Система водяного охлаждения 3R System Poseidon WCL-02


Долгое время благозвучное словосочетание «водяное охлаждение» вызывало неоднозначную реакцию у отечественных компьютерных энтузиастов. С одной стороны, как из теоретических, так и из чисто практических соображений было ясно, что такого рода устройства обладают гораздо более интересной совокупностью технико-эксплуатационных свойств, чем традиционные кулеры, и могут оказать весомую помощь в нелегком деле охлаждения «горячих» высокопроизводительных процессоров. Но с другой стороны, российский рынок продолжал упорно игнорировать нужды и чаяния продвинутых пользователей, оставляя им лишь два «последних патрона»: или потратить бешеные деньги, чтобы отовариться в зарубежных «онлайн-забегаловках» (причем без каких-либо реальных гарантий качества приобретаемой продукции), или же самостоятельно заняться конструированием заветной системы водяного охлаждения, проявив кулибинскую смекалку и недюжинное техническое мастерство. Неудивительно, что в таких «тепличных» условиях далеко не каждый мог пустить в ход свой «последний патрон», и водяное охлаждение по-прежнему оставалось своеобразной богемной прихотью, уделом только избранных компьютерных энтузиастов.

Тем не менее, как высказался в свое время один известный мыслитель: «Все течет, все изменяется». И надо отметить, он в очередной раз оказался прав: за последние несколько месяцев на российском рынке наметились весьма благоприятные течения в область качественных систем водяного охлаждения, предвестником которых стал комплект Poseidon WCL-02 от корейской компании 3R System. Естественно, мы ни коим образом не могли выпустить из внимания факт появления этого «первенца» и оставить его без нашей тщательной проверки. Итак, давайте «прощупаем» систему Poseidon WCL-02, исследуем ее технико-эксплуатационные свойства и посмотрим, что интересного она может нам предложить.

Осмотр, общее впечатление

Poseidon WCL-02, как и большинство других аналогичных продуктов (к сожалению, доступных только на американском или европейском рынках), представляет собой замкнутую систему принудительного водяного охлаждения.

В комплект системы, запрятанной в добротной упаковке, входят:

  • алюминиевый теплообменник
  • алюминиевый радиатор водяного охлаждения
  • водяной резервуар из поликарбонатного стекла
  • погружной насос-помпа
  • гибкая силиконовая трубка
  • вентилятор типоразмера 80х80х25 мм
  • крепеж теплообменника, совместимый с Socket A
  • адаптер под Socket 478
  • реле-включатель для помпы
  • набор крепежных стяжек и саморезов
  • руководство по установке и эксплуатации

Система «подбита» довольно неплохо в части комплектации, однако при более придирчивом рассмотрении все-таки возникает мимолетное чувство, что здесь явно чего-то не хватает. И действительно, о крепеже под Socket 478 и пакетике/тюбике с термопастой корейские создатели Poseidon WCL-02, кажется, совершенно забыли! По идее, на отсутствие термопасты можно спокойно закрыть глаза, поскольку сейчас этого добра в компьютерных магазинах столько, что хоть ложками ешь (кстати, так поступать категорически не рекомендуется ;-)), да и к тому же в джентльменском наборе энтузиаста или оверклокера всегда найдется несколько разнотипных термопаст в более чем достаточном количестве. Но вот отсутствие специализированного крепежа под Socket 478 сразу может сильно разочаровать владельцев платформ на базе Pentium 4: как так, адаптер под Socket 478 есть, а собственно самого крепежа нет!? Ведь раз уж в комплект вложен этот адаптер, то, рассуждая здраво, здесь должны наличествовать и соответствующие крепежные клипсы, чтобы можно было без лишней суеты зафиксировать теплообменник в сокете. Но их там нет, и это весьма существенный минус Poseidon WCL-02! Немного забегая вперед, отмечу, что все-таки есть возможность установить систему на платформе Socket 478, но такая инсталляция на деле оказывается совсем не такой простой, как в случае с Socket A, и требует дополнительных сил и средств. Подробнее об этом чуть позже, сейчас же давайте вернемся к осмотру главных компонентов системы.

