Архивы: по дате | по разделам | по авторам

Бесшумное охлаждение новейшего Pentium 4 3.00 ГГц: возможно ли?

АрхивКорпуса и кулеры
автор : Алекс Карабуто   07.06.2003

Сравнительные испытания нескольких тихих популярных кулеров при охлаждении последней модели процессора Pentium 4 с частотой 3.00 ГГц и системной шиной 800 МГц. Кулеры Zalman CNPS7000-Cu и GlacialTech Diamond 4100.

Пытаясь успеть вписаться в законы Мура и Меткалфа, кристаллы и частоты современных процессоров для ПК растут как на дрожжах. Причем растут не только частоты собственно вычислительного ядра, но и все периферийные - системной шины, памяти и пр. А это закономерно приводит к увеличению энергопотребления процессоров и к необходимости удовлетворить повышенные требования к охлаждению новейших систем. С выходом Pentium 4 с частотой 3,06 ГГц в ноябре прошлого года Intel вынуждена была ужесточить требования к дизайну материнских плат, к кулерам и даже к устройствам охлаждения ПК в целом (см. www.terralab.ru/supply/20793), чтобы удовлетворить возросшим тепловым конвертам новых процессоров (TDP=81,8 Вт). В частности, одним из ключевых компонентов новой концепции Intel охлаждения является новый «турбинный» кулер для процессоров Pentium 4, который обладает существенно улучшенными характеристиками теплоотдачи (см., например, наш обзор www.terralab.ru/supply/21615).

Однако не прошло и нескольких месяцев, как в апреле Intel выпускает новый процессор Pentium 4 - с частотой 3,00 ГГц и системной шиной 800 МГц (см. www.terralab.ru/system/25198). Несмотря на то, что частота ядра нового процессора слегка упала по сравнению с предшественником, его тепловыделение немного возросло, поскольку в полтора раза увеличилась частота работы системной шины, и Thermal Design Power (TDP) нового процессора Intel стала равной 81,9 Вт. А ведь не за горами и Pentium 4 с частотой 3,2 ГГц c ожидаемой TDP свыше 82 Вт…

Жалобы на шум мощных охлаждающих систем для современных процессоров уже проели плешь модераторам «железных» сетевых конференций и продавцам компьютерных салонов: многим хочется иметь одновременно мощный компьютер и не страдать от воя его вентиляторов. Мы время от времени возвращались к теме снижения шума охлаждающих систем ПК (см. обзоры на www.terralab.ru/supply/5961, .../9668, .../16679, .../20793 и .../24525). Более того, например, Intel тоже озабочена снижением шума ПК, и в своих лабораториях разрабатывает соответствующие решения. И даже для ПК на самых последних трехгигагерцовых Пентиумах существуют модели охлаждающих систем (законченных решений системных блоков, в корпусах), шумящих на уровне 25 дБА (это сравнимо с легким шепотом или домашней комнатой ночью). Конечно, такие специальные системы достаточно дороги, поэтому в наших условиях простого пользователя мы вынуждены искать более простые подходы. И одним из ключевых моментов здесь является снижение акустического шума собственно процессорного кулера (как одного из самых громких компонентов системного блока) при сохранении уровня теплоотвода (охлаждения), достаточного для бессбойной работы ПК.

Кулеры Intel Boxed, GlacialTech и Zalman. 

Поэтому в данной статье мы в очередной раз вернемся к вопросу испытаний современных кулеров для Pentium 4 - именно с позиций минимизации шума при эффективном теплоотводе. В этой связи нас будут интересовать сейчас преимущественно модели кулеров с пониженным уровнем шума и модели, в которых встроены механизмы (электронные схемы) снижения оборотов (например, в зависимости от температуры). Не претендуя на всеохватность, в данной статье мы для начала протестируем популярные модели двух «боксовых» кулеров, которыми комплектуются современные процессоры Intel Pentium 4, а также некоторые кулеры от известных компаний GlacialTech и Zalman, нацеленные в первую очередь на малошумящие системы. Причем для полноты картины кулеры будут испытаны в различных режимах работы, и кроме теплоотдачи мы проведем измерения характерного уровня акустических шумов в каждом из случаев. Итак, приступим.

Сначала познакомимся с участниками обзора.

1. «Старый» боксовый кулер для Pentium 4

Сама Intel не выпускает кулеров для своих процессоров Pentium 4, и этот кулер производится сторонними компаниями (например, Sanyo). Тем не менее, многие называют его именно «интеловским», поскольку его чертежи приведены в спецификациях на Pentium 4, а на корпусе наклеена голограмма корпорации. Данный кулер совершенно не нуждается в нашем представлении, поскольку давно и хорошо известен многим и заслуженно завоевал популярность благодаря надежной работе, удобному механизму крепления, достаточно хорошим уровнем теплоотдачи, экономичностью (потребляемый ток не более 210 мА)) и, главное, весьма низким шумом.

