Ztišování kancelářské chiméry II: Tak jak jsme dopadli?
Upgrade počítače je někdy víc práce než stavět nový, zvlášť třeba u repasované OEM sestavy. Dostal jsem úkol v takovém trošku bizarním PC udělat tiché chlazení pro kultovní Core i7-2600K. Ztišit „frankensteinovskou“ sestavu bylo na delší povídání, v němž figuruje Noctua NH-L12S a hodně pokusu/omylu, takže jsem o tom napsal tento blog. Některé ze zkušeností by se vám možná mohly při stavbách a údržbách počítačů hodit.
Po sestavení jsem chladič CPU i ventilátor NF-A9 PWM v bočnici zkusil nastavit na autoregulaci, ale zatímco u CPU byla hlučnost v pořádku, pro systémový ventilátor deska MSI hned po bootu v nečinnosti nastavovala příliš vysoké otáčky a už byl moc slyšet jeho aerodynamický hluk. Kvůli nevhodné perforaci bočnice, do které ventilátor fouká zblízka, byl docela velký.
Komplikace: nepružná regulace desky a jak jsem se naučil respektovat LNA
V tuto chvíli se ukázaly jako užitečné adaptéry pro ztišení LNA od Noctuy, o kterých jsem si popravdě trošku myslel, že jsou trošku zbytečné a že správně by měla vše řešit autoregulace. Teď už chápu, že se to v praxi často nedaří, a pak se právě hodí, a když vám deska jeden ventilátor točí na moc a druhý na málo, tak se to nejsnáze vyřeší právě takovýmito adaptéry. Manuální nastavení systémového ventilátoru bylo akceptovatelné při zvolení rychlosti 50 % (nejnižší možné nastavení) s jedním LNA adaptérem, což dávalo asi 950 RPM. Se dvěma předřazenými adaptéry LNA za sebou již ale bylo akceptovatelné i nastavení na PWM regulaci, která se pohybovala od nějakých 880 RPM v klidu až po cca 1350 RPM v zátěži.
Výsledek: chlazení CPU
Naopak hlučnost samostatného chladiče CPU dopadla k potěše ucha. Podle předpokladů byla výrazně zlepšena v plné zátěži, zatímco v klidu (nebo běžné práci, kdy je zátěž CPU minimální) máme pocitově ticho, což je to, co chceme. Protože testování počítače bylo kompletně v terénu a bez vybavení, která má Ľubo na Slovensku, test to bude jenom hodně v uvozovkách. Teploty jsou čistě jenom ze senzorů desky/procesoru hlášených v systému (komponenty se nemění, takže relativní rozdíl v teplotách by měl být relevantní), počítá se teplota 15 minut po zapnutí. Teplota v zátěži CPU je pak změřena po 15 minutách běhu Prime95, kdy by snad už měla být ustálená.
Měření hlučnosti je ovšem ještě větší problém a zde je to opravdu improvizované hodně: použil jsem obyčejný telefon Lumia 520 s aplikací Audio Meter. Dal jsem si ale pozor na to, aby telefon byl vždy orientovaný stejně a ve stejné vzdálenosti od běžícího počítače. Rozdíly v decibelech berte hodně orientačně, telefon dobrý měřák hluku není a zdá se mi, že takto relativně malé změny intenzity vůbec spíše zahlazuje. „Naměřený“ rozdíl v hodnotách moc neodpovídá pocitovému zlepšení hlučnosti, které bylo o dost větší. Například utlumení ventilátoru snížilo klidovou hlučnost jen o 2 dB a o podobnou hodnotu ji pak srazil nový chladič. Zde je asi v naměřeném rozdílu relativně velká chyba měření.
