Нестандартный обзор стандартных кулеров для Socket A/370-чипов

АрхивКорпуса и кулеры

Круто — это не только прохладно, но и тихо. Специальные схемы и доработки сделают систему намного тише при неизменной эффективности охлаждения.

Какая, на ваш просвещенный взгляд, самая важная деталь в компьютере? Можно не сомневаться, что подавляющее большинство назовет центральный процессор. Теперь сообразите, какая — самая незначительная? Задумались? Наверняка многие скажут, что это процессорный кулер. А кто-то даже и не вспомнит про него. Между тем в «руках» этой самой незначительной детали находится жизнь и здоровье сАмого сердца компьютера!

Не секрет, что недостаточное охлаждение процессора может привести к нестабильной работе компьютера и сокращению срока его службы. А непредвиденная остановка вентилятора кулера чревата для современных сильно греющихся процессоров катастрофическим перегревом, способным вызвать порчу не только процессора, но и системной платы с блоком питания! Я своими глазами видел почерневшие и «оплавленные» (из-за неисправности кулера) процессоры AMD Athlon и Duron.

Тем не менее, редко кто при покупке или апгрейде компьютера задумывается о выборе типа процессорного кулера, обычно довольствуясь первым попавшимся. И совершенно напрасно. Сейчас выбор кулеров достаточно богат, и почти в любой фирме можно найти несколько моделей разного ценового диапазона. Хотя, конечно, в силу известных причин экономического характера, самые продвинутые модели (с медными радиаторами и т. п.) пока обходят массовый российский рынок стороной, и найти кулеры дороже 20 долларов крайне сложно¹. С другой стороны, даже в пределах 15 долларов можно подобрать очень достойные варианты. Причем я рекомендую не экономить на кулере «пару долларов» и помнить, что скупердяйство может в одночасье лишить вас значительно большей суммы.

Чтобы внести больше ясности, я решил проверить эффективность охлаждения и шумность нескольких моделей из тех, что можно приобрести в столице. Безусловно, весь ассортимент процессорных кулеров очень широк (даже у нас), и его невозможно (да и не нужно) объять в одной журнальной публикации. Тем не менее, я выбрал несколько характерных (можно даже сказать — типовых) и недорогих моделей для разъемов Socket 370 и Socket A, по которым можно судить о многих сходных кулерах (например, семейства Orb от Thermaltake). Обычно радиаторы большинства кулеров изготавливаются из дюралюминия, но для полноты картины я опробовал также два относительно дешевых медных кулера, привезенных по случаю из Японии. Все остальные модели были приобретены в Москве в разных павильонах Савеловского рынка, так что вы имеете все шансы найти понравившуюся вам модель. Кроме того, я раскрою кое-какие полезные «хитрости» и расскажу, как можно улучшить некоторые параметры стандартных моделей кулеров.

Итак, мой системный блок на базе корпуса Clio II (формата Middle ATX) на время превратился в настоящую мини-термолабораторию с кучей термодатчиков, термометров, терморегуляторов, пропеллеров и прочей полезной электроники. Выбор процессоров однозначно пал на новенькие AMD Athlon с частотой 1000 и 1333 МГц и шиной 266 МГц. Эти процессоры являются на данный момент самыми «жаркими» из недорогих моделей и популярны в массах благодаря отличному соотношению производительность/цена. Поэтому они как нельзя более подходят для «прогрева» кулеров. Судите сами: активно работающий гигагерцовый Athlon рассеивает больше 50 Вт, а 1333-й — и все 70! Чем не тостер? Или паяльник?

