Принцип подбора системы охлаждения для процессора

Большинство вопросов в данном разделе про выбор кулера к тому или иному процессору. Решил накидать пару слов об этом.

Физика (кому не интересно проходим к выбору).
Система охлаждения (СО) переносит тепло от процессора в окружающую среду. Следовательно практически любая компьютерная СО – воздушная. Поэтому споры что лучше «воздушка» или «водянка» не совсем корректны.

Путь тепла:
1. кристалл/ы процессора
2. микротермоинтерфейс – термопаста/припой/жидкий металл
3. теплораспределитель (ТР)
4. термопаста
5. основание СО (может отсутствовать)
6. внутренний термоинтерфейс – теплоноситель
7. радиатор
8. окружающая среда.

Кристалл соприкасается с теплораспределителем через термопасту, качество которой с производством новых процессоров не улучшается. Отсюда для большого разгона новых процов зачастую требуется скальпирование и замена существующего на более хорошую термопасту. Но это удел энтузиастов - они и так представляют что хотят.

Далее ТР соприкасается с основанием кулера, опять же через термопасту, которую наносит уже сборщик компа. Основная её задача в данном этапе заполнить микронеровности и микрополости между соприкасаемыми поверхностями. Теплопроводность термопасты на 1-2 порядка меньше чем у металлов. Соответственно чем большее ее слой тем хуже работает СО. Если основание кулера или ТР горбатые эффективного охлаждения не будет.

Теплоноситель. Есть 4 основных типа:

1. Непосредственная теплопередача. Радиатор представляет собой цельную болванку с ребрами обычно из алюминиевого сплава. Эффективность такой системы не высока, т.к. теплопроводность алюминия не столь высока. Предел мощности подобных систем я бы указал как 30-40Вт. Иногда центральная часть изготавливается из меди, а внешняя с ребрами из алюминия. Чуть лучший вариант.

2. Тепловые трубки. Работает на 2 эффектах: непосредственная теплопередача и фазовый переход. Довольно эффективен. Но имеет 2 основных недостатка. Это фиксированная рабочая температура – привязана к температуре кипения жидкости внутри трубки. Например, если они «настроены» на 50°, то до этой температуры будут работать только за счет теплопередачи, т.е. гораздо менее эффективно. Второй недостаток - малая длина передачи по сравнению с водяным шлангом.

3. Теплоперенос через жидкий теплоноситель – водяные СО. Возможная очень большая эффективность. Для этого необходим хороший контакт между источником тепла и водой – большая поверхность соприкосновения. Что трудоемко в реализации и не дешево. Так же требуется большее давление при большей сложности каналов вследствие их большого гидравлического сопротивления. Опять же увеличение цены. Я бы указал применимость от 200Вт.
Я не хочу сказать, что водянка плоха. Для обычного компа полноценное водяное охлаждение избыточно (про 200Вт процы и 300Вт карты молчу). Односекционные радиаторы при своей скромной площади не способны отвести достаточную мощность или сильно завышаются обороты кулера. Получается что недосистемы за 3-4к не имеют достаточной эффективности и проигрывают СО на тепловых трубках по всем параметрам.

4. Компрессионные установки – фреонки и пр. холодильные машины. Удел энтузиастов.

Радиатор. Обычно алюминиевые (редко медные) пластины, через которые прогоняется воздух. Может быть в пассивном варианте (воздух циркулирует за счет нагрева) и принудительные 1-2-3 вентилятора. Эффективность определяется суммарной площадью пластин и способностью вентиляторов продуть воздух.

Температура процессора. Чем больше разница температур – тем быстрее идет термоперенос. Соответственно, чем горячей проц, тем более эффективно работает СО. Интел здесь в выигрыше.

Вообще весь процесс теплопередачи динамический – нельзя заранее точно сказать какая будет температура. Но система всегда найдет какое-либо равновесное состояние, которое будет зависеть от мощности, нагрузки и температуры процессора, качества сопрягаемых поверхностей вне и внутри СО, качества и количества ТП, оборотов вентилятора, температуры окружающей среды и продуваемости корпуса. Иногда оно может быть за пределами допустимой температуры.

