Как можно улучшить охлаждение видеокарты
Обзор самодельных систем охлаждения видеокарт
Содержание
Содержание
Если вы застали компьютерные форумы и блоги нулевых годов, то наверняка помните фотографии видеокарт, к которым прикручены кулеры от процессоров. Давайте вспомним самодельные системы охлаждения видеокарт, зачем их делали и почему их нет в наше время.
В нулевые годы бурно расцвели самодельные системы охлаждения для видеокарт. «Кулибины» с компьютерных форумов меняли на видеокартах вентиляторы, ставили радиаторы от процессоров и городили дополнительный обдув.
Условно, эти самоделки можно разделить на несколько уровней.
Дополнительный обдув видеокарты
Обычно брался вентилятор на 120 или 80 мм и закреплялся таким образом, чтобы обдувать проблемные места видеокарты: зону VRM, память, обратную сторону текстолита над чипом. Решение было простое и очень эффективное.
Ведь вмешательства в систему охлаждения видеокарты не было и товарный вид не страдал. Дополнительный обдув легко снимался и видеокарту можно было продать на б/у рынке или отнести в магазин по гарантии.
Если вы избалованы дорогими моделями видеокарт с несколькими теплотрубками в радиаторе и дополнительным охлаждением чипов памяти и зоны конвертера питания, то вам не понять, в каких тяжелых условиях трудятся дешевые модели видеокарт. Особенно — дешевые модели среднего уровня, где и тепловыделение уже приличное, а производитель сэкономил на всем, чем можно.
90-110 градусов на чипах памяти и зоне VRM на таких видеокартах — это обычное дело, и в таком случае дополнительный обдув — это спасение. Он легко может скинуть 10-20 градусов с системы питания и чипов памяти, что давало видеокарте возможность нормально работать без перегрева.
Я и сам делал такие системы обдува в нулевые годы. Как мне казалось, переболел этой «самодеятельностью» навсегда, думая, что делать этого больше не придется, однако нужда заставила.
В 2017 году, когда после скачка курса криптовалют майнить их стали даже не разбирающиеся в компьютерах люди и на любом доступном оборудовании, я не удержался и докупил к уже имеющейся Gigabyte GeForce GTX 1060 G1 Gaming, Palit GeForce GTX 1070 Jetstream. И сразу столкнулся с перегревом в корпусе компьютера, видеокарты стали нагревать друг друга. По отдельности, эти модели видеокарт вполне добротные середнячки в плане охлаждения, но вместе выделяли слишком много тепла.
Держать компьютер открытым я не мог из-за детей и котов, поэтому пришлось изобретать дополнительное охлаждение, как и в нулевые годы.
Я ставил дополнительный вентилятор на боковую крышку компьютера на вдув и выдув, но самым эффективным оказался продув видеокарт с торца вентилятором 140 мм. Температуры пришли в норму и можно было спокойно майнить дальше.
Кстати, следующий уровень переделки систем охлаждения видеокарт тоже снова расцвел в связи с майнингом.
Замена вентиляторов охлаждения
Эта процедура уже посложнее и требует хотя бы минимальных знаний по сборке компьютеров. В нулевые годы массовые видеокарты имели довольно низкое энергопотребление и комплектовались маленьким радиатором со смешным вентилятором размера 40 мм.
Эти вентиляторы не отличались качеством и начинали трещать через несколько месяцев работы.
Самым простым способом ремонта была замена маленького вентилятора на полноценный, размером 80 или 92 мм с приличными оборотами. Питание такого вентилятора обычно подключали к разъему «молекс» блока питания, и он крутился на постоянных оборотах без регулирования.
Более опытные пользователи подключали вентилятор через реобас и прибавляли обороты на время игры. Но, назвать удобным такой метод конечно нельзя. Зато ему не откажешь в эффективности, такой вентилятор обычно решал и проблему с перегревом.
В 2017 году, после майнинг бума, количество видеокарт, задействованных в майнинге, было огромным. И первое, что стало ломаться на видеокартах, работающих круглые сутки — это вентиляторы. Они выходили из строя массово и в интернете стал очень популярным способ, когда на видеокарту ставился один или два вентилятора 92-120 мм на стяжки.
