Systémové chladenie pod drobnohľadom. Kde pridať a kde ubrať?

Úvod do problematiky a metodika testovania

Viete, koľko ventilátorov a pri akých otáčkach potrebujete k optimálnemu ochladzovaniu počítačovej skrinky? Je lepšie navodiť pretlak, podtlak či rovnovážne prúdenie vzduchu? Sú účinnejšie štyri ventilátory s nižšími otáčkami alebo ich plnohodnotne zastúpia aj dva rýchlejšie? Na všetky otázky odpovedáme v článku viac ako 70 výsledkami meraní, ktoré monitorujú mimo iné aj zahrievanie napájacích kaskád CPU a GPU.

Úvod

Poriadne optimalizované systémové chladenie by malo byť základom každého počítača. Neprimeraná cirkulácia vzduchu môže spôsobiť napríklad nižšie frekvencie a tým aj nižší výkon grafickej karty, nestabilitu systému, nižšiu životnosť komponentov, vyššiu hlučnosť regulácie (PWM) otáčok a podobné dobroty.

Iste sa týmto negatívnym dôsledkom z poddimenzovaných (či naopak predimenzovaných) nastavení vyhnete aj odhadom, avšak na dosiahnutie čo najlepších výsledkov je dôležitá presná predstava. Predstava o tom, aký môže mať konkrétne nastavenie vplyv na teploty komponentov. Na toto zistenie sme použili ventilátory Noctua NF-S12A ULN, ktoré sú konštruované výhradne na systémové chladenie. Vďaka väčšiemu uhlu, pod ktorým sú lopatky skosené, majú širší záber do strán.

   

Ako a čo testujeme

V testoch pomocou štyroch ventilátorov vytvárame rôzne kombinácie, ktoré sa používajú v bežnej praxi. Od jedného zapojeného ventilátora postupujeme až ku všetkým štyrom. Všetky testované konfigurácie uvádzame v súhrnnej tabuľke. Číslo v zátvorke hovorí o pomere vstupných a výstupných ventilátorov, pričom vstupné sú uvádzané ako prvé. Označenie 1 + 2 teda označuje jeden vstupný a dva výstupné ventilátory. Každú z konfigurácií testujeme pri troch úrovniach intenzity hluku, od veľmi tichého chodu k takému, ktorý už neprepočujete. No stále sa držíme zmysluplných nastavení.

Rýchlosť ventilátorov nastavujeme pomocou laboratórnych zdrojov, pričom hladina hluku je odčítavaná skalibrovaným meračom Reed R8080. Počas testov sú ventilátory nainštalované vo veternom tuneli a od snímača hlukomeru sú všetky vzdialené v rovnakej vzdialenosti, približne 30 cm (schému rozloženia môžete vidieť na titulnej fotografii).

Je dobré poznamenať, že pri rovnakom prietoku sú vstupné ventilátory vždy o trošku hlučnejšie než výstupné, pretože tlačia vzduch (zvuk) do skrinky, ktorý sa medzi jej stenami rôzne odráža. To sa začína meniť v situáciách, kedy máte na outtaku mriežku s hustým sitom. Vy však dobre viete, že ideálnou je špirálovitá konštrukcia nekladúca tečúcemu vzduchu takmer žiadny odpor. Pomedzi skrinkami je aj mnoho iných odlišností, ktoré ovplyvňujú výsledky, preto sme sa zamerali na podmienky blížiace sa k ideálnym. Redakčný tunel nemá žiadne prebytočné perforácie a je riadne utesnený. Orientácia základnej dosky je počas testovania štandardná, vertikálna.



Počas testov sledujeme teploty procesora Core i7-5930K@4,2 GHz (1,15 V) s chladičom Scythe Fuma (7 V) a grafickej karty MSI GeForce GTX 1060 Gaming X so zregulovanými ventilátormi napájanými 4,37 V.  Okrem zahrievania čipov sú takisto dôležité teploty napájacích kaskád, ktoré sú od systémového chladenia ešte závislejšie, pretože majú obvykle pasívne chladenie. Jeden termočlánok sme umiestnili tak do MOSFET-ového pasívu CPU ako aj do chladiaceho plátu GPU.

