Как правильно выбрать кулер

Новый год, новые процессоры, новые тактовые частоты, и, к сожалению, новые... тепловые мощности. Да-да, как это ни прискорбно, с увеличением тактовых частот растет и количество электричества, которое процессоры съедают каждый час, каждую минуту, каждую секунду. И, также, как и раньше, это электричество превращается в соответствии с законами физики в тепло, которое необходимо отводить во избежание порчи процессора. То есть нагрузка на кулеры увеличивается, а сами кулеры?

А сами кулеры вынуждены приспосабливаться к растущим тепловым мощностям, и делают они это по-разному.  Собственно, способов увеличения эффективности отвода тепла от процессора не так уж и много.

Способ первый, и самый простой — примитивное увеличение массы воздуха, проходящей через радиатор, что достигается увеличением расхода воздуха вентилятора. Самое очевидное и простое решение — надо увеличить размеры вентилятора! Но, как известно, у каждой проблемы есть первое очевидное решение, являющееся, как правило, неверным. Увеличивая размеры вентилятора, мы, во-первых, рано или поздно упремся в стенки корпуса или в какие-нибудь платы и девайсы, а во-вторых, резко уменьшим совместимость кулера — бывают ведь очень маленькие корпуса. Да к тому же увеличение вентилятора имеет смысл только до тех пор, пока весь поток уходит на радиатор, когда же вентилятор становится больше радиатора — приходится выдумывать разные хитрые системы труб. Тем не менее, этот метод применяет, в частности, фирмой Zalman (также советую прочесть http://www.ferra.ru/online/supply/16679/) — у некоторых ее изделий вентилятор очень большой... Применяется он в сочетании с увеличением размеров радиатора, и, если ваш корпус достаточно велик для того, чтобы вы могли позволить себе установку такого вентилятора — берите его, и не пожалеете. Тихо, надежно, эффективно. Но, еще раз повторюсь, перед покупкой такого вентилятора необходимо объективно оценить возможности корпуса.

Также можно увеличить скорость вращения вентилятора — этот метод широко применяется фирмой Thermaltake. Эффективно, просто, но есть один огромный недостаток — увеличение скорости вращения всегда ведет к повышению шума. И тут уж не спасают никакие подшипники — чем больше скорость движения тела в воздухе, тем больше шум, издаваемый этим самым воздухом при обтекании тела. Ародинамический шум — не единственная составляющая шума кулеров (бывают еще и неотбалансированные вентиляторы, и плохое крепление), но самая трудноустранимая. Общее правило — кулеры со скоростью вращения вентилятора выше 5000 об/мин доставляют дискомфорт ЛЮБЫМ ушам. Учтите это при выборе кулера! Практически не слышно хороших вентиляторов со скоростью 3000 об/мин, но таких, к сожалению, практически не осталось (например, изображенный выше кулер Zalman CNPS6000-Cu) относится именно к низкоскоростным кулерам.

Также хорошим методом спасения от шума является применение блоков регулировки скорости вращения. Процессор ведь далеко не всегда загружен на 100%, более того — загрузка более 20% для него редкость, если вы, конечно, не рубитесь сутками в игрушки. Поэтому совершенно необязательно крутить шумный вентилятор на полную каждый раз, когда у вас только Word и запущен. Датчики бывают автоматические и ручные. Автоматические принимают решение о снижении или повышении скорости вращения исходя из температуры процессора, которую они меряют с помощью своей термопары на основании. Обычно такой датчик выглядит как черная коробка на боку вентилятора, хотя есть и вообще невидимые глазу датчики (хороший пример — боксовый кулер от Pentium 4 Socket 478, который меняет скорость вращения, но как и почему — неясно, так как никаких блоков на нем нет) Ручные датчики — это просто ручка или переключатель, используя который, вы задаете скорость вращения. Это не очень удобно, так как приходится думать о том, как вывести этот переключатель наружу из закрытого корпуса. Тем не менее, если корпуса у вас нет  или он открыт, покупайте такой вентилятор. И вообще, такой блок регулировки лишним не будет никогда, какой бы процессор у вас ни стоял — шум есть шум, и не любит его никто. Никаких минусов в его наличии нет.