Это очень эффективный метод, который решал проблему и шума и нагрева. Вентиляторы 120 мм создавали приличный воздушный поток и даже на постоянных 1000 оборотах в минуту их было достаточно. Я применял такой способ на GeForce GTX 660 с затрещавшим вентилятором (без майнинга) и остался очень им доволен.
Замена радиатора охлаждения на процессорный
И замена радиатора на процессорный на таких видеокартах решала сразу три проблемы: уменьшала шум, уменьшала нагрев, повышала разгонный потенциал.
А разгонный потенциал тогда был очень серьезный. Производители еще не придумали тогда систему буста, когда видеокарта разгоняет саму себя, в зависимости от потребления тока, температуры и нагрузки. И пользователям приходилось разгонять видеокарты самостоятельно.
Тогда произошел бурный рост программ для разгона: RivaTuner, ATI Tray Tools, NVIDIA nTune, PowerStrip. ATI Tray Tools мог изменять даже тайминги памяти в реальном режиме времени.
Донором радиатора обычно становился боксовый кулер от процесора Intel с медным сердечником. Он подходил на эту роль идеально, за счет своей формы в виде множества радиальных ребер. В промежуток между ребрами вставлялись длинные болтики.
Даже младший Zalman VF700-Cu отлично справлялся со средними видеокартами тех лет, что уж говорить о старшей модели, которая легко могла отвести тепло от ATI Radeon X1900 XTX.
Видеокарты часто становились жертвами таких переделок, особенно если не использовалась прижимная пластина с обратной стороны. В таком случае видеокарту выгибало дугой и рвало дорожки в текстолите или отрывало шары BGA-пайки чипа и памяти.
Рассвет и закат альтернативных систем охлаждения
В начале 2010 годов тепловыделение видеокарт резко пошло вверх, что поставило крест на попытках охладить их обычным алюминиевым радиатором, пусть даже и с медным сердечником. И постепенно, такая переделка сошла на нет.
К тому же, производители альтернативных систем охлаждения просто завалили рынок отличными кулерами, достаточно вспомнить Zalman VF3000F, Thermalright Shaman или DEEPCOOL DRACULA.
Отдельные энтузиасты ставили на видеокарты кулеры с теплотрубками от процессоров, но это решение было настолько громоздким, что такие случаи были единичны.
Но постепенно сошла на нет и установка на видеокарты суперкулеров типа Thermalright Shaman. Почему? Я считаю, что из-за расширения ассортимента моделей видеокарт, роста сложности их плат и схемотехники, внедрения механизма буста.
Экономный пользователь берет недорогую видеокарту и она работает на заявленных частотах. А видеокарты с топовыми заводскими кулерами настолько повышают бустовую частоту, что исчезает надобность их разгонять.
А установка альтернативной системы охлаждения довольно сложна и есть риск повредить видеокарту сразу, сколов кристалл или CMD-резистор. Или испортив уже в процессе эксплуатации, допустив перегрев памяти или системы питания.
А вы пробовали менять охлаждение на видеокарте на альтернативное?
Охлаждение видеокарты — как это работает
Содержание
Содержание
Будь то топовое игровое решение или простая офисная затычка, при работе видеокарта будет неминуемо нагреваться. А перегрев может привести к уменьшению производительности или вовсе к ее поломке. Чтобы исключить такой вариант событий, производители предусмотрели множество разновидностей систем охлаждения видеокарты, которые могут обуздать один из самых горячих компонентов ПК.
Конструктивные особенности
Комплектующим ПК при работе свойственно нагреваться, выделяя при этом немалое количество тепла. Особенно это касается видеокарты, которая наряду с процессором является самым тепловыделяющим элементом системы. Свойственный этим двум деталям «горячий характер» непосредственно отразился на схожих методах их охлаждения. Самый распространенный тип охлаждения реализован по принципу передачи тепла от компонентов радиатору, с которого оно рассеивается с помощью вентиляторов. Такой тип охлаждения имеет несколько видов реализации: с помощью тепловых трубок, испарительных камер или совмещающий эти два вида.
