Наша сеть партнеров Banwar
Йде час, комп'ютерні системи стають потужнішими, і тільки корпус системного блоку практично не змінився - все та ж непоказна металева коробка. Так чи все нудно в цій галузі? Я не про зміну колірної гами або установці додаткової ілюмінації. Зміни є, мова далі піде про один технологічному нововведенні. Специфікація ATX має на увазі установку блоку живлення поруч з тією стороною друкованої плати, де розміщується процесор (і його радіатор). Але чи є це найкращим рішенням?
Якість роботи комп'ютера залежить від надійності блоку живлення. А основна причина погіршення його характеристик криється в деградації властивостей електролітичних конденсаторів. Вони і так працюють на межі потужності, та ще їх підігріває гаряче повітря з системного блоку. Як відомо зі шкільного курсу хімії, швидкість хімічної реакції подвоюється на кожні десять градусів. Для електролітичних конденсаторів вказується температура в 105 градусів, але не замислювалися, скільки часу вони пропрацюють при такій (або подібної) температурі? Цифра вас зовсім не обрадує.
Специфікація ATX з цього приводу говорить приблизно наступне:
При вертикальному виконанні системного корпусу дана концепція означає установку блоку живлення ( 'PSU with fan' на зображенні) над платою. Така компоновка раніше була звичайним явищем і тільки останнім часом з'явилися альтернативні конструкції. Досить близько до стандартного виконання виконаний досить відомий системний корпус Ascot 6AR2 :
Як 'нестандартного' рішення можна запропонувати так само набирає популярність корпус Cooler Master CM690:
Для проведення тестування можна було б взяти два цих (або подібних до них) системні блоки та провести дослідження ... але при цьому загубиться весь сенс - змінюючи корпус, не можна врахувати всіх дрібниць, які впливають на перебіг повітряних потоків. Тому ні CM690, ні чого-небудь аналогічного ви не побачите. Для обох варіантів компонування буде використаний один і той же корпус Ascot 6AR2, але з деякими доробками.
Топології виконання системних блоків з розміщенням блоку живлення вгорі і внизу дуже схожі - основний блок елементів просто зміщується вниз або вгору. Якщо взяти різні корпуси, то з коректністю тестування можна відразу попрощатися, тому в експериментах братиме участь один і той же системний блок, а тип виконання буде змінюватися переміщенням системної плати і її супутніх елементів кріплення.
Друга проблема - при проведенні тестування не очікується значного зміни температур, для підвищення точності буде використано п'ять датчиків з фіксацією їх на місцях вимірювань.
Щоб оцінити ефективність різних топологій, в корпусі треба зібрати типову конфігурацію системного блоку. Але навряд чи хорошою ідеєю буде установка дорогих компонентів в 'пиляний' корпус. Що ж, значить емуляція, так навіть краще. 'Комп'ютер з резисторів' набирати зовсім вже нудно, тому використовувалася системна плата на наборі мікросхем nForce4 з зовсім вже смішним процесором Athlon 64 3000+ (Venice) і відкритий S3 Virge / DX. Подібна комплектація споживає зовсім трохи, тому решта добиралися за допомогою одного каналу блоку навантажень. Такий варіант хороший тим, що можна досить довільно емулювати тепловиділення компонентів в системному блоці.
Та й блок живлення краще підібрати звичайний, який можна зустріти в комп'ютерах: з високим ККД і без захмарною ціни. Гідних кандидатур багато, ну нехай буде FSP550-80GLN, благо його характеристики обговорювалися раніше . Виміряний ККД для каналу 12 В і потужності навантаження 200-300 Вт становив 89-90 відсотків.
- Материнська плата: EPoX EP-9NPA + (nForce4 Ultra);
- Центральний процесор: AMD Athlon 64 3000+ (Venice) @ 2.5 ГГц 1.76 В;
- Блок живлення: FSP550-80GLN;
- Нагрівальний елемент: один канал навантаження 12 В для тестування блоків живлення.
Для початку хочеться визначитися з конфігурацією системного блоку. Зрозуміло, що буде застосовуватися емуляція, але вона повинна бути виконана для дійсно типового випадку. 'Quad-SLI' і 'друкарські машинки' можна відразу відкинути - для них зазвичай використовуються специфічні рішення. Залишається щось виду Phenom x4 / Core i5 2500K з відеокартою AMD HD 6970 / NVIDIA GTX 570. З останнім є важливий момент - деяка частина відеокарт використовує оригінальний дизайн системи охолодження, без виносу нагрітого повітря з системного корпусу.
Однак не варто переоцінювати ефект від виносу тепла назовні в еталонних системах охолодження - в відкритих досить багато тепла розсіюється зворотною стороною друкованої плати. Що ж, навіть у 'типовою' конфігурації виходить досить великий спектр номенклатури, але навряд чи розумно проводити тестування на всьому її розмаїтті - зміниться лише масштаб цифр, але не позначиться на ефективності розміщення блоку живлення внизу або вгорі.
