Хабрахабр

Размышления про идеальный корпус

На написание этой статьи меня побудил наметившийся апгрейд домашней системы и недавняя статья Настольный. Здравствуйте. Бесшумный. Металлический. Чтобы найти приемлемый вариант мне пришлось перелопатить кучу моделей корпусов и сейчас я хочу поделиться своей болью с вами. Твой?.

Я не буду указывать ссылки на модели корпусов, так как не хочу делать кому-то рекламу или антирекламу. В статье будут описаны типичные проблемы типичных корпусов (с кучей картинок), несколько примеров хороших компоновок и мои пожелания насчет идеального корпуса.

Типичный компьютерный корпус с точки зрения термодинамики

Чтобы не было вопросов, хочу сразу пояснить, почему я не могу использовать маленький бесшумный компьютер формата типа Intel Nuc или Mac Mini.

Зачем мне нужен компьютер?

  • Интернет (с привычкой открывать 100500 вкладок в браузере)
  • Игры
  • Фильмы и сериалы (использую SVP для поднятия фреймрейта до 60ФПС)
  • Иногда программирование (на работе хватает)
  • Иногда видеомонтаж

То есть мой компьютер должен рассеивать ~500Ватт тепловой мощности (100 процессор, 300 видеокарта, 100 — всё остальное).

Для NAS я еще не созрел. Также должен быть SSD под ОСь с программами и место под HDD с файлохранилищем.

Каким требованиям должен удовлетворять компьютерный корпус?

  • Компактность
  • Хорошее охлаждение компонентов
  • Защита от пыли
  • Лёгкость обслуживания
  • Тишина (по крайней мере без нагрузки)

Какие компоненты самые шумные?

  • "Неправильный" процессорный кулер
  • Видекарта с турбинкой в качестве системы охлаждения
  • Корпусные вентиляторы — если начинка мощная, то "тихие" варианты вентиляторов просто не будут успевать удалять горячий воздух из системного блока.
  • "Неправильный" блок питания

Но об этом чуть позже. Если в случае с кулером и блоком питания можно найти тихие варианты, то с видеокартой идеального решения нет.

Теперь приведу в пример типичную компоновку корпуса и расскажу, что в ней не так:

  • Видеокарта типа ПЕЧ стоит под процессором с памятью и эффективно их подогревает.
  • Конвекция почти не помогает охлаждать комплектующие.
  • Много пустого места (и, как следствие, слишком большие габариты системного блока).
  • Но при этом воздушный поток от фронтальных вентиляторов перегораживают пустые корзины для жестких дисков.
  • Конкретно эта модель претендует на роль "тихой" и в некоторых местах даже установлены звукопоглощающие пластины, но по факту шум выходит через дырявую заднюю панель корпуса.

Претензии к компонентам

Классическая компоновка не предполагает компактности размещения, но к этому уже все привыкли. Да, они есть.

Видеокарты

А потом видеокарты стали наращивать энергопотребление и под процессором расположилась миниатюрная печка. Давным давно, когда приняли стандарт ATX и придумали ставшую классической компоновку материнской платы, никто не думал, что в слот AGP (позднее PCI-E) будут ставить самый горячий компонент системы.

Самый распространенный вариант охлаждения сейчас выглядит так: С этим ничего не поделать, но есть замечание к системе охлаждения.


Такая система охлаждения по сравнению с турбинкой:

Но есть одно но — она не удаляет горячий воздух из корпуса.
более тихая, обеспечивает более низкую температуру видеокарты и нравится всем обзорщикам. Таким образом к шуму от вентиляторов видеокарты прибавляется шум вентиляторов корпуса (на лето мне приходилось ставить дополнительный мощный нагнетающий вентилятор, иначе корпус задыхался).

Материнские платы

Как самый большой компонент системы.

Обычно в слоты PCI воткнуты только видеокарта и, в редких случаях, звуковая карта. Полноразмерный ATX сейчас редко когда нужен. Всё остальное и так встроено в материнскую плату.

Но в большинстве корпусов miniITX сложно обеспечить хорошее охлаждение и, как правило, нет слота 3. Но это легко решается, так как есть форматы mATX и mini-ITX. 5" под HDD, так что мой выбор — mATX.

Теперь я хочу разобрать все пункты по порядку и указать на типичные проблемы типичных корпусов.

Вентиляция и защита от пыли

Небольшое лирическое отступление на тему того, как должна быть организована принудительная вентиляция.


Фильтровентиляционная установка автомобильная

Тот же принцип используется в операционных, некоторых дата-центрах и при производстве микроэлектроники. На военной технике такие штуки фильтруют воздух и создают избыточное давление, не позволяя загрязняющим веществам попадать внутрь через щели.

Казалось бы, всё очевидно. Если применить это к компьютерным корпусам — для создания избыточного давления внутри корпуса должны быть установлены нагнетающие вентиляторы с пылевыми фильтрами. Но давайте посмотрим сюда:


Формально всё на месте — 2 нагнетающих вентилятора за пылевым фильтром.

То есть вместо создания положительного давления внутри корпуса вентиляторы будут мешать воздух около фронтальной панели.
Но тут рядом с вентиляторами видны большие дыры.

Понятно, что лишние отверстия можно заклеить синей изолентой, но почему сразу не сделать хорошо?

Еще один вариант:

И заодно подсасывать пыль, если мощность нагнетающих вентиляторов недостаточна.
На этот раз месить воздух вокруг себя будет вытяжной вентилятор.

А некоторые корпуса просто страдают излишней дырявостью:

Какая еще защита от пыли?
Защита от пыли?

И — мое любимое:


Больше вентиляторов богу вентиляторов!