«Паяльник» вкупе с кулером² вплавлялся… шутка, устанавливался на системную плату Soltek SL-75KAV, удобную для термоиспытаний больше других благодаря двум выносным термодатчикам. В большинстве других плат под Athlon термодатчики в бескорпусном (планарном) исполнении напаяны прямо на плату, то есть измеряют температуру самой платы в разных местах. Здесь же в центре Socket 462 помещен пружинящий «язычок» с датчиком (см. фото), прижимающийся прямо ко дну «камня», что позволяет более точно и динамично следить за температурой процессора (хотя, конечно, и не так точно, как по термодиоду, встроенному в процессоры Intel). А второй термодатчик (отдельный, поставляется в комплекте с платой) можно размещать вообще в любом месте корпуса. Я закреплял его на радиаторе кулера сбоку в необдуваемом месте, чтобы одновременно контролировать перепад температур и эффективность теплоотвода и обдува. Температура воздуха в верхней половине корпуса поддерживалась постоянной, около 22 градусов с точностью ±1 градус при помощи замысловатой системы вентиляторов, плавно управляемых от термодатчиков, и контролировалась электронным термометром, размещенным неподалеку от процессора и его кулера. Стабильности результатов содействовала холодная и промозглая московская майская погода.

Бурная деятельность процессора под Windows имитировалась с помощью специальной программки BurnP6 из пакета CPUburn3. Она написана Робертом Ридельмайером (Robert Redelmeier) специально для подобных целей и заслуженно считается одним из самых агрессивных «нагревателей» для процессоров шестого поколения. «Жаровня» работала один час, параллельно изучались показания для двух температур (процессора и радиатора), напряжений питания и скорости вентиляторов (и процессора :), получаемые при помощи удобной программы мониторинга MotherBoard Monitor 5.05 (см. скриншот).

MotherBoard Monitor 5.05	CPUidle 5.8

Затем BurnP6 отключалась, и процессор остывал часок в праздности (простаивал, никакие задачи кроме непрерывной демонстрации рабочего стола Windows не выполнялись), после чего значения температур тоже регистрировались (как правило, они были ниже, чем при работе, градусов на 15–25). Наконец, после перезагрузки запускалась утилита CPUidle 5.8  в специальном режиме программного охлаждения, оптимизированном для чипсетов VIA и процессоров Athlon и Duron (см. скриншот). Для этого режима после 10–15 минут бездействия процессора всегда устанавливалась температура 25–30 градусов, что свидетельствует об эффективности такого метода программного охлаждения³.

Одной из эксклюзивных изюминок моих испытаний кулеров стала проверка эффективности охлаждения при пониженных оборотах вентиляторов! Действительно, поскольку в последнее время все более актуальной становится борьба за тишину компьютеров (см., например, мой обзор в «КТ» #381), иногда целесообразно пойти на разумное снижение скорости вращения вентиляторов (в том числе на процессоре), если в усиленном охлаждении нет острой необходимости. Тем самым можно значительно уменьшить надоедливый звук, издаваемый компьютером. С этой целью я разработал электронную схему FANSpeed для управления скоростью вращения вентилятора от термодатчика (подробности см. на www.terralab.ru/supply/5961). В частности, она понижает питание пропеллера до 6,5 В (и скорость вращения примерно вдвое), если температура падает ниже определенного значения. Вот именно в этом режиме (при 6,5 В) я и решил посмотреть эффективность охлаждения и шумность кулеров, сравнив результаты с полученными для номинального напряжения 12 В (см. диаграммы ниже).

Скорость вращения вентиляторов на кулерах, об./мин.

Шумность вентиляторов оценивалась при помощи микрофона, закрепленного поблизости от процессорного кулера. Безусловно, для получения более корректных и абсолютных результатов требуется сложная система из многих микрофонов, окружающих объект, и «взвешивание» результатов по определенной методике (см., например, www.terralab.ru/storage/6423), но для оценки относительной шумности кулеров в одной и той же системе мой подход вполне приемлем. Сигнал с микрофона через звуковую карту заводился в программу SpectraLab, обрабатывался (фильтровался, усреднялся) и анализировался по спектру и суммарному уровню. При акустических измерениях заглушались все остальные источники звука (вентиляторы и посторонние шумы), кроме процессорного кулера и винчестера IBM DTLA-307020. Уровень шума диска (при заглушенном кулере) был достаточно низок и принимался за опорный (0 дБ). На его фоне шумы даже самых тихих пропеллеров были легко различимы.