Zejména Noctua NH-L12S odbourala jakékoliv vrčení a cvakání či řinčení ložisek a zůstal jen aerodynamický svist průvanu, což je o hodně příjemnější. Ale čísla z měřící aplikace asi toto zlepšení v charakteru hluku v uváděném číslu asi vůbec nijak neodměňují. Osobně bych řekl, že výsledek je hodně dobrý, a to jsem na hluk celkem náročný, protože už nehraju hry a v hlavním PC mám předimenzovaný věžový chladič běžící prakticky pořád na téměř neslyšných otáčkách (a tichý zdroj). Takže by se zdálo, že máme splněno, ale…
Při těchto měřeních byl ventilátor obou chladičů řízený automatikou desky MSI H61M-P31W8. Minimální rychlost byla nastavená na 0 % pro box chladič, na 25 % pro Noctuu, hodnota CPU SmartFan target byla 45°C. V tabulce jsou teploty, hlučnost a otáčky ventilátoru pro informaci. Měření v zátěži pak bylo udělané tak, že procesor běžel 15 minut v Prime95 testu Small FFT. Údaj o otáčkách CPU ventilátoru je z HWiNFO. Hlučnost měřil jak už bylo řečeno mobil, přičemž se nacházel ve vzdálenosti 20 cm od (zavřené) bočnice, vzpřímeně, ale displejem orientovaným od ní, zády telefonu k ní.
S box chladičem vydával počítač hluk v klidu asi 27 dB při otáčkách 994 RPM a teplotě CPU 38–39°C. Je to již s efektem odhlučnění HDD, které odbouralo hluboké hučení vibrující skříně. Bez toho byla hlučnost asi 29 dB, takže o dost vyšší, aby to zaregistroval i telefon.
Již po jedné minutě v Prime95 byly otáčky 2520 RPM a hlučnost 49 dB, teplota CPU 66°C (s frekvencí 3400 až 3500 MHz, tedy oscilující mezi základním taktem a 100MHz turbem). Podle HWiNFO to údajně vede ke spotřebě (package power) 86 W. Teplota pomalu stoupá, po pěti minutách je CPU na 69 stupních (2654 RPM). Po patnácti minutách před ukončením již je zřejmě ustálená, dosahuje 71°C, hlučnost je podle telefonu 49 dB (ale ventilátor 3067 RPM, takže reálně bude vyšší než po jedné minutě). CPU už v této chvíli stabilně drželo základní frekvenci 3,40 GHz, ale kontrola v Task Manageru ukazuje, že nedochází k throttlingu CPU kvůli přehřáté kaskádě. Po vypnutí zátěže se mimochodem ventilátor prakticky hned zpomaluje až k 2200–2000 RPM a během minuty běží na 1400 RPM s hlučností 29 dB s teplotou CPU 40°C.
Po rozběhnutí stroje s Noctuou NH-L12S je zlepšení hned už v nečinnosti. Klidová hlučnost klesla podle mobilu na 25 dB. Opět pamatujte, že tyto rozdíly v rozsahu jednotek decibelů jsou asi dost nepřesně vyčíslené. Pro připomenutí, v decibelové škále znamenají 3 dB asi dvojnásobné zintenzivnění hluku. Přitom tentokrát nebyla minimální rychlost nastavená na 0 % jako u agresivního boxu, ale na 25 %, jelikož 120mm ventilátor Noctuy je o dost pomalejší už v základu. V nečinnosti má takto ventilátor 800 RPM, kdežto skříňový ventilátor (v bočnici) 951 RPM. CPU má teplotu 39 stupňů.
Ticho však není pro VRM dobře
Při testování Prime95 jsem bohužel zjistil, že jak je top-flow Noctua o hodně tišší a lepší, tak se problematická napájecí kaskáda takhle snadno uspokojit nenechá. Na VRM evidentně nefouká vzduch tak vydatně, jako se to dařilo radiálnímu box chladiči (znovu musím vyzdvihnout, jak dobře tento design vypomáhá levným deskám se špatnými VRM). Jen po několika minutách (3–5) se v Prime95 Small FFT objevil throttling – zuby v grafu vytížení Task Manageru, které ukazují, že se CPU podtaktovalo na 1,6 GHz. Bohužel mi HWiNFO64 neukazuje teplotu VRM, takže jejich přehřátí poznám právě jen podle tohoto podtaktování (které se s boxem nedělo). Po jedné minutě jsem měl naměřeno 61°C na procesoru a otáčky 1683 RPM na chladiči. Ovšem hlučnost jen 32 dB proti 49 dB před výměnou! Agresivita otáček ventilátoru by se tedy asi mohla klidně zvýšit, aby byl procesor o něco chladnější.
