Кулер для процессора – как выбрать систему воздушного охлаждения

Охлаждение процессора и видеокарты компьютера

Чтобы понять, как работает система охлаждения, вспомним физику. Такого понятия как «холод» – не существует, оно относительно и его невозможно изменить. Есть понятие тепло – любой элемент компьютера, который потребляет энергию выделяет тепло. Все вокруг нас имеет определенный заряд тепла, который постоянно передается от большего к меньшему.

Это очень упрощенное объяснение. Но теперь мы знаем, что воздух, который проходит через радиатор, не охлаждает его, а просто забирает тепло на себя. Есть еще теплопроводность и теплоемкость материалов. Радиаторы делают из максимально теплопроводных материалов с минимальной теплоемкостью. Суть в том, чтобы они могли быстро поглотить тепло и быстро его отдать, не накопляя в себе эту энергию.

Такой же принцип применяется и для охлаждения видеокарты. Но из-за большого количества производителей и особой формы этого компонента, радиаторы все разные и изготавливаются под конкретную модель видеокарты, в то время как радиаторы ЦП стандартизированы.

Некоторые нагруженные элементы материнской платы, такие как цепь питания или чипсет, комплектуются радиаторами без вентиляторов. Если ваша система предусматривает разгон, использование мощной видеокарты и процессора, то вам нужен хороший продув корпуса. Тогда поток свежего воздуха будет охлаждать все элементы с пассивной системой охлаждения.

Перед выбором системы охлаждения

Прежде всего, вы должны проверить, какое гнездо процессора используется на вашей материнской плате. Различные гнезда имеют разные отверстия для системы охлаждения процессора. Как правило, большинство кулеров имеют универсальные регулируемые системы, которые позволяют адаптировать их к монтажным отверстиям. Тем не менее, для обеспечения безопасности, стоит проверить.

Ещё одна важная вещь – проверка коэффициента TDP (Thermal Design Power), который показывает количество тепла выделяемого компонентом, выраженное в ваттах (Вт). Это значение вы найдете как на процессоре, так и на кулере, у последнего этот показатель должен быть больше или, по крайней мере, равен значениям процессора.

Что ещё? Конечно, размер. В спецификации каждого воздушного охлаждения вы найдёте информацию о его размерах. Стоит сравнить это с размерами корпуса, а также максимальной высотой кулера. Общей проблемой является также тот факт, что некоторые планки памяти нельзя размещать под радиатором. На это также стоит обратить внимание.

Воздушное

Можно разделить на →

Принцип работы пассивного охлаждения заключается в передаче тепла от нагревающегося элемента на радиатор. Радиатор может быть сделан из алюминия или меди, а более продвинутые модели имеют тепловые трубки, которые помогают увеличить площадь рассеивания тепла.

Радиатор полученное тепло рассеивает в окружающее пространство, тем самым отводя его от нагревающихся компонентов.

Эффективность такого пассивного охлаждения, напрямую зависит от циркуляции воздуха и его температуры.

Чем больше объема воздуха, участвует в теплообмене и чем ниже его температура, тем лучше работает пассивное охлаждение.

Субъективно, полностью пассивную воздушную систему охлаждения создать невозможно, так как для создания потоков воздуха внутри замкнутого объема, так или иначе нужны вентиляторы.

• Относительная бесшумность
• Меньше вентиляторов — выше надёжность, но надо просчитать, хватит ли возможностей вашей пассивной системы для охлаждения всех компонентов компьютера.

• Заводское пассивное охлаждение дорогое удовольствие. В основном им занимаются моддеры и энтузиасты, для которых цена не важна
• Требуется компьютерный корпус большого объема, для достаточной циркуляции воздуха и продуманную систему охлаждения всего системного блока
• В таких условиях, к разгону компьютера нужно подходить очень осторожно.

Ну а теперь подробно разберем активное воздушное охлаждение. Оно самое распространенное и недорогое. Главное подойти к его организации с умом.

В этом способе используются вентиляторы совместно с радиаторами . Обычно их называют куллерами. Вентилятор обдувает радиатор, который отводит тепло от греющего его компонента компьютерной системы. Чем больше воздушный поток проходящий через радиатор и чем он холоднее, тем эффективнее происходит охлаждение.

• Дешевле и надежнее, чем жидкостное охлаждение
• Большая гибкость в организации систем охлаждения ПК.

• Шум от большого количества работающих вентиляторов. Если брать вентиляторы большего размера, хорошего качества и с небольшой скоростью вращения, можно сильно снизить издаваемый шум системным блоком. Нужен комплексный подход
• В мощных системах, где большое энергопотребление и соответственно высокое выделение тепла, требуется грамотная организация воздушных потоков и обдуманного подхода к охлаждению каждого сильно греющегося компонента (видеокарта и процессор).

