ОПЫТЫ: Лукавый заплыв

Автор: Филипп Казаков

С момента появления первых компьютерных систем охлаждения на базе теплотрубок [Термотрубка - герметичная трубка, содержащая легкокипящую жидкость, испарение и конденсация которой при нагреве приводит к эффективной передаче тепловой энергии] я задавался вопросом - раз существует такой замечательный способ передачи теплоты на расстояние, почему бы не решить вопрос с охлаждением компьютерных компонентов самым радикальным образом. Не взять, например, да и не вынести радиаторы от процессора и видеокарты куда-нибудь в холодный внешний мир, где остудить их куда как легче.

Ответ на этот вопрос мне могли бы дать учебник по термодинамике и вечер расчетно-умственного напряжения. Могли, но, разумеется, не успели, так как совершенно случайно мне на глаза попался Thermaltake Schooner - пассивный радиатор для видеокарт, как раз реализующий подобную идею. Весьма кстати мне надо было сменить штатную систему охлаждения новой видеокарты Sapphire Radeon x1650, шумность которой, на мой придирчивый слух, не вписывалась ни в какие рамки. Таким образом, Schooner незамедлительно оказался у меня в руках. Пытаясь определить, с чем же мне предстоит иметь дело, я обратился к Lingvo, которая заявила, что Schooner - это либо шхуна, либо фургон переселенцев, либо бокал для пива. На первый взгляд ничто из этого не связано с охлаждением видеокарт, но на самом деле, как выяснилось позже, название более чем удачное.

Thermaltake Schooner принадлежит к роду пассивных "бутербродных" кулеров для видеокарт, начало которому положил известный новатор Zalman со своей серией ZM80x-xx. В основе "бутербродности" - рассеивание тепла двумя массивными радиаторами, расположенными под и над видеокартой, которая играет роль "горячей начинки" [1]. Так как процессор располагается только с одной стороны карты, верхняя и нижняя "булки" соединены теплотрубками, распределяющими теплоту по всему "бутерброду". К классической схеме в Schooner’e добавлена "изюминка": еще две длинные теплотрубки с медным радиатором на конце, крепящиеся к основной конструкции и при установке выводимые за пределы корпуса компьютера через соседствующее с видеокартой отверстие для PCI- или PCI-E-устройств [2]. Оправданный шаг, ведь этот слот все равно блокируется любой мало-мальски приличной системой охлаждения видео. Для моих экспериментов также оказалась ценна возможность развернуть "изюминку" и ориентировать ее внутрь системного блока.

[Такелаж - общее наименование всех тросовых частей. Мачты и рангоут удерживаются на своих местах стоячим такелажем, паруса управляются бегучим такелажем (К. М. Станюкович, "Морские рассказы")]

Schooner далеко не самый дешевый радиатор, поэтому некоторые его элементы вызвали удивление. Целиком медная конструкция - согласен, дорого, но разве теплосъемник, непосредственно контактирующий с видеопроцессором, не является самым ответственным узлом системы? Инженерам Thermaltake, конечно, виднее, но я бы сэкономил на чем-нибудь другом - только не на теплосъемнике. Также удивляет, что в комплект не входят радиаторы для чипов памяти. Зато прилагается увесистый бочонок фирменной термопасты - при желании, наверное, его хватило бы, чтоб обмазать поверхность всего системного блока [3,4].

Установку Schooner простой не назовешь. Я прокопался часа два, что, даже делая скидку на мою не самую завидную "рукастость" и периодические прерывания для документирования процесса, все равно много. С другой стороны, время пролетело незаметно - стало быть, процесс был интересным и захватывающим. Более того, есть подозрение, что зачастую многие производители разнообразных систем охлаждения нарочно слегка усложняют устройства, чтобы дать возможность "большим дядям" вдоволь покопаться с интересным конструктором под благовидным предлогом.

Но вот, наконец, радиатор установлен, и только тут я заметил презабавнейшую надпись на нем: "Fanless - 0 dBA" [5]. Ведь, как известно, децибел - это логарифм отношения двух величин, который, следовательно, равен нулю тогда, когда это отношение равно единице. Для акустического децибела берется отношение текущего звукового давления к минимально различимому человеческим ухом. Напрашивается вывод, что, по мнению маркетологов Thermaltake, их безвентиляторный радиатор все же хоть и еле слышно, но жужжит (или гудит?). Ну что ж, проверим на опыте!