Выбор

Для начала идем на сайт производителя (или другие достоверные источники) и смотрим тепловой пакет вашего процессора TDP, максимальную температуру и сокет. TDP – это теоретическая выделяемая тепловая мощность процессора в нагрузке при штатном режиме (без разгона, и подъема напряжения) при определенных условиях. Т.е. реально она может быть как выше, так и ниже. Для процессоров Интел эта величина зачастую немного завышена на бумаге. При этом выделяемая мощность увеличивается. На сколько? Зависит от разгона, может быть и +100…150%.

Производители СО часто пишут рассеиваемую мощность своих изделий. Но далеко не всегда честно – они же не пишут при какой температуре процессора, окружающей среды и прочих условиях получено данное значение. Можно встретить цифры 250-300Вт - смело откидывайте 30-50%. Но если написано 95Вт, не стоит его ставить на процессор с TDP 125Вт. И вообще лучше иметь запас, который перейдет в тишину.

Максимальная температура накладывает дополнительное ограничение. Если есть 2 процессора с одинаковым TDP, но у первого критическая температура 60°, а у второго 90°, то для первого потребуется более производительная СО – еще накинуть на рассеиваемую мощность 20-30%

Планируемая к покупке СО должна иметь крепление для вашего сокета. 1150, 1151, 1155, 1156 в плане СО полностью совместимы. AM2, AM3, FM1, FM2 так же.

Следующий критерий подбора это шум вентиляторов.
Абсолютно бесшумны пассивные системы без вентиляторов. Требуется очень большая площадь, чтобы рассеять необходимое тепло. Скажем топовые решения без вентилятора смогут работать на 50-65Вт. Условно бесшумными можно считать следующие:
Диаметр крыльчатки - обороты вентилятора
140мм – 700-900 об/мин
120мм – 800-100 об/мин
92мм – 1000-1300 об/мин
80мм – 1200-1400 об/мин

На современных материнских платах установлены 4-пиновые разъёмы для CPUFAN – pwm регулировка оборотов. Это означает, что регулировать обороты они умеют и будут только на вентиляторах с 4-пиновым подключением. Если на вентиляторе 3 пина, то он будет всегда молотить на своей полной скорости. Покупка 3-пинового целесообразна если шум на полных оборотах вас устроит и он будет дешевле 4-пинового.

Дальше обратить внимание на габариты. Не будет ли радиатор перекрывать что то нужное - некоторые большие СО могут загораживать первый PCI-E слот или 1-2 слота оперативки. Также необходимо определить влезет ли СО по глубине, закроется при этом боковая крышка корпуса. Если комп перед вами – линейкой, иначе по отзывам.

Тип подошвы: прямой контакт (когда тепловые трубки касаются ТР) или через промежуточный элемент. Любая дополнительная граница между элементами СО ухудшает ее эффективность с одной стороны. Но в прямом контакте не вся площадь ТР контактирует с тепловыми трубками что тоже не очень хорошо.

Качество подошвы – зеркало или матовая не важно – главное чтобы не было следов от фрезы. Иначе придется увеличивать слой термопасты, что не хорошо.

Тип крепежа. К плате винтами или защелками. Первое предполагает свободный доступ к задней стороне материнской платы для закрепления бекплейта. Второе менее надежно и бывает ломается при установке или в процессе эксплуатации. Так же я бы старался обходить стороной СО с пластиковыми установочными рамками, кои тоже имеют свойство ломаться со временем.

Внешний вид: пластиковый блестящий кожух, никелированные тепловые трубки, подсветка кулера (обязательно красная) несомненно дадут вам +10 fps и +5 armor. Шутка конечно, но кошелек облегчат.

И конечно любая СО не будет справляться, если она помещена в закрытую коробку без притока воздуха. Через некоторое время воздух внутри прогреется до высоких температур (чему помогут и остальные компоненты) и обеспечит перегрев. Необходим продув корпуса – дополнительные вентиляторы: на вдув в передней, нижней и боковой гранях; на выдув в задней и верхней. Так же выдувает воздух блок питания, но на него одного не стоит рассчитывать.
Перед покупкой посмотреть отзывы и обзоры на предмет конструктивных особенностей.