Также есть материнские платы с подобной функцией — например, платы ASUS с технологией Q-Fan позволяют регулировать скорость вращения любых вентиляторов.

Вообще говоря, две основных компоненты шума вентилятора — вибрации в подшипниках и шум воздуха на лопастях. Последний можно в небольших пределах варьировать выбором различной аэродинамики лопастей, а на первый влияет центровка ротора пропеллера и тип (и качество изготовления) подшипника. Если вентилятор даже слегка бьет, то есть плохо отцентрован его ротор, его лучше не покупать — помимо большего шума он обладает меньшей долговечностью, а не замеченный вовремя отказ дешевого вентилятора способен вызвать отказы в значительно более дорогих компонентах (процессор, винчестер, блок питания и др.).

Более долговечными считаются вентиляторы на подшипниках качения (ball bearing), то есть шарикоподшипниках. Они, как правило, способны работать 3-5 лет и даже больше. Однако их шум не такой уж и слабый — сказывается большое количество вращающихся деталей. Обычно более тихими (и дешевыми) являются вентиляторы на подшипниках скольжения (sleeve bearing), где втулка ротора скользит в статоре благодаря тонкой прослойке масла. Считается, что такие пропеллеры менее долговечны, однако практика показывает, что они тоже способны работать несколько лет, особенно если подшипник изредка смазывать. Зато у вентиляторов на хороших подшипниках скольжения отсутствуют дополнительные дребезжащие звуки, характерные для подавляющего большинства подшипников качения, и их звук практически полностью состоит из шума воздуха в лопастях, чего не скажешь о ball-bearing вентиляторах.

К сожалению, сейчас вентиляторы с подшипниками скольжения практически не выпускаются, а надпись «Ball bearing» красуется даже на самом откровенном нонейме. Будьте внимательны — сама по себе эта надпись еще ничего не означает.

Очень важный момент — качество соединения вентилятора и радиатора. Чаще всего вентилятор заключен в пластмассовую или металлическую рамку, которая каким-то образом крепится к остальной части кулера. Эта рамка не должна болтаться, иначе вся конструкция будет жутко дребезжать. Также лучше не выбирать вентиляторы, в которых винты крепления закручены прямо между ребрами — во-первых, ребра не жесткие, а во-вторых, материал их мягче материала стальных винтов, и все это в итоге приведет опять-таки к дребезжанию.

Фанатам тишины, кстати, я очень советую изучить статью, посвященную методам борьбы с шумом — она полезна как уже существующим системникам, так и еще не купленным.

На большинстве кулеров вентилятор ничем не закрыт сверху, кулеры с решеткой — редкость. Между тем, наличие защитной решетки (такой, например, как на кулере Titan CU5TB), очень важно — да, пальцы в кулер вы вряд ли будете засовывать, а вот пустой хвост питания, не закрепленный нерадивым сборщиком, попав туда , может вызвать мини-катастрофу в корпусе, особенно если кулер достаточно быстр и тяжел, и при этом плохо закреплен. Я уже не говорю о том, что вентилятор неизбежно остановится, а это чревато сами знаете чем.

Кстати, тем, кто не знает, чем именно это чревато, а также тем, кто знает, но хочет избежать такого неприятного исхода, полезно будет изучить статью о защите процессоров AMD Крайне полезный и интересный материал, который заставит вас задуматься не только о кулерах, но еще и о правильных и неправильных материнских платах.