Уровень шума процессорных кулеров, дБ, относительно шума вращения диска IBM DTLA-307020

По спектрограмме акустического сигнала (см. скриншот ниже) можно легко и точно определять как суммарный уровень шума кулера, так и его характерные частотные компоненты. Например, на показанной картинке для кулера Golden Orb легко различаются основной тон от вращения (равный частоте оборотов, помноженной на число лопастей пропеллера), падающий с 600 Гц (для полной скорости, желтый график) до 300 Гц (для «половинной» скорости, голубой график), и резко нарастающий турбулентный среднечастотный шум воздуха на лопастях при полной скорости вращения (красный график соответствует шуму винчестера при остановленном пропеллере).

Cпектрограмма акустического сигнала для кулера Golden Orb

К полученным цифрам не стоит относиться как к абсолютным: разброс может зависеть от конкретного экземпляра (и тем более от типа) процессора, погоды, условий охлаждения внутри системного блока и пр. Например, один и тот же кулер (литой медный DCF-C72) дает в одинаковых условиях 52° для Celeron 533 МГц, 57° — для Pentium III 1000 МГц, 68° — для Athlon 1000 МГц и 83° для Athlon 1333 МГц. При нагреве воздуха в корпусе температура процессора повышается пропорционально. Но соотношение между кулерами и их возможности прослеживаются по диаграммам четко.

Температура процессора и радиатора

Температура процессора и радиатора при полных оборотах вентилятора

Температура процессора и радиатора при пониженных оборотах вентиляторов кулеров

1. Начнем с малого. Почти безымянные (а на самом деле — фирмы Evercool) «трехдолларовый» кулер N7931 для Socket 370 и «двухдолларовый» N15 для Socket 7 (фото 1 и 2), разумеется, никоим образом не предназначены для «Атлонов». Тем не менее, «трехбаксовик» (с увеличенным радиатором и усиленным мною прижимом) вполне справился с гигагерцовым «Атлоном», обеспечив ему не более 77 градусов (при максимальной паспортной температуре для процессоров Athlon, равной 90° С). Разумеется, он тем более справится с процессорами Intel для Socket 370, работающими на штатной частоте, хотя для разгона ядра Coppermine лучше подыскать что-нибудь с меньшим перепадом температур между процессором и радиатором.

«Двухбаксовик» же ни на что, кроме «начальных» Celeron 300–700 МГц, не годен. Правда, у этих кулеров есть одно неоспоримое достоинство — очень тихие семилопастные вентиляторы на подшипниках скольжения (sleeve bearing). Из нескольких штук можно отобрать самый тихий и поставить его в бесшумный компьютер (так я и сделал). Если повезет, такой вентилятор прослужит года два-три (а если нет — то недели три). Смазывая подшипник, можно, конечно, продлить срок его службы, но, в конце концов, и выбросить такой не жалко.

2. Кулер B306MB известной фирмы ADDA при цене примерно 6 долларов привлекает компактным радиатором и большим вентилятором с увеличенной удельной поверхностью лопастей (фото 3). Мощный поток воздуха (создающий, как видно из спектра звука, не очень большой турбулентный шум) хорошо охлаждает радиатор, благодаря чему кулер уверенно справляется со всеми сокетовыми процессорами, кроме, быть может, самой старшей модели Athlon. Но главным его достоинством является сохранение высокой эффективности охлаждения при малых оборотах (на 6,5 В) — при этом он запросто управляется даже с 50-ваттным Athlon 1000! За счет больших лопастей он стал одним из лучших по совокупности «шум+охлаждение» на малых оборотах, то есть идеально подходит для использования совместно со схемой регулировки оборотов типа FanSpeed. Надписи о принадлежности подшипника вентилятора к клану «ball bearing» я не обнаружил, но видно, что пропеллер изготовлен качественно (не чета «двухбаксовым»), поэтому и послужит дольше. Немного огорчает только неудобный зажим. Отмечу также, что изначально на дне кулера имеется мягкая графитовая термопрокладка, защищающая от «крошения» чипы современных процессоров (особенно Intel), но сильно ухудшающая охлаждающие свойства кулера (см. диаграмму с Athlon 1000).