CPU se tedy uchladí levou zadní, ovšem poté se objeví throttling, viditelný v Task Manageru jako jakési cimbuří v grafu frekvence, jak se CPU periodicky přepíná na takt 1,8 GHz, aby se VRM trochu ochladily. Když jejich teplota klesne, rozjede se CPU opět na chvilku naplno, pak ale opět spadne, když VRM zase kvůli přehřátí poručí desce throttlovat. Toto samozřejmě ochlazuje i CPU, proto (zatím!) nevidíte v grafu výsledky po 15 minutách. S throttlingem na CPU by nebyly relevantní. Ale v předchozích číslech odečtených po jedné minutě ještě tento efekt není, tam jede CPU naplno.
V čem je problém? Vlastně asi v tichosti chladiče NH-L12S a v tom, že je heatpipový široký pasiv o dost víc účinný než než obyčejný radiální kus hliníku z boxu. Tento top-flow chladič totiž zvládá chladit CPU při mnohem méně agresivním průtoku vzduchu. To, že má boxový chladič v zátěži o dost vyšší hlučnost, je znak vyšší rychlostí vzduchu, který jím prochází, a ta zároveň lépe chladila onu napájecí kaskádu. Současně máme možná ten problém, že mezi pasivem a napájecí kaskádou je teď větší volná mezera, takže než průvan po profouknutí chladiče dopadne na napájecí kaskádu, více se zpomalí a rozptýlí. Ochlazovací efekt má proto menší. Teoreticky je taky možné, že 15mm silný nízkoproflový ventilátor NF-A12x15 PWM na chladiči NH-L12S má nižší statický tlak než hlučný ventilátor na boxovém chladiči, toto těžko říct.
Jak udělat napájení airflow
Každopádně se ukázalo, že ačkoliv NH-L12S krásně naplňuje potřeby pro chlazení samotného procesoru, bohužel takto tiché chlazení nedělá tolik průvanu, kolik by bylo třeba nad napájecí kaskádou. Na chladič se zde nelze moc zlobit, protože dobré chlazení VRM bylo skutečně s boxem asi hlavně vedlejším efektem jeho jinak horší konstrukce. A zejména, kombinace 95W osmivláknového CPU (na potvoru i s aktivním integrovaným GPU) s takto nekvalitní deskou není evidentně dobrý nápad. Toto ale neznamená, že je čas na kapitulaci, a házet NH-L12S do žita zdaleka nebudeme, protože takovýto top-flow chladič tady použít chceme. Koneckonců musíme ještě srovnat, jaké budou teploty a decibely při nethrottlovaném Prime95 po 15 minutách, zda se výrazně zvýší proti stavu po jedné minutě. Předběžně to vypadá, že když odhlédneme od problému naší desky, tak pro chlazení Core i7-2600K zdá se Noctua NH-L12S bude vyhovovat víceméně na jedničku, i když definitivně budeme moci chlazení/tichost chválit až po onom dodatečném testu. Jen je nutné nějak přímo (tj. nejen v rámci vedlejšího efektu chladiče CPU) přidat na chlazení napájecí kaskády, aby mělo větší sílu. A na to se podíváme v příštím pokračování, v kterém dotáhneme i přeměření samotného chlazení CPU.