Способ второй — увеличение рассеивающей площади радиатора. Можно, опять-таки, просто увеличить его размеры, но во-первых, мы опять-таки упремся в корпус, а во-вторых, увеличение размеров куска металла сильно увеличивает его массу, а прочность крепления все же не безгранична. Поэтому и приходится производителям придумывать способы увеличения площади при том же объеме, или, по крайней мере, при той же массе.

Некоторые производители растят радиаторы вширь и ввысь, оставляя толщину ребер прежней, и увеличивая только их габаритные размеры. Это, конечно, тоже выход, но только вот масса растет очень прилично, и может не выдержать крепление, но о нем — потом.

Некоторые производители (Zalman, Titan) тоже увеличивают габаритные размеры ребер, но при этом очень сильно уменьшают их толщину, в результате чего, во-первых, в единице объема ребер получается больше, а во-вторых, не так страдает конечная масса устройства. Интересны также и способы оптимизации формы ребер — их изгибают, делают сложный профиль, располагают под углом друг к другу... Все это, разумеется, тоже приветствуется, однако я не хочу сейчас углубляться в науку и рассказывать о турбулентных и ламинарных воздушных потоках, а также о том, как оптимизировать радиатор — во-первых, в объеме статьи это невозможно, а во-вторых, в больших фирмах вроде Thermaltake, Titan и Zalman сидят довольно компетентные люди, и вряд ли они не умеют колдовать над формой ребер. Скажу проще — чем ребер больше, и чем они сами больше — тем лучше. Но не стоит брать радиаторы с очень толстыми ребрами — они, как правило, слишком тяжелы. Очень хороший выбор — «игольчатые» радиаторы, однако их почему-то в продаже немного. Пример — кулер Titan CW8TB (около $16).

Ребра могут быть выполнены из меди, алюминия или его сплавов. Тонкие ребра должны быть выполнены ТОЛЬКО из меди, иначе они будут неэффективными. Радиаторы с медными ребрами дороже, но, как правило, лучше своих алюминиевых собратьев.

Очень важный момент — основание радиатора. Во-первых, оно должно (ДОЛЖНО!) быть медным. Алюминиевые основания — это вчерашний день, и дню сегодняшнему их уже недостаточно — они не обеспечивают хороший отвод тепла из околопроцессорной зоны. Во-вторых, оно должно быть хорошо обработано, в идеале — так, чтобы в него можно было смотреться, как в зеркало, и разумеется, большие царапины и другие дефекты абсолютно исключаются. Полностью медным оно будет, или из меди будет сделан только сердечник — не так важно, однако если основание составное, то проверьте качество соединения сердечника и остальной его части (или ребер). Если сердечник свободно проворачивается, а в качестве теплового моста между ним и ребрами нанесена термопаста (как у недавно описанных нами кулеров Molex) — такой кулер покупать не надо. Медный сердечник просто не сможет передать основанию и ребрам то, что он отвел, и такое устройство будет по меньшей мере неэффективным.

Также важно качество соединения ребер и остального основания. Обычно это  пайка, и она должна быть хорошей, а не «точечной» — иначе от основания к ребрам так ничего и не уйдет.

На основании может быть, а может и не быть тепловой интерфейс. Во втором случае к кулерам обычно прилагается термопаста — в пакетике или в шприце. Известные производители — такие, как Titan, Zalman, Thermaltake, Arctic, Igloo и другие — как правило, на ней не экономят, и ее вполне уверенно можно использовать. Всякие же нонеймные кулеры часто комплектуются невнятным пакетиком с надписью Silicone Compound, или просто с иероглифами. К такой пасте я рекомендую относиться настороженно, так как там вполне может оказаться не термопаста, а какая-нибудь другая паста, которая обеспечит вам горелый процессор. В этом случае лучше потратить лишние 50 рублей и купить тюбик нашей КПТ-8, или АлСил-3, которые, может, и не самые эффективные в мире, но в которых, по крайней мере, можно быть уверенным. Собственно, тестирование термопаст мы проводили, и я настоятельно рекомендую выбирающему систему охлаждения прочесть эту статью.

