что такое водяное охлаждение процессора
Как разместить систему жидкостного охлаждения в корпусе
Содержание
Содержание
Популярность жидкостного охлаждения в домашних компьютерах стремительно набирает обороты. Если раньше это было прерогативой заядлых энтузиастов, то сегодня все могут установить «воду» в системник. Больше никакого обслуживания, замены теплоносителя и потраченных нервов из-за протекающего фитинга — намазал термопасту, прикрутил водоблок и вперед, к новым рекордам тактовой частоты. Главное — правильно разместить систему в корпусе ПК.
Рынок компьютеров достиг уровня, при котором планка качества регулируется не только уровнем производительности системы, но также дизайном и компактными размерами. Все же, «малолитражность» не отменяет способность электроники быстро «думать» и при этом ощутимо нагреваться.
Например, флагманские графические процессоры способны выделять до 350 Вт тепла. В этот момент жарче всех становится процессору, радиатор которого принимает на себя удары со всех фронтов. Это не только тепло от видеокарты, но и градусы от М.2-накопителей, подсистемы питания VRM, чипсета, жестких дисков и всего, что может выделять тепловую энергию во время работы. Отсюда троттлинг и снижение производительности.
Проблему с перегревом процессора из-за видеокарты можно решить двумя способами — перенести видеокарту с помощью райзера или установить систему жидкостного охлаждения. Второй способ более эффективный. Тем более, брендовые системы больше не протекают, а эффективность средних и бюджетных моделей уже соответствует уровню производительности флагманского «воздуха». Ко всему прочему, жидкостное охлаждение — это возможность собрать компактный компьютер, не жертвуя производительностью.
Особенности вентиляции корпуса с СЖО
Перед установкой системы жидкостного охлаждения необходимо разобраться в теории вентиляции корпуса. Часто компьютеры охлаждаются неправильно — пользователи устанавливают большое количество вентиляторов, но добиваются обратного эффекта. Всему виной неправильное соотношение количества впускного и выпускного воздуха. Не зная этой теории, можно испортить впечатление от работы даже самой дорогой и мощной «воды».
Давление
Дело в том, что компьютерный корпус является условно герметичным пространством, в котором воздушное давление может незначительно отличаться от внешнего (атмосферного). Для этого необходимо сделать так, чтобы впускные вентиляторы работали производительнее, чем выпускные или наоборот. В первом случае корпусное давление будет выше атмосферного или избыточным, а во втором ниже (разреженная атмосфера).
Для качественного наполнения корпуса прохладой необходимо создать избыточное давление. В грубом виде это работает так: включаем впускные вентиляторы на 100 %, а выпускные — на 50 %. В таком случае корпус получит больше воздуха, чем выпускные вентиляторы смогут вывести наружу. При этом впускных вентиляторов должно быть не меньше, чем выпускных.
P.S. Не забываем, что сила воздушного потока вентиляторов с радиатором и без него будет существенно отличаться. Другими словами, радиатор душит производительность вертушек, и это необходимо учитывать при построении системы с избыточным давлением в корпусе. В таком случае приходится играть количеством или повышать обороты.
Впуск или выпуск
Забегая вперед, скажем, что радиатор системы жидкостного охлаждения можно установить в нескольких частях корпуса. Чаще всего он выполняет роль впуска или выпуска. От режима работы радиатора зависит качество охлаждения отдельных компонентов.
Например, при установке радиатора на впуск, пользователь делает акцент на охлаждении процессора. Центральный чип первым получает хапок свежести и отдает отработанный воздух остальным комплектующим в корпусе. Если процессор имеет высокую мощность и выделяет много тепла, то впускной воздух всегда будет теплым. Этого может быть недостаточно для того, чтобы эффективно охладить такую же производительную и горячую видеокарту.
Устанавливая радиатор в режиме выпуска, мы решаем проблему с прохладой в корпусе и дыханием видеокарты, но снижаем эффективность охлаждения процессора. Радиатор не может эффективно охладиться воздухом, нагретым графическим процессором и другими компонентами воздух.