3. Теперь послушаем медные трубы. Вернее, медные кулеры. Оба — тайваньского производства. Первый — DCF-37C (купленный мною в Стране восходящего солнца за 8 долларов, на Савеловском рынке я аналогичный как-то видел за 15) — является аналогом кулера CB5-5G12 знаменитой фирмы Cooler Master  и имеет основание из толстого медного листа и хлипкие с виду тонкие дюралевые ребра радиатора, просто прижатые к основанию сверху (фото 4). Одиннадцать мелких лопастей «ball bearing» вентилятора небольшого диаметра также не внушают надежд на эффективный теплоотвод. Тем не менее, кулер выступил достойно, совсем немного проиграв модели B306MB. То есть выгода от большей теплопроводности меди по сравнению с алюминием чувствуется даже при таком простейшем конструктивном решении. Этот кулер вполне подходит для любых процессоров под Socket 370, «Дюронов» и даже для младших «Атлонов»⁴.

Другой медный кулер — цельнолитой DCF-C72 (фото 5) — при цене 17 долларов имеет оригинальный очень низкий радиатор с крестообразным расположением ребер (на фото 6 слева). Малая высота и, главное, очень малый промежуток между ребрами внушают опасения о недостаточной скорости обдувающего потока воздуха, несмотря на добротный и быстрый шарикоподшипниковый вентилятор с девятью большими лопастями. И действительно, «оригинальный» DCF-C72 уступил двум предыдущим моделям — даже несмотря на самую малую среди всех кулеров разницу температур между процессором и радиатором (вот оно — преимущество цельнолитой меди). Пораскинув немного мозгами по окрестностям, я решил модифицировать этот кулер, аккуратно выпилив ребра «через одно» (на фото 6 справа; чего мне это стоило в домашних-то условиях!), то есть увеличить промежуток, дабы ускорить поток обдувающего воздуха⁵. Результат: поток воздуха заметно ускорился (см. на возросшее число оборотов вентилятора), перепад температур «процессор-радиатор» уменьшился, а эффективность охлаждения возросла. Правда, немного возрос и шум пропеллера, даже в «тихом» режиме. Зато теперь этот кулер обошел все предыдущие в «полнооборотном» режиме. Таким образом, литой медный кулер чудес охлаждения не продемонстрировал (из-за неудачной конструкции ребер), но оказался весьма хорош для всех процессоров под Socket 370 и AMD Duron, особенно когда для большого кулера в корпусе мало места. К тому же он один из самых тихих на полных оборотах.

4. Кулер Cold Steel 05-3-6 фирмы GM-Inform при цене около 13 долларов имеет типоразмеры, рекомендованные компанией AMD для CPU Athlon, и предназначен для всего ряда процессоров под Socket A (фото 7)⁶. На дюралевом радиаторе стильного голубого цвета с частыми тонкими и высокими ребрами расположен большой пятилопастный вентилятор на подшипнике скольжения от Sunon (к сожалению, без датчика оборотов). В полнооборотном режиме пропеллер сильно гонит воздух и шумит, зато очень тих на половинной скорости. Благодаря такой конструкции кулер обогнал всех меньших (в прямом смысле слова) собратьев и уверенно справился даже с Athlon 1333, причем и на пониженных оборотах! В частности, его можно рекомендовать как один из самых удачных кулеров по сумме «тишина+охлаждение» на малых оборотах. Тем не менее, довольно большой перепад температур между процессором и радиатором свидетельствует о неоптимальной конструкции радиатора. Да и sleeve-вентилятор без датчика оборотов за такую цену и очень неудобный зажим — не самый удачный выбор. Наличие же специальных прокладок на кулере снизу (для его автобалансировки на процессоре) — спорное достоинство, поскольку на «камнях» AMD такие прокладки уже есть и другие только мешаются, а использование этого кулера для Socket 370 нецелесообразно (разве что для экстремального разгона).

