Может ли процессор работать при температуре 300 градусов по Цельсию? Конечно, может — пока не сломается. Жара еще никогда не влияла положительным образом на надежность электронных компонентов. А вот низкая температура, напротив, хорошо сказывается на стабильности работы комплектующих и их разгоне. Только при низкой температуре можно выжать лишние десятки, а то и сотни мегагерц из процессора или видеокарты.

Детали компьютера охлаждаются кулерами. Они бывают пяти разных типов: воздушные, жидкостные, системы с фазовым переходом, с использованием тепловых трубок и чиллеры (waterchiller).

Муссоны и пассаты

С воздушными системами все просто — передача тепла осуществляется с помощью радиатора. Но и здесь есть несколько нюансов и стандартных заблуждений. Сам по себе радиатор не снижает температуру чипа. Он увеличивает поверхность, соприкасающуюся с воздухом, за счет чего улучшается отвод тепла. Для ускорения процесса отдачи энергии используются вентилятор и конвекционные системы. Эффективность воздушной системы зависит еще и от скорости передачи энергии по теплоносителю. Первое время хватало алюминия, но сейчас он уступает позиции меди (она лучше проводит тепло). Ее минусы — высокая цена и большой вес. Многие медные кулеры по весу превышают предел, рекомендованный производителями платформ.

Есть и другие материалы. Например, разнообразные формы углерода — от природного графита до искусственных алмазов. В радиаторах их пока никто не применяет, слишком дорого.

Как таковой проблемы отдачи тепла с радиатора нет, она заключается в том, как произвести эффективный отбор энергии от маленького и горячего ядра процессора сложно. Тем более что площадь контакта постоянно уменьшается. Одним из самых эффективных средств передачи тепла являются тепловые трубки. Они представляют собой сосуды с капиллярными стенками и небольшим количеством жидкости внутри, которая испаряется со дна трубки и в парообразном виде поднимается вверх, попутно отдавая энергию стенкам. Наверху жидкость оседает в виде конденсата и стекает вниз по капиллярной системе. Благодаря тому, что энергия переносится вместе с веществом, скорость передачи на порядок выше, чем у монолитной меди. Внутрь трубок заливают, разумеется, не воду (она не испаряется при температурах ниже 80 градусов Цельсия), а аммиак.

Водяное охлаждение подразумевает перенос энергии от источника тепла к радиатору; «курьером» при этом выступает жидкость. Обычно это вода с добавлением антибактериальных присадок, в промышленных системах иногда используют масло. Стандартная система охлаждения состоит из ватерблока и радиатора. Ватерблок — это герметичный металлический сосуд с входным и выходным штуцером. Одна из его стенок крепится к процессору. Внутри иногда делают лабиринт — для повышения теплоотдачи.

Преимущество водяного охлаждения в том, что тепло уводится от источника на большое расстояние, а это позволяет использовать большие внешние радиаторы. Водяное охлаждение отличается высокой эффективностью, но и у него есть свой предел — температура окружающей среды. Выход был найден в виде двухконтурной системы, где второй контур охлаждается с помощью элементов Пельтье или иными способами. Нечто подобное можно изготовить, поместив радиатор с водой в морозильную камеру холодильника. Бывают экстремальные системы с тремя и более контурами — на них можно достигать очень низких температур, при этом давление остается в пределах нормы. Недочеты таких агрегатов — высокая стоимость и низкий КПД.

Система фазового перехода основана на том, что непосредственно в зоне снятия энергии происходит кипение жидкости. Как известно из курса физики, вещество при кипении поглощает наибольшее количество энергии. Конденсация паров производится после их прохождения через капиллярную трубку с отверстием маленького сечения. При движении паров по узкому каналу происходит переход из газового состояния обратно в жидкое. В комплект входит компрессор, который создает давление в трубке. Эти системы высокопроизводительны, но сложны технически, требуют частого обслуживания и имеют массу других ограничений. К примеру, чтобы избежать кондесата, нужно проводить теплоизоляцию процессорного разъема и трубопровода. Найти в продаже такие модели почти невозможно, да и стоят они не меньше, чем бытовой кондиционер.

