их качество и эффективность ни на что не влияют: процессор будет одинаково хорошо работать как под боксовым кулером, так и под монструозной «башней» именитого бренда. Это касается не только кулеров как таковых: выбирая видеокарту, пользователи в большинстве случаев отдают предпочтение пусть максимально упрощенным, но основанным на более производительном GPU моделям, стоимость которых аналогична цене ускорителей ниже классом, но оснащенных более эффективной СО, усиленной системой питания и прочими полезными функциями. И дело тут отнюдь не в человеческой жадности, а в четком понимании того, что компьютер будет использоваться длительное время, и от него необходимо получить максимум производительности, чтобы не столкнуться с тем, что уже через несколько месяцев «железо» перестанет соответствовать поставленным перед ним задачам.

С другой стороны, именно время лучше всего показывает недостатки и ошибки, допущенные при выборе комплектующих и сборке системы. Зачастую оказывается так, что производительности компьютера достаточно для решения всех задач пользователя, но решать эти задачи не очень-то приятно: постоянный шумовой фон не только отвлекает от работы, но и попросту ухудшает самочувствие пользователя, да и остальным находящимся в помещении людям действует на нервы. А уж если (как, собственно, и было в данном случае) с момента покупки ПК его владелец успевает обзавестись семьей, включая самых маленьких ее членов, вопрос эргономики домашнего рабочего места встает более чем остро.





Итак, данная статья посвящается вопросам сборки тихих персональных компьютеров и снижения шума, издаваемого уже функционирующими системами. Стоит сказать, что здесь намеренно не рассматриваются такие способы, как СВО и полностью пассивные системы охлаждения: во-первых, объем материала настолько велик, что вполне может послужить основой для отдельных обзоров, а во-вторых, не для каждого пользователя эти варианты приемлемы.

СВО (если это не готовая необслуживаемая система, среди которых редко встречаются по-настоящему тихие модели) потребует затрат, сопоставимых, а то и превышающих стоимость самого системного блока; подбор комплектующих, практически не встречающихся в свободной продаже за пределами Москвы, займет много времени и принесет ряд других трудностей, связанных с доставкой, а сборка контура – процесс, требующий определенной квалификации.

К тому же, как бы ни располагала специфика сайта к строительству подобных систем, давайте будем честны друг с другом: далеко не всякому «железу» нужна СВО. Конечно, охлаждать водой можно как двухъядерный процессор с тепловым пакетом в 65 Вт, так и топовую шестиядерную модель с расчетной мощностью далеко за 130, но во втором случае в этом смысла больше.

Не избежали своих недостатков и пассивные системы охлаждения, в которых съем тепла с радиаторов осуществляется за счет естественной конвекции. Сборка такой системы потребует значительно меньших затрат, чем полноценная система водяного охлаждения, к тому же пассивные радиаторы для центральных процессоров и видеокарт часто встречаются в продаже, да и снять вентиляторы с кулера подходящей для пассива конструкции – дело двух минут. Но процесс сборки безвентиляторной системы ничуть не менее трудоемок, и что более важно – он вынуждает пользователя идти на постоянный компромисс, порой меняя более производительное «железо» на более энергоэффективное.

Стоит отметить, что ранее на страницах нашего портала уже появлялся весьма подробный гайд о строительстве полностью безвентиляторной системы. Данная статья ориентирована не на хардкорщиков и прочих любителей рукоделия, а скорее на среднестатистического пользователя, не располагающего необходимым объемом времени, инструментом или набором навыков, позволяющих собрать систему в полностью кастомном корпусе. В рамках обзора было решено рассмотреть менее бескомпромиссные подходы к снижению шума, с той лишь разницей, что помимо теоретических советов (как это чаще всего бывает в подобных случаях) здесь будет приведен наглядный пример реального пользовательского ПК.

Стоит особо отметить, что эта статья ни в коем случае не является рекомендацией для приобретения именно тех комплектующих, которые в ней использованы – все модификации служат лишь для демонстрации того, чего можно добиться при помощи тех или иных вмешательств в конструкцию ПК.

