Тихий персональный компьютер
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
 |
В данной статье или разделе имеется список источников или внешних ссылок, но источники отдельных утверждений остаются неясными из‑за отсутствия сносок.
Вы можете улучшить статью, внеся более точные указания на источники.
|
Тихий персональный компьютер — это компьютер, производящий мало шума при работе или совершенно бесшумный. Такие часто используют для видеомонтажа, аудио-редактирования и в качестве домашних музыкальных центров.
Термин весьма субъективен, и точного определения бесшумности не существует, хотя есть точка зрения, что для квалификации как «тихий» компьютер должен издавать не более 30 дБ на расстоянии 1 м[источник?].
Содержание
|
[править] Источники шума
[править] Вентиляторы
Основная статья Вентилятор
Шум вентилятора состоит из трёх составляющих:
- Шум подшипников
- Аэродинамический шум крыльчатки вентилятора
- Шум электродвигателя вентилятора
Существуют несколько типов подшипников, используемых в компьютерных вентиляторах:
Основная статья Подшипник
-
- гидродинамический подшипник — характеризуется низким уровнем шума и долгим сроком службы до 150 000 часов.
- подшипник скольжения — характеризуется низким уровнем шума, но имеет низкий срок службы до 30 000 часов.
- подшипник качения — характеризуется средним уровнем шума, имеет большой срок службы 50 000—100 000 часов.
- двойной подшипник качения — характеризуется средним уровнем шума, имеет большой срок службы 60 000—120 000 часов.
[править] Жесткие диски
[править] Оптические приводы
[править] Меры по снижению шума
Для уменьшения шума могут быть приняты следующие меры:
- Замена вентиляторов на более тихие, где это возможно, например: на материнской плате, графической карте и центральном процессоре.
- 'Уменьшение скорости вращения вентилятора позволяет снизить шум от вентилятора, когда от него не требуется максимальная производительность. Управление может осуществляться вручную, например, с помощью регулятора частоты вращения или автоматически, с использованием дополнительных устройств или возможностей материнской платы компьютера. В последнем случае могут использоваться как встроенные функции BIOS’а, так и дополнительные программы при наличии соответствующего API.
- Замена блока питания на блок питания с тихим вентилятором или блок питания с пассивным охлаждением. Также возможна доработка блока питания, путем замены вентилятора на менее производительный и тихий, но в этом случае необходимо понимать, что возникает вероятность теплового пробоя стабилизирующих элементов БП на штатных режимах работы.
- Замена охлаждающих модулей на процессоре на более тихие.
Алюминиевые и особенно медные лучше справляются с рассеиванием тепла, а кроме того, могут содержать специальные теплопроводящие туннели, в частности, тепловые трубки. Кроме типа материала не меньшее значение имеет площадь радиатора. Это означает, как правило, что более крупные охлаждающие модули имеют более высокую эффективность.
- Замена жестких дисков на более тихие. Также применяется практика установка жестких дисков в шумоизолирующие контейнеры.
- Шумоизоляция на корпусе, например, с помощью пенопласта, волокнистых материалов или специальных звукопоглощающих матов из микропористой резины. Такая доработка может уменьшать дрожание корпуса и поглощать верхние звуковые частоты. В то же время, она может затруднять циркуляцию воздуха, а значит, требовать более интенсивного потока воздуха и поэтому увеличивать шум при неправильном ее применении.
- Крепление вентиляторов на вибропоглощающих шайбах и/или вибропоглощающих прокладках.
- Мощные компьютеры могут выиграть от жидкостного охлаждения. Ранние жидкостные системы производили больше шума, чем воздушные, но успехи в развитии 12-вольтовых помп сделали их практически бесшумными (напр. Laing Thermotech DDC, D5).
В современных системах с жидкостным охлаждением, оптимизированных для тихой работы (а не максимальной мощности), самой шумной частью являются жесткие диски и приводы CD/DVD, особенно в момент чтения/записи.
[править] Бесплатные методы
Вот несколько методов снижения шума, не требующие дополнительных затрат:
- Снижение напряжения питания на процессоре. Многие современные ЦПУ способны стабильно работать в таких условиях на своей обычной и даже на повышенной частоте, при этом выделяя меньше тепла.