Таблица 1 Тестовый стенд
Процессор Intel Pentium D 840 (Socket 775, 3,2 ГГц, 800 МГц, 2x1 Мбайт)
Память Corsair Twin2X 1024A-5400UL (3.2.2.8) 2x512 Мбайт
Видеокарта AOpen Aeolus 7800GTX-DVDC256 256 Мбайт (PCIE x16, GeForce 7800 GTX)
Жесткий диск Western Digital WD1200JS 120 Гбайт (Serial ATA, 8 Мбайт)
Оптический привод NEC ND-3540A (IDE)
Блок питания Sunbeam NUUO (500 Вт)
Драйвера для системных плат NVIDIA nForce 7.15
Драйвера для видеокарты NVIDIA ForceWare 81.85
Операционная система Windows XP Pro SP2, DirectX 9.1c

Участники

Сегодня мы посмотрим, насколько эффективны существующие системы водяного охлаждения, мощные воздушные и обычные боксовые кулеры. В обзоре тестировались две воздушные системы охлаждения — боксовый кулер от Intel (2500—3400 об/мин) и медный Zalman CNPS7700-Cu. Водяные системы представляют бюджетный Titan Bianca TWC-A05/C и высокотехнологичный Zalman RESERATOR 1 Plus.

Titan Bianca TWC-A05/C

Titan Bianca TWC-A05 выпускается в двух вариантах: для охлаждения видеокарты и для охлаждения процессора. В нашем случае речь пойдет о последней версии. Bianca поставляется в красочной упаковке из картона. Внутри в двух отсеках находятся основной модуль с радиатором и помпой, ватерблок, охлаждающий жидкость, PCI-заглушка со штуцерами, набор процессорных креплений для Socket A/754/939/370/478/775, комплект пластиковых трубок, провода питания, термопаста, устройство для снятия/установки зажимов и руководство пользователя на русском языке. Все, что нужно.

Основной модуль содержит резервуар с помпой, радиатор с вентилятором и электронику. Последняя контролирует работу вентилятора — если с ним что-нибудь произойдет, прозвучит громкий звуковой сигнал. Впрочем, этот писк будет повторяться при каждом старте компьютера, так как вентилятор не может раскрутиться мгновенно и система думает, что он вышел из строя.

Сзади расположены два штуцера и четырехштырьковый разъем питания. Пластины радиатора изготовлены из алюминия. Каждая плотно посажена на трубку с «юбкой». Такой способ используется в кулерах с тепловыми трубками. Радиатор охлаждается 80-мм вентилятором. Его обороты можно регулировать в диапазоне от 1300 до 2700 (+/-10%) в минуту. При изменении скорости вращения вентилятора меняется и цвет подсветки ручки регулировки. Уровень шума на максимальных уровнях отчетливо слышен даже в шумном помещении. На минимальных оборотах его едва слышно, остается только шум помпы. Он весьма специфичный, заглушить его невозможно. Помпа питается от 5 Вольт.

Система крепежа ватерблока позволяет использовать водяное охлаждение с любыми современными и даже с устаревшими процессорами (под разъемы Socket A/478 и Socket 370). В случае с AMD и Socket 370 пользователю даже не придется вынимать материнскую плату из системного блока, клипсы просто цепляются за зубья разъема или штатную рамку. PCI-заглушка, входящая в комплект, позволяет вывести трубки и питание наружу через штатные отверстия.

Концентрат антисептической жидкости обеспечивает безотказную работу системы охлаждения на протяжении всего срока эксплуатации (так заявляет производитель). Периодически его необходимо разбавлять дистиллированной водой в пропорции 3,5:1, о чем также написано на ярлыке. Все трубки уже нарезаны и готовы к использованию. Соединения у Bianca TWC-A05/С резьбовые, в результате чего риск разгерметизации сведен к минимуму. Резьбовая и прижимная части соединения вращаются независимо, поэтому пластиковые трубки не перекручиваются.

Сборка системы проста и доступна даже начинающему пользователю. Вот только при заправке жидкости придется повозиться, чтобы выгнать все пузыри. Ведь если они останутся в системе, помпа будет шуметь. Странно, что сверху помпа не герметична: если наклонить блок, жидкость начнет вытекать.

Ориентировочная стоимость Titan Bianca TWC-A05/C составляет $80.

Zalman RESERATOR 1 Plus

Компания Zalman в представлении не нуждается, как и ее обновленный RESERATOR 1 Plus. Эта система относится к высшему ценовому сегменту. Коробка с системой охлаждения большая и тяжелая, это стоит учитывать, если вы захотите отправиться за ней в магазин своим ходом.

Особенность системы заключается в наличии ватерблока как для видеокарты, так и для процессора. Еще одно отличие — очень большой радиатор. Это расплата за бесшумность. Его можно засунуть куда-нибудь подальше, а можно гордо поставить на стол, тем более что радиатор покрашен в черный цвет и смотрится солидно. Внутри «торпеды» расположена помпа.