Пожалуй, самым главным элементом любой системы водяного охлаждения является теплообменник, именно от его технических качеств (термического и гидравлического сопротивления) во многом зависит общая тепловая эффективность системы. Внешне теплообменник, используемый в Poseidon WCL-02, не вызывает бурю оваций: паяный алюминиевый корпус 72х62х12 мм, выполненный из холоднопрессованных заготовок, и незатейливые штуцеры стандартного полудюймового диаметра, запаянные «на крышку», представляют собой простое и строгое решение без особых технологических изысков.


Однако его внутренняя конфигурация кардинально изменяет первое, не слишком благоприятное впечатление. В отличие от типических многоходовых конструкций (с характерным «лабиринтом» внутренних каналов) здесь мы имеем совершенно иную картину: более 400 тонких прямоугольных стержней сечением около 0,5 мм многослойно «раскинуты» в полости теплообменника параллельно его подошве и аккуратно запаяны на внутренней поверхности торцов.

Как результат, общая поверхность теплообмена увеличивается в разы, что по идее должно самым позитивным образом сказаться на эффективности теплообмена. Конечно, здесь нельзя забывать о росте гидравлического сопротивления, связанном с такой сложной «супермногоканальной» конфигурацией. Потенциально это может свести на нет все преимущества расширенной поверхности теплообмена (какой в ней толк, если скорость течения теплоносителя существенно снизится?!) и будет уже явно негативным фактором. Тем не менее, наши исследования показывают, что инженеры компании 3R System ступили на правильный путь: теплообменник системы Poseidon WCL-02 характеризуется достаточно низким термическим сопротивлением и может поспорить даже с медными теплообменниками продвинутых конфигураций.

Вторым по рангу компонентом системы является радиатор, от его характеристик и конструктивных особенностей напрямую зависит интенсивность теплообмена комплекса водяного охлаждения с окружающей средой. Удачная конфигурация и правильное размещение радиатора в компьютерном корпусе во многом способствует оптимизации теплообмена и улучшению температурных показателей процессора, охлаждаемого системой.

Радиатор, входящий в комплект Poseidon WCL-02, представляет собой симпатичное и добротное изделие. Алюминиевая конструкция солидных габаритов 134х95х44 мм, продвинутая внутренняя конфигурация и удобный пластиковый кожух не могут остаться без внимания со стороны даже самого прожженного энтузиаста-оверклокера.

Этот радиатор построен по традиционной «батарейной» схеме, часто встречающейся в автомобильных теплотехнических устройствах: каркас конструкции составляют две коллекторные «бочки» 94х22 мм и девять плоских трубок 100х13х1,5 мм (своеобразные колена радиатора), между которыми проброшены «гармошки» из чрезвычайно тонкой (толщиной всего около 0,05 мм) «перфорированной» алюминиевой ленты. Весь «агрегат» выполнен предельно аккуратно и с хорошим качеством пайки.

Особого внимания заслуживает внутреннее обустройство «коленных» трубок: вместо тривиальной полости здесь присутствуют несколько микроканалов-протоков, разделенных тонкими стенками. С одной стороны такое решение приводит к увеличению гидравлического сопротивления радиатора и снижению общего расхода теплоносителя в системе.

Но с другой стороны эффективная скорость течения теплоносителя в каждом из этих каналов оказывается значительно выше скорости течения в обычной «крупной» полости, интенсивность теплоотдачи от воды к стенкам трубки в такой ситуации увеличивается, следовательно, возрастает и общая интенсивность теплообмена радиатора с окружающей средой. Так что микроканальная конфигурация «подопытных» трубок — подход здравый и вполне оправданный для системы Poseidon WCL-02.

Ну, и наконец, третьим «столбовым» элементом является центробежный насос (помпа), отвечающий за обеспечение усиленной циркуляции теплоносителя в системе. Разработчики комплекта Poseidon WCL-02 не стали усложнять себе жизнь, занимаясь сращиванием типической «внешней» помпы и расширительного бачка (что имело место в системе AquaCool от Infinipro/Gcool Technology и получает продолжение в системе Aquarius II от Thermaltake), вместо этого они взяли аквариумную помпу погружного типа с незатейливым электродвигателем переменного тока, сконструировали под этот насос специальный резервуар, играющий роль герметичного мини-аквариума, и в итоге получили простое, неприхотливо добротное и мощное «сердце» системы.

