Водяное охлаждение или воздушное?

Качественное охлаждение – залог быстрой и бесперебойной работы любого компьютера. Но вот о том, как обеспечить оптимальную температуру в системном блоке, до сих пор ведутся горячие споры. И сегодня спорщики делятся на два лагеря: адептов воздушного и водяного охлаждения. Какое на самом деле лучше? Давайте разбираться.

Почему вообще процессор греется?

Строго говоря, греются не только процессоры, но и любая работающая электроника, начиная от ваших наручных часов. Да и в самом компьютере источников тепла заметно больше – видеокарта, блок питания, ССД, оперативная память…

Но, да, основная печка вашего ПК – это процессор (к нему уже вплотную подобрались видеокарты, но о них разговор отдельный). Почему именно процессор? Потому что в его большом чипе содержатся миллионы транзисторов. Это такие переключатели с электрическим управлением, которые включаются и выключаются миллиарды раз в секунду. И каждый цикл их работы приводит к потерям энергии, которая улетучивается во внешнюю среду в виде тепла. В совокупности это энерговыделение и дает общий (и очень быстрый!) нагрев всего процессора.

Более того, чем больше транзисторов и чем быстрее они переключаются, тем производительнее (мощнее!) процессор в целом. Что, вроде бы, хорошо. Но, очевидно, что чем быстрее он работает, тем больше потери энергии и выше его нагрев. Что, вроде бы, плохо.

А почему нагрев процессора – это плохо?

Избыточное тепло, увы, пользы не приносит. Если оно начнет накапливаться, то дело очень быстро закончится тем, что процессор попросту сгорит. Окончательно и без возможности ремонта. При этом он еще и с высокой вероятностью заберет в Страну Вечной Охоты и окружающие компоненты материнской платы.

Современные техноколдуны, конечно, знают об этом негативном сценарии. А потому предусмотрели два защитных механизма:

Тротлинг

Так называют автоматическое снижение производительности процессора. То есть, уменьшение циклов работы транзисторов в единицу времени. Меньше транзисторных переключений – меньше выделение тепла. Тротлинг запускает системы защиты, которая намертво вшита в процессор и постоянно контролирует его температуру при помощи термодатчиков на чипе.

Аварийное отключение

Если тротлинг уже запущен, а температура не падает, защитная система говорит, что «на этом мои полномочия всё» и вырубает питание. Компьютер полностью перестает работать (где моя капитанская лодка?)

Но, очевидно, что и первый, и второй способ – не более чем экстренные меры, которые нужны в критических ситуациях. То есть, суть проблемы такова: с одной стороны нам нужна максимальная производительность процессора, а с другой – нельзя допускать повышения его температуры до уровня, при котором включаются защитные механизмы.

Как бороться с перегревом?

Очевидный способ – уменьшить скорость работы процессора (тот же тротлинг, но не экстренный, а «на постоянку»). Но, во-первых, это проблему чрезмерного нагрева не решит, а лишь отложит, причем очень ненадолго. А во-вторых, согласитесь, получать производительность Pentium 2 на современном процессоре – довольно унылая перспектива.

Еще вариант – снизить количество тока, подаваемого на чип, сделав более энергоэффективные транзисторы. Подход хороший, работа в этом направлении идет постоянно, и за последние 20-25 лет энергопотребление процессоров уменьшилось почти в 5 раз. Но только вот и количество транзисторов в чипе увеличилось многократно. А потому в целом процессоры стали заметно более горячими.

Окей, тогда если мы не можем (или не хотим) сокращать выработку тепла, то давайте попробуем от этого тепла избавиться. Понятно, что закон сохранения энергии – бессердечная штука и исчезнуть просто так тепло не может. Но зато мы можем переместить его куда-нибудь, где оно перестанет быть проблемой. Именно эту задачу и решают системы охлаждения.

Системы воздушного охлаждения

Все воздушки строятся по одной схеме: к крышке процессора плотно прилегает площадка, которая отбирает у него тепло, а затем переносит его на радиатор, где оно и рассеивается в окружающее пространство. Радиатор – это конструкция из множества металлических пластин. Чем больше их совокупная площадь, тем быстрее энергия отводится в воздух. Это минимальная «пассивная» схема охлаждения.

Нередко вплотную к радиатору устанавливают вентилятор (а иногда и не один), он же кулер. Кулер помогает рассеивать тепло намного интенсивнее. Такая СВО будет называться активной.

Наконец, сегодня наиболее эффективные воздушки имеют в своей конструкции теплопроводящие трубки. Они составляют часть площадки, прилегающей к процессору, и пронизывают все радиаторные пластины.

Как это работает?