Странно, что своего датчика включения компьютера у системы нет. Есть лишь простенький включатель, смонтированный на проводе, — как у ночного светильника. Здесь возникает одна проблема. Придется всегда держать в голове то, что нужно в начале включить систему охлаждения и только потом компьютер. В связи с этим обстоятельством мы провели эксперимент: специально «забыли» нажать заветную кнопку и запустили компьютер. Через 7 минут компьютер завис. В случае с современными процессорами вы отделаетесь лишь таким зависанием, а вот если у вас установлен, например, Athlon, то он просто сгорит. Чтобы избежать этого, можно воспользоваться сетевым фильтром с функцией Master-Slave, например, Defender DFS-801, или ИБП с подобной возможностью. Суть ее заключается в том, что после включения компьютера автоматически включаются дополнительные розетки для периферии, при отключении же все розетки выключаются.

В комплект поставки входят: резервуар с помпой, ватерблок для процессора и графического чипа, радиаторы на память видеокарты, ненарезанная пластиковая трубка, штуцеры и хомуты, PCI-заглушка со штуцерами, набор процессорных креплений для Socket 462/754/939/478/775 и для крепления к видеокарте, инструкция, концентрат специальной жидкости и термопаста.

Установка предельно проста: оба ватерблока крепятся с помощью простых и надежных креплений, а трубки с помощью хомутов или винтовых штуцеров. Заправка системы жидкостью тоже не вызывает проблем. В верхнем торце радиатора находится отвинчивающаяся крышка, туда-то и надо заливать воду. Его конструкция такова, что пузыри, образующиеся при заправке, не остаются в трубках — и это плюс. Помпа находится на дне радиатора, и благодаря тому, что над ней стоит толща воды, ее вообще не слышно.

Если вы решили охлаждать и процессор, и видеокарту, рекомендуем подключить к системе вначале процессор, а затем видеокарту — мы так и делали во время тестов. Предварительно придется полностью «оголить» видеокарту. Без массивного кулера она выглядит забавно и неказисто. Если графический процессор охлаждается с помощью полноценного ватерблока, то для памяти предусмотрены маленькие «ежики». Несмотря на свой размер, они прекрасно справились со поставленной задачей — даже несмотря на то, что у нас была установлена горячая AOpen Aeolus 7800GTX-DVDC256 на базе GeForce 7800 GTX.

Ориентировочная стоимость Zalman RESERATOR 1 Plus — $280.

Zalman CNPS7700-Cu

Эволюция культовых кулеров серии 7xxx от Zalman вылилась в дальнейшее увеличение размеров. Однако несмотря на это обстоятельство, площадь поверхности Zalman CNPS7700-Cu (3268 см2) лишь чуть-чуть больше, чем у Zalman CNPS7000-Cu (3170 см2). Масса кулера увеличилась на 145 грамм и составила 918 гр. Количество медных пластин не изменилось, но увеличились промежутки между ними и их длина, что позволило уменьшить сопротивление воздуха. Также увеличился диаметр вентилятора — до 120 мм против 80 мм.

Новые кулеры не совместимы с Socket A, да и не в каждую системную плату их удастся установить — могут помешать близлежащие элементы материнки. Площадка контакта с процессором у кулера отполирована до блеска, ребра радиатора острые. Стоит быть аккуратнее при установке.

Установка Zalman CNPS7700-Cu на Socket 775 осуществляется в три этапа. На первом мы поместим пластиковую рамку на обратную сторону платы. Могут возникнуть проблемы — в некоторых материнках ножки силовых элементов не дают ее туда вставить. С лицевой стороны платы нужно установить крепежную рамку и зафиксировать конструкцию винтами. К этому моменту процессор должен уже стоять в разъеме. Третий этап, заключительный — установка самого CNPS7700-Cu, который фиксируется двумя подпружиненными винтами. На первый взгляд все кажется очень сложным, но в действительности инсталляция проходит легко и быстро. Для всех платформ установка кулера одинаково проста. Но инструкция все равно пригодиться хотя бы для того, чтобы увидеть предупреждение о том, что компания Zalman снимает с себя ответственность за любые повреждения, связанные с неправильной установкой или разгоном.

В комплекте поставки есть еще и внешний регулятор скорости вращения кулера. Выглядит он топорно, но со своими функциями справляется.

Средняя стоимость — $50.