Прежний боксовый кулер для Pentium 4.

Стоит, пожалуй, отметить только то, что этот кулер оснащен электронной схемой автоматической регулировки скорости оборотов вентилятора в зависимости от температуры воздуха вблизи края ребер радиатора (соответствующий термодатчик обведен красным на фото выше). Характеристика регулирования оборотов показана на графике (реально внутри участка нарастания наблюдается несколько «полочек» вместо плавной регулировки). Причем точки характеристики регулировки соответствуют значениям X=33 C, Y=40 C и Z=43 C для процессоров с частотой до 2,8 ГГц. Низкий уровень шума в типовых условиях эксплуатации достигается тем, что обычно кулер работает в условиях достаточно прохладного нагнетаемого воздуха (участок 0-X характеристики), и обороты минимальны.

Схематическая характеристика регулировки скорости вращения боксовых кулеров Pentium 4 от температуры.

Штатно этот кулер подходит для процессоров вплоть до 2,8 ГГц, однако он может справиться и с «трешкой», если аккуратно удалить с его дна тонкую алюминиевую графитизированную сверху фольгу и использовать вместо нее хорошую термопасту. В дополнение следует отметить весьма низкую цену за этот кулер (в комплекте с процессором или в розницу) - всего в районе 5 долларов.

2. «Новый» боксовый кулер для Pentium 4

Строго говоря, этот «турбинный» концепт-кулер, подробно рассмотренный нами ранее (см. www.terralab.ru/supply/21615) пока слабо представлен в розничной продаже, однако он активно продвигается корпорацией как эффективное решение для охлаждения последних трехгигагерцовых моделей Pentium 4, соответствует спецификации FMB2 и используется многими компаниями в демонстрационных стендах. Этот кулер отличает массивный медный сердечник, оригинальная патентованная конструкция алюминиевых ребер радиатора, неудобный механизм крепления и вентилятор с увеличенным диаметром и площадью лопастей. Кулер комплектуется тюбиком термопасты на основе нитрида алюминия (отечественный аналог - АлСил-3, см. www.terralab.ru/supply/13736).

Новый концепт-кулер Intel для старших моделей Pentium 4.

К нам в лабораторию поступил другой сэмпл такого кулера, уже оснащенный датчиком скорости вращения, схемой терморегулировки оборотов и лучше сбалансированный, то есть издающий меньше акустического шума (и гула), чем экземпляр, исследованный нами ранее. Это и побудило нас вернуться к его тестированию на качественно новом уровне.

Вентилятор кулера со схемой автоуправления от температуры.

Характеристика автоматической регулировки скорости вращения (в зависимости от температуры нагнетаемого сверху воздуха) у него аналогична показанной выше, но точки согласно спецификации для Pentium 4 с частотой 3 ГГц (и выше) должны соответствовать более низким значениям X=32, Y=38 и Z=40 градусов Цельсия. В реальности участок нарастания так же не плавный, а состоит из ступенек, шаг который увеличивается «кверху»: 3900 об./мин. (максимум на правой полке), далее 3000 об./мин., 2800, 2650, 2550, 2463, 2410, 2343, 2311 и далее достаточно плавно вплоть примерно до 2000 об./мин. При максимуме скорости вращения кулер «гудит» достаточно сильно, однако на практике он работает, как правило, вблизи минимума оборотов и издает лишь небольшой шум.

Общим недостатком «боксовых» кулеров Intel является то, что термодатчик измеряет не температуру ребер радиатора, а температуру набегающего воздуха над ними. Поэтому в системах, где температура воздуха внутри корпуса достаточно низка, эти кулеры всегда работают почти на минимальных оборотах, вне зависимости от текущей температуры процессора, рассеиваемого им тепла и температуры самого радиатора, то есть не подстраиваются под текущее тепловыделение процессора и эффективность теплоотвода кулера. В этом смысле, более грамотным подходом является управление скоростью вентилятора по температуре самого процессора с материнской платы (например, система ASUS Q-Fan) или управление скоростью вентилятора от внешней электронной схемы FANSpeed, измеряющей текущую температуру ребер радиатора.

3. GlacialTech Diamond 4100 (24K Golden Edition)

Кулеры известной компании GlacialTech (www.glacialtech.com) привлекли нас хорошим соотношением цены и качества, оригинальными разработками, грамотным системным подходом и сбалансированными характеристиками. Из текущего многообразия кулеров GlacialTech для Pentium 4 (см. www.glacialtech.com/socket_478.htm) мы выбрали две наиболее подходящие для наших сегодняшних целей малошумящие модели: Diamond 4100 со встроенным регулятором оборотов от термодатчика (розничная цена в Москве около 15 долларов) и Igloo 4310 (в районе 7 долларов).