Теперь перейдем к альтернативным способам охлаждения ⇒

Как поменять вентилятор

Все подвижные части в компьютере или любой другой технике выходят из строя. Где-то отвалится лопасть, где-то будет гудеть подшипник, в некоторых случаях замена кулера чисто косметическая, например, хочется сделать подсветку или создать особый дизайн за счет необычных лопастей.

Как вытащить вентилятор из компьютера

Перед заменой нужно избавится от старого кулера. Обычный корпусный вентилятор крепится на четырех винтах, в некоторых случаях это могут быть быстросъемные зажимы или специальные антивибрационные силиконовые винтики. Открутите крепления или отцепите быстросъемы.

Между корпусом и вентилятором должна быть антивибрационная прокладка из силикона или резины, а также пылевой фильтр. Аккуратно снимите их – при долгой эксплуатации прокладки могут хорошо прилипнуть к корпусу, если они потрескались или уже успели рассыпаться, то их нужно заменить.

Лучше использовать антивибрационную прокладку, а не силиконовые винтики, она работает гораздо лучше и продлит время эксплуатации кулера. Если он надежно прижат к корпусу, то его вибрации не будут расшатывать ось. Силиконовые винтики не гасят вибрацию, а просто препятствуют ее передачи на корпус.

Один из вариантов исполнения антивибрационной резинки.

Отключить штекер питания от материнской платы тоже очень просто, достаточно немного потянуть за провод, защелки нет. Вариантов подключения может быть несколько – некоторые кулеры включаются в материнку, некоторые по MOLEX разъему напрямую к блоку питания. Отсоединить MOLEX очень легко, там тоже нет никаких защелок.

Как поставить кулер на корпус

При установке вентилятора главное соблюдать направление воздуха. Обычно на корпусах забор идет спереди, а сзади выдув. Если вы установите неправильно, то эффективность охлаждения снизится в разы.

Чтобы установить вентилятор на корпус, прикрутите его болтами в соответствующие отверстия или используйте силиконовые прижимы. Ничего тут сложно нет, все отверстия стандартизированы, нужно только выбрать вентилятор подходящего диаметра.

Стандартными для корпуса считаются кулеры 120 мм на переднюю сторону, а сзади используются 80 мм или 90 мм. Игровые корпуса обычно комплектуются вентиляторами 120 мм со всех сторон. Особые дизайнерские модели могут иметь оригинальную систему продува.

Обычно к таким корпусам идет комплект установленного охлаждения или хотя бы инструкция.

Как подключить кулер к материнской плате

После того, как вы прикрутили на свое место кулер, его нужно подключить. На материнской плате есть разные разъемы, обычно это 3 PIN и 4 PIN. Если у вас вентилятор на 3 контакта, то его можно подключить к 3 PIN разъему и 4 PIN разъему, а вот если вы подключите 4 PIN кулер к 3 PIN разъему, то не сможете использовать для него систему регулировки через утилиту.

Как регулировать скорость кулеров

Для этого есть отдельные приспособления – плата-концентратор или реобас.

Плата-концентратор позволит вам подключить много кулеров на один выход материнской платы. Минус в том, что она не имеет выносного регулятора, также вы не сможете задавать команду каждому отдельному вентилятору, а только всем вместе.

Реобас механический не имеет таких недостатков, вы можете регулировать каждый отдельный кулер так как вам захочется, но придется иметь постоянно открытый датчик температур, а это не очень удобно. Такая модель, как на фото не имеет своего экрана, что ограничивает его возможности.

Реобас электронный имеет экран и выводит всю необходимую информацию на него, через сенсорную панель вы легко сможете отрегулировать скорость вращения вентиляторов.

На самом деле, реобас – скорее элемент декора и практического применения у него нет. Современные платы сами регулируют скорость вращения всех вентиляторов в зависимости от температуры на модулях корпуса. Но если вы захотите установить один из них, то ставятся они в отверстие под 3,5” устройства, а это чаще всего DVD-ROM. Учтите, что на современных игровых корпусах очень часто такого отверстия просто нет.

Замена термопасты

Снизить тепловыделение процессора поможет обновление, замена термопасты на процессоре. Термопаста — не что иное, как смазка для охлаждения процессора. Она является теплопроводником между ЦПУ и радиатором, устраняет микроскопические неровности соприкасающихся поверхностей, удаляет между ними воздух, который препятствует теплоотводу. Хорошая, качественная термопаста снизит температуру на 5–10 градусов.