Медные тепловые трубки на примере RTX 2060
Тепловые трубки представляют собой металлические трубки, по которым отводится тепло от чипа. Чаще всего изготавливаются из меди, иногда внешний слой покрыт никелем, придавая изделию благородный вид серебра. Трубки наполняются дистиллированной водой или любыми другими жидкостями, которые имеют низкую температуру кипения. Как правило, они впаяны в подложку системы охлаждения и контактируют с графическим процессором через медное основание. Также они могут иметь непосредственный контакт с чипом в зависимости от модели.
При нагреве жидкость в трубке закипает и превращается в пар. Он перемещается в более холодную область трубки, где конденсируется и образует жидкость. Этот цикл повторяется постоянно. Таким образом, тепло от чипа переносится в верхнюю часть трубки, а большое количество ребер радиатора позволяет увеличить площадь для рассеивания тепла.
Испарительная камера, покрывающая полностью печатную плату на примере RTX 2080
Испарительные камеры являются более эффективным продолжением эволюции тепловых трубок. Они так же используют принцип испарения жидкости в трубке, но с некоторыми нюансами. Камеры реализованы в виде плоских трубок, которые одновременно являются и теплотрубками, и теплосъемником. За счет многослойной и плоской конструкции ускоряются процессы преобразования жидкости в пар, и увеличивается площадь для отвода тепла. В связи с этим тепло рассеивается по конструкции более равномерно, нежели в обычных теплотрубках. Дополнительным охлаждающим элементом выступают ребра радиатора, как и в случае тепловых трубок. Схожий по сути, но с другим принципом реализации метод используется в системах жидкостного охлаждения. Жидкость не испаряется, а циркулирует в замкнутом круге. С помощью насоса-помпы жидкость под давлением забирает тепло от теплосъемника и передает его на радиатор, который рассеивает его за счет своей площади и вентиляторов.
Реализация охлаждения: без вентиляторов, с одним, двумя или тремя
Можно встретить большое количество разных вариаций систем охлаждения видеокарт: без вентилятора, с одним вентилятором, двумя или даже тремя. Аппетиты видеокарт непреклонно растут, а за большим энергопотреблением идет большее тепловыделение, которое нужно как-то отводить. Самым простым решениям видеокарт, которые не имеют мощного чипа, достаточно простого радиатора без вентилятора.
Но если рассматривать даже самые начальные игровые и рабочие версии, то тут уже без вентилятора не обойтись.
Наглядный пример: поставим рядом вентилятор размером 92 мм и 120 мм, какой из них с меньшим шумом отведет большее количество воздуха? Конечно же, более крупная версия. А если их будет сразу несколько? Результат будет еще лучше. Схожий принцип работает и в системах охлаждения. Условные два вентилятора на более низких оборотах смогут отвести тот же объем воздуха, что и один вентилятор на повышенных оборотах, который в свою очередь будет намного шумнее в работе. Но, как в любом правиле, тут есть свои исключения.
Не редки случаи, когда одновентиляторная модель имеет в своем распоряжении несколько тепловых трубок, а версия с двумя вентиляторами — всего одну. В таких случаях выбор далеко не очевиден, и правило «Чем больше вентиляторов, тем лучше» может не работать.
Обилие вариаций с разным количеством вентиляторов и размером системы охлаждения обусловлено большой конкуренцией среди производителей. По сути, производителям достается лишь печатная плата от Nvidia или Amd, и им приходится находить все новые и новые решения, чтобы превзойти конкурентов в плане охлаждения. На вентиляторах появляются различные зазубрины, выемки или меняется форма лопастей — все для большего ускорения воздушного потока и увеличения эффективности охлаждения.
В трехвентиляторных моделях сохраняется тот же принцип работы. Крайние вентиляторы крутятся в одном направлении, а центральный в противоположном.
Как правило, трехвентиляторные системы встречаются в самых прожорливых экземплярах карт. У них есть массивный радиатор, покрывающий всю печатную плату. Хотя вы можете найти мощную систему охлаждения даже в видеокартах из среднего сегмента. Тогда она будет работать абсолютно тихо.
