Оригинал материала: https://3dnews.ru/972598

Как собрать мощный, но абсолютно бесшумный ПК. Обзор системы охлаждения «Теркон-КТТ»

Принцип работы технологии. Технические характеристики и особенности конструкции системы

Постоянные читатели 3DNews наверняка слышали про российскую компанию «Теркон-КТТ». Например, в прошлом году мы выпустили репортаж с выставки ISC 2017, на которой представители екатеринбургской фирмы показали ряд устройств, основанных на контурных тепловых трубках (КТТ, английская аббревиатура — LHP), способных охлаждать практически любые вычислительные системы: от планшетов и моноблоков до авиационных бортовых компьютеров и космической техники. Естественно, лабораторию 3DNews заинтересовали разработки отечественного производителя. В итоге к нам на тест приехал системный блок под названием «Глава» — компьютер без вентиляторов, процессорное охлаждение которого основано на LHP-технологии.

#Принцип работы LHP-технологии и применение в компьютерной технике

Однако знакомство с техникой «Теркон» предлагаю начать с… корпуса Calyos NSG S0, о котором мы неоднократно писали на сайте. Впервые прототип этого устройства показали на выставке Computex 2017, а уже затем была проведена очень успешная кампания на площадке Kickstarter. Так, всего за 30 часов был заказан 461 корпус общей стоимостью 262 480 евро. Как видите, энтузиастов по всему миру привлекла сама идея — собрать мощный, но абсолютно бесшумный ПК. Сейчас Calyos NSG S0 можно заказать на официальном сайте производителя за 1 000 евро.

Calyos NSG S0

Корпус Calyos NSG S0

В этом корпусе имеется два независимых контура охлаждения на основе эффекта фазового перехода. Испарители устроены так, что циркуляция теплоносителя обеспечивается за счет капиллярного эффекта. Они дополнены расширительными бачками. С помощью тепловых трубок эта часть контура соединена с испарителями высокого давления для процессора и графического ядра. Производитель заявляет, что в полностью пассивном режиме данная система способна без проблем рассеивать до 475 Вт тепловой энергии. Устройство «Теркон», о котором пойдет речь далее, работает по схожему принципу.

Хладагент в контурных тепловых трубках находится в двух состояниях: жидком и газообразном. Система работает по замкнутому испарительно-конденсационному циклу и использует капиллярное давление для прокачки теплоносителя. Схема работы КТТ представлена на картинке выше. 

Такой тип устройства обладает рядом преимуществ в сравнении с обычными теплотрубками. Во-первых, у КТТ существенно более высокая теплопередающая способность. При этом эффективность передачи тепла не зависит от ориентации в пространстве — то есть работает и в гравитационном поле, и в невесомости. Во-вторых, технология позволяет создавать разнообразные конструкторские решения, некоторые из которых мы уже показывали. Наконец, в-третьих, такие устройства имеют высокую надежность и длительный рабочий ресурс. Системы охлаждения на базе LHP-технологии не требуют подключения электричества, не склонны к протечкам, да и вообще в таких устройствах ломаться особо нечему. Собственно говоря, поэтому контурные тепловые трубки и используются в космической отрасли.

В роли капиллярной структуры могут использоваться медь, нержавеющая сталь, никель, титан и другие материалы. А вот хладагент в КТТ «Теркон» может быть разным. У компании есть разнообразные разработки, в которых используется вода, аммиак, метанол, этанол, ацетон и фреоны.

Invasion Labs PROJECT MARS

Invasion Labs PROJECT MARS: системный блок на базе охлаждения "Теркон-КТТ"

Технология контурных тепловых трубок хорошо подходит для организации охлаждения компьютерной техники. Причем полностью пассивная СО способна эффективно работать с самым мощным железом. Например, за плечами компании «Теркон» есть успешный опыт сотрудничества с питерским сборщиком Invasion Labs. На выставке Computex 2018, прошедшей этим летом в Тайбэе, был представлен системный блок PROJECT MARS, который, чего скрывать, очень сильно напоминает ранее упомянутый проект Calyos NSG S0. Полностью пассивная система охлаждения «Марса» способна эффективно охлаждать две видеокарты GeForce GTX 1080 Ti и 18-ядерный центральный процессор Core i9-7980XE. За отвод тепла всех нагревающихся элементов системного блока отвечают три испарителя и два массивных алюминиевых радиатора. 