Необходимо отметить «чистокровное» происхождение помпы (производитель — Hyub Shin, довольно известный в Азии бренд, модель — KSP 1500) и ее неплохие технические параметры. Действительно, при своих весьма компактных размерах (75х40х50 мм), эта «малютка» выдает на-гора внушающие уважение 600 л/ч номинального расхода, характеризуется очень малым нагревом (потребляет всего 7 Вт) и демонстрирует низкий уровень акустического шума. Да и сам резервуар, «заточенный» под эту помпу, также изготовлен вполне «благородно»: прочный поликарбонатный корпус, продуманная конструкция «крышки», надежная герметизация и малые габариты достойны самых высоких похвал.


Что ж, осмотр ключевых компонентов системы Poseidon WCL-02 можно считать успешно завершенным. Переходим к инсталляции!

Установка и пробная эксплуатация

Основным «разгромным» аргументом, который чаще всего выдвигают скептики против систем водяного охлаждения, является утверждение, что, мол, такие устройства крайне трудно инсталлировать, они предельно сложны в эксплуатации, ненадежны, да и вообще опасны для здоровья компьютерных компонентов. Оптимистично настроенный энтузиаст на это сразу же скажет: «Враки! Сказки братьев Гримм чистой воды! Достаточно иметь прямые руки и трезвую голову, чтобы любая система заработала, как часы». Однако на деле утверждения скептиков имеют под собой более чем твердую почву. Далеко не секрет, что в «самодеятельных» системах порой действительно бывает очень трудно обеспечить простоту эксплуатации, повышенную надежность и достойные тепловые параметры. С этим уже не раз сталкивались опытные «водянщики», сумевшие реализовать свои технические идеи на практике и пройти весь этот тернистый путь до конца, но, как правило, они предпочитают помалкивать о самых тяжких испытаниях, выпавших на их долю. Впрочем, некоторые, с позволения сказать, коммерческие продукты «водяного» толка тоже отнюдь не «ангелочки», и зачастую внушают гораздо более серьезные опасения в своей надежности и функциональности, нежели их «самодеятельные» сородичи. В конечном итоге «водобоязнь», прочно укоренившаяся в компьютерном сообществе, лишь в ограниченном числе случаев лишена каких бы то ни было оснований.

К чести инженеров 3R System, система Poseidon WCL-02 представляет собой как раз именно тот ограниченно счастливый случай. Если не заостряться на вышеупомянутом казусе с поддержкой Socket 478, то «Посейдон» можно считать образцовым комплектом в плане инсталляции и последующей эксплуатации. Для владельцев платформ AMD установка системы не вызовет особых затруднений (весь процесс детально описан в прилагаемой инструкции, но, к сожалению, ее русскоязычного варианта пока еще нет). От пользователя потребуется только запастись некоторым количеством дистиллированной воды (еще желательно иметь под руками какой-либо ингибитор коррозии — антикоррозийную присадку) и раздобыть наборчик инструментов (ножницы/кусачки и крестообразную отвертку). Далее нужно собрать резервуар: закрепить внутри насос на ножках-присосках, соединить выходной патрубок насоса с выходным штуцером резервуара отрезком гибкой трубки, вывести наружу проводку электропитания насоса через специальный отвод на крышке и закрепить эту самую крышку саморезами, подложив в соответствующие пазы прилагаемую резиновую прокладку. На этом все трудоемкие операции заканчиваются, и начинается творчество.

