Регулировка охлаждения компьютерных систем (стр. 3 из 11)

Часто для построения большого радиатора используют тепловые трубки — герметично запаянные и специальным образом устроенные металлические трубки (обычно медные). Они очень эффективно переносят тепло от одного своего конца к другому: таким образом, даже самые дальние рёбра большого радиатора эффективно работают в охлаждении. Так, например, устроен популярный кулер Scythe Ninja

Для охлаждения современных производительных графических процессоров применяют те же методы: большие радиаторы, медные сердечники систем охлаждения или полностью медные радиаторы, тепловые трубки для переноса тепла к дополнительным радиаторам.

Рекомендации по выбору здесь такие же: использовать медленные и крупноразмерные вентиляторы, максимально большие радиаторы. Так, например, выглядят популярные системы охлаждения видеокарт Zalman VF700 и Zalman VF900.

Обычно вентиляторы систем охлаждения видеокарт лишь перемешивали воздух внутри системного блока, что не очень эффективно, с точки зрения охлаждения всего компьютера.

Лишь совсем недавно для охлаждения видеокарт стали применять системы охлаждения, которые выносят горячий воздух за пределы корпуса: первыми стали Arctic Cooling Silencer и, схожая конструкция, IceQ от бренда HIS.

Подобные системы охлаждения устанавливаются на самые мощные современные видеокарты (nVidia GeForce 8800, ATI x1800XT и старше). Такая конструкция зачастую более оправдана, с точки зрения правильной организации воздушных потоков внутри корпуса компьютера, чем традиционные схемы.

1.3 Охлаждение жесткого диска

Как и любая другая составляющая компьютера, жесткий диск имеет свойство нагреваться во время работы. И хотя вопрос охлаждения данного компонента не является особо острым, однако при сильном перегреве срок службы накопителя значительно сокращается. Кроме того, многие пользователи сталкиваются с проблемой шума и вибрации HDD. И если для организации охлаждения процессора и видеокарты с минимальным уровнем шума на рынке присутствует огромный выбор соответствующих кулеров, то список систем охлаждения подобного класса для жестких дисков отсутствует.

Типичный кулер для охлаждения HDD - это пластина с вентилятором (или двумя), которая прикручивается снизу диска. Такие кулера самые дешевые и самые эффективные. Конечно, шум от дополнительных вентиляторов в системном блоке увеличивается.

Для борьбы с вышеназванной проблемой, а также для дополнительного охлаждения винчестеров компания Scythe выпускает две модели СО - Himuro и Quite Drive. По праву можно сказать, что данные устройства выделяются на фоне подобных систем. Конструкция их схожа - корпус-радиатор, внутрь которого устанавливается накопитель. Корпус гасит вибрацию и шум, и по сочетанию этих характеристик данные модели являются, возможно, самыми удачными на рынке. И если Quite Drive уже успел завоевать признание потребителей, то Himuro относительно новая модель.

Если провести замер нагрева при напряженной работе, то у современного HDD температура может достигнуть 50-60 градусов Цельсия. Для электрической части это, конечно, не очень страшно, хотя срок ее службы тоже уменьшается – современные микросхемы имеют четкий температурный режим. Да и изготовителю приходится во время проектирования думать об отводе тепла от элементов (особенно от драйвера двигателя). Но вот пластины, находящиеся в гермоблоке, к повышенной температуре очень чувствительны. Выражается это в прямой зависимости количества часов наработки на отказ от режима эксплуатации. Если режимы эти не соответствуют номинальным, то срок службы может уменьшиться в несколько раз. Мы рискуем потерять не только устройство, но и данные, хранящиеся на нем. Причем повышенная температура приводит к появлению "плохих" секторов на пластинах, и восстановление информации в таких случаях может стать невозможным.

Самое главное - оптимальная температура работы жесткого диска. Посмотрев на таблицу 1.1, сразу станет все понятно.

Таблица 1.1 – Работа жесткого диска в зависимости от температуры

Температура, °С	Коэффициент учащения отказов	Температурный коэффициент снижения времени наработки на отказ	Скорректи-рованное время наработки на отказ
25	1,0000	1,00	232 140
26	1,0507	0,95	220 533
30	1,2763	0,78	181 069
34	1,5425	0,65	150 891
38	1,8552	0,54	125 356
42	2,2208	0,45	104 463
46	2,6465	0,38	88 123
50	3,1401	0,32	74 284
54	3,7103	0,27	62 678
58	4,3664	0,23	53 392
62	5,1186	0,20	46 428
66	5,9779	0,17	39 464
70	6,9562	0,14	32 500

1.4 Охлаждение системного блока

Современные стандарты по конструированию корпусов компьютеров среди прочего регламентируют и способ построения системы охлаждения. Начиная ещё с систем на базе Intel Pentium II, выпуск которых был начат в 1997 году, внедряется технология охлаждения компьютера сквозным воздушным потоком, направленным от передней стенки корпуса к задней (дополнительно воздух для охлаждения всасывается через левую стенку) (Рисунок 1.11).