Упаковка кулеров GlacialTech Diamond 4100 и Igloo 4310.

Кулер Diamond 4100 предназначен для всех нынешних процессоров, включая трехгигагерцовые, и базируется (в отличие от многих дорогих современных «топовых» кулеров) на полностью алюминиевом радиаторе (без медного сердечника), правда, с 24К-золотым покрытием (скорее для стильности внешнего вида, чем для улучшения теплоотдачи J).

Радиатор кулеров GlacialTech для Pentium 4 (с золотым покрытием).

На дне кулера уже нанесен слой термопасты, использующей соединения серебра. Впрочем, так поступают на всех кулерах этой компании. Мы испытаем его как с «родной» термопастой, так и с нашей собственной - для более корректного сравнения кулеров между собой.

На компактной красочной коробке кулера приведены иллюстрированная инструкция по установке, его основные технические характеристики и даже графики изменения характеристик от температуры. При весе всего 357 грамм и размерах 83х69х53 мм он имеет термосопротивление 0,27-0,35 градусов на ватт, вентилятор на подшипниках качения c пониженным уровнем шума и скоростью, регулируемой от 2500 до 4500 об./мин., током потребления до 340 мА, воздушным потоком от 20,1 до 37,0 CFM и уровнем акустического шума от 21,8 до 35,0 дБА.

 

Схема управления скоростью вращения от температуры и термодатчик (справа).

Термодатчик расположен вблизи лопастей радиатора (см. фото выше) и измеряет температуру набегающего извне воздуха (тот же недостаток, что и у боксовых кулеров Intel). Регулировка характеристик от его температуры соответствует опорным точкам 33 и 43 градуса (см. выше), изменяется с температурой достаточно плавно и описывается вот такими графиками:

Характеристкики кулера Diamond 4100 в зависимости от теспературы и скорости вращения.

При работе в нормально проветриваемом корпусе ПК даже с трехгигагерцовым процессором на максимуме загрузки этот кулер, как правило, функционирует на малых оборотах (около 2500 об./мин.) и поэтому весьма бесшумен.

Верх кулера с вентилятором легко снимается с радиатора.

Отдельно стоит отметить очень удобный механизм крепления у кулеров этой компании: радиатор кладется на процессор свободно, и сверху прищелкивается скоба с вентилятором, причем рычаг защелки - один из самых удобных для Pentium 4, его легко и одевать, и снимать.

Дно радиатора имеет гладкую (фактически - зеркальную) и очень ровную поверхность, что способствует весьма плотному его прилеганию к термокрышке процессора. Если при этом была равномерно намазана вязкая термопаста (как в комплекте поставки кулера), то радиатор настолько плотно прилипает к процессору, что при его снятии проще выдернуть его вместе с процессором из сокета (с опасностью повредить ножки), чем разлеплять процессор и радиатор (мне пришлось орудовать феном, чтобы «по горячему» отлеплять радиаторы GlacialTech от Pentium 4). Выверенный дизайн позволяет кулерам GlacialTech даже при использовании полностью алюминиевых радиаторов добиваться хороших результатов охлаждения современных процессоров (при малом шуме).

4. GlacialTech Igloo 4310

Другой кулер GlacialTech в нашем обзоре представляет дешевый, но вполне приемлемый по характеристикам сегмент. Igloo 4310 (не Pro) использует такой же алюминиевый радиатор, как и Diamond 4100 (но без золотого покрытия), весит 345 грамм, имеет аналогичные габариты и термическое сопротивление 0,33 градусов на ватт. Аналогичный по размерам вентилятор c пониженным уровнем шума (26 дБА) не оснащен схемой регулировки от термодатчика и вращается на постоянной, но низкой скорости (2800 об./мин. +10%, ток потребления всего 150 мА, воздушный поток 22,7 CFM). Этот кулер также предназначен для охлаждения всей текущей линейки процессоров Pentium 4, включая трехгигагерцовые модели (так указано на упаковке кулера; на сайте его применение ограничено частотой 2,8 ГГц).

Кулер GlacialTech Igloo 4310.

Удобный механизм крепления и плотное прилегание кулера к процессору аналогичны модели Diamond 4100. То есть фактически за золотое покрытие и схему регулировки скорости от термодатчика пользователь Diamond 4100 выкладывает дополнительно около 8 долларов.

5. Zalman CNPS7000-Cu

На закуску мы оставили самый вкусный (как в данном обзоре, так, видимо и в целом на рынке сейчас) кулер-красавец CNPS7000-Cu от одного из лидеров тихого «кулеростроения» - компании Zalman Tech Co. (www.zalman.co.kr и www.zalmanusa.com).

Гордость компании Zalman: кулер CNPS7000-Cu.