Потужність споживання сучасних процесорів порядку 50-150 Вт, відеокарт 150-230 Вт. При цьому слід врахувати, що найпродуктивніші відеокарти (з більшою потужністю споживання), як правило, видаляють значну частину тепла за межі корпусу, а нас цікавить тільки той нагрів, який відбувається всередині системного блоку. При деякому спрощенні, покладемо тепловиділення процесора в 100 Вт і 150 Вт для відеокарти.
Пробний запуск тестового стенда показав, що Athlon 64 3000+ (Venice) на 1.76 В і 2.5 ГГц розсіює близько 50 Вт в тесті S & M. Це явно не дотягує до необхідних 100 Вт, але більшого від цього процесора не отримати, і так було виставлено максимально можлива напруга. Що ж, брак в 50 Вт можна компенсувати за рахунок підвищення тепловиділення додаткового нагрівального елементу, що означає необхідність отримання споживання на ньому 200 Вт (150 Вт від відеокарти і додаткові 50 Вт від процесора).
Це не зовсім те, чого хотілося, але подібна перенастроювання чи не позначиться на результатах тестування, адже інтерес представляє верх системного блоку, саме там збереться тепло і від процесора, і від інших елементів.
Давайте зберемо всі цифри в одному місці:
- Потужність споживання процесора без навантаження: приблизно 8 Вт;
- Потужність споживання процесора в програмі S & M: 50 Вт;
- Потужність споживання нагрівального елементу: 200 Вт;
- Споживання системного блоку від мережі 220 В: 341 Вт;
- Потужність навантаження блоку живлення: 305 Вт;
- Потужність втрат в блоці живлення: 36 Вт.
Сумарне тепловиділення основних елементів (процесор + нагрівальний елемент) склало 250 Вт, при цьому повне - 305 Вт. Решта (305-250 =) 55 Вт витрачаються на потреби системної плати (набір мікросхем nForce4 і чотири модулі пам'яті), харчування жорсткого диска. Цікаво, що споживання комп'ютера в номінальному режимі, без завантаження процесора Burn-програмами, становить всього лише 74 Вт.
Методика дослідження полягає в порівнянні двох варіантів розміщення блоку живлення при мінімальному внесення змін до інших елементи. Але це не означає, що будуть порівнюватися тільки два варіанти. Напевно, варто розглянути вплив швидкості обертання вентиляторів і невелика зміна повітряних потоків. Це означає, що будуть розглядатися три модифікації на двох виконаннях корпусу.
1. Швидкість обертання корпусних вентиляторів 1500 об / хв. 2. Швидкість обертання знижена до 1000 об / хв. 3. Те ж, що і '2', але з видаленням заглушок невикористовуваних плат розширення.
Варіант '3' цікавий тим, що створює додатковий приплив ненагрітого повітря в системний блок. Подібний прийом простий в реалізації і досить ефективний у зниженні загальної температури в системному блоці. Для даного тесту цей випадок може виявитися чутливий до місця розміщення блоку живлення, адже (при його розташуванні внизу) тепле повітря з нього може проникати назад в системний корпус через відкриті отвори плат розширення.
Отже, перший варіант виконання:
І другий:
Пояснення *:
1. Набір мікросхем nForce4. 2. Системна пам'ять. 3. Радіатор процесора. 4. Решітка блоку живлення. 5. Вихід повітря через верхній видувний вентилятор. 6. Датчик розташований на материнській платі, лівіше верхнього роз'єму PCI.
* Цифрами 1-5 позначені місця установки датчиків температури.
Другий тест буде дещо іншою спрямованості. Якщо при установці блоку живлення вгору варіантів просто не було, то нижнє розташування можна зробити по-різному. По-перше, можна встановити блок живлення вхідним отвором вентилятора вгору або вниз. При цьому змінюється джерело охолодження - або злегка нагріте повітря з корпусу, або зовнішній, через перфорацію внизу корпусу. По-друге, ряд корпусів обладнаний перфорацією по всьому дну, що (начебто) забезпечує кращий теплообмін. Це теж варто перевірити.
Отже, виходить чотири варіанти. Напевно, не варто подвоювати кількість вимірювань при швидкості обертання корпусних вентиляторів рівній і 1500, і 1000 оборотів в хвилину. Обмежимося останнім значенням, найчастіше блок живлення ставлять вниз для зменшення рівня шуму, тому підвищена швидкість корпусних вентиляторів не надто актуальна.
Окремо хочеться сказати про першому тестуванні, коли блок живлення знаходився внизу, але з нестандартним варіантом установки - забір повітря з корпусу. Подібне буде невірно тільки для випадку блоків живлення з 120 мм вентилятором. Якщо ж в БП є перфорація по його корпусу, або встановлений 80 мм вентилятор, то перший тест буде вельми коректний. Для іншої компоновки блоку живлення і передбачений другий тест.
Так чи все нудно в цій галузі?Але чи є це найкращим рішенням?
Для електролітичних конденсаторів вказується температура в 105 градусів, але не замислювалися, скільки часу вони пропрацюють при такій (або подібної) температурі?