Радиальные и осевые вентиляторы
Турбинная реализация системы охлаждения на примере GTX 1080 TI
Главным компонентом системы охлаждения в виде турбины является один радиальный вентилятор. У него нет привычных больших лопастей, вместо них лопатки спиральной формы. Воздух засасывается внутрь ротора и за счет центробежной силы направляется в выходные отверстия у разъемов видеокарты. Внешний кожух системы охлаждения имеет закрытую форму, являясь своеобразной направляющей для воздушного потока. Холодный воздух засасывается внутрь, проходит через радиатор и выбрасывается прямиком наружу корпуса, не задерживаясь внутри ПК. Модели с турбиной были доступнее, но гораздо шумнее.
Традиционная реализация системы охлаждения на примере 5700 XT
Традиционные осевые вентиляторы используются повсеместно. Они не прихотливы, легко изготавливаются, и их может быть до 2-3 штук в одной видеокарте. Осевые вентиляторы не так капризны к кожуху системы охлаждения и при желании даже могут обходиться и без него. В связи с этим они дают производителям большое поле для экспериментов с охлаждением. Можно поместить массивную систему с множеством ребер радиатора, рассеяв тепло с помощью более крупных вентиляторов в количестве нескольких штук. Подавляющее большинство классических систем охлаждения имеют крупные вырезы или вовсе укороченный кожух. Холодный воздух, поступивший от вентиляторов, попадает на радиатор и рассеивается во всех доступных направлениях. При стандартном расположении видеокарты большая часть воздуха, выходящего из системы охлаждения, остается в корпусе, сталкивается с боковой стенкой и поднимается вверх.
Регулировка оборотов видеокарт и пассивный режим: как работает нынешнее поколение видеокарт
В современных поколениях видеокарт все меньше остается моделей с активной системой охлаждения, то есть с постоянно вращающимися вентиляторами, которые увеличивают обороты при повышении температуры. На смену приходит пассивный режим. Суть в полном отключении вентиляторов при низкой нагрузке на видеокарту или низком энергопотреблении. Это позволяет при бытовых задачах избавиться от шума и достичь почти эталонной тишины при легких задачах ПК.
Включаются вентиляторы только при достижении определенной температуры, в среднем
50 градусов, в зависимости от модели. У такой реализации есть и обратная сторона. При некоторых условиях скачки температуры могут быть волнообразны, что заставляет вентиляторы быстро раскручиваться и останавливаться с большой частотой, издавая при этом паразитные шумы. При таком варианте событий потребуется настройка оборотов вентиляторов. У каждого из крупных брендов есть свой собственный софт для настройки видеокарты. В него входит настройка разгона, оборотов и подсветки, если она имеется. А также отображение главных технических данных модели. Достаточно пару раз поэкспериментировать, выставив в графике нужные сочетания скорости вентилятора/температуры и сохранить приемлемые значения.
Если вас не устраивает комплектный софт вашей видеокарты, можно воспользоваться удобной и распространенной программой MSI Afterburner. Она имеет широкий функционал и является бесплатной. Пассивный режим работы вентиляторов можно и вовсе отключить, настроив постоянную работу вентиляторов, но с низкими оборотами при малой нагрузке.
Улучшаем эффективность системы охлаждения видеокарты Radeon RX560
Предупреждение: Методы, описанные в данной статье, могут привести к порче оборудования и/или гарантийных пломб, воздержитесь от каких-либо действий, если не готовы взять ответственность за возможные последствия своих действий!
реклама
Я время от времени экспериментирую с системами охлаждения видеокарт (и не только) и решил написать статью о том, как можно улучшить эффективность системы охлаждения видеокарты доступными способами.
Моей подопытной в данном случае будет Sapphire Radeon RX560 4GB OC
реклама
реклама
реклама
И с чего собственно начать? Внимательный заметит, что некоторая площадь (около 10 ребер радиатора) между вентилятором и радиатором перекрыта избыточно-широкими стойками, на которых держится сам вентилятор.
А так же, если посмотреть с обратной стороны на эти широкие стойки, прекрасно видно, что изначально они скорее всего планировались полыми, чтобы не закрывать воздушный поток, но по каким-то причинам в итоге их сделали цельными и широкими.