Как известно, спецификация Socket A подразумевает серьезные ограничения по массе, и большинство современных кулеров уже вылетают за это ограничение. Конечно, спецификация имеет коэффициент запаса, но, покупая полукилограммовый девайс, владельцам процессоров Socket A или Socket 370 уже стоит задуматься — а выдержит ли крепление. Это практически не касается владельцев Pentium 4 Socket 478, так как там крепление очень крепкое, и ему разрушение под действием массы кулера практически не грозит. Хотя тут тоже есть свои тонкости, и мы их упомянем.

Хуже всего, когда крепление тяжелого кулера — это клипса с защелкой на одну лапку с каждой стороны сокета. Такой кулер имеет очень высокий шанс отвалиться от сокета прямо во время работы, и тем самым погубить (или не погубить — если плата правильная, и соответствующая статья хорошо вами изучена) процессор. Лучше, когда клипса защелкивается на две или даже три лапки, как, например, клипса уже описанного нами кулера Molex 37165-0012 (около $12). В этом случае прочность и надежность крепления будет выше, хотя, конечно, и далекой от идеальной.

Хорошим решением является кулер Zalman CNPS5100(около $27), крепление которого вообще не зависит от лапок на сокете. Если вы являетесь обладателем материнской платы Socket A или Socket 423 фирм ABIT, Aopen, ASUS, Atrend, AZZA, BCM, Biostar, Chaintech, DFI, ECS, EpoX, FIC, ENMIC, Gigabyte, ICAN, IWILL, JETWAY, LEOTEC, LUCKYSTAR, MACH-SPEED, MATSONIC, MEDITECH, MSD, MSI, QDI, SAEMMULTECH (да, и такое бывает), SEUNGJUN (произнести быстро и с первого раза), SHUTTLE, SOLTEK, SOYO, SUMA, TRANSCEND, TYAN, TYPHOON, ZPCOM, то обратите внимание на четыре пустых отверстия рядом с разъемом процессора. Вот в эти-то четыре отверстия и проходят элементы крепления этого кулера. Правда, одной материнки недостаточно. Ваш корпус тоже должен иметь четыре отверстия в посадочном месте материнской платы точно под оными в самой плате. Туда устанавливаются четыре винтовых ножки, к которым, собственно, кулер и крепится. Таким образом, он упирается только в корпус, а корпус железный и прочный, все выдержит. Единственный недостаток такого крепления — его ограниченная совместимость, во всем остальном оно идеально. Кстати, риска повредить процессор при установке такого кулера тоже практически нет.

К сожалению, чаще встречается именно клипсообразное крепление. И тут, кроме количества задействованных лапок, нужно обратить внимание еще на несколько мелочей. Во-первых, жесткость крепления. Чрезмерно жесткое крепление, создаст вам проблемы при установке кулера, да и девайс с таким креплением имеет больше шансов повредить кристалл процессора, особенно оказавшись в руках неопытного сборщика. Чрезмерно же мягкое крепление не обеспечит хорошего прижатия основания к процессору, да и дополнительную опасную вибрацию создаст. Чрезмерно жестким и неудобным креплением славятся кулеры серии Orb от Thermaltake, и AMD из-за этого так и не сертифицировала их, чрезмерно мягкое же сплошь и рядом встречается на безымянных китайских кулерах. К сожалению, объективных критериев оценки жесткости крепления не существует, так что тут вам придется полагаться только на интуицию и на собственные руки.

Крайне желательно, чтобы клипса имела на конце специальную скобу для отвертки — без нее установка и снятие кулера будет занятием весьма невеселым и небезопасным. Еще лучше, когда скоба под отвертку заменена пластмассовой накладкой для пальца (яркий пример — Molex 37165-0012) — отвертка все-таки железная и твердая, и, выскользнув из скобы, способна сильно повредить материнскую плату.