1. Skříňový ventilátor?
K řešení tohoto problému jsem postupně vymyslel několik možných cest. První stopa souvisí s ještě předchozím problémem – a sice tím, že se 25mm silný ventilátor nevešel na standardní výfukovou pozici a tedy neodtahuje vzduch přímo od desky a napájecí kaskády. Tudíž by se nabízelo vyzkoušet, jestli by teplou VRM nevyřešilo, kdyby se patřičný 15mm ventilátor sehnal a osadil na toto místo. Tuto teorii jsem se nakonec rozhodl nevyzkoušet – není jisté, zda by to výrazně pomohlo. Odtah vzduchu by stále byl jen nepřímý a proudění vzduchu dopadající na čipy kaskády pořád podobně slabé. Je možné, že by se teploty nesnížily zase nějak dramaticky. Situaci komplikuje to, že nemáme teplotní data z desky, jen indikaci, že k throttlingu dochází. Takže by se mohlo podařit to, že sice odbouráme throttling, ale jen o pár stupňů a deska bude dál fungovat na nebezpečně vysokých teplotách, jen o tom nebudeme vědět. Tudíž jsem se rozhodl tuto první možnost nezkoušet a problém se zadním výfukem neřešit. A místo toho vyzkoušet netradičnější řešení, kde by byl větší důraz na přímý ofuk VRM.
2. Ventilátor pod pasivem?
Aby nebylo ve skříni ventilátorů obří množství a zároveň proto, že v ní nemáme moc místa, jsem přišel s dalšími dvěma možnostmi. První z nich a celkově druhý nápad byl, přesunout 120mm ventilátor z horní strany pasivu na spodní. To totiž zajistí, že průvan na VRM čipech nyní bude přímější, bude překonávat kratší vzdálenost, a tedy bude více účinný (doufejme!). Průšvih je, že s naším paměťovým modulem se tam standardně nevejde a bude muset být o trošku posunutý. 92mm ventilátor v bočnici při tomto řešení zůstane, aby obstarával odfuk teplého vzduchu ve spodní části skříně. Nebude to ovšem asi vysoce účinné, protože je na druhé straně od míst, do nichž bude směřovat ohřátý vzduch z pasivu Noctuy. Nebude zbývat než doufat, že si proudy uvnitř navzájem dohodnou nějaké koridory a teplo z VRM se cyklem dostane nad pasiv, kde ho bude 92mm ventilátor sát pryč. Část ovšem bude moci odvést pryč i zdroj nad deskou.
3. Zvláštní ventilátor?
Třetí varianta by mohla být dobrá v tom, že by s ní nevznikala taková bitka mezi směry proudění. Spočívala by v obrácení směru průchodu vzduchu pasivem Noctuy NH-L12S. 120mm ventilátor by se otočil, aby foukal směrem od desky nahoru k bočnici. Osadil by se ne pod pasiv, ale nad něj (takže by se zhoršilo chlazení CPU, protože pasiv funguje méně účinně, pokud je do něj vzduch nasáván z druhé strany, než když vzduch dopadá pod tlakem z lopatek). Zde je ovšem potenciálně využitelný ten přínos, že se proud vzduchu bude dát rovnou nasměrovat na mřížku v bočnici a vyhnat ven ze skříně, takže se jedním hlučítkem zastane i ventilátor na CPU, i skříňový ventilátor.
Pod pasivem se tímto uvolní místo pro vložení druhého ventilátoru, který bude foukat přímo na VRM z blízka. S takovým řešením by mělo být chlazení napájecí kaskády asi nejvíc blbuvzdorné a nejméně se budeme muset bát, že se deska potichu peče, aniž bychom o tom věděli. Otázka zde je, zda vzduch, který tento ventilátor bude v úzkém prostoru pod pasivem Noctuy cyklovat, nebude příliš horký. Skříň je těsná, ze strany blokuje příchod studeného vzduchu do tohoto prostoru modul RAM a zespodu zase hned „podlaha“ skříně. Jen z vrchu může do prostoru vzduch díky tomu, že nemáme grafickou kartu, nicméně o kousek výš už zase překáží USB karta. Ovšem paradoxně je tu ona nevyužitá pozice pro skříňový ventilátor, takže nějaký čerstvý vzduch by se mohl dostávat zprava (zvenku). Každopádně ale z tohoto prostoru bude vysávat vzduch 120mm ventilátor na druhé straně pasivu, takže k zavaření tohoto prostoru by snad dojít nemuselo, i když airflow rozhodně nebude nějaký dobře koncipovaný.