Со временем паста высыхает, теряет все свои свойства, не охлаждает процессор. Поэтому ее замену нужно проводить раз в полгода. Если на ПК установлен более современный ЦПУ, теплопроводную пасту можно менять реже. Приобрести ее можно в любом магазине компьютерной техники. Термопаста должна быть качественной, хорошей.

Перед тем, как будет нанесена термопаста, которая охлаждает ЦПУ, нужно добраться до самого процессора. Для этого:

1. Отключаем питание, снимаем крышку системного блока.
2. Аккуратно откручиваем материнскую плату, отсоединяем провода, чтобы добраться до кулера с радиатором. При этом некоторые модели кулеров, к примеру, штатные от Интел, позволяют добраться до процессора без снятия материнской платы.
3. Снимаем радиатор, очищаем от пыли радиатор и вентилятор.
4. Удаляем остатки старой пасты с процессора.
5. Наносим слой пасты. Наносить термопасту на процессор нужно в небольшом количестве, тонким, равномерным, полупрозрачным слоем. Выдавливаем небольшое количество пасты на центр процессора, размазываем аккуратно по всей поверхности. Распределить ее можно любым плоским пластиковым предметом. Излишки смазки необходимо убрать, чтобы избежать снижения эффективности теплообмена.
6. После проведенных манипуляций устанавливаем радиатор, плотно его фиксируем, подсоединяем кулер.
7. Если снималась материнская плата, то устанавливаем ее на место и подсоединяем провода.
8. Закрываем крышку системного блока, подключаем питание. Компьютер готов к работе.

Расчет размеров радиатора

Последним шагом в процессе анализа является расчет количества ребер N, необходимого для отвода тепла, производимого источником при температуре Ts.

Зная количество ребер, можно рассчитать ширину радиатора:

Представленные здесь расчеты позволяют в упрощенном виде определить размеры радиатора, необходимые для эффективного отвода тепла от устройства с определенной температурой, работающего при известной температуре окружающей среды. Также эти уравнения позволяют осознавать влияние отдельных параметров радиатора и его окружения на конечную эффективность системы охлаждения. Более точный анализ тепловых свойств требует уже использования передовых инструментов моделирования и специализированного программного обеспечения, но для любительских целей этого вполне достаточно.

Заключение

Работа над проектом «Ultra-silent office PC with Intel Core i7» оказалась значительно интереснее и захватывающее, нежели я предугадывал раньше, а сам мини-ПК продемонстрировал свою состоятельность, быстродействие и, что удивительно, он оказался менее горячим и способным работать на заявленных частотах!

Во-первых, внешний вид и дизайн готового решения оказались выше всяких похвал и предполагаемых набросков, что я рисовал в голове. Во-вторых, сама идея — рабочая, быстродействие — высокое, температурный режим в установленных рамках TDP 35W — в рамках разумного, при этом мы задействуем только пассивное охлаждение!

Небольшой пластмассовый каркас-корпус, распечатанный на обычном 3D принтере, оказался тоже очень хорош. На портале Reddit на момент публикации поста проект набрал 2.7к лайков и 150 комментариев, 9 наград и заинтересовал форумчан. Некоторые пользователи попросили версию с крышкой (от пыли), а кто-то не поверил в пассивное охлаждение. Что ж, для неверующего Фомы есть модификация с вентилятором Noctua NF-A9x14 HS-PWM chromax.black.swap

Работа над проектом «Ultra-silent office PC with Intel Core i7» завершена на положительной ноте, и может показаться, что история не будет иметь продолжения. Однако это была лишь проба пера и изучение тонкостей 3D печати, и скоро будут не менее интересные мои работы.

Как выбрать кулер охлаждения процессора для Intel и AMD?

Итак мы подошли вплотную к вопросу выбора кулера для процессора. Давайте подробно посмотрим на те параметры, которые влияют на производительность и на которые стоит обратить внимание при покупке.

Прежде всего выбирайте тот кулер, который подходит для сокета вашего процессора! Как правило, они поддерживают сразу несколько сокетов как Intel, так и AMD, но учитывая, что все они имеют нештатное крепление, не поленитесь посмотреть в инструкцию — возможно именно под ваш сокет установка не предусмотрена.

Лучший тип кулера для процессора

Это скорее даже тип не кулера, а всей системы в целом. Самая распространенная — воздушная, то как раз, что мы называем кулером процессора. Она состоит из металлического радиатора, который принимает на себя тепло от крышки процессора, и вентилятора, который нагоняет на него воздух и тем самым охлаждает. В продвинутых моделях есть даже два вентилятора — на вдув и выдув.

