A+ A A-

Теория тихого и бесшумного компьютера

  • Обновлено 01.01.2013 20:15
  • Автор: black

Содержание материала

 

Шумы ПК

     Можно выделить следующие типы шумов, характерные для работающего ПК:

     - аэродинамический шум;

     - механический шум;

     - акустический шум, создаваемый электронными компонентами.

     Шум последнего типа чаще всего возникает из-за ошибок на этапе проектирования устройства или при использования некачественных компонентов/элементов не того номинала. Например, «свист дросселей» - высокочастотный писк катушек индуктивности, чаще всего возникает при недостаточной ёмкости конденсаторов в обвязке цепей питания. Стабилизаторы напряжения работают на частоте около 200 кГц, которая находится вне слышимого диапазона частот. Зато возможны паразитные колебания на более низких частотах — субгармониках основной частоты. Возникают они из-за наличия цепи обратной связи, параметры которой непосредственно зависят от применённых конденсаторов. На методах борьбы с данный видом шума мы останавливаться не будем. Идеальный вариант решения подобной проблемы — гарантийная замена устройства.

     Аэродинамический шум. Источником шума являются вихри при турбулентном движении потока воздуха. Такие вихри создаются на поверхности лопастей крыльчатки, на краях препятствий по пути движения потока воздуха. В случае вентиляторов интенсивность шума зависит от параметров крыльчатки (угол атаки лопастей и их количество) и скорости её вращения. Спектр шума является непрерывным с максимальной интенсивностью на определённой частоте. Часто такой шум воспринимается как «давящий на уши». Для препятствий уровень шума зависит от конфигурации препятствия и скорости воздушного потока.

     Механический шум. Это шум электродвигателей, шум перемещений блока головок жёстких дисков, немалый вклад в механический шум вносит вибрация.
 Вот с этими двумя видами шумов мы и будем бороться. Для наиболее простого решения задачи лучше озаботится о приемлемом уровне шума ещё в момент подбора комплектующих. С готовой системой придётся повозиться чуть больше.

 

 

Воздушные потоки внутри корпуса

     Современные системы охлаждения позволяют эффективно отводить тепло от самых «прожорливых» устройств. Теплоносителем у нас является воздух. Чем эффективнее система охлаждения отводит тепло от какого-либо компонента, тем больше температура воздуха внутри корпуса (по крайней мере в локальной области этого компонента). Повышенная температура внутри корпуса будет мешать эффективному охлаждению других устройств, так как теплоёмкость воздуха тоже ограничена. Отсюда необходимость в эффективном удалении тёплого воздуха из корпуса, непосредственно связанная с организацией воздушных потоков. Идеальный вариант — организация воздушного потока, необходимого для поддержания температуры внутри корпуса близкой к температуре окружающей среды.

     Теперь обратимся к такому параметру, как размер корпуса. При конечной теплоёмкости воздуха чем больше объём корпуса, тем большее количество теплоты может быть поглощено внутренним объемом воздуха при сохранении эффективности охлаждения. Тогда искомого результата возможно добиться меньшим воздушным потоком внутри корпуса - корпус форм-фактора Midi/Super Midi/Full Tower будет предпочтителен.

     Так как наша задача состоит в снижении уровня шума, то для выполнения условия приближения температуры внутри корпуса к температуре окружающей среды при малом воздушном потоке (и значит малом аэродинамическом шуме) потребуется достаточно просторный корпус и компоненты с умеренным тепловыделением.

     Для предотвращения образования областей с застоявшимся воздухом нужно:

     - обеспечить равенство входных и выходных воздушных потоков;

     - организовать по возможности единственный путь прохождения воздуха внутри корпуса.

     Рассмотрим первый пункт. Особенность заключается в том, что кроме охлаждения процессора необходимо обеспечить воздушный поток к системе охлаждения видеокарты, в результате чего часть воздуха будет в большей или меньшей степени выбрасываться наружу в районе расположения видеокарты (даже если система охлаждения не рассчитана на выброс нагретого воздуха из корпуса). А нам надо выполнить условие равенства воздушных потоков.

     Для этого необходимо или поставить чуть более производительные вентиляторы на вдув, что немного расходится с нашей концепцией, или обеспечить наличие перфорации (желательно в передней части корпуса) для забора дополнительного объёма воздуха.

     Единственный путь для воздушного потока удастся однозначно реализовать в случае встроенной видеокарты, так как отдельная видеокарта (ну уж нет, никак не «дискретная» - покажите мне тогда «непрерывную» видеокарту) является преградой при движении воздуха, плюс к этому для лучшего охлаждения часто вынимают следующую за видеокартой заглушку.

     Примерная схема организации воздушных потоков представлена на рисунке 1 (направление потоков указано стрелками). Перед заборным вентилятором может, например, располагаться корзина с жёсткими дисками. Сверху обозначена область с перфорацией для забора дополнительного объема воздуха.

Схема воздушных потоков в корпусе
Рисунок 1 — Схема воздушных потоков.

 

     Любые незакреплённые кабели будут препятствиями на пути воздуха, что негативно отразится на уровне шума. Если есть возможность менять положение охлаждаемой вентилятором корзины с жесткими дисками, и видеокарта не слишком длинная, то стоит поставить корзину так, что бы нижний край корзины был напротив системы охлаждения видеокарты.

     А теперь остановимся на отдельных комплектующих и их охлаждении.

 

Охлаждение процессора

     Пальму первенства по тепловыделению видеокарты уже успели отобрать у процессоров, но эффективно и тихо охладить «кремниевый мозг» остаётся непростой задачей. Про «боксовое» охлаждение сразу можно забыть — оно спроектировано для удержания температуры процессора в приемлемых пределах и не отличается особой акустической эргономичностью. Для нашей задачи идеальными будут так называемые «суперкулеры», рассчитанные на охлаждение топовых процессоров в разгоне. Моделей на рынке очень много, цена различается более чем в три раза. Практически все укомплектованные вентилятором «суперкулеры» по шумности удовлетворяют нашим условиям (по крайней мере в «тихом» режиме работы). Проблему выбора вентилятора, если в поставке его нет, обсудим ниже. Предвосхищаю вопрос: «А может тогда и не надо вентилятор? Пусть будет пассивная система.» Дело вот  в чём: очень мало моделей, которые изначально спроектированы для работы в пассивном режиме, эффективность такой системы охлаждения будет сильно зависеть от воздушных потоков внутри корпуса и тепловыделения процессора. Полностью пассивная система потребует значительной модернизации корпуса, но если вы создаёте корпус своими руками, то проблем возникнуть не должно. Остановим свой выбор активном «суперкулере».

      Определимся с уровнем тепловыделения процессора. С одной стороны, «суперкулер» в «тихом» режиме способен справится с отводом тепла, а с другой стороны у нас ограниченная теплоёмкость воздуха и желание поставить как можно более тихие корпусные вентиляторы (то есть ограничится небольшим воздушным потоком внутри корпуса). Разумным пределом будет 95 Вт.

      Итак нам нужен «суперкулер», качественный тихий вентилятор (к ним вернёмся позже) и процессор с тепловыделением не более 95 Вт.

 

Комментарии