Která z těchto variant bude vhodnější, případně zda obě propadnou a napájecí VRM se budou muset řešit ještě jinak, se dozvíte v pokračování, které by mělo vyjít poměrně brzy. Asi jste si všimli, že jsem nezmínil možnost udělat pro VRM pasiv (respektive zde dva pasivy) a přilepit ho na MOSFETy. Bohužel totiž pro něj nejsou dostupné upevňovací otvory a u samolepek by bylo riziko nepozorovaného odpadnutí. Takto jsem nedávno našel upadlý heatspreader z paměťového modulu, který naštěstí zachytila změť kabelů místo hned vedle se nacházejících lopatek ventilátoru. Zde by chladiče odpadly neškodně na dno skříně, ale přišlo by se o chlazení MOSFETů a kdo ví, jak dlouho by trvalo, než na to někdo přijde. Ovšem pokud ostatní nápady selžou, možná bude ještě nutné touto cestou jít.
(Pokračování příště.)
- Contents
- Úvod a představení toho, s čím jsem stavěl
- Skládačka ke ztišení, aneb popis problému
- Ztišování kancelářské chiméry I: Příprava
- Ztišování kancelářské chiméry II: Tak jak jsme dopadli?
1. Nemyslím si, že by kabely nově instalovaného zdroje měly nežádoucí dopad na teploty komponent. Naopak, myslím si, že by měly žádoucí dopad, na rozptyl hluku.
2. Snad existují rámečky pro uchycení 2.5 disku do 3.5 pozice.
3. Příliš nechápu, jak je racionálnější do frankensteiního pc kupovat vymazlený Noctua cpu chladič namísto výkonnějšího boxu (třeba i úpravy 2011) doplněného jen o tišší ventilátor – tedy s ohledem na problémy s VRM a kolizemi přeji, dobře vám tak! XD Jako vážně pobavíte, takhle pitoreskní genezi jsem dlouho neviděl.
Nabídnu představu uceleného řešení (a především bych nepřestál jednokanálové zapojení paměti).
1. Zdroj vyměnit, v rámci možností zkrocené kabeláže vyplňující prostor se nebát.
2. Doplnit rámeček 2.5 do 3.5 pozice do koše na disky, podložení je vyhovující, ale do dna skříně bych vyvrtal otvory a koš připásal dvěma pruhy letecké gumy – „uložení na volno“ je nepřípustné.
3. Použít box chladič (Cu jádro), vyměnit ventilátor za tichý.
4. Pasivní chladiče na VRM.
5. Do průduchu v bočnici a zadní části skříně dát ventilátory nasávající vzduch zvenčí, před ně prachové filtry – přetlak v CPU/VRM části, o výdech se stará zdroj.
Výsledek? a) Náklady +/- stejné jako bych nesmyslně koumal nad nepatřičným Noctua chladičem cpu. b) Jistota bezpečného bezúdržbového provozu.
Jojo, přes ty gumy je to určitě dobrý nápad, ale to vyžaduje to na to vrtání myslet v momentě, kdy je ten počítač demontovaný, (ty železné piliny nic moc…) úplně nejlíp asi i když se z velké části demontují i části skříně a vrtá se jenom do toho jednoho dílu. No a z toho důvodu to mám takhle prasácky už snad pět let i v hlavním počítači, protože až na tu kostru se mi to rozebírat nechtělo.
Pasivy jsem původně vyrábět chtěl, ale u těch podložek jsem se bál upadnutí. U toho sekuňdáku mě zase odrazuje takový ten blbý pocit, že je to dost nevratná úprava (i když jsem to kdysi použil k nalepení chladiče na TNT2 (M64…), z kterého působením tepla na podložku upadl chladič, když se na něm ventilátor trošku zadřel – ta karta ještě neměla pushpiny ani díry v PCB pro ně…).
pasívy na VRM namiesto thermalpadu prilepiť sekundovým lepidlom, mne sa osvedčilo Loctite 4204, drží to festovne. prípadne nájsť podobné s nejakým lepším súčiniteľom tepelného prenosu…
Šlo by to dětsky snadno i rozebiratelně. Jednou má chladič upevněný šrouby, na které by se dala triviálně navinout očka spony vyrobené z drátu.
