Шум вентиляторов

Основные источники шума в компьютере – это вентиляторы. В типичном компьютере их 4 – по одному на процессорном кулере, в блоке питания, на видеокарте и на задней стенке корпуса.

Шум кулера складывается из нескольких компонентов. Во-первых, это шум собственно вентилятора. Основной тон этого шума расположен на частоте, равной произведению числа оборотов на количество лопастей. Например, для 9 лопастей и 2000 об/мин эта частота будет равна 9*2000/60 = 300 Гц. Если вентилятор расположен достаточно близко к чему-то неподвижному (решетке, ребрам кулера или даже поперечине, на которой крепится мотор), возникает дополнительный шум при проходе каждой лопасти мимо этого неподвижного элемента. Наконец, третьим компонентом является аэродинамический шум воздуха, проходящего через ребра кулера или через защитную решетку. Этот шум резко возрастает, когда с ростом скорости ламинарный (спокойный) поток воздуха через радиатор превращается в турбулентный (вихревой).

В осевых кулерах (вентилятор расположен над радиатором) поток воздуха резко поворачивает под прямым углом, поэтому в нижней части радиатора вихри будут всегда (это и к лучшему – турбулентный поток лучше отводит тепло, чем ламинарный). По мере роста оборотов эта турбулентная зона поднимается вверх, занимая все больший объем по высоте. Аэродинамический шум не зависит от характеристик вентилятора, он зависит лишь от объема проходящего через радиатор воздуха. Зависимость шума и эффективности кулеров от частоты вращения иллюстрирует следующая таблица. В ней в каждой группе приведены характеристики кулеров, одинаковых по конструкции и отличающихся только частотой вращения вентилятора. Видно, что шум увеличивается куда быстрее, чем эффективность.

Замена одного вентилятора на другой (иного типоразмера и с другой частотой вращения) при сохранении того же расхода никак на аэродинамический шум не повлияет. А уменьшение расхода, необходимое для снижения этого шума, неизбежно приведет к повышению температуры радиатора. Для снижения расхода при сохранении той же температуры процессора необходимо понизить температуру воздуха на входе в кулер. В обычных корпусах для этого придется добавлять корпусные вентиляторы или повышать частоту их вращения, что само по себе приведет к повышению уровня шума. Но сейчас многие новые корпуса имеют отверстие напротив процессорного кулера и воздуховод, позволяющий подвести свежий воздух непосредственно на его вход. Это весьма эффективное решение. Во-первых, теперь можно особо не беспокоиться о температуре внутри корпуса и не городить огород из кучи корпусных вентиляторов, поскольку два особо критичных к этому компонента (процессор и видеокарта) уже и так обдуваются свежим воздухом. Во-вторых, вентилятор кулера теперь по совместительству играет и роль корпусного вентилятора, работающего на вдув. И, самое главное, температура процессора снизится на 10 градусов – примерно такова разница температур между воздухом снаружи и внутри корпуса. Поскольку мы сразу условились, что будем поддерживать температуру процессора постоянной, эти 10 градусов можно использовать для снижения частоты вращения вентилятора и, соответственно, шума кулера. Иными словами, мы можем смело заменить популярный среди оверклокеров, но весьма шумный Igloo 2500 pro на бесшумный Igloo Silent Breeze 462 и даже выиграем при этом несколько градусов (ту же процедуру с тем же результатом можно проделать и с их современными наследниками – Igloo 2520 pro и Silent Breeze 462-III).

Почему тут упомянута видеокарта, ведь к ней воздуховод не идет? Да, не идет, однако достаточно открыть заглушки соседних с ней слотов, чтобы она получила постоянный приток свежего воздуха (см. мою статью " Вентиляция корпусов – мифы и реальность"). Это снизит ее температуру на 10 градусов, то есть мы получим " виртуальный воздуховод" той же эффективности.