И это я еще не говорю о проводе питания вентилятора, который по-хорошему следует прокладывать по стойке крепления, а он проложен прямо между стойками на пути воздуха (можно объяснить такое решение, если бы стойки были полыми).
В моем случае достаточно просто снять кожух и посадить вентилятор прямо на радиатор, при этом даже гарантийные пломбы не страдают на видеокарте.
Прикручиваю саморезами из своей коллекции винтиков накопившихся, можно применить и саморезы, которые россыпью продают в строительных магазинах, если шляпка не будет задевать лопасти вентилятора конечно.
Готово.
Далее перейдем к тестам, методика тестирования следующая: Сначала видеокарта в стандартном исполнении с кожухом, после я снимаю кожух (на предыдущих фото показан процесс снятия кожуха) и тестирую сразу же без кожуха видеокарту, чтобы максимально избежать возможной смены комнатной температуры.
Конечно после тестов в кожухе видеокарта уже прилично нагретая была, но в целом результат даже в таких условиях заметен.
Тестирование проводилось при разгоне, подробности можно посмотреть на фото ниже.
В качестве программы для нагрузки на видеокарту использовался FurMark в режиме стресс-теста.
Видеокарта «в кожухе»
После некоторого времени тестирования до момента, когда значения перестают значительно изменяться (стабилизируются), я наблюдаю уверенный троттлинг до уровня
1370-1380MHz по чипу.
А ведь это только первый прогон «на холодную систему».
Теперь перейдем к видеокарте «без кожуха»
Троттлинг так же есть, однако он уже на уровне
1400-1410мгц из 1420мгц заданных.
Так же не забываем, что без кожуха тестирование проводилось практически сразу после тестирования в кожухе, поэтому минимальная температура начинается с 51 градуса.
— Максимальная температура: 82гр.
— Удерживаемый уровень частот:
1370-1380MHz из 1420MHz
— Максимальная температура: 81гр.
— Удерживаемый уровень частот:
1400-1410MHz из 1420MHz
Разумеется в играх такую нагрузку встретить не везде возможно, однако результаты есть при минимальных изменениях с возможностью вернуть все в исходное состояние.
А теперь немного полезной информации:
1) Кожух = направляющая для потока воздуха: не пытайтесь снять кожух с турбины, в таком случае кожух работает как направляющая для воздушного потока, и без кожуха эффективно работать турбина не будет!
Есть множество факторов, влияющих на эффективность системы охлаждения, и в статье показано несколько из таких факторов, а именно: площадь радиатора обдуваемая и дополнительные препятствия.
В моем случае снятие кожуха освободило около 10 ребер радиатора, а так же от боковых перегородок и креплений за плату (см. фото), которые мешали в некоторой степени выходу нагретого воздуха из полости видеокарты.
3) Помощь видеокарте: Установка всего одного вентилятора сбоку видеокарты на низких оборотах способна значительно повысить эффективность охлаждения, чтобы он подгонял холодный воздух прямо под видеокарту, а нагретый не возвращался обратно тягой кулеров видеокарты.
Особенно эффективно такая «помощь» работает, когда в системе установлено 2 и более видеокарты, но следует иметь в виду один момент: вентилятор должен помогать видеокарте захватить холодный воздух, но ни в коем случае не препятствовать выходу нагретого воздуха.
4) Текстолит тоже радиатор: Если уж совсем все плохо, то есть смысл задуматься об охлаждении задней стенки видеокарты (если нет бэкплейта).
Текстолит современных видеокарт имеет очень много меди и SMD элементов, которые выступают в некотором роде «ребрами радиатора», нет ничего зазорного, чтобы использовать эту площадь для дополнительного охлаждения видеокарты, достаточно просто положить вентилятор под небольшим наклоном на видеокарту, чтобы он обдувал текстолит с кучей SMD элементов.
В результате без каких-либо ощутимых усилий и затрат, такая доработка позволила в играх снизить скорость вращения вентилятора не теряя производительность и не повышая температуру, что привело к снижению уровня шума.
Я уже упоминал, что в играх редко когда бывает нагрузка сравнимая с FurMark, обычно у меня в играх температура около 70гр. и не превышает 74гр., когда в FurMark доходит до 81 градуса и троттлинга незначительного.