Globální oteplování PC

Written by prosek on 19 May 2013. Posted in Herní scéna

Snem každého pařana je "nadupaný" komp. Nebo konzole. Zkrátka kus železa, co počítá ukrutně rychle. Crysis na absolute full, fps nepadají pod 150. Hráčův počítač hučí jak 100 vuvuzel a během hry z něj padají opečené tousty. Ano vážení, výkon je práce, práce je fyzikální veličina, se kterou tak docela tvrdě souvisí energie, a jak známo, změna energie rovná se teplo.

Proto noční můrou každého pařana, pakliže se vyvíjí výkonnostně směrem nahoru, je nárůst produkovaného tepla, které přichází s nárůstem výkonu počítače.

Proč kompy topí? Protože i auta topí. Auta asi znáte. Přivedete energii, rozhýbáte písty, ojnice, kliku, setrvačník, převodovku, rozvodovku, nápravy, klouby, kola. Měníte energie za jinou, zákon o zachování energie, blablabla, motor se zahřeje, hodně se zahřeje. Kompy asi znáte. Přivedete energii... a nic se nehýbá. A sakra, tady něco nesedí! Klídek, to se dá vysvětlit. Představte si procesor svého kompu jako mega továrnu, kde na ploše od 100 do 400 milimetrů čtverečních maká 500 mega až 2 miliardy trpaslíků jak o život. A jediné, co dělají, že se přepínají do stavu zapnuto-vypnuto. A při přechodu mezi těmito dvěma stavy se na pidichvilku objevuje eletrický obvod. A protože platí Ohmův zákon, a váš procesor není upletený ze supervodivých matrošů a nenachází se ve vaně tekutého hélia, vzniká CO? No odpadní teplo přece! Trpaslíci potřebují co, Halík? No přece klimatizaci!

Už je to jasný? Ani váš procák není perpetuum mobile, produkuje odpad v podobě tepla. Čím více do něj perete proud, tím rychleji tiká - a tím více se hřeje. Ale procesor není to jediné, co ve vašem počítači dělá termální bordel. Dokonce se tam i něco hýbe! Co to je? Například motorky u pevných disků! Hýbou se, ukrutně rychle, a zde je to jako u auta - zase odpadní teplo. Pojďme si vyjmenovat, co vše ve Vašem herním miláškovi topí.

  • CPU → Už jsme si vysvětlili, že čím rychleji to tiká, tím více to topí. Vlastně to topí ukrutně, protože někde jsem četl, že procesor bez chlazení asi 20 vteřin po zapnutí dosáhne teploty 300 stupňů. Na tom usmažíte řízek.
  • GRAFICKÁ KARTA Nejvíce tepla produkuje GPU. Pak jsou zde napájecí obvody, rezistory a paměti.
  • ZÁKLADNÍ DESKA → Napájecí obvody, chipset (to je vlastně také procesor) + další přídavné chipy.
  • OPERAČNÍ PAMĚŤ  Znáte jako RAM. Také tam běhají elektro-trpaslíci, ovšem ne tak rychle. Nicméně také se dokáže teplotně hezky rozkurážit, protože paměťové banky se díky umístění obecně chladí blbě.
  • PEVNÉ DISKY  Disk má motorek, do toho perete elektrický proud, aby se točil a to rychle. Jasný?


Obvykle hráči řeší teploty u svých, často přetaktovaných, CPU a GPU (grafická karta). Bohužel, ne vždy se snaží řešit chlazení komplexně. Proč komplexně? Protože je vám k ničemu, že uchladíte hlavní procesory, když odpadní teplo, které odvedete od procesorů, neodvedete účinně ze skříně. To tam zůstává a napomáhá k přehřívání dalších komponent, bez kterých by vám procesory na CPU a GPU byly k ničemu. Slyšeli jste někdy o zapékání poškozených grafických karet v troubě? A víte, proč se to dělá? Protože nějaký ekoexpert přišel na nápad, že olovo v pájecím cínu je zlé. Ovšem olovo se tam dává proč? Protože při zahřívání cínu dochází k jeho křehnutí, a on praská. Studený spoj, znáte? Tak to je ono. Dlouhodobé přehřívání spojů na PCB základních desek, ale obzvláště u grafických karet, může způsobit, že cín se přehřeje, přestane být pružný a praskne. Grafárna pak nejede. Amatérsky se to dá opravit v té troubě, ale dříve nebo později se to zase podělá jinde. Takto poškozené PCB se běžně opraví na tzv. pájecím poli, které vlastní firmy, které se takovými opravami zabývají. Lépe je ovšem přehřívání cínových spojů na PCB předcházet udržováním nízkých teplot ve skříni PC.