Важно! Перед приобретением СЖО изучаем технические характеристики корпуса. Современные игровые модели поддерживают все ходовые типы радиаторов — 120 мм, 140 мм, 240 мм, 280 мм и 360 мм. Однако не все шасси могут вместить радиаторы большего диаметра. Читаем, изучаем и не «попадаем» на покупку нового корпуса.
После того как мы разобрались с организацией потоков и охлаждения, можно перейти к изучению вариантов размещения радиатора в корпусе. Их бывает несколько, и не все оказываются одинаково эффективными или удобными.
В верхней части
Популярный способ — установка радиатора в верхней части корпуса. Это один из стандартных типов монтажа системы, поэтому больших проблем с работой охлаждения в таком режиме у пользователя не возникнет. Все же, есть несколько нюансов:
На передней панели
Не менее популярный тип размещения радиатора — на передней панели. Как правило, этот способ используется в компактных корпусах из-за проблем с простором в верхней части системника. Как и предыдущий способ, этот имеет несколько «но»:
Правильная установка
Кастомные системы водяного охлаждения имеют расширительный бачок, в котором находится запас теплоносителя. Этот же бачок служит местом, куда система может выбросить пузырьки воздуха. В закрытом контуре готовой СЖО нет расширительного бачка, а сама система уже содержит некоторое количество воздуха с завода. При этом его объем постепенно увеличивается из-за того, что теплоноситель имеет свойство испаряться.
Воздух снижает эффективность работы СВО сразу, как только попадет в водоблок с помпой. Чтобы исключить это, глухая часть радиатора (без трубок) должна быть выше уровня водоблока. В таком случае газ будет скапливаться в этом месте и не повлияет на качество движения потока (вспенивание теплоносителя).
На боковой стенке
Пожалуй, это лучший способ размещения СЖО в современной сборке. Система охлаждения устанавливается как отдельный блок на боковую часть шасси корпуса. При этом она не является впускным или выпускным элементом в системе вентиляции корпуса и работает обособленно, как и любой другой нагревающийся элемент в сборке. В этом виде радиатор СЖО:
Единственный минус такого способа — ограниченная поддержка. Корпуса с такими возможностями пока еще мало распространены и относятся к топовым решениям.
В тыльной части
Некоторые корпуса поддерживают установку системы охлаждения в тыльной части. Точнее, поддерживали — конструктивные особенности корпусов типа Tower не позволяют разместить в задней части радиаторы типоразмера 140 мм и выше. Из-за этого производители «выпилили» такую возможность из актуальных моделей. Более того, этот способ скорее подходит для размещения кастомной системы — для установки радиатора в той части корпуса необходимо разорвать контур.
Внешний радиатор
Энтузиасты не преминут воспользоваться прохладой на балконе, чтобы установить очередной рекорд тактовой частоты и производительности. Да, радиатор можно установить снаружи корпуса, но, такой способ не подходит для ежедневной эксплуатации, потому что:
Готовая система жидкостного охлаждения — это удачная замена громоздкой «воздушке», которая уже не всегда справляется с тепловыделением актуальных флагманских чипов. При этом воздушный кулер получает дополнительный нагрев от окружающих элементов и еще сильнее теряет в эффективности работы.
В системе с СЖО все просто и нативно — радиатор не мешает организации пространства в корпусе, не конфликтует с высотой планок оперативной памяти и не искривляет текстолит материнской платы из-за провисания под тяжестью килограммов меди и алюминия. Тихо, прохладно и модно — то, что нужно домашнему системнику с задатками мощной станции.
Системы водяного охлаждения: зачем они нужны и насколько дороги?
Системы жидкостного охлаждения — лучший способ охладить процессор, потому что вода передает тепло намного эффективнее, чем воздух. Кому стоит использовать такие системы и сколько денег готовить?