Рассматриваемый кулер является частью программы CNPS (Computer Noise Prevention System) компании Zalman, благодаря которой типичный шум компьютерных систем (более 30 дБ) можно снизить до 20 дБ и даже ниже, что находится ниже того уровня, который замечает обычный пользователь ПК (уровень шума в спальне ночью, за исключением известных ситуаций J). В рамках программы CNPS компания Zalman выпускает несколько «тихих» компонентов ПК: процессорные кулеры серии CNPS7000, «безвентиляторные» кулеры для видерокарт (ZM80A-HP и др.) и чипсетов (см. фото),

ультрамалошумящий (20 дБ) блок питания с авторегулировкой оборотов, специальные панели регулировки и др.

В устройствах CNPS применяется передовая конструкция радиаторов FHS (Flower HeatSink), где используются более короткие пути отвода тепла и площадь поверхности теплорассеивания в 3-10 выше, чем в традиционных кулерах. В дополнение, такие устройства снабжаются специальными малошумящими вентиляторами системы NP (Noise Prevention).

Вентилятор кулера CNPS7000.

Несмотря на достаточно большие размеры, охлаждающие системы CNPS вполне нормально помещаются в обычные персональные системы. По крайней мере, у меня не возникло трудностей с их установкой в стандартные корпуса миди-ATX на многие системные платы.

"Всё прекрасно влезает" (Zalman Inside)

В данном обзоре мы рассмотрим лишь кулер CNPS7000-Cu, а позднее вернемся и к другим компонентам системы CNPS.

Если предыдущие кулеры Zalman с «веерообразным» расположением лопастей радиатора частенько вызывали проблемы с установкой (не хватало свободного пространства на плате или в корпусе, см. www.terralab.ru/supply/16679), то новые «круглые» кулеры Zalman серии CNPS7000 практически избавились от этого недостатка (по крайней мере, у меня под рукой не оказалось ни одной платы и корпуса, где бы они не могли нормально разместиться). Кулеры серии CNPS7000 предназначены для настольных процессоров Intel Pnetium 4 и AMD Athlon 64, имеющих теплорассеивающую защитную крышку (для процессоров AMD Athlon XP/MP они непригодны). Они выпускаются двух видов - дорогой с полностью медным радиатором и более дешевый (примерно 40 долларов) с медной вставкой в центре алюминиевых ребер. В любом случае, эти кулеры намного дороже, чем остальные участники нашего сегодняшнего обзора, и поэтому мы вправе ожидать от них выдающихся характеристик.

Красавец Zalman CNPS7000-Cu ослепляет блеском... меди.

Радиатор габаритами 109х109х62 куб. мм имеет уникальную форму и состоит, как и прежние изделия Zalman, из множества пластин, «собранных» вместе с отполированным основанием в центре. 

Обратная сторона прогресса.

Размер основания соответствует хитспредеру Pentium 4 и Athlon 64, а конусоподобная форма радиатора обеспечивает нормальную установку на системные платы с высокими конденсаторами вблизи процессора.

Детали для установки кулера на плату.

Механизм крепления кулера на плату неплохо продуман и предполагает использование отвертки (кулер специальными пружинными скобами зажимается на винтах в стандартном пластмассовом «гнезде» для Pentium 4 или прикручивается к плате для Athlon 64). Несмотря на мои опасения, установка и снятие кулера в готовой системе не доставили никаких неудобств и не заняли много времени. Зато по надежности крепления этой системе можно поставить твердую пятерку.

Кулер CNPS7000-Cu в типичном системном блоке.

Утверждается, что для модели CNPS7000-Cu используется чистая медь. При этом вес кулера достигает 773 грамм - примерно вдвое больше, чем у остальных участников нашего обзора. Поэтому при установке кулера на плату и транспортировке блока следует избегать резких толчков, чтобы не повредить крепление и не создать микротрещины в самой плате.

Кулер Zalman комплектуется тюбиком специальной термопасты.

Термопаста из комплекта кулеров Zalman.

Внутри радиатора расположен большой вентилятор с диаметром 92 мм. Он имеет два шарикоподшипника и скорость вращения в диапазоне примерно 1350-2400 об./мин. (в зависимости от напряжения питания). При этом уровень издаваемого акустического шума оценивается величиной от 20 до 25 дБ соответственно.

FAN MATE 1 от Zalman.

Кулер CNPS7000 комплектуется маленьким блочком FAN MATE 1, включаемым между системной платой и вентилятором кулера и позволяющим вручную (поворотом ручки) регулировать скорость вращения вентилятора.