Vzduch nebo voda?

Žijeme v době instatních vodníků. All-in-one produkty se na trhu vyrojily v míře nebývalé. Snad každá firma, co na trhu počítačů, skříní a chlazení něco znamená, přispěchala s instantním řešením. Voda je móda, voda je mantra... voda je problém. 

Voda, jak známo, má tuším 6x vyšší tepelnou vodivost než vzduch. Což je kchůl. Ale je tu jedno ALE. Vodě musíte někde odebrat teplo. Tudíž potřebujete výměník, tzv. radiátor. Stejný kus železa najdete ve svém autě, pokud ovšem nedrandíte ve straším modelu Porsche 911. Voda musí chladícím systém protékat ne rychle, ne pomalu - tzv. restrikce. Když bude voda v bloku na CPU příliš dlouho, CPU se bude hřát příliš. Když tam bude příliš krátkou dobu, nestačí akumulovat potřebné teplo a výsledek je stejný. Na to, abyste systémem tlačili vodu v optimálním režimu, musíte mít celý systém postavený na dostatečné restrikci - voda musí v systému kolovat s nějakým odporem. Tento odpor musí zase přetlačit kvalitní pumpa. Teplou vodu přivádíte do radiátoru, jehož rozměry přímo ovlivňují celkovou plochu lamel, ze kterých se vyzáří teplo do prostoru. Čím více lamel, tím větší hustota lamel. Čím větší hustota lamel, tím větší nároky na větráky, které tlačí vzduch přes radiátor.

A nyní se podívejme na klasického all-in-one hastrmana. Kompaktní řešení, kde je pumpa součástí heatsinku - to je ta věc, co se "lepí" termální pastou na chladič. Z pumpy vedou dvě hadice do obvykle malého, jedno-větrákového radiátoru. Na něj se běžně dávají dva větráky, protože ty, co se dodávají v balení, nepatří zrovna mezi technologický výkřik. Jsou slabé. Jeden by zrovna moc práce nenadělal. Ještě k těm hadičkám. Je divné, že na rozdíl od dospělých vodníků, kde jsou doslova roury, kterými voda frčí jak při povodni na Vltavě, jsou nesrovnatelně tenčí. Proč tomu tak je? V systému je totiž málo vody a pumpy nepatří zrovna mezi vrchol kvality a výkonu. Uvědomte si, že kvalitní pumpa pro vodní systém začíná na cca 70 eurech. POUZE pumpa! Například dvě pumpy Laing D5 dokážou vytlačit vodu do třetího patra. Ovšem takovou pumpu rozměrově do pouzdra, které se i vodním blokem vejde na procák, prostě nenacpete, aniž by to nezabralo hafo místa na desce. Tím by ovšem veškeré "kouzlo" kompaktního all-in-one řešení zmizelo. Proto tam musíte nacpat trpaslíka, který sice nějak pumpuje, ale není to žádný zázrak. Osobně mám podezření, že vodní blok v tomto řešení nemá ani vlastní restriktor, a že tuto funkci zastávají užší hadice. Což je škoda, protože použití širších hadic by přineslo v tomto uzavřeném systému větší objem chladicího média. Pakliže by ovšem nenastal problém, jak nacpat větší fitinky na pouzdro pumpy. Ano, musím uznat, že instatntní řešení je výrazně levnější než klasické, full řešení. Falešného vodníka si může instalovat průměrně zručný a poučený uživatel, aniž by něco zprasil. Ale stojí to za ty peníze? Nestojí!