Рисунок 1.11 – Направление воздушных потоков в корпусе компьютера

Как минимум один вентилятор установлен в блоке питания компьютера (многие современные модели имеют два вентилятора, что позволяет существенно снизить скорость вращения каждого из них, а, значит, и шум при работе). В любом месте внутри корпуса компьютера можно устанавливать дополнительные вентиляторы для усиления потоков воздуха. Обязательно нужно следовать правилу: на передней и левой боковой стенке воздух нагнетается внутрь корпуса, на задней стенке горячий воздух выбрасывается наружу. Также нужно проконтролировать, чтобы поток горячего воздуха от задней стенки компьютера не попадал напрямик в воздухозабор на левой стенке компьютера (такое случается при определённых положениях системного блока относительно стен комнаты и мебели). Какие вентиляторы устанавливать, зависит в первую очередь от наличия соответствующих креплений в стенках корпуса. Шум вентилятора главным образом определяется скоростью его вращения, поэтому рекомендуется использовать медленные (тихие) модели вентиляторов. При равных установочных размерах и скорости вращения, вентиляторы на задней стенке корпуса субъективно шумят несколько меньше передних: во-первых, они находятся дальше от пользователя, во-вторых, сзади корпуса расположены почти прозрачные решётки, в то время как спереди — различные декоративные элементы. Часто шум создаётся вследствие огибания элементов передней панели воздушным потоком: если переносимый объём воздушного потока превышает некий предел, на передней панели корпуса компьютера образуются вихревые турбулентные потоки, которые создают характерный шум (он напоминает шипение пылесоса, но гораздо тише).

2. Регулировка охлаждения компьютерных систем

2.1 Воздушное охлаждение компьютерных систем

Для переноса воздуха в системах охлаждения используют вентиляторы.

2.1.1 Устройство вентилятора

Вентилятор состоит из корпуса (обычно в виде рамки), электродвигателя и крыльчатки, закреплённой при помощи подшипников на одной оси с двигателем (Рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 – Вентилятор (в разобранном виде)

От типа установленных подшипников зависит надёжность вентилятора. Производители заявляют такое типичное время наработки на отказ (количество лет получено из расчёта круглосуточной работы) (Таблица 2.1).

С учётом морального старения компьютерной техники (для домашнего и офисного применения это 2-3 года), вентиляторы с шарикоподшипниками можно считать «вечными»: срок их работы не меньше типового срока работы компьютера. Для более серьёзных применений, где компьютер должен работать круглосуточно много лет, стоит подобрать более надёжные вентиляторы.

Таблица 2.1 – Зависимость работы вентилятора от марки подшипника

Тип подшипника	Время наработки на отказ		Подшипник скольжения
	часов	лет
(sleeve bearing)	10 000	1	Один подшипник скольжения, один подшипник качения
(ball bearing)	20 000	2	Два подшипника качения
(2 ball bearing)	30 000	3	Гидродинамический подшипник

Многие сталкивались со старыми вентиляторами, в которых подшипники скольжения выработали свой ресурс: вал крыльчатки дребезжит и вибрирует при работе, издавая характерный рычащий звук. В принципе, такой подшипник можно отремонтировать, смазав его твёрдой смазкой, — но многие ли согласятся ремонтировать вентилятор, цена которому всего пара долларов?

2.1.2 Характеристики вентиляторов

Вентиляторы различаются по своему размеру и толщине: обычно в компьютерах встречаются типоразмеры 40×40×10 мм, для охлаждения видеокарт и карманов для жёстких дисков, а также 80×80×25, 92×92×25, 120×120×25 мм для охлаждения корпуса. Также вентиляторы различаются типом и конструкцией устанавливаемых электродвигателей: они потребляют различный ток и обеспечивают разную скорость вращения крыльчатки. От размеров вентилятора и скорости вращения лопастей крыльчатки зависит производительность: создаваемое статическое давление и максимальный объём переносимого воздуха.

Объём переносимого вентилятором воздуха (расход) измеряется в кубометрах в минуту или кубических футах в минуту. Производительность вентилятора, указанная в характеристиках, измеряется при нулевом давлении: вентилятор работает в открытом пространстве. Внутри корпуса компьютера вентилятор дует в системный блок определенного размера, потому он создаёт в обслуживаемом объёме избыточное давление. Естественно, что объёмная производительность будет приблизительно обратно пропорциональна создаваемому давлению. Конкретный вид расходной характеристики зависит от формы использованной крыльчатки и других параметров конкретной модели. Например, соответствующий график для вентилятора GlacialTech SilentBlade GT80252BDL (Рисунок 2.2).