Общие рекомендации

Начинать борьбу с шумом от системного блока, как и любое другое серьезное дело, следует с четкого определения масштабов и причин проблемы. Поэтому прежде чем решать, какие комплектующие в системном блоке следует заменить и на что именно, стоит определиться с уровнем шума, который пользователь считает для себя приемлемым. Необходимо чтобы компьютер не выделялся из дневного фона комнаты с открытыми окнами, в которой играют маленькие дети, либо нужна абсолютная тишина ночью при отсутствии других источников шума? Эти варианты повлекут за собой совсем разные траты.

Крайне важным (а скорее даже ключевым) фактором является и уровень естественного шумового фона в помещении. Нет смысла стараться свести акустические характеристики системного блока к возможному минимуму, если под окнами проходит оживленная автострада, за соседним кварталом находится аэропорт, а уровень шумового загрязнения таков, что даже глубокой ночью естественный фон не опускается ниже 38 децибел. Разумеется, здесь автор утрирует, однако принцип верен: для того чтобы компьютер можно было назвать тихим, ему достаточно лишь не выделяться из общего шумового фона.

И наш случай можно назвать наиболее показательным в этом плане. Во-первых, квартира владельцев пусть и расположена не на самом удаленном от земли этаже, тем не менее находится в доме новой постройки, с отличной шумоизоляцией стен и фасада. Окна выходят на улицу, которая бывает оживленной только два раза в сутки, никаких производств в районе не располагается, и в результате естественный шумовой фон приближается к 30 децибелам (колеблясь в пределах от 31 до 33 при закрытых окнах), а единственный источник шумового загрязнения располагается на той же кухне что и системный блок, и при этом является холодильником. Во-вторых, все требования к технике в семье выдвигаются с оглядкой на полуторагодовалую дочь, спокойный сон которой для родителей куда важнее всех прочих факторов, но работать при этом тоже надо. Следовательно, автору оставалось снизить уровень шума от системника до разумного минимума.





Кроме того, следует критически оценить текущее состояние системы на предмет ее соответствия задачам пользователя. Стоит ли вообще дорабатывать имеющееся железо, или проще будет заменить его на более современный и энергоэффективный аналог? В отдельных случаях даже сама платформа десктопа вызывает вопросы: если для тех же задач вполне достаточно HTPC, ноутбука или вообще неттопа с пассивным охлаждением, так ли необходим занимающий много места, шумящий и впустую гоняющий пыль "традиционный" компьютер?

Но даже если речь не идет о замене всего системного блока, в некоторых случаях стоит задуматься над тем, какие комплектующие стоит оставить, а без каких можно обойтись. Например, если пользователь уже охладел к играм и не использует в работе специфический софт, задействующий возможности CUDA или Open CL, так ли нужно оставлять в системе видеокарту, или можно ограничиться интегрированной графикой, благо возможности последней уже позволяют сравниться с дискретными видеокартами начального уровня. Если же видеокарта необходима, стоит ли возиться с поиском альтернативного кулера для, к примеру, GeForce GTX 260, если ее можно заменить на ту же GTX 650, которой для тихой работы вполне достаточно даже заводского кулера? Впрочем, эти же вопросы можно задать и по отношению к процессорам и другим комплектующим.

В нашем же случае пользователям требовался именно десктоп, а апгрейд пусть и предвиделся лишь в отдаленном будущем, тем не менее должен был оставаться именно апгрейдом. Поэтому оптимальным выходом оказалась замена кулеров и других шумящих элементов.

К слову о последних, источниками шума в рядовом системном блоке могут выступать:

  • Кулер центрального процессора
    Несмотря на то что модели систем охлаждения "башенного" и топ-конструктива, основанные на тепловых трубках и укомплектованные тихоходными вентиляторами большого диаметра, сегодня широко распространены даже в бюджетном сегменте, в пользовательских системах чаще встречаются кулеры, представляющие собой комбинацию алюминиевого радиатора малой площади и высокооборотистого вентилятора. В целях справедливости следует отметить, что для современных процессоров начального уровня, а также энергоэффективных версий более производительных CPU даже такого кулера может оказаться достаточно, однако если тепловой пакет камня превышает 65 ватт, экономия на системе охлаждения выльется в повышенный уровень шума.