- Снижение тактовой частоты процессора. Этот метод не столь эффективен и снижает быстродействие. Потребление энергии зависит от напряжения и частоты в соответствие с формулой f*v², то есть снижение частоты сказывается в линейной пропорции, а снижение напряжения — в квадрате. Варьирование частоты и напряжения питания также может быть использовано и для графических карт и чипсетов.
- Уменьшение напряжения на вентиляторах. На разъёмах определенных конструкций это делается простой установкой в свободные контакты резисторов или диодов. Современные материнские платы также допускают регулирование скорости вращения через bios или программную утилиту.
- Снижение шума жестких дисков, путем закрепления их на резиновых или силиконовых шайбах или даже полная замена крепления на гибкую подвеску (напр., 3-дюйм. HDD в 5-дюйм. отсек).
- Замена вентилятора внутри блока питания на менее шумный или снижение напряжения на нем (при условии достаточного воздушного потока для охлаждения).
- Удаление решеток вблизи вентиляторов, что снижает завихрения воздуха и производимый шум.
- Включение специальной функции Cool’n’Quiet на процессорах AMD K8 или EIST на некоторых новых процессорах Intel.
- Использование программ, подобных Nero Drivespeed для замедления скорости вращения шпинделя CD/DVD-привода.
- Настройка жестких дисков на снижение скорости вращения в случае бездействия. Хотя это может уменьшить их срок действия и мешать работе операционной системы, все же такой прием может быть полезным для дисков, содержащих лишь данные пользователя (не содержащие ОС).
- Дефрагментация жестких дисков, чтобы уменьшить их перемещения магнитных головок по поверхности и соответственно производимые щелчки. Кроме экономии электричества это может улучшить общую производительность и ресурс механики диска.
- Закрепление и упорядочение кабелей внутри корпуса, если они блокируют поток воздуха. Например, можно переместить их из центра корпуса ближе к стенкам.
- Удаление пыли с компонентов компьютера — пыль эффективно термоизолирует их и препятствует охлаждению. Вентиляторы засасывают пыль снаружи и не могут выводить ее обратно, поэтому она быстро накапливается. Очистку можно провести пылесосом или резиновой грушей, однако следует удалить электростатический заряд. Стоит проводить эту операцию приблизительно пару раз в год.
[править] Технологии снижения шума
Следующие технологические решения могут быть использованы в персональном компьютере для уменьшения шума:
[править] В жестких дисках и приводах CD/DVD
В прошлом жесткие диски использовали подшипники, и при скоростях в 5400 и 7200 об./мин. издавали довольно сильный гул. Современные конструкции электродвигателей лишены этого недостатка.
Диски размером 2,5 дюйм. создают меньше вибрации и шума, но имеют меньшую емкость и скорость, и большую удельную стоимость данных. Для максимального снижения шума жесткий диск может быть подвешен на гибком крепеже или на подложке из мягкого материала.
У многих жестких дисков возможна тонкая подстройка режима работы с помощью специальных утилит (Victoria, MHDD, Hitachi Fitness Tools, SeaTools). В том числе возможна настройка и параметра AAM отвечающего за акустический шум при работе жесткого диска. Переключение жесткого диска в малошумный режим приводит к снижению производительности в среднем на 5-25 %, но делает шум при работе практически неслышным.
[править] Твердотельные накопители
Такие накопители обладают большей скоростью доступа, меньшим энергопотреблением, не содержат движущихся частей и теоретически обладают большей надежностью. При этом они совершенно бесшумны.
Все же пока они достаточно дороги и не всегда доступны. Samsung выпустила первые ноутбуки с подобными накопителями, но их стоимость высока, а емкость меньше, чем у традиционных.
[править] Карты Compact Flash
Некоторые пользователи используют карты Compact Flash для загрузки. С помощью адаптера такая карта подключается к стандартным разъёмам IDE и распознается как обычный накопитель. При их бесшумности и малой потребляемой энергии они очень удобны, но обладают небольшой емкостью, и довольно дороги.
К тому же, они обладают определенным ограничением на количество обращений к каждому сектору данных, после чего данные перестают читаться и записываться. Тем не менее, существуют карты с повышенным числом обращений к данным, и отказы легко заметить на ранних стадиях (в отличие от жесткого диска, который нередко отказывает целиком). Карты небольшой емкости достаточно дешевы, и некоторые операционные системы вполне могут умещаться на них целиком (различные варианты GNU/Linux и не поддерживаемые более Microsoft Windows).