Жидкостное охлаждение — лучший способ охладить процессор, потому что вода передает тепло намного эффективнее, чем воздух. Кроме того, системы водяного охлаждения делают работу компьютера тише, избавляя вас от шелеста вентиляторов, которые при серьезной нагрузке начинают работать на высоких оборотах и шуметь. В то же время СВО менее безопасны: например, если трубки для прогона жидкости плохо соединены фитингами — капли воды могут попасть на компонентную базу системной платы и вызвать замыкание.
Чтобы СВО было безопасным, мы рекомендуем использовать универсальные системы жидкостного теплоотвода, которые не подразумевают индивидуальную сборку, а предлагают готовое решение в одной упаковке. Это избавит вас от необходимости самостоятельно сгибать шланги, регулировать фитинги или сверлить отверстия в корпусе вашего ПК. Универсальные охладители доступны в различных размерах и под разные задачи (охлаждение не только CPU, но и графического процессора), поэтому вы без проблем сможете найти именно то, что вам нужно.
Как лучше всего охлаждать процессоры?
Решения на базе СВО обеспечивают повышенную эффективность охлаждения по сравнению со стандартным кулером для центрального процессора системной платы. Однако на решение, какой тип охлаждения использовать, обычно влияет несколько факторов: цена, совместимость и внешний вид.
Несмотря на то, что жидкостное охлаждение превосходит воздушное в различных сценариях, вам нужно понимать, зачем такая система нужна. Например, нет причин использовать жидкостное охлаждение, если ваш процессор не нагревается выше рекомендуемых норм. Как и нет причин использовать усиленное воздушное охлаждение, если вы даже не играете. Иногда достаточно ограничиться хорошим пассивным охлаждением с лояльным в отношении шумовых характеристик кулером.
Если же вы приняли решение устанавливать СВО, имейте в виду, что существует несколько способов водяного охлаждения ПК, и выбранный вами метод будет зависеть от вашего технического опыта и, конечно, бюджета.
Что такое водяное охлаждение?
Водяное охлаждение компьютера очень похоже на то, как мы охлаждаем автомобиль. По мере того, как компоненты ПК (или детали автомобиля) нагревается, холодная вода подается через радиатор на горячие компоненты и забирает тепло. Этот тип охлаждения оптимален для пользователей, компьютеры которых испытывают серьезные нагрузки на протяжении долгого времени: например, во время многочасовых игровых баталий.
Впрочем, каким бы эффективным ни было водяное охлаждение, его сложнее установить, чем стандартное воздушное охлаждение. Для сборки и монтажа нужно будет купить множество различных деталей, и, в зависимости от марки, эти детали могут стоить сотни или даже тысячи долларов. Очевидно, что это окажет значительное влияние на ваш бюджет, особенно если вы впервые используете водяное охлаждение ПК. К тому же вы с большой вероятностью сделаете несколько ошибок на этом пути.
Одного взгляда на детали, необходимые для монтажа водяного охлаждения, достаточно, чтобы большинство геймеров даже не пытались это сделать. Но, не пугайтесь: на деле это не так уж сложно. Умение приходит с практикой, так что собрав СВО несколько раз, вы поймете, что эта процедура не сложнее сборки самого ПК. Если вы действительно заинтересованы в сборке жидкостного охлаждения, рекомендуем начать вам с бюджетных вариантов, прежде чем переходить на топовые комплектующие профессионального уровня.
Необходимое оборудование для сборки водяного охлаждения
Почему универсальное водяное охлаждение лучше самосбора?
Как видно из представленного выше списка оборудования, для водяного охлаждения ПК задействовано множество компонентов. Да и сама процедура сборки не то чтобы простая. Именно поэтому на начальном этапе логичнее выбрать СВО формата «все в одном», которые объединяют в себе вышеуказанные элементы в простом для установке комплексе. К тому же такие универсальные системы обойдутся дешевле.
Универсальные СВО оптимально подходят и для новичков, и для опытных пользователей, поскольку не предлагают собирать систему охлаждения самостоятельно из множества деталей: Насос зафиксирован прямо на водоблоке, трубки и фитинги предварительно собраны, и все сделано так, чтобы вам не приходилось возиться с водой. При этом такие системы обеспечивают не менее эффективный теплоотвод, чем самосбор.