Шум современных видеокарт часто даже превышает шум процессорных кулеров. Объясняется это тем, что их кулер нельзя сделать таким же большим, как процессорный, поэтому площадь ребер получается небольшой, вдобавок вместо тихоходных вентиляторов большого диаметра приходится применять быстроходные " малыши" или даже центробежные вентиляторы. Рецепт борьбы тут такой же – снижение оборотов вентилятора. К сожалению, практически сделать это непросто: к стандартному разъему питания, которыми комплектуются регуляторы оборотов (реобасы), вентилятор многих видеокарт не подключишь, а резать и паять провода – верный способ остаться без гарантии. Поскольку соседние слоты мы и так зарезервировали для лучшей вентиляции, можно вообще отключить штатный вентилятор видеокарты, а для обдува радиатора поставить 80-мм корпусной вентилятор, работающий на небольших оборотах.

Итак, при покупке нового компьютера алгоритм такой:

Корпус должен быть с отверстием в боковой стенке и воздуховодом до процессорного кулера. При выборе корпуса обратите внимание на малошумность блока питания (помимо шума вентилятора некоторые БП еще вдобавок гудят или свистят). На заднюю стенку нужно установить дополнительный тихоходный вентилятор диаметром 80 или 92 мм мощностью около 1 Вт (но не 120 мм – даже самый слабый из них слишком шумен, а при подключении через регулятор оборотов его давление и эффективность резко падают). Подробнее о выборе вентиляторов см. мою статью " Выбор корпусных вентиляторов". Средняя температура внутри корпуса должна быть на 10-15 градусов выше, чем снаружи. Рекомендуется устанавливать вентилятор не вплотную к стенке корпуса, а на небольшом расстоянии от нее (хотя бы 5-10 мм), проложив между ними по периметру эластичную прокладку – это снизит структурный шум от дисбаланса вентилятора, да и воздух будет равномернее распределяться по всей площади решетки.

Процессорный кулер должен быть с вентилятором диаметром 80 мм и частотой вращения не выше 2000 об/мин (если выше, его надо подключить через регулятор оборотов). Хорошей эффективностью при низком шуме и умеренной цене отличаются кулеры Igloo. Лучше взять модель со средним по скорости вентилятором (Igloo 2520 для Socket A, Igloo 7200 для Socket 754/939 и Igloo 4360 для Socket 478) и подключить его через регулятор оборотов, чтобы " затормозить" до уровня знаменитого Silent Breeze. Весьма важно предотвратить подсос воздуха мимо воздуховода (особенно со стороны кулера).

При выборе видеокарты предпочтение отдавать " холодным" моделям (например, Radeon 9600Pro вместо близкого по производительности, но более " горячего" Radeon 9800SE). Хорошо, если радиатор имеет открытые ребра (то есть не закрыт сверху пластиной) – если " родной" вентилятор окажется слишком шумным или малоэффективным, это позволит легко организовать охлаждение внешним вентилятором. Еще лучше, если имеется возможность изменения частоты вращения вентилятора (на некоторых новых моделях это встречается). При установке следует оставить 1-2 соседних с видеокартой слота свободными и снять с них заглушки.

Уровень фонового шума, который мы измерили в тщательно изолированной комнате, задал нам базовый уровень в 31, 7 дБ(А). В соответствии с приведённой выше шкалой, мы смогли достичь уровня шума, близкого к нижней границе, характерной для типичного ПК. Для сравнения мы также измерили уровень шума, исходящего от настольного ПК, взятого из нашей лаборатории, который один из наших редакторов настраивал на тихую работу. Уровень шума этого ПК составил от 39 до 42 дБ(А).

Надо подсчитать количество лопастей и узнать количество оборотов в минуту (посмотреть на вентиляторе). Теперь умножьте лопасти на обороты и разделите на 60, например, 8х2500/60=333 Гц, где 8 - количество лопастей вентилятора, а 2500 - число оборотов в минуту.