Установка

Посмотреть инструкцию и осознать как оно ставится. Нужно ли снимать родной бекплейт или крепежную рамку. Есть ли необходимый инструмент и пр. Для некоторых башен необходима отвертка PH2 длиной жала 140-160мм

Проверить ровность подошвы кулера каким-нибудь ровным предметом в нескольких направлениях. В идеале лекальная линейка + набор щупов, но пойдет и металлическая линейка, канцелярский нож или пластиковая карточка. Не должно быть больших провалов или бугров.

Наносить термопасту надо тонким почти прозрачным слоем с помощью какого-либо ровного предмета. Я предпочитаю лезвие от канцелярского ножа. Ровность подошвы также можно проверить отпечатком. Намазать, прислонить, закрепить, снять – отпечаток должен быть равномерный по всей площади. Так же удостовериться, что подошва вообще касается ТР, чего может не быть при неправильной сборке крепления.

Штатные термопасты, идущие с СО, не всегда высокого качества, но если вы не приверженец разгона вполне пойдут – ведь выигрыш пару градусов вам не интересен. Если на подошве уже нанесена паста (обычно толстым слоем) лучше ее заменить.

Если после установки в программах, отображающих температуру ядер виден сильный перекос (например 1 и 2 ядро 45° а 3 и 4 - 60°), то вероятней всего СО установлена криво. Проверить все ли шайбы подложены, правильно закручены гайки, той ли стороной установлены планки. Или уж сильно горбатое основание – возвращаемся к отпечатку.

Список эффективных СО



(Цены приведены на момент написания поста - 21.06.16)

Есть желание аргументировано обсудить и дополнить список – пишите.
************

Таблица с тестами процессоров и систем охлаждения к ним по тестам с канала i2hard на 27.03.2025
https://www.youtube.com/redire... kg7yZ6JaoY

Собиратель - Технобелка

Резервная копия файла с таблицей на 31-03-2025
Как выбрать кулер.xlsx

Касаемо жидкостей для СЖО

8

Сообщение от Linoge теплопроводность алюминия не столь высока

дык поставьте его из серебра. Лично у меня вообъще водяной охладитель. Температура не привышает 45° цельсия. Могу дать схему, как это сделать. Правда в домашних условиях этого не сделать. Нужен отдельный радиатор и система, герметичная, подсоединения к процу. Вентилятор не обязателен, если радиатор находится выше компа.

Добавлено через 10 минут
Вам бы докторскую защищать.

0

Сообщение от Змей Температура не привышает 45° цельсия.

При какой нагрузке и какой проц?

Сообщение от Змей Могу дать схему, как это сделать. Правда в домашних условиях этого не сделать. Нужен отдельный радиатор и система, герметичная, подсоединения к процу.

В сети куча видосов по самостоятельному сбору водянок.

Сообщение от Змей дык поставьте его из серебра.

Что за бред, может лучше вообще из алмаза сделать?

Сообщение от Змей Вентилятор не обязателен, если радиатор находится выше компа.

Почему?

0

Сообщение от bobah16 Что за бред, может лучше вообще из алмаза сделать?

Эт называется слышит звон да не знает где он.
Серебро действительно имеет высокую теплопроводность, даже выше меди на ~6%. Поэтому раньше использовалась в термопастах. Но вопрос цены.

0

Сообщение от Linoge Но вопрос цены.

Вот и я о том же. Сколько будет стоить килограммовый серебряный радиатор?

0

что скажет на счет deepcool_frostwin_v2
http://hard.rozetka.com.ua/dee... b=comments

0

VipeRock, шумный, охлаждает удовлетворительно.
http://i2hard.ru/reviews/obzor... rrior.html

2

Добрый вечер))
про систему охлаждения наслышан очень много!) столько у всех вопросов то и как ( и тут все хорошо обьяснили)
просто некоторые не знают то и как делать у всех лампочка то и дело моргает!)
я нашел что и как делать на нескольких сайтах (вот в пример : Нерабочая ссылка) пока все нормально работает!) ахах

0

Поставил на ксеон х5560 вот такую штуку http://www.dns-shop.ru/product... ger-shark/, организовал отверстие в боковой крышке (корпус древний и вовсе не геймерский) и воздуховод. Справляется на ура всего с одним, 90-м вроде, карлсоном на выдув. Удивляет, почему такой тип кулеров редко используется? Очень ведь удобная штука-дует на всю верхнюю часть платы.