Nechal jsem se ukecat recenzemi a instaloval jsem all-in-one vodníka CORSAIR H100i do juniorova kompu. Za dva měsíce jsem ho reklamoval. Pumpa v háji, firmaware v háji. Zdravě jsem se nasral a pořídil vzduch Prolimatech Genesis. Po instalaci jsme zjistili, že tehle obří pasiv je sice obří, ale zase chladí stejně, jako ten H2O Corsair. A je výrazně, o hodně moc, tišší. No jo, na to jsem zapomněl. Na fámu, že instantní vodník je tichý. Hele, tak to vám můžu potvrdit... NENÍ! Příznivci této mantry totiž rádi zapomínají na fakt, že vodní radiátory potřebují pro efektivní práci hodně vzduchu, který protéká lamelami. Má to ovšem problém. Lamely radiátorů jsou velmi blízko u sebe, takže levné větráky mají problém vzduch protlačit skrz ně. A větráky s vysokým statickým tlakem jsou jako hodně dost drahé. Je problém postavit levný větrák, který nebude točit jak magor, zároveň bude tichý a bude mít vysoký statický tlak. Proto se na instantní vodníky dodávají větráky, které mají otáčky téměř 3000 za minutu. Jak může být takový větrák tichý? Ano, může být levný, ale bude vydávat pěkný kravál. Pokud postavíte vodní chlazení na bázi dospělého systému blok(y)-pumpa(y)-radiátor(y), pak při pečlivém návrhu a výběru komponent (i větráků) můžete dosáhnout velmi výkonného a zároveň přiměřeně tichého řešení.

Ale počítejte se mnou:

  1. vodní blok na CPU 
    • s výměnným restiktorem
    • niklovaný, kvůli korozi
    • cca 60 EUR
  2. pumpa
    • lepší jsou dvě, kvůli bezpečnosti v případě výpadku jedné pumpy
    • cca 70 EUR
  3. radiátor
    • na 3 větráky
    • cca 90 EUR
  4. větráky
    • cca 20 EUR za kus
  5. expanzní nádoba
    • reservoir
    • cca 50 EUR
  6. kompresní fitinky
    • potřebujete jich mimimálně 8 kusů
    • cca 4 EUR za kus
  7. hadice
    • PVC a PUR hadice moc nedoporučuji, lepší jsou gumové
    • cca 4 EUR za metr

A to nepočítám vodní blok na grafickou kartu. To by cena přesáhla 10 tisíc korun. Počítám pochopitelně pouze s velmi kvalitními komponenty, protože na vodníkovi se šetřit moc nevyplatí, pakliže chladíte drahé železo. Pokud stojí celý vodník stejně, jako nová velmi výkonná grafická karta, jeden začne uvažovat, zda by přeci jen nebylo lepší vykašlat se na honění technologického ega a dát si trochu práce s návrhem chlazení založeném na vzduchu. A protože jsem toto vodní řešení z cenových důvodů zatím zavrhnul, v příštím článku vám jeden takový komp postavený pouze na větrných vírech představím.

Tak teď si uděláme resumé.


Vodní chlazení (all-in-one)

kompaktní
+ minimální nároky na montáž
+ levné

- vše zatavené do jedné plastové kostky, tudíž nelze demontovat a vyměnit vadnou součást
- méně kvalitní a tudíž trvanlivé součástky
- hlučné větráky
- sere se to (viz. fóra uživatelů o "kvalitě" našeho Corsair H100i)

Dospělý vodník (postavený z kvalitních komponent)

+ výkon, s jednou pumpou zvládnete i grafárnu, případně paměti i napájecí kaskádu na desce
+ variabilita, něco se rozbije, tak to vyměníte, aniž musíte vyhodit celou soustavu
+ možnost rozmístit součásti systému ve skříně dle libosti

- cena

Vzduch

+ cena

- pasivy vám zaberou ve skříni hodně místa
- při návrhu musíte hodně zapojit mozek, protože vzduch se ve skříni chová fakt divně


A na úplný závěr dnešní lekce chlazení malý přehled doporučených teplot komponent:

  • CPU = 40-55 stupňů optimální rozpětí, 70 stupňů full load, nad 70 stupňů dlouhodobě hrozí průser
  • PEVNÉ DISKY = 30-40 stupňů v pohodě, 50 stupňů full, nad 50 stupňů si zaděláváte na malér s daty
  • GRAFICKÁ KARTA = 40-50 normálka, do 80 stupňů full load, nad 80 stupňů začíná barbecue párty
  • ZÁKLADNÍ DESKA = nad 50 stupňů už to není zábava a můžete ji zničit

Share