#Технические характеристики и особенности конструкции

К нам в редакцию приехал, конечно, не PROJECT MARS, но и это устройство компании «Теркон» заслуживает должного внимания. К сожалению, у системы охлаждения нет конкретного названия — в официальной листовке екатеринбургского производителя она значится как «Компьютеры "Теркон" на основе LHP-технологии». Ниже в таблице приведены основные характеристики системы охлаждения, о которой пойдет речь далее.

Система охлаждения «Теркон-КТТ»
Тип устройства Пассивное охлаждение для центрального процессора, технология контурных тепловых трубок
Материалы Медь, нержавеющая сталь, алюминий
Хладагент Фреон
Размеры радиатора 300 × 410 × 22 мм
Совместимость Платформы Intel LGA1150/1151/1155/1156
Цена 11 000 руб. (вместе с корпусом Thermaltake Core G3)

Вообще, «Теркон-КТТ» предлагает три системных блока на выбор. Компьютер «Абзац» (20 880 руб.) базируется на центральном процессоре AMD E2-3800 и имеет 2 Гбайт оперативной памяти, а также SSD объемом 60 Гбайт. В системном блоке «Параграф» (33 500 руб.) установлены Pentium G4600, 4 Гбайт ОЗУ и 120 Гбайт SSD. Наконец, в компьютере «Глава» (40 900 руб.) используется 2-ядерный чип Core i3-7100, 8 Гбайт оперативной памяти и твердотельный накопитель на 240 Гбайт. Он-то и прибыл к нам в редакцию. В системных блоках «Параграф» и «Глава» используется корпус Thermaltake Core G3, на который установлена фирменная система охлаждения. Заказать любой из этих ПК можно на официальном сайте «Теркон».

Понятно, что речь идет о простеньких офисных системниках на базе уже откровенно устаревших комплектующих. Поэтому компьютер «Глава» мне был не особо интересен. К с частью, корпус Thermaltake Core G3 вместе с системой охлаждения можно заказать на сайте «Теркон» отдельно — на момент написания статьи такой тандем стоил 11 000 рублей. На базе этих комплектующих я решил собрать более мощную систему. Гораздо более мощную.

На вопрос, чем же обусловлен выбор корпуса Thermaltake Core G3, мне ответили достаточно ожидаемо: «Он компактный, в нем хватает пространства для практически любой материнской платы, и корпус идеально подошел под размеры радиатора». Действительно, со стороны кажется, будто боковая стенка у модели Thermaltake так и должна выглядеть. Однако вместе с компьютером шла подробная инструкция по установке системы охлаждения, то есть закрепить ее на стенке какого-нибудь другого корпуса не составит особых проблем. Главное, чтобы испаритель и контурные теплотрубки спокойно прошли через окошко на заградительной стенке кейса. И все же в боковой стенке другого корпуса придется сделать несколько отверстий.

Кстати, производитель заменил у корпуса ножки, чтобы конструкция была более устойчивой. Действительно, пустой Core G3, на стенке которого закреплен радиатор системы охлаждения, неустойчив — корпус так и норовит завалиться на бок. При этом никаких претензий к устойчивости системного блока в собранном виде нет.

   

Радиатор имеет относительно небольшие размеры — 300 × 410 мм. Он выполнен из алюминия, но покрашен черной матовой краской. Радиатор насчитывает 37 ребер, высота каждого гребня составляет 18 мм. По словам представителей компании, данный радиатор может отводить до 100 Вт тепла в пассивном режиме. При этом у КТТ таких ограничений нет: трубки могут передавать и 300 Вт энергии — тут главное успевать отводить тепло. В качестве хладагента используется фреон, но вот какой именно — секрет.

Испаритель у системы охлаждения небольшой — он выполнен в виде медного бруска размерами 20 × 35 × 42 мм. Такой площади контакта достаточно, чтобы целиком накрыть чипы для платформ Intel LGA1150/1151/1155/1156. Думаю, не будет проблем и с охлаждением процессоров AMD Ryzen, хотя в комплекте с КТТ шла система крепления исключительно под решения Intel — это слегка модифицированный крепеж компании Deepcool. Наверняка аналогичную прижимную систему можно сделать и для платформ AM4/AM3+/FM2/FM1. А вот для процессоров Ryzen Threadripper и Skylake-X такой испаритель не подойдет — у него слишком маленькая площадь соприкосновения.

От испарителя с одной стороны отходит тоненькая стальная трубка, внешний диаметр которой составляет 2 мм. С другой стороны к нему приварен стальной цилиндр — в нем накапливается хладагент.

Thermaltake Core G3 — корпус необычный. В частности, видеокарта в нем устанавливается при помощи гибкого шлейфа вверх тормашками. Из-за этого нет смысла использовать в игровой системе на базе Core G3 материнские платы форм-факторов ATX и даже mATX — большая часть слотов расширения просто будет перекрыта графическим адаптером. Лучший выбор здесь — mini-ITX-решения. Максимальная высота процессорного кулера, который совместим с этим корпусом, не должна превышать 110 мм. В основном Core G3 предназначен для использования необслуживаемой системы водяного охлаждения. А еще Thermaltake Core G3 поддерживают установку исключительно блоков питания форм-фактора SFX.

По этим причинам я решил собрать тестовый стенд на основе материнской платы ASRock Fatal1ty Z370 Gaming-ITX/ac. Испаритель системы охлаждения «Теркон» был установлен на 6-ядерный процессор Core i5-8600K. В таком виде и производились все тесты.  Очень жаль, что конструкция устройства не имеет еще одного испарителя, который можно было бы закрепить на GPU, — видеокарту пришлось оставить с "родным" охлаждением.

Тестирование. Выводы

#Тестирование 

Полностью тестовый стенд выглядит следующим образом: 

  • Центральный процессор Intel Core i5-8600K, 3,6 (4,3) ГГц, 6/6 ядер/потоков, 95 Вт TDP.
  • Материнская плата ASRock Fatal1ty Z370 Gaming-ITX/ac.
  • Видеокарта NVIDIA GeForce GTX 1060 6 Гбайт.
  • Оперативная память DDR4-2666, 2 × 8 Гбайт.
  • Твердотельный накопитель Kingston SA400S37/120G 120 Гбайт.
  • Блок питания FSP Dagger 600 Вт.
  • Корпус Thermaltake Core G3.
  • Система охлаждения «Теркон-КТТ» + термопаста ARCTIC MX-4.

На твердотельный накопитель была установлена Windows 10 Pro x64. Тестирование эффективности системы охлаждения проводилось в корпусе, установленном вертикально, в полностью собранном состоянии. Центральный процессор в течение 30 минут нагружался при помощи программы LinX 0.7.0. Мониторинг температурных показателей выполнялся приложением HWiNFO64 5.74. Целиком система нагружалась в компьютерной игре «Ведьмак-3: Дикая охота», при максимальных настройках качества графики в разрешении Full HD, в течение двух часов.

Выше на скриншоте наглядно показано, почему тестировать системный блок «Глава» вообще не интересно. Система охлаждения при температуре в помещении 27,8 градусов Цельсия не позволила двухъядерному Core i3-7100 нагреться выше 65 градусов Цельсия в LinX. А это значит, что при выполнении офисных приложений центральный процессор всегда будет холодным. Скучно — и в целом прогнозируемо. Вот с Core i5-8600K КТТ компании «Теркон» явно придется попотеть. Как показывают наши тесты, этот чип не отличается холодным нравом.

Температура помещения — 27,8 °C

Температура в помещении — 27,8 °C

 
Температура помещения — 20 °C

Температура в помещении — 20 °C

 
Температура помещения — 23,3 °C

Температура в помещении — 23,3 °C

Обратите внимание на одну очень важную особенность тестирования. Мы имеем дело с полностью пассивной системой охлаждения ЦП, поэтому эффективность работы этого устройства серьезно зависит от температуры окружающей среды, а также от наличия сквозняков в помещении. Для большей наглядности я решил протестировать СО «Теркон» в разных условиях — при температурах 20, 23,3 и 27,8 градуса Цельсия соответственно. Результаты представлены на скриншотах выше.

Даже в самых суровых условиях (хотя бы в этом году лето в Москве оказалось жарким) контурные тепловые трубки «Теркон» справляются со своей задачей. Полчаса стресс-теста в LinX 0.7.0 — и температура самого горячего ядра Core i5-8600K поднялась до 92 градусов Цельсия. Система работает полностью стабильно, сброса тактовой частоты нет.

Обратите внимание, что Core i5-8600K под нагрузкой работает на тактовой частоте 4,3 ГГц, хотя по умолчанию при загрузке всех шести ядер этот чип должен функционировать на частоте 4,1 ГГц. Это маленькие хитрости производителей. Подобные «фокусы» вы могли видеть в сравнительном тесте материнских плат на базе чипсета Z270 Express, но раз система даже при температуре в помещении 27,8 градуса Цельсия оказалась полностью стабильной, то я решил ничего не менять в BIOS ASRock Fatal1ty Z370 Gaming-ITX/ac.

При снижении температуры окружающей среды система охлаждения «Теркон», что совсем не удивительно, стала работать еще эффективнее. Температура самого горячего ядра 6-ядерника в других условиях снизилась до 85 и 81 °C соответственно. Если честно, меня такие результаты очень впечатлили. Первоначально предполагалось, что в тестовом стенде будет использоваться Core i5-8400, который, конечно же, заметно холоднее Core i5-8600K.

   

Наш тестовый стенд получил не полностью пассивное охлаждение — все же вентиляторами оснащены видеокарта и блок питания. Однако обдув околосокетного пространства во время испытаний не осуществлялся. В недавнем сравнительном тестировании дешевых H310-плат мы выяснили, что экономия на конвертере питания и отсутствие даже пассивного охлаждения на элементах цепи приводит к их перегреву и, как следствие, нестабильной работе центрального процессора. Даже если в компьютере используется младший 6-ядерник Core i5-8400. Материнская плата ASRock Fatal1ty Z370 Gaming-ITX/ac — пример устройства с отличной подсистемой питания и с отличной же системой охлаждения. Как такового обдува в Thermaltake Core G3 нет, но нет и перегрева конвертера питания. Это хорошо видно по снимкам с тепловизора, сделанным при комнатной температуре 27,8 градуса Цельсия. Максимальный показатель нагрева элементов материнской платы составил всего 67 градусов Цельсия под нагрузкой в программе LinX. Так что если вас заинтересовала СО «Теркон» и вы планируете на ее основе собрать игровой ПК, то ни в коем случае не экономьте на материнской плате.

Сам радиатор, который должен отводить тепло от контурных теплотрубок, нагревается до 40-48 градусов Цельсия. Если расположиться рядом с Thermaltake Core G3, то такой нагрев становится заметным.

Температура помещения — 27,8 °C

Температура помещения — 27,8 °C

 
Температура помещения — 23,3 °C

Температура помещения — 23,3 °C

Естественно, абсолютное большинство программ не нагружает центральный процессор так, как это делают приложения уровня LinX и Prime95. Получается, если система работает стабильно во время стресс-тестирования, то она будет работать стабильно всегда. Например, в играх Core i5-8600K вообще не может разогреть систему «Теркон». Так, при температуре окружающей среды 27,8 °C температура самого горячего ядра 6-ядерника составила всего 57 °C, а при температуре в помещении 23,3 °C — 51 °C.

Запас прочности у СО «Теркон» приличный. Его, в частности, хватило, чтобы еще несколько разогнать Core i5-8600K. В BIOS материнской платы в режиме Offset напряжение CPU было увеличено на 0,05 В, множитель поднят на две единицы и выставлен пятый уровень Load-Line Calibration. Что ж, при температуре окружающей среды 23,3 °C процессор абсолютно стабильно работал на частоте 4,5 ГГц. Температура самого горячего ядра 6-ядерника увеличилась до 98 градусов Цельсия. Очевидно, что контурным теплотрубкам «Теркон» вполне по силам охладить и 6-ядерный Core i7-8700K. А если процессор еще и скальпировать…

Для большей наглядности я достал со шкафа изрядно запылившийся кулер Thermalright Macho Zero, который тоже предназначен для работы в пассивном режиме. Так как это устройство не помещается в Thermaltake Core G3, то тестирование проводилось на открытом тестовом стенде при комнатной температуре 23,3 °C.

Нагрузка в виде LinX оказалась непосильной задачей для «Мачо» — при достижении 100 градусов Цельсия частота Core i5-8600K начала стремительно снижаться с 4,3 до 3,5 ГГц, то есть появился троттлинг в 100 МГц. В играх Thermalright Macho Zero проявил себя гораздо лучше, но все равно не так выразительно, как система охлаждения «Теркон». 

Понятно, что установка на кулер Thermalright любого вентилятора кардинальным образом изменит ситуацию. Этот кулер в активном режиме работы способен эффективно охладить любой существующий чип для популярных платформ AMD и Intel. И все же наш небольшой эксперимент, на мой взгляд, наглядно показал, насколько контурные теплотрубки «Теркон» работают эффективнее обычного башенного кулера.

Температура помещения — 23,3 °C (Thermalright Macho Zero)

Температура помещения — 23,3 °C (Thermalright Macho Zero)

 

Температура помещения — 23,3 °C (Thermalright Macho Zero)

Температура помещения — 23,3 °C (Thermalright Macho Zero)

 

#Выводы

В комментариях к новостям про корпус Calyos NSG S0, о котором я рассказывал в самом начале статьи, на том или ином сайте обязательно обнаруживается скопление скептиков. Местным экспертам известно все заранее: работать не будет, перегрев обеспечен, и вообще все железо сразу же сгорит. Однако знакомство с контурным охлаждением «Теркон» стало для меня пусть и не большим, но открытием. Как оказалось, устройство отлично справляется со своей задачей, ведь эффективно охлаждать разогнанный Core i5-8600K может далеко не каждый кулер с вентилятором. Следовательно, у систем на основе технологии КТТ есть перспективы. Как минимум с оборудованием «Теркон» было интересно поработать.

Абсолютная бесшумность компьютерной системы — вещь спорная. В продаже полно качественных вентиляторов и кулеров, которые способны работать очень тихо. Однако «очень тихо» и «абсолютно бесшумно» — это, согласитесь, разные понятия.

Этот обзор обязательно прочтут представители компании «Теркон», поэтому российскому производителю пожелаю расширить список выпускаемой продукции. Например, выпустить комплект не только для охлаждения CPU, но и для отвода тепла от GPU — такое решение обязательно найдет отклик среди энтузиастов.

В разделе «Кулеры для ЦП» на нашем сайте уже давно не было обзоров по-настоящему необычных устройств, поэтому разработка отечественной компании получает награду «Инновации и дизайн». За то, что мы можем собрать мощный и абсолютно бесшумный компьютер.

За инновации и дизайн


Оригинал материала: https://3dnews.ru/972598