Теплотрубки сделаны из теплопроводящего металла, чаще всего – меди, и запаяны наглухо. Внутри в них находится жидкость, в основном, дистиллированная вода. В участке, прилегающем к процессору, она закипает, превращается в пар, поднимается по трубке и конденсируется в ее верхней части. А затем опять стекает к нагретому участку.

Вода имеет очень высокую теплоемкость – она поглощает много энергии при испарении и быстро отдает ее при конденсации. Более того, это самый эффективный теплоноситель для температур, на которых работает компьютер. Особенно, если учесть, что для закипания в теплотрубке воде нужно не 100С, как в чайнике, а гораздо меньше. Ведь перед тем как запаять трубку, из нее откачивают воздух. А чем ниже давление, тем ниже температура кипения любых жидкостей.

Свой фокус есть и в способе доставки сконденсированной воды обратно – в горячую зону. Если бы она стекала только под действием гравитации, очевидно, что СВО могла бы работать только при вертикальном положении трубок. Но ее можно ставить как угодно. Дело в том, что изнутри трубки покрыты специальными «фитилями». Их роль может исполнять многослойная металлическая сетка, желобки на внутренней поверхности, специальное порошковое напыление из меди и др. Эти структуры обеспечивают, так называемый, капиллярный эффект – по ним жидкость может перемещаться даже против действия силы тяжести.

Скорость и эффективность теплопередачи в таких тепловых трубках в сотни раз превышает теплопередачу по сплошному медному стержню того же диаметра. А чтобы заменить теплотрубку диаметром 6 мм, нужен медный пруток толщиной с женскую руку.

Какие бывают системы воздушного охлаждения?

Самый простой вариант – стандартные СВО, которые идут в комплекте с процессором. Но устройства от других производителей, которые на них специализируются, обычно более качественные, более тихие и более эффективные. Хотя и они тоже бывают разными: от небольших беструбочных моделей, где радиатор «сидит» непосредственно на процессоре, до монстров с огромными радиаторами, десятком теплотрубок и двумя вентиляторами, которые способны отводить огромное количество тепла

Плюсы:

• Надежное и очень распространенное решение;
• Простота в обслуживании;
• Относительная дешевизна.

Минусы:

• Менее эффективны по сравнению с жидкостным охлаждением;
• Может появиться шум при разбалансировке и загрязнении вентилятора;
• Большие башни иногда перекрывают разъемы на материнской плате (хотя есть и кулеры с такими конструкциями радиаторов, которые не мешают установке оперативной памяти)

Системы жидкостного охлаждения (СЖО)

Принцип работы СЖО основан на том, что тепло от процессора отводит постоянно текущая вода. То есть, перенос энергии происходит за счет движения воды, а не за счет ее испарения и конденсации.

Системы жидкостного охлаждения имеют более сложную, чем СВО, конструкцию:

Хладагент

Теплоноситель, который, собственно, и уносит лишнюю энергию от процессора. Чаще всего это дистиллированная вода с рядом специальных добавок. Такие добавки предотвращают коррозию в системе, убивают микроорганизмы, попавшие в воду, играют роль смазки для насоса, а также могут окрашивать воду в разные цвета, что добавит эстетичности вашему компьютеру.

Водоблок, он же теплосъемник

Он прилегает непосредственно к процессору и через него протекает хладагент, которому водоблок передает отобранное у чипа тепло.

Радиатор

Он поглощает тепло из воды и рассеивает его в окружающее пространство. Соответственно, как и в СВО, радиаторы делают из материалов с высокой теплопроводностью и придают им большую площадь. Однако тут радиатор может располагаться где угодно, хоть вообще за пределами системного блока. Это важное отличие «водянок» от «воздушек». Ведь воздушное охлаждение представляет собой моноблок, где для большей эффективности все части должны плотно контактировать друг с другом.

Вентиляторы

Кулеры здесь выполняют ту же функцию, что и в СВО – прогоняют воздух через радиатор, что ускоряет отдачу тепла.

Помпа

Электрический насос, благодаря которому жидкость в системе постоянно движется. Многие производители совмещают помпу с водоблоком. Иногда можно встретить мнение, что чем мощнее помпа, тем лучше, а СЖО без отдельной помпы вообще неэффективна. Это не так. Самое важное в работе помпы – не мощность, а баланс: жидкость должна течь с такой скоростью, чтобы она успевала и хорошо нагреться в водоблоке, и полностью охладиться в радиаторе.

Трубки, шланги и фитинги

Они нужны для соединения различных частей СЖО. Их качество также очень важно, ведь, с одной стороны, они должны создавать минимум помех для водяного потока, а с другой – надежно скреплять все отделы системы, не допуская протечек.

Резервуар для хладагента

Он есть не в каждой СЖО. Основная роль резервуара – декоративная. А кроме того, с ним удобнее обслуживать все это хозяйство.

Какие бывают системы жидкостного охлаждения?

Для тех, кто не хочет долго возиться с установкой СЖО, производители наладили выпуск, так называемых, необслуживаемых систем. Это «водянка», в которую уже залит хладагент, а все ее трубки герметично запаяны. Вам остается только прикрутить ее к процессору и подключить питание. В целом, необслуживаемые СЖО довольно надежны, а правильно смонтировать их довольно легко. Но, понятное дело, никаких возможностей по моддингу системы и апгрейду комплектующих тут не предусмотрено. Все в сборе уже с завода: ставим как есть, пользуемся и внутрь не лезем.

Более сложный вариант – обслуживаемые СЖО. Они дают больше простора для постройки оригинальных ПК, для совместимости с разными процессорными сокетами, для установки в разных корпусах. Но такие системы требуют внимания: нужно следить, чтобы помпа работала нормально, раз в год-полтора-два менять воду и т.д.

Наконец, «высшая лига» – это кастомные водянки, где каждый компонент подбирается индивидуально, на заказ. Здесь полет фантазии ограничен только бюджетом заказчика. Но и преимуществ кастомная СЖО дает немало. С ней ваш ПК точно не будет похож ни на один «магазинный»: самые разные формы, размеры и материалы, индивидуальная настройка подсветки, фосфорецирующий хладагент… Кроме того, в кастомный контур охлаждения можно включить, например, систему питания материнской платы, видеокарту и даже оперативную память. При апгрейде компьютера достаточно менять только некоторые детали такой водянки, ее можно переносить из системника в системник, а потом завещать своим детям.

Плюсы:

• Большое количество вентиляторов позволяет снизить шум без ущерба для теплоотведения;
• За счет тепловой инерции воды вентиляторы работают равномерно, и не будут взвывать, внезапно выходя на форсаж при увеличении нагрузки;
• Отличная эффективность и скорость отведения тепла – снижение температуры чипа на 15-25 градусов по сравнению с СВО.

Минусы:

• Цена. Бюджетная водянка стоит столько же, сколько и дорогая воздушка, а стоимость кастомных СЖО может быть запредельно высокой;
• Довольно сложный монтаж, который лучше доверить профессионалам;
• Необходимость внимательного обслуживания.

Тонкости и нюансы

Общая температура в системном блоке напрямую влияет на температуру процессора. А вот тепло в ПК, как мы уже говорили, вырабатывает не только он. Поэтому для поддержания оптимального режима нужно позаботиться также о качественном охлаждении как минимум видеокарты. Кастомные СЖО здесь, конечно, будут вне конкуренции.

Отведенное тепло надо куда-то девать, в идеале, его нужно выбросить за пределы компьютера. То есть, эффективность охлада зависит от корпусных вентиляторов и от конструкции
Не в каждый корпус можно устанавливать любые типы СЖО и СВО. Обычно в характеристиках корпуса указывают максимальные размеры радиаторов, высоты кулера и т.д.

Система охлаждения – отличный инструмент кастомизации ПК. Выбирая охлад, обратите внимание на эстетическую составляющую, подумайте про единую цветовую схему для всего компьютера.

Заключение

Итак, что же лучше: воздушка или водянка? Как становится очевидно из нашей статьи, это зависит от конфигурации системы:

Для бюджетного процессора с небольшим тепловыделением будет достаточно стандартного боксового кулера. Обычно такие процессоры ставят в офисные компьютеры или мультимедийные бытовые ПК. Но все равно нужно учитывать, что даже здесь недорогой кулер от стороннего производителя, скорее всего, будет работать тише и эффективнее.

Для традиционных игровых систем с не самыми горячими процессорами оптимально взять хорошее воздушное охлаждение на теплотрубках. С одной стороны, это будет не слишком дорого, а с другой – гарантирует тишину и качественное охлаждение. Но, если позволяет бюджет, а вы хотите создать красивую сборку, то можно подумать и про СЖО с радиатором на 120 мм.

Для топовых игровых компов с мощными процессорами и видеокартами или для систем, которые будут работать под постоянными высокими нагрузками, лучше брать качественную, дорогую водянку. Также она станет оптимальным решением, если вы намерены заняться разгоном процессора.

В нашем ассортименте есть все типы систем охлаждения: воздушки с подсветкой и без, обслуживаемые и необслуживаемые СЖО с радиаторами 120/240/360 мм и даже кастомные водянки любой сложности. И когда мы делаем сборку нашим клиентам, то сначала обязательно интересуемся: какие задачи будут стоять перед этим ПК. Это позволяет делать разумный, осознанный выбор. Надеемся, что, прочтя эту статью, вы тоже сможете четче понять, какая именно система охлаждения будет оптимальна для вашего компьютера.