Внутри FAN MATE 1 находится простейшая электронная схема из трех радиокомпонентов (которую даже рисовать не нужно): стандартный стабилизатор серии 7805CT (отечественный аналог - КР142ЕН5) с радиатором «обвязан» двумя резисторами, один из которых постоянным сопротивлением 680 Ом соединяет средний вывод и выход микросхемы, а другой, подстроечный на 1 кОм, заземляет средний вывод микросхемы. Изменяя сопротивление последнего (вращение ручки на корпусе FAN MATE 1) мы плавно меняем выходной напряжение приставки в диапазоне от +5 до +10,5 вольт. Такую схемку вполне по силам собрать даже школьнику. Никакого намека на автоматическую регулировку здесь и быть, к сожалению, не может. Хотя по размерам корпус FAN MATE 1 мог бы вполне вместить достаточно интеллектуальную электронику авторегулировки от температуры, например, типа приставки FAN Speed www.fanspeed.chat.ru (на рисунке ниже).

FAN MATE 1 и FANSpeed: цели одни, подход разный.

Чтобы «запитать» вентилятор кулера CNPS7000 от полного напряжения +12 вольт, его надо подключить к материнской плате напрямую, без использования FAN MATE 1, однако на практике этого, видимо, не требуется. Например, испытанный нами экземпляр кулера при напряжении питания +5 В от FAN MATE 1 (это «фирменный» режим Silent Mode) вращался со скоростью 1380 об./мин., при максимальном питании от FAN MATE 1 напряжением +10,5 В («фирменный» режим Normal Mode) - со скоростью 2380 об./мни., а при прямом подключении к «матери» (+12 В) - со скоростью 2600 об./мин., что не сильно отличается от предпоследнего режима (разве что - чуть большим уровнем шума). Недостатком (кроме отсутствия авторегулировки) у такого решения является, пожалуй, лишь то, что для изменения скорости вращения необходимо лезть внутрь системного блока или пытаться вывести блок FAN MATE 1 наружу, хотя он для этого совершенно не приспособлен.

Испытания теплоотдачи

Переходим к практическим испытаниям этих кулеров. Тесты теплоотдачи мы проводили на материнской плате ASUS P4P800 (на чипсете Intel 865PE) с процессором Pentium 4, работающим на частоте 3,00 ГГц при частоте системной шины 800 МГц и напряжении питания VID=1,55 В. Режим Hyper-Threading для процессора был активирован. Плата располагалась внутри стандартного корпуса middle-ATX. Для уравнивания начальных условий мы со всеми кулерами использовали одну и ту же термопасту, показанную на фото ниже. И лишь кулер Diamond 4100 мы также испытали с «родной» нанесенной пастой (на диаграммах помечен как «virgin»).

Термопаста, использованная нами для испытаний кулеров.

Для одновременного измерения температуры процессора, радиатора и материнской платы P4P800 в районе процессорного сокета, скорости вентилятора процессорного кулера и других текущих параметров мониторинга использовалась программа MotherBoard Monitor версии 5.2. В процессе работы различных задач под Windows XP с частотой раз в несколько секунд программа MBM 5.2 регистрировала в автоматическом режиме несколько важных для нас параметров:

1. Температуру процессора (по термодиоду)
2. Температуру радиатора кулера при помощи внешнего термистора, закрепленного на стальном зажиме между ребрами вблизи основания радиатора
3. Температуру материнской платы (по штатному «наплатному» термистору)
4. Текущую загрузку процессора работой
5. Текущее напряжение питания ядра
6. Скорость вращения вентилятора кул
ера

Температура внешнего воздуха, поступающего для охлаждения всей системы, контролировалась отдельным цифровым термометром и поддерживалась примерно на одном уровне.

Следуя нашей методике, описанной ранее (см. www.terralab.ru/supply/21615), регистрировалась динамика разогрева и охлаждения системы при различных нагрузках. Поскольку типовое время реакции системы на изменение программной нагрузки составляло 5-7 минут, мы проводили снятие показаний температур (графики) в течение 15-20 минут для каждой из нагрузок. В силу экспоненциальности закона стабилизации температурного режима (см. график ниже), этого было вполне достаточно, чтобы сравнить кулеры между собой с точностью около одного градуса Цельсия.

Для большей объективности и полноты информации мы провели сравнение нагрева процессоров с двумя кулерами при 4-х различных вариантах нагрузки:

1. При работе программы «прогрева» BurnP6
2. При одновременной работе двух программ «прогрева»: BurnP6 и BurnMMX
3. При проигрывании фильма DVD (с винчестера) программой PowerDVD 4.0
4. При проигрывании музыки в формате MP3 программой WinAmp 2.80 (типичное бездействие компьютера и пользователя J)