Обратите внимание, что жидкостное охлаждение формата «все в одном» может применяться не только в связке с центральными процессорами материнских плат, но и с графическими картами. Кстати, есть еще одна причина, которая оправдывает использование универсальных СВО: программное обеспечение. Как правило, каждый производитель таких систем предлагает софт, позволяющий создавать устанавливать индивидуальные профили скорости вращения вентиляторов и работы насоса, контролировать нагрев CPU/GPU и настраивать RGB-подсветки.
Чем лучше охлаждение, тем выше производительность
Как итог, хочется отметить, что не менее важным преимуществом жидкостных систем охлаждения является не столько снижение шумовых характеристик и понижение температур процессоров, сколько возможность разгона. Когда нагрев CPU/GPU находятся под вашим контролем, а тепло от них эффективно отводится — вы без проблем можете увеличить производительность своего компьютера, чтобы улучшить игровой опыт. Теперь, когда вы знаете, что такое водяное охлаждение, как оно работает и для чего оно нужно, поделитесь в комментариях своими мыслями: будете переходить на СВО и останетесь на традиционном воздушном охлаждении?
Почему водянки не нужны в обычных ПК, или мифы об СВО
Минутка физики: водянки и кулеры работают одинаково. Ну, почти
Не все знают, но внутри обычной медной теплотрубки залита… жидкость, обычно — вода. Из-за пониженного давления она кипит при более низкой температуре, к тому же имеет высокую теплоемкость — короче говоря, это эффективный и дешевый теплоноситель. Разогреваясь и испаряясь рядом с горячей крышкой процессора, она переносится к более холодному радиатору, где конденсируется и вновь по специальному фитилю стекает к CPU, после чего цикл повторяется.
В СВО, очевидно, также используется жидкость, однако работает она чуть иначе: течет она не самостоятельно, а под действием помпы, и не испаряется, а просто нагревается у процессора и охлаждается у радиатора. Так что, как видите, на деле обычное воздушное охлаждение не такое уж и воздушное, оно действительно достаточно близко к водянкам.
Краткий экскурс в физику закончен, пора переходить непосредственно к компьютерам.
Водянка в игровых ПК — красиво, но абсолютно бесполезно
Никто не спорит, водянка зачастую смотрится внутри корпуса куда красивее, чем большая башня. К тому же маркетологи специально упирают на топовость — дескать, ты купил мощный CPU и видеокарту, крутую память и материнку. Очевидно, нужен классный охлад — то есть водянка.
Однако есть одно важное но: игры, даже самые тяжелые и процессорозависимые, типа Watch Dogs 2 или Assassin’s Creed Odyssey, просто не могут нагрузить процессор также, как бенчмарки или рабочие задачи. Знаете, сколько ест в играх горячий Core i9-9900K в разгоне до 5 ГГц? Всего около 70-90 Вт. Это в два раза меньше, чем в бенчмарках. Такое количество тепла абсолютно без проблем отведет любая популярная башня за полторы тысячи рублей.
Но вы можете сказать — под водянкой в играх можно добиться 40-50 градусов, когда лучшие суперкулеры скорее всего смогут охладить топовые CPU лишь до 60-70. Да, тут все верно, СВО действительно снизит температуру процессора в играх. А зачем? Что это дает? Позволит повысить частоты? Да нет, вы раньше упретесь в возможности самого CPU. Увеличит срок жизни? Ну да, проживет кристалл не 30 лет, а 20 — действительно большая разница.
А что по шуму? Водянки всегда считаются более тихими, но так ли это на деле? Скорее нет, чем да. Проблема тут в том, что радиаторы СВО более плотные, чем у воздушных кулеров, поэтому чтобы продуть их нужны мощные высокооборотистые вентиляторы с большим давлением. А такие вентиляторы серьезно шумят.