Таблица 2 Результаты тестирования кулеров
Температура процессора Температура видеокарты
Название кулера в покое 100% нагрузка в покое 100% нагрузка
Zalman CNPS7700-Cu (1000 об/мин) 40 72 - -
Zalman CNPS7700-Cu (2000 об/мин) 37 63 - -
Боксовый кулер Intel (3400 об/мин) 42 75 - -
Titan Bianca TWC-A05/С (1300 об/мин) 40 75 - -
Titan Bianca TWC-A05/С (2700 об/мин) 38 66 - -
Zalman RESERATOR 1 Plus (с видео) 40 72 43 72
Zalman RESERATOR 1 Plus (без видео) 37 65 - -

Пытки раскаленным железом

На сегодняшний день пальму первенства в плане тепловыделения уверенно держит продукция Intel и особенно — двуядерные процессоры. Поэтому в качестве нагревательного элемента использовался двуядерный процессор Intel Pentium D 840 , работающий на частоте 3,2 ГГц. Мы измеряли температуру процессора с помощью аппаратных средств материнской платы GIGABYTE GA-8N-SLI Pro. Для разогрева и мониторинга температуры процессора мы использовали S &M 1.7.6 beta. На сегодняшний день это одна из самых функциональных и удобных программ. Уровень нагрузки процессора мы выставили на 100%. Сразу стоит оговориться, что в жизни нет таких приложений, которые постоянно выжимают из процессора все соки. Даже когда вы играете, он загружен максимум процентов на 70—80%.

Тестирование проводилось на открытом стенде при температуре воздуха 25 градусов. Каждую систему охлаждения мы тестировали один час. В случае с Zalman RESERATOR 1 Plus, необходимо было нагрузить еще и видеокарту, для этого мы использовали 3DMark05 в режиме повтора. После тестов с видеокартой мы отсоединили ее контур и провели тест только с процессором.

Закалилась ли сталь?

Тестирование показало, что воздушное охлаждение по-прежнему справляется со своей задачей, а водяное лишь незначительно превосходит его по эффективности. Но есть и нюансы. Северный мост, который прекрасно обходился пассивным радиатором при работе с воздушными системами, быстро перегрелся при работе с водяными. Объясняется это просто — вентилятор обдувает не только радиатор процессора, но и все близлежащие элементы на материнской плате. Это справедливо как для Zalman CNPS7700-Cu, так и для боксового кулера. В случае с Zalman RESERATOR 1 Plus и Titan Bianca TWC-A05/С придется позаботится о дополнительном охлаждении северного моста.

Открытием стала инертность водяных систем. При резком увеличении нагрузки температура менялась плавно и росла очень медленно, как бы нехотя. А вот когда нагрузка ослабевала, она не торопилась ползти вниз. В большей степени этот эффект наблюдался у Zalman RESERATOR 1 Plus. Оно и понятно, ведь в нем используется очень большой резервуар воды без активного охлаждения.

Боксовый кулер, как и ожидалось, оказался шумным. В принципе его хватит для охлаждения процессора, но температура при постоянной максимальной нагрузке оказалась высокой — 75 градусов. С этим можно смириться, если вы не планируете разгонять процессор и постоянно загружать его с помощью S&M.

В который раз мы убедились, что большой кусок меди со 120-мм вентилятором может заткнуть за пояс всех, включая системы водяного охлаждения. При этом даже на максимальных оборотах Zalman CNPS7700-Cu работает тихо. Как говорится, «против лома нет приема». Единственным минусом кулера являются его размеры и несовместимость с некоторыми системными платами.

Zalman RESERATOR 1 Plus оказался самой эффективной системой в состоянии покоя, но при нагрузке проиграл своему воздушному брату. Зато был абсолютно бесшумен. Инерционность всей системы при нагреве является плюсом — температура при резком скачке нагрузки будет долго сохраняться на низком уровне. Но использовать эту систему для процессора и видеокарты одновременно мы не рекомендуем, лучше выбрать что-то одно. __

Эффективность работы Titan Bianca TWC-A05/С близка к боксовому кулеру при минимальных оборотах вентилятора. При максимальных оборотах ситуация меняется кардинальным образом, но расплатой за это становится сильный шум. Существенные плюсы этого комплекта — цена и возможность без труда смонтировать его на любую систему.

Практическое исследование показало, что водяные системы не имеют однозначного превосходства над воздушными. Более того, последние просты в установке и не требуют обслуживания в отличие от своих жидкостных коллег.

Благодарим следующие компании за предоставление оборудования:

AOpen (www.aopen.ru )— AOpen Aeolus 7800 GTX 256 Мбайт;

Corsair (www.corsairmemory.com ) —Corsair Twin2X 1024A-5400UL 2x512 Мбайт;

Kraftway (www.kraftway.ru ) — Intel Pentium D 840, GIGABYTE GA-8N-SLI Pro, Western Digital WD1200JS, NEC ND-4550A;

Sunbeam (www.sunbeamtech.com ) — Sunbeam NUUO;

«Инлайн» (www.i2b.ru ) — Titan Bianca TWC-A05/С;

«Невада» (www.nevada.ru ) — Zalman CNPS7700-Cu,Zalman RESERATOR 1 Plus.