Скорость чтения с карты ниже, чем с жесткого диска, но скорость доступа выше и также быстрее происходит их совершенствование.
[править] USB-флэшки
Могут использоваться так же как и CF-карты, и обладают теми же достоинствами и недостатками. Поскольку многие BIOS сейчас поддерживают загрузку с USB-накопителей, использование их для хранения операционной системы вполне оправданно.
[править] i-RAM
Для замены жестких дисков было найдено решение, состоящее из адаптера под названием i-RAM. С одной стороны он подключается к стандартному проводу SATA, а с другой содержит 4 слота для обыкновенных модулей памяти DDR или DDR2. Такой блок распознается компьютером как обычный диск и может быть загрузочным. Его скорость сдерживается возможностями SATA-интерфейса, но, тем не менее, значительно опережает параметры любого жесткого диска и не зависит от фрагментации (скорость передачи до 3 ГБ/с, в 25 раз больше; время доступа почти нулевое). Чтобы не потерять записанные данные, такой диск нуждается в постоянном питании, для этого он подключается к шине PCI и получает питание даже во время режима сна, а для периодов отключения питания содержит аккумулятор емкостью на 16 часов. Стоимость гигабайта данных довольно высока, но время загрузки и выполнения типичных операции резко сокращается, а кроме того, диск совершенно бесшумен.
[править] За и против твердотельных накопителей
Все варианты твердотельных накопителей предлагают небольшой объем, но чрезвычайно хорошую скорость. Могут быть использованы для хранения небольших, но часто используемых данных: операционной системы, браузера, текстового редактора. Другие данные и программы могут содержаться на жестких дисках, и они могут быть выключены большую часть времени. Еще один вариант — использование удаленных сетевых дисков. При этом небольшие CF-карты или USB-накопители помогут сделать процесс загрузки быстрее.
[править] Корпуса
Корпуса с пониженным шумом, такие как Antec Р180 и Antec 150 содержат воздушные каналы и внутренние переборки для улучшения воздушного потока и термоизоляции компонентов. Например, в Р180 блок питания собран в нижнем отдельном отсеке, что позволяет ему охлаждаться не нагретым воздухом, и обходиться меньшей мощностью вентилятора. Точно такой же прием использовала Apple в своих станциях G5.
Корпус Antec Sonata считается одним из самых тихих, но новая модель Р180 обладает еще лучшими характеристиками.
Внутренняя часть корпуса может быть выстлана звукопоглощающим материалом, что дает следующие преимущества:
- смягчение вибрации;
- уменьшение амплитуды вибрации за счет увеличения массы корпуса;
- поглощения шума, создаваемого воздушными потоками.
Определенное значение имеют также решетки, через которые воздух попадает внутрь корпуса. Они не должны препятствовать потоку воздуха или создавать завихрения. В «тихих» корпусах применяют ячеистые решетки или еще более эффективные «проволочные», которые гораздо лучше устаревших штампованных. Такие корпуса, к тому же, поставляются с уже тихими вентиляторами и источниками питания.
[править] Zalman TNN
Компания Zalman предлагает свое решение для тихого компьютера - корпусы серии TNN (totally no noise). С помощью тепловых трубок тепло отводится к боковым стенкам корпуса, которые за счет своего размера и конструкции могут эффективно рассеивать тепло в окружающую среду.
Это позволяет сделать систему охлаждения эффективной и полностью бесшумной.
[править] Центральный процессор
Тепловыделение процессора зависит от его марки, модели и производственного процесса. Например, Intel Pentium 4E (Prescott) считается одним из самых горячих ЦП. Напротив, AMD Athlon никогда сильно не нагревается.
Количество тепла может быть снижено за счет уменьшения напряжения питания, но такая мера может потребовать и уменьшения тактовой частоты. Более низкая тактовая частота сама по себе немного снижает нагрев и потребление энергии.
В современные процессоры как правило, встраиваются механизмы замедления и снижения напряжения питания при отсутствии нагрузки: Cool’n’Quiet и EIST.
[править] Современные экономные процессоры
- AMD K8. Чем новее модификация, тем лучше экономия. Процесс 65 нм.
- Intel Core и Core 2
- Intel Pentium M и Celeron M (без технологии SpeedStep)
- все процессоры VIA и Transmeta
[править] Вентиляторы
Интенсивность шума меняется не только от марки к марке и от модели к модели, но и между разными экземплярами. Как правило, для уменьшения шума стараются применять 120-мм вентиляторы. Выпускаются даже 140-мм вентиляторы, но они редко умещаются на стандартных радиаторах.