За примерами далеко ходить не нужно — возьмем, достаточно крутую двухсекционную СВО NZXT Kraken X62 с двумя родными 140 мм вентиляторами и сравним с суперкулером Phanteks PH-TC14PE с такими же вертушками, который вдвое дешевле. Эффективность этих двух решений сравнима, а вот шум… Раскочегарив вентиляторы водянки на максимум, можно получить аж 61 дБ. С таким уровнем шума поработать получится только в наушниках. При этом у Phanteks все куда лучше — 49 дБ можно сравнить с урчанием холодильника, и такой шум сложно назвать громким или отвлекающим.
СВО не поможет в охлаждении новейших десктопных процессоров от Intel и AMD
Ладно, скажете вы — не все играют, многие на компьютерах еще и работают: обработка видео, 3D рендеринг, различные расчеты — все это сильно нагружает процессор, и даже суперкулеры тут не справятся. Увы, но в случае с Ryzen 3000 и Intel Core 8-ого и 9-ого поколения это не так. Проблема большинства десктопных процессоров от Intel, начиная с 3-его поколения, это терможвачка под крышкой. В случае с топовыми Core i5, i7 и i9 последнего поколения компания перешла на припой, но, как показывают тесты, его качество тоже оставляет желать лучшего.
Что же в итоге получается? Кристалл CPU, очевидно, сильно разогревается, и цель термоинтерфейса — передать это тепло на крышку, откуда его сможет отвести охлаждение. И, как вы уже догадались, терможвачка делает это из рук вон плохо: как показывает практика, снятие крышки и замена этого термоинтерфейса на жидкий металл позволяет снизить температуру CPU зачастую аж на 20 градусов. В случае с припоем разница меньше, но все еще внушительна — до 8-10 градусов.
Вот и получается забавная и грустная картина одновременно: ваш суперкулер или водянка в теории могут отвести 200-250 Вт, а на практике из-за экономии Intel ваш процессор, потребляя 150 Вт, уже перегревается. Конечно, как я уже сказал, вполне можно скапануть процессор — однако согласитесь ли вы это делать с вашим рабочим CPU, тем самым теряя гарантию и рискуя его повредить? Далеко не факт. А без этого СВО будет бесполезна с тем же Core i9-9900K.
В случае с Ryzen 3000 ситуация интереснее. С одной стороны, AMD использует качественный припой: его замена на жидкий металл в лучшем случае подарит вам пару градусов, так что игра свеч не стоит. Но вот сами кристаллы с ядрами маленькие, более того — у топовых CPU их две штуки и они рядом, ну и к тому же они расположены с краю, когда обычно лучший прижим и охлаждение что суперкулеры, что водянки обеспечивают в центре.
Все это и приводит к тому, что Noctua NH-U14S, способный удерживать температуру 100-ваттного Ryzen 7 2700X в жестком Prime95 на уровне 75 градусов, с трудом справляется с таким же 100-ваттным Ryzen 7 3700X, удерживая температуру последнего чуть выше 90 градусов. Так что, очевидно, попытка заменить кулер на водянку тут ничего не даст — в высоких температурах виновато не качество воздушного охлаждения, а внутренние особенности самих Ryzen 3000.
Также, возможно, кому-то придет в голову другая интересная затея: взять более слабый CPU и раскочегарить его с помощью СВО до уровня более старшего. Увы, эта затея опять же не осуществима: к примеру, чтобы 6-ядерный Core i5-9600K добрался до уровня производительности 8-ядерного Core i7-9700K, его нужно ускорить на треть, то есть повысить частоту до 6 с копейками ГГц. Очевидно, что водянки для этого мало — нужен уже жидкий азот.
Получается, водянки не нужны?
Конечно нет. Они все еще нужны там, где и раньше — в топовых рабочих станциях. Взять, например, тот же AMD Threadripper 3990X. 64 ядра, 128 потоков, теплопакет в 280 Вт — однако на деле он потребляет все 350. При этом у него 8 процессорных кристаллов, и каждый из них греется не очень сильно из-за не самых высоких частот, то есть таких проблем как у Ryzen 3000 нет.