5. Другим стандартным кулером для всего ряда процессоров под Socket A является дешевый семидолларовый ND2 от Evercool (фото 8). Высокие нечастые толстые ребра, очень удобный зажим и мощный семилопастный пропеллер (sleeve bearing) с датчиком оборотов позволили ему стать лучшим среди участников данного обзора по охлаждению, как на полной скорости, так и при снижении оборотов. Кулер легко справляется даже с Athlon 1,4 ГГц на пониженных оборотах и при этом достаточно тих! Он хорошо подходит для разгона последних моделей Athlon. Отмечу лишь два его недостатка: очень сильный шум на полных оборотах (но меньший, чем у кулеров вроде Golden Orb) и не самый надежный пропеллер на подшипнике скольжения. Впрочем, последнее не так важно, поскольку кулер хорош и при замедлении, а принудительным снижением оборотов пользователь может резко увеличить срок службы вентилятора, да и современные материнские платы под Athlon оснащены системой предупреждения (и даже автовыключения) при остановке пропеллера.

6. И, наконец, на десерт нам остался знаменитый кулер Golden Orb («Золотая орбита», фото 9) не менее знаменитой фирмы Thermaltake. Этот шедевр технической мысли, давно и заслуженно пользующийся популярностью у любителей быстрой езды, взят в качестве своеобразного ориентира, как типовой представитель целого класса аналогичных агрегатов. Golden Orb показал одну из лучших среди конкурентов теплоотводность благодаря массивному основанию, очень сильному прижиму, цилиндрически расположенным ребрам и мощному шарикоподшипниковому вентилятору, легко «расправившись» даже с Athlon 1,4 ГГц. Вместе с тем он также «чемпион» по шуму, то есть самый «жужжащий» процессорный кулер из всех «слышанных» мной. И даже снижение оборотов помогает слабо!

В поисках методов снижения шума «Золотой орбиты» я выкорчевал из турбины родной термалтейковский пропеллер и заменил его специально отобранным из кучки двухбаксовых кулеров (тех, «которых не жалко») очень тихим обычным sleeve-вентилятором и просто приклеил его на дно «Орба», откусив обойму (фото 10). И вот тут настала, наконец, тишина в доме: кулер даже на полных оборотах работал тише всех предшественников (см. диаграмму шумности — Golden Orb sleeve). Самое интересное, что теплоотводность кулера при такой «модернизации» пострадала не сильно — он по-прежнему неплохо справлялся даже с Athlon 1333! Правда, о пониженных оборотах при этом лучше уже не заикаться, но, честно говоря, и на полных оборотах его шума практически не слышно на фоне винчестера и тихого блока питания. Наверняка найдутся люди, которые назидательно заметят, что-де тот пропеллер у меня скоро «полетит» вместе с процессором по известному адресу… Ан нет, все работает, и работает уже больше года и не думает кукситься. А закуксится, так я его просто поменяю на аналогичный. «Двухбаксовый». Чего и вам желаю.

---

1. Если найдутся заинтересованные фирмы, готовые предоставить нам для испытаний более дорогие и продвинутые кулеры, мы всегда будем рады сотрудничать. [вернуться]

2. Все кулеры аккуратно притирались к процессору при помощи тонкого равномерного слоя термопасты #554-311 производства английской фирмы RS Components Limited. После внесения в сокет термопаста «прогревалась» один час при высокой температуре для лучшего заполнения пор и удаления излишков между поверхностями. В двух случаях были также исследованы кулеры с «родными» термопрокладками (на графитовой основе для кулера ADDA B306MB и на «термоплавкой» прокладке для семидолларового кулера ND2 от Evercool для Socket A) — результаты были значительно хуже, чем с термопастой. Поэтому я рекомендую всегда удалять подобные прокладки и смазывать соприкасающиеся поверхности хорошей термопастой. В отдельных случаях я дополнительно увеличивал силу прижима кулера к процессору, вставляя пластины толщиной 1–2 мм между зажимом и радиатором. [вернуться]

3. Замечу, что для всех процессоров Intel и более старых процессоров AMD K6-2 и K6-III к подобному «глубокому» охлаждению приводит обычный режим работы программы CPUidle, а также встроенные в ядро современных операционных систем Windows средства программного охлаждения процессоров. [вернуться]

4. Правда, под Socket A придется немного «подточить» одну сторону его основания и усилить прижим. [вернуться]

5. К тому же очень частые ребра могут легко забиться пылью. [вернуться]

6. Большой список кулеров, рекомендуемых для процессоров AMD, можно посмотреть на www1.amd.com/products/athlon/thermals. [вернуться]