Vždy rovnakú záťaž simulujeme súbežným behom IntelBurnTestu (10 GB) a FurMarku. Doba trvania záťaže je 20 minút a každému ďalšiemu testu predchádza fáza chladnutia. Teplota vzduchu na vstupe do skrinky sa vždy pohybuje v rozmedzí 21 – 21,3 ºC.

   


  •  
  •  
  •  
  •  
Flattr this!

Komentáre (5) Pridať komentár

  1. Zdravím, jak je definován podtlak a přetlak? Já to bral tak, že přetlak je s více ventilátory na vstupu (třeba 2 + 1) a podtlak je naopak s více ventilátory na výstupu, následkem čehož mi vůbec nedává smysl odstavec o pozoruhodných výsledcích v poslední kapitole (podtlak mi při 36 dBA vychází o 0,5 stupně lépe a naopak při 31,5 dBA je o 3 stupně horší).

    1. Výborne, ďakujeme za upozornenie! Máme úprimnú radosť z toho, že to naozaj čítate a rozmýšľate nad tým. Táto chyba v texte vznikla pri nejakých nedorozumeniach pri korektúre a už je všetko v poriadku 🙂

      Podtlak definujeme tak, ako píšete. Tj. 2 + 1 je pretlak s jedným outtakom a 1 + 2 podtlak s dvoma outtakmi.

  2. Zhodou okolností som otázku systémového chladenia nedávno riešil. Mojim cieľom bolo postaviť nové „24/7 PC“ (rekreačné hranie, file server, Plex, virt. desktopy, …), ktoré bude čo najtichšie pri dostatočnom chladení. Pri hľadaní najlepšieho riešenia som sa nakoniec rozhodol pre „pretlak“ hlavne kôli jednej krátkodobo ťažko otestovateľnej vlastnosti: boj s prachom. Predchadzajúce generácie podobných PC som riešil buď to úplne pasívne, alebo podtlakom. A vždy som mal nakoniec problém s prachom. Pretlak v kombinácii s vhodne zvolenou skriňou (s prachovým filtrom pri ventilátoroch) tento problém rieši. Pri podlaku sa prach nasáva všetkými otvormi a škulinkami, takže je s nim vo finále stále problém (do pasívneho PC s perforáciou hore, padá vďaka gravitácii).
    Nakoniec som preto vybral ako case SilverStone Fortress FT05, s o 90′ otočenou doskou (všetky konektory sú hore, pod kráľovsky perforovanou mriežkou), s dvoma 18 cm pomalými vetrákmi dole. V kombinácii s i3-7300, „SSD-only“ a GPU s TDP 85W je výsledná zostava pre mňa ideálná. Ticho (dokonca prekvapivo aj pri hraní sa GPU oproti klasickej PC skrini z minulosti rapídne ztíšila), spotreba 30 W v iddle, pri čomkoľvek inom okrem hrania a enkódovania videa ~35W.
    Vo výsledku som zrušil aj NAS, ktorý žral ~15W. Nahradil som ho externým 4TB 2,5″ HDD, ktorý v iddle spotrebu nezvýšil, a max. spotrebu v záťaži má ~3W.
    Poslednú komponentu na doriešenie je CPU chladič. Boxovaný síce takmer nepočuť, ale v záťaži už trochu áno. Chce to pasiv, ktorý stále hľadám. Nechcem tam dávať veľkú, ťažkú, predraženú „kravu“. Ideál by bol Zalman FX70. Možno tam nakoniec vrznem low-cost Arctic Alpine 11 (na i3 by mal stačiť). Zdroj samozrejme pasívny je.

    Ospravedlňujem sa za dlhší koment… 😉

  3. Ja som roky používal Xigmatek Thor’s Hammer ako chladič na i5, aj v plnej záťaži a 4x ventilátory (1x in + 3x out) a celý počítač bol taký tichý že my začalo vadiť cvakotanie HDD. Zdroj bol bolo pasívny a skriňa bola penovo odhlučnená. Aj keď sa som nemal žiadne GPU. Ale takisto ako tu, aj mne pripadalo za najlepšie riešenie čo najviac ventilátorov čo najpomalšie.

Pridaj komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená. Vyžadované polia sú označené *