  • Видеокарта
    Если не брать в расчет некоторые исключения, развитие современных центральных процессоров уже давно идет по пути повышения энергоэффективности, что упрощает задачу подбора эффективной и тихой системы охлаждения. А вот с видеокартами все не так просто. Графические ускорители начального уровня уже могут довольствоваться заводскими кулерами, но среди "игровых" карт по-настоящему тихие экземпляры встречаются редко. К тому же в реальных пользовательских системных блоках чаще можно увидеть экземпляры референсного дизайна либо карты, конструкция которых максимально упрощена в целях удешевления. То же сочетание маленького радиатора и высокоскоростной вертушки (или турбины в случае референса) приводит к аналогичным последствиям, что и в случае с кулерами центральных процессоров. Кроме того, источником негативного шумового воздействия могут быть и элементы печатной платы - свист и треск дросселей в подсистеме питания может оказаться куда большим раздражителем чем аэродинамический шум от кулера.

  • Блок питания
    Маловероятно, что в современном компьютере окажется БП с высокоскоростным вентилятором малого диаметра - сегодня даже бюджетные модели оснащаются как минимум 120мм вертушкой. Но сам по себе диаметр вентилятора не гарантирует тишины - в дешевых (впрочем, не только) блоках регулировка оборотов может попросту отсутствовать или подчиняться такому алгоритму, что вентилятор будет разгоняться до максимума при даже минимальной нагрузке. К тому же, в бюджетных блоках питания вертушки отличаются довольно низким качеством, а следовательно в их работе часто отмечаются артефакты механической или электрической природы, а также сильные вибрации, передающиеся на корпус блока и заставляющие его резонировать. Вдобавок к этому, большая часть производителей БП не задумывается о необходимости проволочных решеток на "входе" и крупноячеистой сетки на "выходе" воздушного потока, а штампованные решетки лишь усиливают шум вентилятора.

  • Жесткие диски
    В большинстве пользовательских систем присутствует один (реже - два) жесткий диск со скоростью вращения шпинделя в 7200 об/мин. Это обусловлено как относительной дешевизной таких HDD - даже энергоэффективные модели на 5400 об/мин стоят немного, но дороже, не говоря уже о специализированных линейках жестких дисков для NAS и прочей экзотике - так и тем, что HDD предстоит играть роль но только хранилища различного мультимедиа контента и прочей информации, но и нести на себе операционную систему и прочие часто запускаемые программы. Поэтому высокоскоростной HDD большого объема кажется пользователям (да и сборщикам готовых систем в большинстве случаев) оптимальным вариантом. Однако чем больше скорость вращения - тем больше шум, а чем больше объем и число пластин - тем больше и чаще двигаются читающие головки, и соответственно, сильнее становятся вибрации. Это не говоря о том, что раз диск один и на нем располагается операционная система и весь прочий софт, то обращения к HDD становятся практически постоянными.

  • Корпусные вентиляторы
    Здесь все предельно понятно. Малый диаметр, высокая скорость вращения, отсутствие виброразвязки с корпусом и штатных механизмов управления оборотами - лишний шум. Отсутствие корпусных вентиляторов как факта - увеличение температуры комплектующих, скорости вращения их кулеров и снова возрастание шума.

  • Корпус
    Сам по себе этот элемент не является источником шума, однако может как поглощать и маскировать, так и многократно усиливать звучание всех изложенных в предыдущих пунктах элементов. Увы, большинство пользователей по-прежнему относятся к корпусам ПК как к ни на что не влияющим элементам, которые можно приобрести буквально на сдачу от покупки остальных комплектующих. И к куда большему сожалению, зачастую эту точку зрения разделяют сборщики готовых ПК. В силу этого подавляющее большинство пользовательских систем собрано в корпусах класса "китайский тазик", не отвечающим никаким современным требованиям. Отсутствие вентиляционных отверстий и креплений для вентиляторов (либо их наличие совсем не там где надо) ничуть не улучшает тепловой режим комплектующих, хлипкий металл при недостаточном количестве элементов жесткости передает и усиливает все вибрации, а габаритные характеристики зачастую просто не позволяют установить внутрь более эффективные кулеры процессора и видеокарты.

Тестовый стенд и методика тестирования

Как было сказано выше, автор же в целях наглядности решил использовать в данном материале пример реального пользовательского системного блока, который успел настолько надоесть хозяевам своими акустическими характеристиками, что был изгнан из гостиной на кухню, где и вел диалог на повышенных тонах с компрессором холодильника.

450x450  16 KB. Big one: 1500x1168  67 KB

Конфигурация тестового компьютера вполне типична для средней домашней системы:

  • Материнская плата: Gigabyte H55M-S2H;
  • Центральный процессор: Intel Core i3-550;
  • Система охлаждения процессора: Cooler Master CP6-9HDSA-OL-GP;
  • Видеокарта: Palit GeForce GTX 460 768 Мбайт;
  • Оперативная память: DDR3-1333, 1 модуль x 2048 Мбайт Patriot PSD32G1332;
  • Дисковая подсистема: Western Digital Caviar Blue WD5000AAKS-00E4AO, 500 Гбайт;
  • Корпус: Foxconn TLA-570;
  • Блок питания: Foxconn FX-500, 500 Ватт.

Здесь мы видим двухъядерный процессор Intel Core i3, бюджетную материнскую плату формата mATX, один модуль памяти, взятый с расчетом сэкономить средства и позднее приобрести второй, один быстрый жесткий диск большого (на момент покупки) объема, и в то же время - не самую медленную (опять же, на момент приобретения) видеокарту, которая и на сегодняшний день вполне актуальна.

Система охлаждения процессора представляет собой простейшую алюминиевую конструкцию, аналогичную боксовому кулеру, разве что за тем исключением что в ней используется винтовое крепление с бэкплейтом. Кулер видеокарты типичен для бюджетной продукции Palit/Gainward: несмотря на то что чип GF 104 не относится к числу холодных, здесь используется скромных габаритов алюминиевый радиатор в сочетании с высокооборотистым вентилятором.





В силу очевидных причин ждать от такой системы тихой работы не приходится: по-настоящему тихими здесь остаются лишь 80-мм корпусной вентилятор, вращающийся с постоянной скоростью в 1500 об/мин, и вентилятор блока питания, достаточно тихий сам по себе, и к тому же оснащенный регулировкой оборотов в зависимости от температуры компонентов блока.

Чтобы у данной статьи была некоторая "отправная точка", автор первым делом произвел замеры уровня шума системы в ее изначальном состоянии, без малейших вмешательств. Все тесты были проведены в закрытом системном блоке, температура в помещении в момент замеров составляла 22 градуса Цельсия.

Тесты проводились в двух режимах: стресс-тестирования и эмуляции игровой нагрузки. В качестве программы для "разогрева" процессора использовался тест Linpack из тестового пакета OCCT Perestroika версии 4.4.0, видеокарта тестировалась бенчмарком FurMark версии 1.10.6, жесткий диск - тестовой утилитой программного пакета AIDA64 Extreme версии 4.00.2700 в режиме стресс-тестирования. "Игровая" нагрузка создавалась при помощи цикличного прогона бенчмарка Unigine Heaven версии 4.0.

Тестирование процессора и жесткого диска производилось в течение 25 минут, после чего комплектующие остывали в течение того же времени, и тест повторялся дважды в целях исключения погрешности. Тестирование в FurMark и Unigine Heaven не лимитировалось по времени и продолжалось до тех пор, пока температура комплектующих не стабилизировалась.

Уровень шума комплектующих измерялся при помощи цифрового шумомера CENTER-321, расположенного на виброизолированной подставке на расстоянии в 50 сантиметров от системного блока. Замеры проводились в темное время суток в помещении с закрытыми окнами, другие источники шума отсутствовали. Естественный уровень шума составлял 30 децибел или менее.

Температуры и уровень шума системы в оригинальном состоянии приведены на графике ниже:

450x305  43 KB. Big one: 1314x891  165 KB

Результат не нуждается в комментариях. Еще более удручает тот факт, что тест в FurMark в данном случае можно считать не пройденным: спустя буквально три минуты после начала теста кулер видеокарты вышел на максимальные для него обороты, а температура выросла до 94 градусов и продолжала подниматься. Пиковый уровень шума составил 58 децибел, в "игровом" режиме система оказалась чуть тише - 54 децибела, что также очень далеко от комфортного уровня.

Страница 1 из 4
Оценитe материал

Комментарии 73 Правила

Возможно вас заинтересует

Популярные новости

Сейчас обсуждают