Основная задача — определиться с расположением резервуара и радиатора (место теплообменника, понятное дело, ограничено областью процессора). Замечу — нет никаких принципиальных трудностей для того, чтобы разместить и резервуар, и радиатор вне компьютерного корпуса в любом технически разумном и удобном месте (т.е. экстремалы cмогут воспользоваться системой даже в корпусах типа MicroATX), но это будет крайне не эстетично, поэтому такой вариант сразу отметается большинством пользователей (хотя, в плане тепловой эффективности именно такое расположение является наиболее оптимальным). При размещении системы в большом просторном корпусе с «горизонтальным» БП, снабженном вентиляторами в передней и задней стенке свобода выбора также сильно не ограничивается. Радиатор можно зафиксировать на переднем, либо на заднем вентиляторе (в радиаторном кожухе очень предусмотрительно проделано более десятка крепежных отверстий, что позволяет устанавливать радиатор как вертикально, так и горизонтально, относительно свободно варьируя его местоположение на прикручиваемом вентиляторе). А резервуар можно поставить на дно корпуса или даже «загнать» в отсек устройств формата 5.25", если провернуть эту «авантюру» позволят его размеры. Тут, как говорится, поле открыто для экспериментов, но главное не переусердствовать ;-)

Итак, после того как месторасположение компонентов системы будет определено, пользователю останется провести замеры и нарезку гибких трубок, далее закрепить их на штуцерах резервуара, радиатора и теплообменника, обжав с помощью приложенных в комплект стяжек-хомутиков, залить в резервуар воду и сделать пробный запуск системы (пока вне пределов компьютерного корпуса). Если в течение пробного запуска все функционирует гладко и без эксцессов, то теперь уже компоненты системы можно со спокойной совестью монтировать в корпус: радиатор и резервуар закрепить в положенных местах, а теплообменник зафиксировать в сокете посредством приложенной в комплект весьма удобной «безотверточной» клипсы. Все, пора идти записываться в элитное подразделение «водянщиков» ;-)


«Ну а все-таки, как здесь обстоят дела с Socket 478? Можно ли установить Poseidon WCL-02 в такую систему, какой крепеж использовать?», — спросит, наконец, заинтересованный владелец платформы на базе Pentium 4. На это у производителя Poseidon WCL-02 ответ один: «Прилагаемый адаптер совместим со стандартным крепежом от «боксового» кулера — тип A66460, который и рекомендуется использовать». «Окей, понятно, будем искать«, — скажет владелец OEM-варианта Pentium 4, озадаченно оглядываясь по сторонам и усиленно размышляя, где бы раздобыть этот растреклятый крепеж (не покупать же только ради этого «боксовый» кулер, в самом деле!?). «О-о-о, кул, так и объяснили бы сразу, че тут к чему присовокупляется, зачем тянули-то так долго?» — возликует владелец «боксового» процессора, набирая номер телефона ближайшего компьютерного салона.

К сожалению, их ждет весьма пренеприятнейший сюрприз: на деле «боксовый» крепеж не подходит к вышеупомянутому адаптеру, любая попытка зафиксировать теплообменник в сокете заканчивается поломкой крепежа. Печально, но факт. Между тем, тут все не так уж и плохо, как может показаться на первый взгляд. Решение проблемы есть! Достаточно срезать/сточить порядка 3-4 мм с верхнего торца боковин адаптера (с последующей шлифовкой среза), и все становится на свои места: «боксовый» крепеж без особых затруднений садится на адаптер и уверенно фиксирует теплообменник в сокете. Так что в своем нынешнем виде этот адаптер является чем-то вроде «полуфабриката» и требует обязательной доработки (кстати, при желании адаптер можно заточить и под другой тип крепежа, ориентироваться именно на «боксовый» крепеж в этой, располагающей к творческим изысканиям ситуации вовсе необязательно). В принципе, нельзя здесь исключать и вариант тривиальной технологической ошибки/брака (некондиционный адаптер просочился именно в данную конкретную партию «Посейдонов», что сейчас присутствует в продаже). Вполне возможно, в других партиях адаптер может оказаться гораздо более «удобоваримым». В любом случае время покажет реальное положение дел.

Что ж, с установкой более-менее разобрались. Переводим дух и приступаем к тестам!

Тестирование

А начнем мы с исследования производительности насоса KSP-1500. Несмотря на то, что величина производительности (расхода) уже вроде как бы известна и составляет 600 л/ч, на самом деле это лишь строго номинальный параметр, характеризующий предельно идеализированную ситуацию: функционирование насоса в условиях, когда расходная (напорная) сеть как бы отсутствует, то есть, насос работает вхолостую. Такая ситуация неосуществима на практике и может быть воспроизведена только в специализированных лабораторных условиях. Соответственно в нашей конкретной системе реальный расход теплоносителя может существенно отличаться от идеализированного номинального значения.