Без комментариев.

Есть и более-менее адекватные варианты:

Только непонятно, зачем СЖО с видеокарты подогревает поступающий в корпус воздух. 2 нагнетающих вентилятора с пылевым фильтром, 2 вытяжных вентилятора, лишних дырок (кроме заглушек PCI) нет.

Сложенный гармошкой самый грубый HEPA фильтр обеспечит меньшее сопротивление воздушному потоку и лучшую фильтрацию, чем любые сеточки. Еще интересно, почему не используют HEPA фильтры на вдув. Но это же мечта любого производителя — продавать расходники с дикой наценкой! Да, эти фильтры нельзя полностью очистить. А может быть и нет. Шутка.

Лёгкость обслуживания

В данном контексте всё просто — хочется иметь возможность пропылесосить пылевые фильтры не разбирая корпус.

Также ради лёгкости обслуживания я отметаю СЖО

Жидкостная система охлаждения сделает компьютер значительно дороже и потребует дополнительной возни, иначе в охлаждающей жидкости заведется новая жизнь, непонятная склизкая масса забьет микроканалы и (или) жидкость протечет/испарится.

Я уже высказался по поводу печки под процессором и хочу привести пару примеров, где эта проблема решена.

1) Корпус с материнской платой, повернутой на 90 градусов:

В тестах на эффективность охлаждения этот корпус показывал очень хорошие результаты. Конвекция и вентиляторы работают вместе.

2) Горизонтальное расположение материнской платы

Комплектующие друг друга не греют. Тут всё понятно — горячий воздух поднимается от процессора и видеокарты наверх.

3) Корпуса — перевертыши

Материнская плата повернута на 180 градусов, то есть видеокарта расположена над процессором и больше его не греет.

4) Можно использовать райзер для подключения видеокарты

Так видеокарту можно разместить в дальней от процессора части корпуса и компоненты будут меньше греть друг друга.

Но кое-что приблизилось к моим представлениям об идеальной компоновке Его нет.

Есть только нагнетающие вентиляторы и в потоке воздуха от них установлены радиаторы компонентов. Не являюсь поклонником Apple, но Mac Pro мне нравится.

Кто-то краудфандингом собирает деньги на клон этого корпуса, но самую главную фишку — проточные радиаторы,- они реализовать не смогут.


В итоге получится как с фальшивыми ёлочными игрушками — выглядят как настоящие, но радости (охлаждения) не приносят.

Не хотелось бы заканчивать статью на грустной ноте, поэтому расскажу о вариантах решения проблемы:

  • Поместить корпус туда, где его не слышно

    Длинный кабель к монитору и USB хаб позволят вынести системный блок хоть на балкон. Без комментариев. Заодно это частично решит проблему с пылью. Или в домашнюю серверную. Другое дело, что такой возможностью стоит озаботиться еще на этапе ремонта.

  • Выбрать из имеющихся вариантов

    На звукоизоляцию надеяться не надо, так что выбираем самые тихие компоненты. Если поискать, всё-таки можно найти корпус с приличной пылеизоляцией. С большим количеством пустого места внутри тоже придется смириться.

Для себя я выбрал mATX корпус с горизонтальным расположением материнской платы.

  • Сделай сам

    Разумеется тут так-же надо выбирать тихие варианты охлаждения видеокарты и процессора. Можно обойтись без корпуса и повесить все комплектующие на стену. Проблема с пылью останется, но на открытом стенде все на виду и легко почистить. Если повесить материнскую плату разъёмами вниз, то компоненты не будут греть друг друга, а конвекция будет помогать охлаждению.

Я так не сделал из-за лени и наличия любопытного кота.

  • Мелкосерийное производство

    Тут всё тоже можно сделать самому, но я не нашел, где можно достать подходящий термосифон.

Есть такая штука:

Гуглится по словам "алюминиевый профиль радиаторный".

Ширина (которую мне удалось найти) до 30 сантиметров. Используется для охлаждения систем освещения на основе светодиодов, стоит недорого. В некоторых случаях его можно заказать уже анодированным. Толщина основания от 6 миллиметров.

И этот радиаторный профиль можно использовать в качестве стенки корпуса.

Через термосифон:

image

… устанавливаем материнскую плату с процессором.

Вы великолепны! Снимаем штатную систему охлаждения с видеокарты и при помощи райзера через термосифон крепим её к тому же радиатору. Меня смущает, что контакт термосифона и радиаторного профиля может оказаться недостаточным. На самом деле — не совсем. Само собой, тут тоже надо использовать термопасту, но хватит ли этого?

В дополнение можно установить снизу несколько вентиляторов, которые будут помогать при нагрузке.

По моим прикидкам, радиаторного профиля 30 на 30см со слабым обдувам должно хватить на 300 Ватт тепловой мощности от процессора и видеокарты.

На этом всё, надеюсь, эта статья кому-нибудь поможет.

PS

Если кто-то знает, как найти готовый термосифон — напишите, пожалуйста, в личку или в комментарии.

PPS

Так писать намного удобнее чем в web-редакторе или Word'е с последующим переносом на хабр. Спасибо evilme за статью Учимся писать на Хабр. От себя добавлю, что рекомендую поставить расширение "Russian — Code Spell Checker" для борьбы с неизбежными очепятками.

PPPS

И да, всё уже изобретено до нас, а моя "новаторская идея" (это сарказм), оказывается, уже реализована в железе. Уже после публикации я пересмотрел статью Самый умный обогреватель и узнал на фото тот самый "алюминиевый профиль радиаторный", который я нашел в процессе работы над статьей. Только без видеокарты.

Теги
Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть