Термодинаміка — сувора наука, що загрожує всесвіту тепловою смертю, і нехтування її законами під час складання комп’ютера призводить до фатальних наслідків. Не для світу, але для дорогої електроніки — точно.
Якими б перевагами не володіли б фреонки, елементи Пельтьє, басейни з сухою водою і трансформаторною олією, замкнуті рідинні контури та інші радощі оверклокерів — найпоширенішими для ПК були і залишаються системи повітряного охолодження.
Збірка комп’ютера не та справа, в якій підстерігає багато несподіванок — дотримуйся інструкції і все запрацює, але коли справа доходить до тонкощів, починають ламатися списи. Одна з таких битв розгортається навколо організації ефективного повітряного охолодження.
На просторах мережі відстоюють свої позиції адепти найрізноманітніших схем, загубитися серед яких — раз плюнути. Погіршує ситуацію і безліч змінних: від характеристик вентиляторів і теплового пакету компонентів, до інтер’єру корпусів і акуратності збірки.
У таких умовах отримати об’єктивні дані можна тільки на практиці. Замість того, щоб сліпо приєднатися до прихильників того чи іншого підходу, я взявся за викрутку.
Методика тестування та зауваження до неї.
Перш ніж продовжити, слід окремо обумовити низку моментів.
Я не ставив за мету перепробувати всі можливі варіанти розміщення вентиляторів, яких дуже багато (у цьому ви незабаром переконаєтеся).
Питання ефективності антипилових фільтрів не розглядалося. Я нехтував ними, коли це було необхідно, щоб спробувати потенційно цікаву конфігурацію вентиляторів. Те саме стосується позитивного і негативного тиску повітряних потоків.
Оскільки я мав справу з єдиним корпусом і набором заліза, зроблені висновки справедливі для конкретного випадку і не претендують на 100% істинність і універсальність. Дослідження наближене до польового, тож використані компоненти не є новими і мають за плечима певний термін служби. Це дає змогу однозначно говорити про стабільність системи і гарантує, що отримані цифри наближені до середніх показників ПК, що активно експлуатується, з урахуванням природного зносу компонентів. Водночас необхідно зауважити, що для більшої частини аналогічного заліза, щойно розпакованого і встановленого, середні температури будуть на 0.2 — 0.7 градусів нижчими, а для відеокарти значно нижчими, аж до 5-7 градусів Цельсія різниці під навантаженням.
Кулери процесора і відеокарти працювали в автоматичному режимі. Порівняння ефективності термоінтерфейсів і повороти процесорного кулера не проводилися. Я сконцентрував увагу на корпусі і розташуванні вентиляторів.
Тестування проходило як у режимі простою, так і під навантаженням. Компоненти розігрівалися за допомогою тесту стабільності системи, що входить до комплекту AIDA 64. Тривалість етапу головним чином визначалася моментом досягнення стабільної температури відеокарти, яка припиняла збільшувати оберти кулерів. Зазвичай, близько 10 хвилин. Інформацію з датчиків плат знімали тим самим інструментом.
Специфікації платформи Define R5
- — Сумісність із материнськими платами: ATX, MicroATX, MiniITX;
- — 7 слотів розширення;
- — 2 знімні кошики 5.25″;
- — 8 відсіків 3.5″ HDD (можуть вміщати 2.5″); 2 відсіки 2.5″ для SSD;
- — 4 пластини ModuVent: три зверху й одна збоку;
- — 9 посадкових місць для вентиляторів;
- — Максимальна висота процесорного кулера 180 мм;
- — Блоки живлення ATX до 190/170 мм із нижнім встановленням вентилятора 120/140 мм. Якщо нижнє посадкове місце для вентилятора не використовується, то допускається встановлення блоків живлення завдовжки до 300 мм;
- — Графічні плати довжиною до 310 мм із верхнім розташуванням кошика для жорстких дисків. У разі знятого кошика можливе встановлення графічних плат завдовжки до 440 мм;
- — 20 — 35 мм простір для прокладання кабелів за материнською платою
- — Фіксатори на липучках;
- — Змінний напрямок відкриття передніх дверцят;
- — Доступні кольори: чорний, титан (чорний корпус, передня панель титанового кольору), білий
- — Габарити корпусу — Ш x В x Г: 232 x 451 x 521 мм;
- — Габарити корпусу — з ніжками/виступами/гвинтами: 232 x 462 x 531 мм;
- — Вага нетто: 10.7 кг;
- — Габарити упаковки — Ш x В x Г: 327 x 615 x 540 мм;
- — Вага в упаковці: 12.5 кг.
Короткий огляд платформи
Віддалено нагадує кубриківський моноліт, Fractal Design Define R5 примітний лаконічним суворим дизайном, безліччю варіантів організації внутрішнього простору і масою приємних нюансів.
Суцільні передні дверцята шляхом не хитрих маніпуляцій з викруткою і чотирма гвинтами переважуються, тож доступ до DVD-приводу або картрідера однаково зручний незалежно від того, з якого боку від користувача стоїть комп’ютер. Дверцята підбиті шумопоглинаючим шаром і приховують вентиляційні решітки, які швидко вкриваються пилом і мають неестетичний вигляд. Як сильно масивна перешкода на шляху повітряного потоку позначатиметься на температурі компонентів, ще належить з’ясувати.
Ще один важливий момент — заглушки ModuVent, що прикривають вентиляційні отвори на верхньому торці корпусу і праворуч на боці. З їхньою допомогою можна направити і сконцентрувати повітряні потоки і, головне, помітно приглушити шум.
Корпус просторий, у ньому вистачає місця як для прокладання проводів, так і для встановлення наймонструозніших компонентів. Крім того, його внутрішня архітектура легко перебудовується. Стійка для накопичувачів і п’ятидюймових пристроїв розбирається дощенту. Можна залишити один маленький кошик для жорстких дисків і зрушити його до центру корпусу, можна взяти кошик більшої місткості, і підняти його наверх, закріпивши під або навіть замість кошика для 5 дюймових пристроїв.
Мало не забув. 9 позицій корпусних вентиляторів розміром від 120 до 140 мм розподілено так: два пропелери на передній панелі, один на задній, три — на верхній, два внизу і один на бічній кришці. Простір для експериментів великий.
Для контролю пропелерів передбачено вбудований реобас на три лінії. Без перехідників до нього вийде під’єднати тільки 3-pin вентилятори.
Складальний процес у Define R5 не представляє складності навіть для людини не підготовленої, і це написано не заради красного слівця. Тестовий стенд було довірено випробуваному, який ніколи раніше ПК не збирав, і вже через годину з гаком система запрацювала в новому кожусі.
Хочеться окремо похвалити зручні стяжки для кабелів, і відсутність неприємних несподіванок на кшталт металевих задирок і гострих кромок.
Незважаючи на високий загальний рівень виконання продукту, пару дрібних недоліків у корпусі все ж вдалося виявити. Фільтри на вхідних отворах злегка «кошлатяться». Висунуті з них волокна можуть потрапити у вентилятори, так що довелося попрацювати ножицями.
Крім того, виявилося, що під час встановлення п’ятислотового кошика для жорстких дисків у нижню позицію, санчата одного з накопичувачів упираються в бічну панель корпусу. Витягти або додати нижній диск, не знімаючи кошика, за всього бажання не вийде.
Інструкція до корпусу загалом зрозуміла, але через те, що пакетики з гвинтами не пронумеровані, їх часом плутаєш.
І ще одна маленька деталь, на яку звертаєш увагу — не віброізольована стінка за блоком живлення. Якщо стоїть він на гумових прокладках, то під болти, що притягують блок ззаду, довелося помістити кільця, що залишилися після мікроапгрейда механічної клавіатури.
Головна проблема конструкції розкрилася вже на стадії тестування, про неї я розповім у відповідному розділі.
Специфікації та короткий огляд охолодження
Define R5 забезпечується двома 140-мм вентиляторами Dynamic GP-14. До них на додаток були взяті дві вертушки нового покоління Dynamic X2 GP-14.
Базові характеристики у них збігаються, тож різницею в межах тесту можна знехтувати:
- — Розміри: 140x140x25 мм;
- — Білі лопаті, чорна рамка;
- — 3-піновий конвектор;
- — 7 лопатей;
- — Швидкість обертання: 1000 об/хв;
- — Шум 18.9 дБ;
- — Максимальний повітряний потік: 68.4;
- — Максимальний тиск: 0.71;
- — Вага: 142г;
- — Довжина дроту 500 мм.
Dynamic X2 GP-14 базується на модифікованому гідравлічному підшипнику з більш ніж удвічі збільшеним завдяки LLS ущільненню терміном роботи (100000 годин проти 40000 у першого покоління вентилятора).
В окремих тестах великим побратимам складав компанію 120 мм Dynamic X2 GP-12.
- — Розміри: 120x120x25 мм;
- — Білі лопаті, чорна рамка;
- — 3-піновий конвектор;
- — 7 лопатей;
- — Швидкість обертання: 1200 об/хв;
- — Шум 19.4 дБ;
- — Максимальний повітряний потік: 52.3;
- — Максимальний тиск: 0.88;
- — Вага: 119г;
- — Довжина дроту 500 мм.
Тестовий стенд
Специфікації тестового стенда такі:
- — Процесор — Intel Core i7-2600K, (4MHz)
- — Кулер процесора — Zalman CNPS10X Extreme
- — Системна плата — Gigabyte GA-Z68X-UD3-B3
- — Оперативна пам’ять — CRUCIAL CT51264BA1339J.M8F (4x4GB)
- — Накопичувач — KINGSTON SV300S37A120G
- — Графічна плата — MSI GeForce GTX 970, 4GD5 OC, турбована.
- — Жорсткий диск — Seagate Barracuda
- — Жорсткий диск — Western Digital WD Blue 1 TB (WD10EALX)
- — Блок живлення — Thermaltake TR2 RX 750W
- — Операційна система — Windows 10
Це конфігурація середньої потужності, яка підходить для стрес тестів охолодження навіть краще, ніж зібрана на топових компонентах, через великий сукупний тепловий пакет. Тільки процесор і відеокарта в сумі видають на обігрів приміщення близько 250 Вт, не кажучи вже про решту електроніки. Раніше над її охолодженням працював відомий гарним співвідношенням ціни та ефективності Cooler Master HAF 912 із двома 200 мм вентиляторами, які створювали значний шум. Подивимося, чи зможе Define R5 його перевершити.
Процесорний кулер Zalman Extreme, незважаючи на поважний вік, забезпечує чудовий тепловий режим для процесора з розблокованим множником і підвищеною до 4 МГц тактовою частотою. Парадоксально, але в серії попередніх тестів з’ясувалося, що це створює проблеми для всієї збірки.
Річ у тім, що материнська плата, керуючи підключеними вентиляторами, за замовчуванням орієнтується на температуру процесора, автоматично занижуючи оберти вертушок на шкоду іншим компонентам. Програмне управління додатковими вентиляторами довелося відключити. Втім, там, де це було можливо, під час тестів все одно використовувався реобас.
Ще одна особливість, яку виявили попередні тести — розташування SSD за материнською платою себе не виправдовує. Без обдування, в маленькому замкнутому просторі цей компонент почувається не дуже добре і під час тривалих стрес-тестів розігрівається аж до 39 градусів.
Результати замірів
У тому вигляді, у якому Define R5 постачають із заводу, корпус орієнтований на тихі та холодні системи. Встановлення в нього продуктивних компонентів без модернізації охолодження призводить до перегріву. Особливо страждають материнська плата і відеокарта. Така ситуація спостерігається навіть за максимальної 3 швидкості вентиляторів, під’єднаних безпосередньо до реобаса. (Дані щодо температури наведено на нижній діаграмі). Зняття заглушок ModuVent, як і відкриття передньої панелі, на ситуацію практично не впливає.
Щодо рівня створюваного Define R5 шуму, то в простої, на низьких обертах 3 вентиляторів, виставлених за допомогою вбудованого реобаса, рівень звукового тиску на відстані 30 см від передньої панелі, коливається в межах від 28 до 35 Дб. На другій швидкості вентилятори демонструють трохи помітне збільшення шуму в межах від 30 до 36 Дб. На третій — максимальній швидкості система охолодження видає рівномірний гул у 35 — 40 Дб. Шумоізоляція і використання оптимізованих вентиляторів приносить плоди. Для порівняння, мінімальний рівень шуму HAF 912 становив 38 — 47 Дб, що вже перевищувало умовно комфортний поріг для житлового приміщення.
Додавання додаткового вентилятора підсилює фронтальний повітряний потік і дещо покращує мікроклімат усередині корпусу. І все ж, на мінімальних обертах корпусних вентиляторів температура відеокарти під навантаженням зашкалює, а турбіна час від часу екстрено виходить на максимальні оберти (понад 2300 RPM).
Якщо в базовій конфігурації навантажувати комп’ютер було безпечно тільки на третій швидкості реобаса, то з додаванням другого вентилятора на передню панель, стабільна температура відеокарти досягається вже на другій швидкості. Середня швидкість кулера центрального процесора в режимі простою досягає 941 PRM, відеокарти — 1148 PRM. Під навантаженням показники зростають до 979 і 1707 PRM відповідно.
Напрямок вихідного повітряного потоку можна змінити, знявши верхні панелі ModuVent. Вони тримаються на засувках, і для демонтажу двох із трьох заглушок навіть не доведеться знімати праву корпусну панель.
Для тих, хто віддає перевагу програмному контролю — ще одне важливе зауваження — вентилятори, розташовані одразу за передньою панеллю, чути помітно гірше, ніж усі інші, і за тонкого налаштування охолодження їм можна давати підвищені оберти без побоювання.
Середня швидкість кулера центрального процесора під навантаженням на швидкості 2 досягає 981 PRM, відеокарти — 1840 PRM. На швидкості 3 показники падають незначно (974 PRM для CPU і 1840 PRM для GPU).
Даних уже достатньо, щоб рекомендувати встановлення жорстких дисків у нижню позицію, навпроти фронтального вентилятора. Причому, якщо йдеться про режим простою — немає різниці, в який із двох кошиків. А ось при активній роботі жорстких дисків — тепловий режим кращий, якщо використовувати просторіший кошик і розподілити диски через один.
Показники на графіку зверху були отримані на мінімальній швидкості трьох із чотирьох вентиляторів. До системної плати під’єднано тільки один із них — найнижчий. У випадку зі старим Cooler Master HAF 912 така схема охолодження була найбільш оптимальною. Тут вона не виправдовує надій, але дає поживу для роздумів.
Між 4 і 5 схемами охолодження різниця, що виходить за межі похибки, спостерігається у відношенні температури і швидкості кулера центрального процесора. Завдяки зміщеному вектору тяги ЦП стає комфортнішим у середньому на 1 градус Цельсія, і це за знижених до 893 PRM обертів кулера.
Fractal Design Define R5 бракує посадкового місця під вентилятор на передній панелі, там, де розташовуються заглушки слотів п’ятидюймових пристроїв. З ним продувність внутрішнього простору була б ідеальною.
Тут же, в рамках підготовки до наступного тесту я підняв кошик для жорстких дисків вгору на місце кріплення п’ятидюймових пристроїв. Особливого сенсу в цьому рішенні не виявилося, і на тепловий режим інших компонентів воно не вплинуло. Нижній вентилятор однаково дме на бічну стінку блока живлення, витрачаючи частину ресурсу в холосту, тоді як жорсткі диски без обдування стають тільки гарячішими.
Тепер у хід пішов додатковий 120 мм вентилятор Dynamic X2 GP-12. Хоча встановлення в цю позицію вентилятора передбачено інструкцією, видається, що краще цього не робити. Не схрещуйте промені повітряні потоки. Кріплення тут необхідне головним чином для радіаторів СВО.