С Socket 478 проще. Рамка для крепления у него стандартная, большинство кулеров используют именно ее, и единственная проблема, которая тут может возникнуть — чрезмерно жесткое крепление, которое заставит материнскую плату прогнуться. Этот прогиб может привести к образованию микротрещин, а так как разводка под сокетом очень сложна, плата с появлением такой микротрещины тут же перестанет работать.

Некоторые фирмы (например, Soltek) попытались решить и эту проблему доступными им средствами. Рамка крепления, которая обычно крепится к плате всего в нескольких точках, на их платах с тыльной их стороны имеет продолжение — серьезную металлическую подкладку, которая равномерно распределяет давление крепления на плату, и не дает ей изгибаться. Казалось бы, неплохое решение, однако Intel не слишком одобряет такой подход. Если верить ее представителям, дело в том, что при возникновении более-менее серьезной вибронагрузки на системник эта прокладка очень сильно повредит материнку, так, что восстановить ее будет невозможно, в то время как обычное крепление такого вреда ей не нанесет. Не знаю, насколько стоит этим заморачиваться — все же мне кажется, что немногие товарищи отважатся перевозить свой системник в багажнике Запорожца или в кузове ЗИЛа, где возникновение таких нагрузок еще как-то объяснимо. В спокойной же жизни ударное или какое-либо другое силовое воздействие на системник является маловероятным (разве что вас вконец достанут глюки системы, но этот случай мы не рассматриваем)

Еще одна тонкость в выборе кулеров Socket 478 (на фотографии) связана с тем, что в углах черной рамки крепления на материнке имеются белые ножки, соединяющие рамку с материнской платой и чуть-чуть выступающие над общей поверхностью рамки. «Чуть-чуть» — это буквально десятые доли миллиметра, однако этих долей вполне достаточно, чтобы радиатор с неправильным основанием уперся в эти ножки и не прижался к кристаллу процессора. Что означает для охлаждения воздушная (или даже термопастная) прокладка толщиной хотя бы в миллиметр — объяснять, я думаю, не надо.

Посмотрите на фото. Два кулера слева — это кулеры производителей, которые об этой проблеме подумали. Основание этих кулеров не сплошное, и в тех местах, где оно может упереться в ножки, основания как такового просто нет, есть выемки. Крайний правый кулер со сплошным ровным основанием — крайне неудачный вариант, ибо такое основание как раз и упрется в ножки крепления. Выбирая кулер, обратите внимание и на этот момент тоже.

А вообще, владельцам плат с Socket 478 я бы рекомендовал вовсе не заморачиваться выбором кулера — стандартный боксовый кулер, который Intel вкладывает в коробки с процессорами, очень и очень хорош, а главное, очень надежен. От добра добра не ищут, так что пользуйтесь им. В комплекте с процессорами до 3,06 ГГц  идет старый боксовый кулер, в эфективности которого можно убедиться, посмотрев на результаты нашего тестирования кулеров. Более быстрые процессоры комплектуются новым кулером, о котором мы также писали. И тот, и другой стоят, повторяю, того, чтобы их использовать. Инженеры Intel умеют проектировать системы охлаждения, и подходят к этой проблеме так, как поучиться бы делать другим производителям. Если слова «ламинарный поток» и «турбулентный поток» вас не пугают, то прочтите материал www.ferra.ru/online/supply/20793,  и мне уже нечего будет вам советовать.

Вот, пожалуй, и все, что может быть важным при выборе кулера. Конечно, идеальный кулеров не бывает, да и некоторые параметры, названные мной важными, являются по сути взаимоисключающими, так что решите, что для вас важнее — низкий уровень шума или эффективность охлаждения, небольшой вес или развитая поверхность, имя или цена, и вперед, в магазин, покупать процессору жаропонижающее. А мы вам очень скоро поможем большим обзором рынка кулеров. Удачи!