Тут необходимо сделать несколько пояснений. При работе процессора Pentium 4 в режиме гипер-трэдинга он виден в систем как два независимых логических процессора. Если запускается программа BurnP6 (традиционно используемая многими тестерами для подобных целей), то она нагружает интенсивными вычислениями лишь один из этих логических процессоров, и суммарная нагрузка процессора в такой системе равна 50%. Однако для полного прогрева процессора с Hyper-Threading необходимо нагрузить оба логических процессора. Для этого можно одновременно запустить два потока BurnP6. Но есть способ лучше. Если мы используем две одинаковых задачи (BurnP6), то при такой однотипной загрузке будут задействованы лишь однотипные блоки процессора, но другие будут простаивать. Для лучшей загрузки (и прогрева) следует нагрузить разные блоки процессора, в частности, более активно использовать его кэш-память. Для этого мы во время теста одновременно запускали две разные задачи: BurnP6 и BurnMMX. Последняя, в частности, активно использует операции с памятью и в конфигурации по умолчанию будет не только часто обращаться к 512-килобайтной кэш-памяти самого процессора, но и осуществлять периодические операции с внешней памятью, то есть также нагружать 800-мегагерцовую системную шину, что дополнительно прогреет процессор. При одновременном выполнении BurnP6 и BurnMMX формальная загрузка CPU в Windows равна 100% (см. скриншот рабочего стола).

Рабочий стол при одновременном запуске двух "прогревающих" программ.

Отсутствие «троттлинга» (от перегрева) в этом случае контролировалось в реальном времени по программе Wcpuid.

На самом деле, оба этих режима греют процессор больше, чем типичная 100-процентная загрузка во время работы пользователя (игры, кодирование видео, CAD-вычисления), поэтому наши показания будут характеризовать максимальную температуру процессора при использовании того или иного кулера с некоторым запасом.

Для оценки «нижней границы» охлаждения мы использовали две задачи: проигрывание фильма DVD (с винчестера, фрагмент ролика о «Матрице») программой PowerDVD 4.0 и проигрывание музыки в формате MP3 (Goldie, гениальный трек Dragon Fly, чтобы не надоело J) программой WinAmp 2.80. Усредненная за время проигрывания DVD загрузка процессора составляла 9,3%, что можно считать щадящим режимом эксплуатации ПК, а при проигрывании музыки средняя загрузка составила вообще всего 1,5%, что с успехом можно принять за бездействие ПК или обычную работу пользователя с текстом. Типичные графики измеряемых нами для каждого кулера величин показаны на этом рисунке (кликните по нему, чтобы увеличить).

Характерные графики температуры и других величин в процессе измерений.

А результаты наших температурных измерений представлены на диаграммах ниже. На первой диаграмме сведенаы данные по температуре (в режиме стабилизации показаний) новейшего процессора Intel при интенсивной загрузке (BurnP6 и BurnP6+BurnMMX). В обоих случаях кулеры GlacialTech и старый боксовый кулер демонстрируют практически одинаковую теплоотдачу (Igloo 4310 чуть выигрывает видимо благодаря чуть более высокой скорости вращения вентилятора), причем оба «регулируемых» кулера работают при этом почти на минимальных оборотах (поступает холодный воздух извне) и издают мало шума. Максимальная температура внутри кристалла процессора при этом достигает примерно 68 градусов, что достаточно близко к максимально допустимой рабочей температуре на крышке (хитспредере) процессоров Pentium 4 (69-70 С). И хотя это все же две разные температуры (в кристалле температура может быть заметно выше, чем на крышке), некоторые поводы для опасений уже есть.

Температура процессора с различными кулерами при интенсивной работе.

Зато новый «турбинный» боксовый кулер охлаждает заметно лучше - температура процессора падает на 6-8 градусов. При этом его вентилятор вращается всего на 2000 оборотах и шумит мало. Однако поразил своей теплоотдачей все же не он, а залмановский «монстр»: более 10 градусов преимущество перед тихими алюминиевыми кулерами в супертихом режиме на пониженных оборотах и целых 15 градусов в «полноскоростном» режиме!

Отмеченные тенденции подтверждаются при щадящем использовании процессора - при проигрывании DVD и музыки (вторая диаграмма). И хотя разница между кулерами здесь не столь заметна, она все же есть и залмановский шедевр вне конкуренции. Интересно, что даже при фактическом бездействии процессора (полтора процента загрузки) его температура при использовании разных кулеров может отличаться почти на 5 градусов.

Температура процессора с различными кулерами при проигрывании DVD и MP3.

Много интересной информации о свойствах кулерах и для конструирования/оптимизации своей охлаждающей системы можно почерпнуть из сравнения трех температур: процессора, радиатора кулера (его ребер) и поверхности материнской платы вблизи процессора. Например, при интенсивной загрузке процессора ситуация иллюстрируется на этой диаграмме.

Температура процессора, системной платы и радиаторов кулеров при интенсивной работе.