Вот и получается, что нужно с достаточно большой площади снять овер 300 Вт. Даже большие суперкулеры тут справятся на пределе возможностей, а вот для трехсекционных заводских СВО или тем более самосборов это не проблема. Это же касается и топовых 28-ядерных Xeon и прочих HEDT-процессоров — у них гигантские тепловыделения, и водянки для них мастхэв.
А что насчет видеокарт?
Тут все интереснее. Во-первых, видеокарты Nvidia имеют умный драйвер, который слегка повышает частоту при снижении температуры. Правда, разница едва ли превысит полсотни мегагерц, что даст в лучшем случае пару fps, так что отдавать за это лишние 15-20 тысяч рублей за водоблок явно не стоит.
Во-вторых, есть видеокарты, тепловыделение которых из коробки улетает в небеса. Взять ту же AMD Radeon RX Vega 64 Liquid Cooled — ее тепловыделение в Crysis 3 достигает аж 370 Вт. При разгоне — свыше 450 Вт! Очевидно, тут даже массивная воздушная система охлаждения с тремя вентиляторами скорее всего не справится, а вот СВО — вполне.
Думаете, что у Nvidia меньше? Как бы не так. Взять например ASUS RTX 2080 Ti Matrix. Ее официальный BIOS позволяет поднять TDP до 360 Вт. Более того, для GTX 1080 Ti существуют полностью разлоченные BIOS, с которыми тепловыделение уходит за 400 Вт. Разумеется, отвести такое количество тепла сможет лишь качественная СВО.
Но, опять же, стоит понимать, что такие заоблачные TDP имеют лишь топовые видеокарты и то под серьезным разгоном. У большинства среднеуровневых Nvidia GTX 1600 или AMD RX 5000 тепловыделение находится на уровне 150-200 Вт, и с этим вполне справится воздушное охлаждение с парой вентиляторов. Тратить деньги на СВО в случае нетоповых видеокарт просто нет смысла — будет выгоднее купить более мощную видеокарту, чем пытаться выжать все соки из более слабой.
Перейдем к минусам — водянки требуют обслуживания
Чем хороши кулеры? Они требуют минимум обслуживания — достаточно раз в год продувать их от пыли и он верой и правдой прослужит вам много лет. Самое худшее, что может случиться — это перестанет работать вентилятор, однако с учетом того, что практически всегда они все имеют стандартные размеры, его можно легко заменить.
Вторая и куда более массовая проблема — заиливание. Как говорится, вода камень точит, а уж пластик трубок тем более. Ситуация еще усугубляется, если вода подкрашена. Как итог — кто-то через год, кто-то позже, но все же достаточное количество людей сталкиваются с тем, что в лучшем случае вырастают температуры CPU, а в худшем забитая жижей помпа просто перестает работать.
И приходится разбирать всю систему, чистить радиатор и помпу, после чего заливать новую воду. А ведь далеко не все СВО разборные — хватает и необслуживаемых. Их в таком случае, если кончилась гарантия, можно смело нести в мусор.
Ну и третья проблема — умирает помпа. Это бывает и из-за жижи, и просто потому что это механика. Да, у современных помп время наработки на отказ зачастую составляет десятки тысяч часов, но так везет далеко не всем. Опять же, помпа меняется не везде — обычно только в кастомных СВО.
Конечно, стоит понимать, что возможно вам повезет, и у вас водянка проработает 5 лет без проблем. Но подумайте над тем, что будет, если вам не повезет — особенно если учесть, что у воздушного охлаждения вышеуказанных проблем нет вообще.
Выводы — водянка в домашнем компьютере не нужна
Подведем итоги. Водянки не помогают в разгоне современных CPU. Водянки не тихие. Водянки дорогие. Вопрос — а зачем их брать в обычные компьютеры? Ну разве что очень хочется. Во всех других случаях лучше обойтись суперкулером и оставить СВО для тех случаев, когда они действительно нужны — а именно для топовых рабочих станций. Свое мнение пишите в комментах.