Добавлено через 2 минуты
Который на выдув, в принципе, больше для отвода тепла от видеокарты служит, а с верхней частью блок питания справляется

0

Lehhaa, во первых СО такого типа меньше в наличии. Они имеют меньшую площадь по сравнению с классическими башнями, а следовательно меньшую эффективность. БОльшая цена в следствии более сложной конструкции и более длинных тепловых трубок. Обдув околосокетного пространства несомненно плюс. Но если температура воздуха на выходе радиатора будет большая - может сыграть в обратную, дополнительно подогревая мосфеты. Еще плюс (если он есть) - воздуховод снаружи корпуса, что обеспечит приток "холодного" воздуха и улучшит эффективность.
Обычно такие СО применяются для тонких корпусов.

1

Ага, примерно понял, спасибо

0

Сообщение от Змей Температура не привышает 45° цельсия.

Обычные боксовые кулера на это способны.

Сообщение от Змей Лично у меня вообъще водяной охладитель.

Коврик резиновый и хорошее заземление было бы в самый раз, вдруг протечёт.

0

1

Только мне кажется, что насчёт TDP всё-таки ошибается. TDP - это параметр, за который процессор не выпустит автоматика при отсутствии разгонных настроек (т.е. когда все параметры процессору подбирает автоматика). Даже если включен турбо-буст при любом количестве работающих ядер. Без использования векторных инструкций процессор скорее всего даже близко не подберётся к пороговому значению. С использованием толстых векторных инструкций в нормальном режиме работы процессора должен начаться сброс частот, но не выход за TDP. С другой стороны весь ролик поставлен в контексте разгона, а потому скорее всего автор имел в виду именно разгонный режим работы процессора, но явно об этом не сказал (видимо, для специалистов это выглядит как очевидное). Т.е. в разгонных режимах процессор действительно выйдет за рамки TDP и на значения из официальных характеристик процессора смотреть не правильно

0

Evg, а вы вспомните все эти приколы с 8700, когда проц греется в 80 градусов на куллерах вроде гаммакс 400, который, на минуточку, 130-тиваттный. Или вы хотите сказать что Гаммакс 200т - охладит 9900к в стоке?

Сообщение от Evg TDP - это параметр, за который процессор не выпустит автоматика

То всё языком, на сайте интела, под авторством альтернативно разумных маркетологов. А на практике - ТПД будет ок в стоке, а турбобуст - есть турбобуст.

0

Сообщение от kumehtar а вы вспомните все эти приколы с 8700, когда проц греется в 80 градусов

После того, как там зафикисровали множитель?

0

Сообщение от Evg После того, как там зафикисровали множитель?

А при чем тут множитель? Там и без множителя - проц горячий из-за завышенного напряжения на ядра, и далеко за свой ТПД выпадает порой.

0

Сообщение от kumehtar Там и без множителя - проц горячий из-за завышенного напряжения на ядра, и далеко за свой ТПД выпадает порой

Если я правильно понял проблему, как её описывали на форуме, то изначальная проблема была не в том, что процессор греется, а в том, что он сбрасывает частоты. А частоты сбрасывает именно потому, что в стоковом режиме он пытается удержаться в пределах TDP. Как только ему зафиксировали множитель, то это уже не стоковый режим, а потому контроль за TDP отключается. В итоге процессор работает без сброса частот, но с превышением номинального TDP. В итоге начинает сильно греться

0

Сообщение от Evg проблема была не в том, что процессор греется

с процом вообще проблемы не было.Проблема была в завышенном вольтаже в бивасе

0

Evg, смотрите здесь. Проц сбрасывает частоту именно потому, что калится на стоковом вольтаже как печка. А про ТПД - можно тупо забыть.

Добавлено через 1 минуту

Сообщение от WyPik с процом вообще проблемы не было

Кроме того, что маркетологи понаписывали ТПД от балды.

0