Видно, что ребра алюминиевых кулеров GlacialTech холоднее, чем у старого боксового кулера (поскольку они тоньше и выше), «родная» термопаста GlacialTech почти также хороша, как использованная нами, а радиатор Igloo 4310 охлаждается чуть лучше (и меньше разогревает плату около себя), чем у Diamond 4100 благодаря большим оборотам вентилятора (Diamond 4100 в холодном нагнетаемом воздухе работает фактически в режиме наименьших оборотов). Лучшая констркуция радиатора нового боксового кулера (с медным сердечником и массивными изогнутыми ребрами) позволяет не только снизить разницу температур между процессором и радиатором (что способствует лучшему охлаждению процессора), но и лучше охлаждает плату вокруг. Для кулера Zalman мы видим очень низкую температуру ребер - порой, даже ниже, чем у платы под кулером! То есть радиатор даже при интенсивном тепловыделении остается почти холодным. Закономерно снижается и температура платы, что также благоприятно для общего охлаждения внутри корпуса.

Температура процессора, системной платы и радиаторов кулеров при проигрывании DVD и MP3.

При щадящей нагрузке CPU ситуация такова: температура радиаторов кулеров практически сравнивается с температурой платы, однако высокое качество (малое тепловое сопротивление) радиатора нового боксового кулера видно и здесь. Охлаждение же у Залмана в этом режиме можно считать избыточным - вполне можно еще снизить обороты вентилятора. Впрочем, поскольку его шум в Silent Mode и так неслышен, это вряд ли имеет смысл.

Испытания акустики

Переходим к измерениям шума кулеров. Они проводились на специальном стенде в заглушенной комнате. Измерялся относительный уровень звукового давления исследуемого источника звука со взвешиванием по частотной характеристике типа «А» (в так называемых dBA). Сигнал обрабатывался в реальном времени программой SpectraLab. При этом настройки программы можно посмотреть здесь и здесь. Для каждого источника (кулера) регистрировались графики шумности, на которых отчетливо видны характерные тоны, связанные с вращением ротора, и их побочные гармоники, а также характерный спектр воздушных колебаний перемешиваемого потока воздуха. На этих графиках можно также наблюдать характерные особенности каждого из кулеров (преобладающие тоны и спектр шума).

Графики спектра акустического шума для двух боксовых кулеров (синий - для нового) при типичной работе и кулера Zalman CNPS7000-Cu в режиме Normal Mode (+10,5 В), красный график.

Шум кулеров регистрировался в двух разных условиях: на открытом пространстве тихой комнаты и внутри пространства закрытого корпуса системного блока (других источников звука внутри и вне блока при этом не было). Показания звукового давления в этих двух случаях немного различаются, поскольку в «боксе» усиливались низкочастотные вибрации всей конструкции и переотражения звука от стенок. Для объективности мы приводим на диаграмме обе величины.

Акустический шум кулеров в различных режимах работы.

В качестве опорного для наших относительных измерений за +10 дБА был принят уровень шума заглушенной комнаты (кулер выключен). Оказалось, что при этом уровень шума кулеров GlacialTech и Zalman с неплохой точностью соответствует заявленным паспортным значениям! Для сравнения мы также измерили шум винчестера Seagate Barracuda ATA V объемом 120 Гбайт. Он оказался несколько меньше паспортных 21 дБА (возможно, сказывается разница в способах измерения звукового давления и звуковой мощности, см. www.terralab.ru/system/5961 и www.terralab.ru/supply/6423). В дополнение, для каждого из «авторегулируемых» кулеров мы измерили шум на максимуме оборотов (для чего приходилось специально нагревать воздух вокруг кулера до 45-50 С).

Для полноты картины приведем также диаграмму скорости вращения всех вентиляторов в каждом случае акустических измерений.

Скорость вращения вентилаторов кулеров в процессе измерений шума.

Итак, измерения акустического шума кулеров показали, что в режимах максимальных оборотов (то есть когда на кулер поступает горячий воздух) оба боксовых кулера и Diamond 4100 шумят (я бы даже сказал - гудят) весьма ощутимо. И заметно это даже безо всяких приборчиков J. Причем новый «боксовик» разгоняется больше других, оправдывая свою первоначальную репутацию «нетихого» (см. www.terralab.ru/supply/21615). Зато в обычном режиме эксплуатации (когда воздух внутри корпуса ПК не особенно горячий) все кулеры с авторегулировкой работаю достаточно тихо (и при этом вполне нормально охлаждают даже самые современные процессоры, см. выше). Несмотря на меньшую скорость вращения, новый боксовый кулер при этом шумит немного больше остальных (явно заметна низкочастотная компонента и два характерных тона биений). Кулеры GlacialTech (оба) шумят на одном уровне со старым боксовым кулером (и охлаждают практически также). В целом, уровень шума около 23-26 дБА, демонстрируемый всеми четырьмя кулерами (кроме Zalman) в условиях типичной работы (включая 100% нагрузку) можно считать вполне приемлемым для «тихого» ПК. Это примерно столько же, сколько у типичных современных блоков питания, меньше, чем у «монструозных» видеокарт и чуть больше, чем у самых тихих винчестеров. Поскольку степень восприятия шума - дело субъективное, то мы не станем здесь приводить туманных и мнимо-итоговых интегральных оценочных характеристик кулеров типа отношения шумности к тепловому сопротивлению.

Отдельного разговора заслуживает новый кулер Zalman. Поскольку он оснащен вентилятором большего размера, то и при тех же оборотах должен шуметь чуть больше, чем вентиляторы остальных кулеров нашего обзора. Это подтверждают измерения: при питании от 12 и 10 вольт шум «залмана» немного больше, чем типичный шум боксовых кулеров и изделий GlacialTech. Впрочем, теплоотдача его при этом несравнимо выше. Зато в Silent Mode (при питании от 5 вольт) этот кулер работает потрясающе тихо - даже тише, чем современный винчестер Seagate (общепризнанный тихоня). Если вспомнить, что при этом он и охлаждает лучше всех остальных, то победитель нашего обзора становится очевиден.

No comments.

В качестве кратких выводов отметим, что эффективное и тихое охлаждение самых современных мощных настольных процессоров (в лице Intel Pentium 4 3.00 ГГц) вполне возможно, несмотря на скепсис некоторых пользователей. Даже используя «потрепанные временем» и предельно дешевые решения на базе кулеров Sanyo (старый боксовый) и GlacialTech Igloo 4310 такой процессор можно безопасно охлаждать с шумом не более 26 дБА (если не забывать о грамотном термоинтерфейсе, то бишь качественной термопасте и плотном прилегании поверхностей кулера и процессора). Использование нового боксового кулера не добавит вам тишины (если не использовать дополнительного снижения скорости внешней схемой), но заметно добавит теплоотдачи - это пригодится, например, при разгоне или в жарких условиях эксплуатации. И зря говорят, что идеал недостижим: в лице дорогого Zalman CNPS7000-Cu мы имеем практически идеальный кулер для всех мыслимых сейчас и в ближайшем будущем настольных процессоров. При условии грамотного использования и снижения оборотов. Если честно, то с таким кулером я не вижу никакого смысла обращать внимание на «извращения» типа водяного охлаждения или кулера на элементах Пельтье.

Сводная таблица условных оценок (по пятибалльной шкале) основных характеристик кулеров.

Кулер GlacialTech
Diamond 4100
GlacialTech
Igloo 4310
Intel New
Boxed Cooler
Intel Old
Boxed Cooler
Zalman
CNPS7000-Cu
Внешний вид 4 3 4 2 5
Вес 5 5 5 5 3
Удобство установки 5 5 1 4 4
Удобство снятия 1 (залипает) 1 (залипает) 2 2 4
Надежность крепления 4 4 2 4 5
Регулировка оборотов 3 0 4 4 3
Комплектация, упаковка 4 4 2 2 5
Термоинтерфейс (паста) 5 5 4 1 5
Теплоотдача (х3) 3 3 4 3 5
Акустический шум (х3) 4 4 3 4 5
Цена 4 5 ? 5 2
Средний балл 3,7 3,5 3,2 3,3 4,4

Дополнительные иллюстрации для особо любопытных:

Графитизированная фольга на дне старого боксового кулера, которую нужна аккуратно удалить, чтобы этот кулер можно было использовать до 3 ГГц.

Новый боксовый кулер Intel на плате не столь компактен, как прежний.

А его медное ядро по диаметру равно стороне квадрата хитспредера Pentium 4.

Коробка кулера GlacialTech Diamond 4100: вы часто видите графики на коробке?

Слой термопасты на кулерах GlacialTech надежно защищен при транспотрировке.

Механизм крепления кулеров GlacialTech для Pentium 4, вид сбоку...

...и крупно. Учень удобно в действии.

А красочная инструкция по установке кулера - прямо на его коробке (справа).

Электроника управления скоростью вращения кулера Diamond 4100 от термистора (он выглядывает наверху).

Микруха управления скоростью вращения кулера Diamond 4100.

Крепление кулера GlacialTech Igloo 4310...

...и его конструкция отличается от Diamond 4100 только... цветом (ну и упревлением скоростью вращения).

Zalman CNPS7000-Cu - мощь чувствуется во всём.

Один вентилятор чего стоит...

А это вообще щедевр инженерной мысли.

А это младший брат CNPS7000-Cu: медь в радиаторе лишь частично, остальное - "люминий" (а кто шибко грамотный - пойдет копать коппер :)).
Зато цена меньше. А кулер на видеокарте обдувается тихоходным вентилятором.

Настройки программы SpectraLab при измерениях шкма кулеров.

Настройки программы SpectraLab при измерениях шума кулеров.

Zalman CNPS7000-Cu (красный) и старый боксовый кулер (синий): шум в корпусе ПК.

Zalman CNPS7000-Cu (красный) и новый боксовый кулер (синий) : типичный шум в открытом пространстве.

© ООО "Компьютерра-Онлайн", 1997-2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на "Компьютерру" обязательна.