Еще один распространенный среди игроманов тип охлаждения процессора — водяной. Варианты таких систем бывают разные, от небольших вентиляторов, связанных с охлаждающими жидкостными трубками, до больших дорогих систем с выносными радиаторами. Общее одно — в терморегуляции принимает участие жидкость, которая охлаждает сильнее, чем просто воздух.

Кстати, если планируете использовать такой тип охлаждения, то обратите внимание на наличие специальных отверстий на задней панели корпуса для вывода трубок — они обычно прикрыты резиновыми шторками.

Также кулеры можно разделить на активный и пассивный — в пассивном нет вентилятора и обычно используется для недорогих и уже устаревших видеокарт — для процессора, конечно, такой не подойдет.

Размер радиатора кулера

Размер вентилятора

На радиатор обязательно устанавливается вентилятор или даже два для нагнетания и отвода воздуха. Чем больше вентилятор (120х120х25), тем он во-первых эффективнее охлаждает процессор, во вторых, ему это сделать легче, чем маленькому, поэтому при одинаковом качестве теплоотвода он будет меньше шуметь. Также лучше брать вентиляторы с надписью «Ball bearing» — в них установлен более тихий и долговечный подшипник.

Возможность регулировки оборотов вентилятора процессора

Хорошо, если предусмотрена возможность регулировки оборотов кулера процессора — чтобы он не просто крутился с постоянной скоростью, а выбирал ее в зависимости от нагрева. Отличить такой вентилятор просто — разъем его питания, который подключается к системной плате, должен иметь 4 контакта.

Металл и количество теплоотводных трубок системы охлаждения компьютера

Радиатор непосредственно соприкасается с поверхностью корпуса процессора, поэтому важное значение имеет металл, из которого сделана эта поверхность, а также трубки, по которым тепло уходит на радиатор. Характеристики металла должны быть таковы, чтобы максимально быстро нагреваться и охлаждаться. Есть трубки, сделанные из алюминия, но лучше всего с этим справляется медь, хотя такой агрегат получается более тяжелый. Так что берите тот кулер для процессора, у которого они темно-желтого цвета.

Тип расположения кулера

Как я сказал, чем кулер процессора больше — тем лучше, но в то же время учитывайте, каким образом он будет расположен на материнской плате и в корпусе — не помешает ли он установке оперативной памяти или карт расширения, закрыв собой необходимые слоты. И поместится ли он в корпус по ширине. Оптимальным считается башенный тип, так как он отводит воздух напрямую к выдувающему заднему вентилятору корпуса.

В то же время классический вариант, когда лопасти вентилятора находятся прямо перед вами, если смотреть на материнскую плату сверху, более подходит в том случае, если корпус и мать небольшие формата microATX, и на них нужно компактно разместить как можно большее количество устройств. Плюс этого типа также в том, что пластины радиатора обдувают вокруг себя другие вставленные в материнку комплектующие.

Впрочем, есть и дорогие модели, в которых эти два типа совмещены, как на рисунке ниже.

Все описанные выше характеристики указаны в одном общем параметре — теплорассеивание (в ватах). Чем оно больше, тем лучше будет охлаждаться ваш процессор.

Производитель

Не рекомендую покупать не только боксовые кулеры, но и малоизвестных фирм. Самыми качественными и проверенными на сегодняшний день являются модели от Zalman, CoolerMaster, DeepCool и GlacialTech.

Элемент Пельтье

Термоэлектрический преобразователь (термоэлектрический охладитель), принцип действия которого базируется на возникновении разности температур при протекании электрического тока.

В принципе работы элементов Пельтье лежит контакт двух полупроводниковых материалов с разными уровнями энергии электронов в зоне проводимости.

В зависимости от направления тока верхние контакты охлаждаются, а нижние нагреваются — или наоборот. Таким образом электрический ток переносит тепло с одной стороны элемента Пельтье на противоположную и создаёт разность температур.

Если нагревающуюся сторону элемента Пельтье охлаждать при помощи радиатора и вентилятора, то температура холодной стороны станет ещё ниже. Разность температур может достигать 70 °C.

До азотного охлаждения, энтузиасты использовали модуль Пельтье для охлаждения процессоров при экстремальном разгоне.

• Небольшие размеры
• Отсутствие движущихся частей, газов и жидкостей
• Бесшумность.

• Более низкий КПД, чем у установок на фреоне. Это ведёт к большой потребляемой мощности для достижения заметной разности температур.

Так же существуют различные комбинации всех перечисленных выше систем, но их практическая реализация очень сложна.

По совокупности всех положительных качеств, лучшим способом охлаждения компьютера и комплектующих, остается воздушное охлаждение.

Увлечен компьютерами и программами с 2002 года. Занимаюсь настройкой и ремонтом настольных ПК и ноутбуков.