Namísto pořádného bastlení, se ale spíše dočkáme nějaké nesmyslné výmluvy ega mastěného Noctuou. Jsem schválně zvědavý, jestli se pletu a jde o sebeironizující počin, nebo projev nedostatku sebereflexe. Protože „řešení“ uložení disků je jak ze scénáře k epizodě večerníčku A je to!
Myslíte jako že by ten drát měl oporu postupně ve dvou šroubech v linii a pak díky tomu měl přítlak na ty pasivy na VRM? To se přiznám, že mě nenapadlo, ale teda musím říct, že by to mohlo fungovat, i když by to musel být asi tlustší ocelový, aby držel ten přítlak, což není pro mě tak snadné vytvarovat (zatímco ty pasivy bych si krásně uřizl třeba ze starého boxu na socket 754/939/am2).
Nebo myslíte to prostě přidrátovat měkkým drátem okolo, tj. druhý konec půjde přes okraj PCB na druhou stranu a chytí se to tam?
Měl jsem na mysli první variantu. Drát tažený přibližně do tvaru C s oky pro šrouby na koncích, řešení tvaru se nabízí i vícero. Svařovací drát sice nebývá nejpoddajnější, ale byl by pružný, pevný a nic by nestál (jeden kus vám každý svářeč pustí).
A to prasácké uložení disků – že se nestydíte! „Cool“ eufemismy jako „ghettomod“ si nepomůžete, je to šlendriánský, otřesný přístup k věci!
A zrovinka teď na mě v reklamě mrknul Intel TS BXTS15A na Mironetu za nikoli přemrštěných 720,-
Mě to za box už přemrštěný přijde. On IIRC není zrovna dobrej, pokud si vzpomínám. Připlácet (celkem dost!) za chladiče typu Noctua už má IMHO větší smysl, než dát peníze, za které se dá sehnat slušná heatpipová věž, do tohohle designu. Chladiče typu box mají smysl, když jsou zadarmo, ale když už se do něčeho dávají peníze, tak by to mělo být trošku kvalitnější. Tak je tam ten problém, že s 3rd party chladičem můžete kalkulovat s tím, že ho třeba použijete i dalším (případně 3.) počítači potom, protože tam bude možnost osadit i na AMD, kdežto tady by ta možnost nebyla. Pravda, Intel je majoritní platforma, takže by se pro něj asi práce našla (snáz, než kdyby to obráceně bylo uchycení pro AMD), ale pořád je to omezení.
„Dojem“ samozřejmě kazí výchozí ventilátor (principielně jeho design) který při této výšce ztrácí efektivitu. Což je k zamyšlení i u použitého NH-L12S a problémy s chlazením VRM – Noctua ventilátory, nejen rámečkem, ale i detaily designu soustředí proud vzduchu, narozdíl od výchozího Intel ventilátoru, který bude vzduch foukat mnohem více do konusu.
A co třeba takový Noctua L9x65? Nebyl by vhodnější k ofuku VRM?
Á propós dodám, konkurenční pasivy sice nabízejí tepelné trubice, BXTS15A má ovšem výparníkovou komoru, která dík značné kontaktní ploše může s dobrým ventilátorem posloužit na výbornou – design pasivní části tohoto modelu bych nepodceňoval.
PS: Omlouvám se za chybky.
Já mám pocit, že jsem někde viděl test, ale už nevím, kde.
Jinak o tom, že je tam vapor chamber jsem nevěděl (teda asi něco jako ve Wraith Spire u AMD, počítám, kde to určitě má pozitivní vliv).
Nebýt s LGA 115x značně nekompatibilní systémem a rozměry upínání, doporučil bych s ohledem na cenu, dostupnost na bazarech a „frankesteinovského ducha“ právě výborný Wraith Spire.