Найцікавіше — наостанок. Для встановлення вентилятора на бічну стінку корпусу потрібно викрутити 4 гвинти і видалити підбиту шумопоглинаючим матеріалом заглушку. Цей крок позначається на рівні шуму, куди сильніше, ніж демонтаж верхніх ModuVent. Крізь бічний отвір добре чути роботу кулера відеокарти. І все ж, цей мінус компенсується результатом.
Температура всередині корпусу значно і рівномірно знижується у всіх компонентів, що не дивно, оскільки прямому і потужному повітряному потоку ніщо не перешкоджає.
Допитливе тестування цієї конфігурації підтверджує її високу ефективність навіть під тривалим навантаженням. Температура материнської плати не перевищує 35 градусів Цельсія.
На жаль, за високі показники доводиться платити. На третій швидкості обертання, бічний вентилятор видає неприємне дзижчання, що помітно вибивається із загальної тональності системи охолодження.
Це не наслідок дефекту підшипника або результат неправильного кріплення вентилятора. Для того щоб унеможливити вплив вібрації, я змінив гвинти на гумові «цвяхи», а також надійно закріпив бічну панель корпусу гвинтами, проте позбутися шуму не вдалося.
Проблема криється в аеродинаміці Dynamic X2 GP-14 і перфорації на боці корпусу. Встановлення на його місце Dynamic X2 GP-12 призводить і до зникнення сторонніх звуків, проте ефективність охолодження пропорційно падає у всіх режимах. Можливо, є сенс використовувати на цій позиції інші 140 мм вентилятори, наприклад, Venturi HF-14 того ж виробника.
Ще один, позаштатний спосіб приглушити схему охолодження номер 9, полягає в підборі подовжених гвинтів, якими можна було б закріпити зсередини корпусу разом і вентилятор, і розташовану на деякій відстані від його решітки заглушку
ModuVent. Того ж ефекту нашвидкуруч можна домогтися за допомогою прокладки з картону і двостороннього скотча.
В результаті, аеродинаміка отвору змінюється і дратівливе дзижчання зникає. Ефективність охолодження теж падає, але домогтися компромісу, змінюючи відстань між заглушкою і корпусом цілком можливо. Єдине, що може завадити такій модифікації — нестача місця. Через нестандартну ширину Define R5 вписується в більшість моделей офісних меблів майже без зазорів.
Висновки
Як показала серія тестів, найефективнішим рішенням виявилося встановлення додаткового вентилятора на бічну панель (схема №9). Така конфігурація все ще залишається досить тихою на низьких обертах і чудово відводить тепло від чіпів, що працюють на повну потужність, при збільшенні швидкості вентиляторів.
Якщо ви не встановлюєте обмежень на кількість вентиляторів, додатково має сенс додати на середину верхньої панелі ще один вентилятор із невеликою швидкістю обертання, як було зроблено в конфігурації №5. Це трохи розвантажить кулер центрального процесора і тільки. Все ж, у корпусах з просторим інтер’єром вирішальним фактором виявляється потужність вхідного повітряного потоку.
Вентилятори серії Dynamic продемонстрували гідне співвідношення ціни, ефективності та рівня шуму, проте до якості їхнього виготовлення залишилися питання. Під час тестування один із пропелерів позбувся куточка. Він відламався, варто було сильніше затягнути кріпильний гвинт.
Dynamic X2 GP-12 має сенс купувати в разі, якщо немає можливості встановити аналог більшого розміру. Для цього корпусу GP-12 не актуальні.
Fractal Design Define R5 показав себе, як висококласна платформа: зручна, що налаштовується, і просто має стильний вигляд. Складно знайти щось більш підходяще для складання тихих ПК на базі ATX плат, але це не єдине застосування для цього корпусу. Модульна конструкція дає змогу, пожертвувавши частиною шумоізоляції, організувати ефективне повітряне охолодження гарячих комплектуючих. Не варто забувати і про те, що Fractal Design R5 підтримує внутрішнє встановлення радіаторів систем водяного охолодження, але про це, можливо, наступного разу.
P. S. Скріншоти тестів і додаткові фотографії доступні у файловому сховищі.