Регулировать скорость вращения можно с помощью специального контроллера. Кроме того, можно запитывать вентилятор не от 12 В, а от 5 В (или даже подключить его между цепью в 12 и цепью в 5 В, что даст приблизительно 7 В). Это сильно снижает его скорость, но не все модели запускаются — большинство нормально работает при 5 В в раскрученном состоянии, но не может стартовать при таком напряжении питания. Некоторые контроллеры поэтому изначально подают 8-12 В, а затем снижают напряжение до 5 В.
Самыми тихими моделями считаются (2006 г.) Nexus, Yate Loon и (не все) Scythe. В условиях незатрудненного доступа воздуха также подходят вентиляторы Noctua. Нужно заметить, что иногда фирмы-изготовители неправильно замеряют шум своих моделей, располагая датчики на слишком большом расстоянии.
Сравнительно недавняя разработка — пьезоэлектрический вентилятор Intel, который работает тише, чем модели с электромотором, и потребляет значительно меньше энергии.
[править] Источники питания
Четыре фактора влияют на шум, производимый блоком питания: вентилятор внутри и его контроллер, управляющий скоростью, КПД всего устройства, площадь теплообменников и сопротивление проходящему потоку воздуха. В последнее время производителям удается улучшать все эти параметры.
Если весь компьютер достаточно тих, гудение трансформатора в блоке питания может стать заметным шумом.
Итак, пользователь может предпринять следующие меры:
- самостоятельно заменить вентилятор внутри блока питания.
- Установить безвентиляторный блок. Такие блоки обладают меньшей мощностью, содержат большие рассеиватели тепла и должны устанавливаться в хорошо вентилируемых корпусах.
- Обеспечить свободный доступ не нагретого воздуха к блоку питания, в отличие от типичных конструкций, где воздух проходит сначала через внутренние компоненты и встречает несколько препятствий на своем пути. Такой вариант предлагают, например, сегментированные корпуса Antec P180.
[править] Материнские платы
На современные материнские платы устанавливают, как правило, электронные контроллеры вентиляторов. Избыточное тепло выделяется на них микросхемами «северного моста». Для его охлаждения устанавливается небольшой, но шумный вентилятор, например, как в чипсете nForce4. Некоторые производители вместо этого используют большие пассивные рассеиватели тепла, что избавляет от шума, но требует хорошего охлаждения пространства внутри корпуса.
Некоторые материнские платы создают гудение своими катушками индуктивности.
[править] Мониторы
CRT-мониторы создают трансформаторное гудение, этим же могут страдать блоки питания LCD-мониторов. Высокочастотный звук, который могут издавать LCD-мониторы, становится тише всего при 100%-яркости.
[править] Оптические накопители
Их можно делать тише при помощи программ-замедлителей, таких, как Nero Drivespeed, или полностью заменять на программные эмуляторы, например Daemon Tools. Можно также использовать внешние накопители, предназначенные для ноутбуков, которые работают тише, не в последнюю очередь благодаря меньшей скорости.
[править] Жидкостное охлаждение
Жидкостное охлаждение бывает оптимизированным либо для максимально тихой работы, либо для максимального охлаждения, но не одновременно. Из-за наличия вентилятора и насоса такие системы могут быть более шумными, чем традиционное охлаждение, но недавние технологические успехи позволили им быть одновременно и эффективными и тихими. Тем не менее, такой вид охлаждения требует бо́льших знаний и бо́льших затрат. Из тихих популярны системы Zalman Reserator, однако самостоятельно собранная пользователем конструкция может быть ничем не хуже, и лишь ненамного громче.
[править] Готовые тихие системы
Тихими считаются[кем?] некоторые компьютеры Apple Inc. В частности, не выпускаемая более модель G4 Cube содержала минимум движущихся частей и становилась очень тихой после замены стандартного жесткого диска на более новый тихий. Современные[когда?] модели Mac mini и iMac полагаются всего на один вентилятор и ноутбучный жесткий диск и потому работают почти бесшумно.
Можно считать тихими ПК, выпущенные компанией Dell, если сравнивать со стандартными моделями, но самодельные тихие ПК легко их опережают.
[править] См. также
- Automatic Acoustic Management
- Активное шумоподавление