[Бакштаги - снасти стоячего такелажа, поддерживающие с боков рангоутные деревья, боканцы, шлюпбалки, стеньги, дымовые трубы и пр. (Л. Н. Скрягин, "Морские узлы")]

Видеокарты уже научились самостоятельно определять температуру собственных процессоров, так что измерение относительной эффективности охлаждения свелось к несложной лабораторной работе. Для разогрева видеокарты я запускал "3D-окно" разгонно-диагностической утилиты ATITool не менее чем на полчаса. Я не бог весть какой игроман и не берусь судить, как результаты усилий этой утилиты коррелируют с тяжелыми современными играми. Но могу уверенно заявить, что полчаса ее работы оказались градусов на пять "полезнее", чем пара часов боевых действий в Supreme Commander. А чтобы получить температуру в покое, я оставил компьютер с рабочим столом Windows XP "на лице" до стабилизации показателей.

В процессе измерений я заметил, что в комнате без кондиционера не так-то просто поддерживать постоянную температуру. Несмотря на то что эксперименты проводились по несколько раз, все же следует относиться к ним с долей рационального скепсиса и учитывать, что погрешность составила градуса два. Впрочем, для поставленной задачи такой точности вполне достаточно.

Прежде чем навсегда распрощаться со штатной системой охлаждения, я снял показания: 50 и 68 градусов Цельсия в покое и под нагрузкой соответственно. В отличие от легковесного радиаторчика штатного кулера, полукилограммовое творение Thermaltake переходит в установившийся режим заметно дольше. Оно и понятно - поди разогрей такую массу металла! Убедившись, что внешний радиатор нагревается, а, стало быть, вся система функционирует правильно, я приступил к тестам. 52/69 - первый результат в "дефолтной" конфигурации радиатора показал, что его эффективность сравнима с активной системой охлаждения. Неплохо для начала!

Следующий тест: разворот выносного радиатора внутрь компьютера. Эта операция возможна только в достаточно просторных системных блоках, и даже в моем отнюдь не тесном Chieftek’е пришлось извлечь один жесткий диск и положить на дно. Радиатор при этом оказался недалеко от 80-мм вентилятора, вращавшегося со скоростью около 1100 об./мин. Результат подозрительный - 49/66. Очевидно, что эффективность "изюминки" сильно зависит от внешнего обдува, значит, для продолжения эксперимента необходимо уравнять условия вентиляции.

Чтобы добиться "безветренной погоды" внутри блока, я выключил все возможные кулеры, до которых только смогли дотянуться софтверные рычаги управления последней версии утилиты SpeedFan. В результате встали все вентиляторы (даже процессорный!), кроме своевольного 120-мм индивидуалиста в блоке питания, продолжавшего невозмутимо вращаться на скорости около 800 об./мин. (впрочем, создаваемый "индивидуалистом" воздушный поток на лицевой части системного блока едва ощутим). В новых условиях температура, разумеется, выросла: при внутренней ориентации выносного радиатора - до 59/78 градусов, а при внешней - аж до 62/84! Выходит, во-первых, что от внешнего радиатора при отсутствии обдува гораздо меньше проку, чем от внутреннего при наличии малейшего ветерка! А во-вторых, судя по радикальному изменению результатов при отключении обдува, от внешнего радиатора вообще мало толку, а эффективность системы зависит в основном от обдува самого "бутерброда".

Для проверки последнего предположения я вовсе снял "изюминку" и повторил эксперимент с обычной вентиляцией блока. 52/70 - то есть результат сравним с самым первым тестом и говорит о том, что эффективность внешнего размещения радиатора сравнима с погрешностью моих измерений!

[Лоцман - моряк, хорошо знакомый с характером данного побережья и со всеми местными проходами и фарватерами (К. М. Станюкович, "Морские рассказы")]

Вот так раз, оказывается, инженеры Thermaltake придумали очень эффектное, но совсем не эффективное решение [По крайней мере для видеокарт сравнимого энергопотребления. На многомощных монстрах ситуация может измениться]! Скрытый смысл названия сразу стал ясен: Schooner - это, конечно, не что иное, как шхуна, а выносной радиатор - ее красивый парус, в безветренную погоду совершенно бесполезный. Если "парус" как-нибудь разместить внутри системного блока, то даже в тесном и запыленном корпусе эффективность "шхуны" заметно повысится. Другое дело, что предложенную конструкцию удастся сориентировать внутрь далеко не каждого системного блока.

Что касается общих выводов, то они еще более неутешительны. Оказывается, самый легкий обдув влияет на охлаждение настолько столь благотворно, что компенсировать его конвекционным охлаждением радиаторов, пусть даже в холодной среде, не так просто, как кажется. Придется делать сложные медные радиаторы с очень большой поверхностью рассеивания и высокой ценой. Компромиссное активное охлаждение низкооборотистыми вентиляторами остается самым рациональным и эффективным способом организации тихих компьютерных систем.