Действительно, по результатам наших экспериментов даже когда в тестовой установке присутствует только помпа и высота подъема жидкости поддерживается на уровне 20-25 см, реальная величина расхода оказывается почти в 4 раза меньше номинальной и составляет всего около 160 л/ч. При «включении» в напорную сеть теплообменника расход снижается до 120 л/ч, а при «включении» радиатора он получается еще меньше — порядка 100 л/ч. Наконец, если собрать всю систему полностью (и радиатор, и теплообменник), то результирующий расход в этой сети опускается до отметки 85-90 л/ч.

К такому результату можно относиться по-разному. С одной стороны, если начать проводить параллели с характеристиками таких «ракет», как насосы Eheim, то полученные значения покажутся весьма и весьма скромными. Но с другой стороны, если освежить в памяти результаты испытаний насосов Aquacool Pump, которые даже с относительно «легкими» радиатором и теплообменником (в смысле гидравлического сопротивления) выдают не более 45 л/ч, то вдвое больший расход, причем в намного более «тяжелой» сети будет выглядеть уже вполне сносно и достойно. Ну, а если еще вспомнить о малой потребляемой мощности, низком уровне акустического шума и компактных габаритах, то число поводов для критики в отношение KSP-1500 снижается почти до абсолютного нуля.

Что ж, с насосом ситуация понятна. Переходим теперь к исследованию тепловой эффективности системы. Здесь эксперимент был условно разделен на две части. Первая часть имела своей задачей определить «чистовую» эффективность комплекта Poseidon WCL-02, абстрагированную от каких-либо специфических условий его эксплуатации. Эта работа была проведена на основе нашей традиционной методики (обновленный вариант изложен в статье Кулеры GlacialTech Igloo 2310 и Igloo 2400, а общие вопросы и первоначальный вариант описаны в материале Методика сравнительного тестирования кулеров) с использованием специализированных стендов 1, 2 и 3. Во второй части эксперимента был совершен переход от общего к частному: компьютерная начинка стенда 1 была перенесена в корпус Cooler Master ATC101 с целью полнокровного исследования технико-эксплуатационных свойств Poseidon WCL-02 в конкретных условиях этой инсталляции. Как всегда, для моделирования тепловой нагрузки, близкой к максимальной, использовались утилиты burnk7 (на платформе AMD) и burnp6 (на платформе Intel) из комплекта CPUBurn, а для контроля температур — фирменная утилита System Guard от Fijitsu Siemens Computers.

Итак, конфигурация тестового стенда 1:

  • материнская плата Fujitsu Siemens Computers D1289-B11
  • процессор AMD Athlon XP 1800+ (1533 МГц)
  • ОС Microsoft Windows XP

Конфигурация стенда 2:

  • материнская плата Fujitsu Siemens Computers D1289-B11
  • процессор AMD Athlon XP 1800+ Thoroughbred (1533 МГц)
  • ОС Microsoft Windows XP

Конфигурация стенда 3:

  • материнская плата Fujitsu Siemens Computers D1337-A10
  • процессор Intel Pentium 4 Willamette 1.9 ГГц
  • ОС Microsoft Windows XP

Полученные результаты выглядят следующим образом:

Диаграмма 1. Температурные показатели, платформа AMD Athlon XP 1800+

Диаграмма 2. Термическое сопротивление, платформа AMD Athlon XP 1800+

Диаграмма 3. Температурные показатели, платформа AMD Athlon XP 1800+ (Thoroughbred)

Диаграмма 4. Термическое сопротивление, платформа AMD Athlon XP 1800+ (Thoroughbred)

Диаграмма 5. Температурные показатели, платформа Intel Pentium 4 1.9 GHz (Willamette)

Диаграмма 6. Термическое сопротивление, платформа Intel Pentium 4 1.9 GHz (Willamette)
Замечания
Системы охлаждения тестировались с термоинтерфейсом Stars 420
В диаграммах фигурирует комплексный результат

Как видим, Poseidon WCL-02 демонстрирует вполне достойный результат, опережая по тепловой эффективности громкоголосых медных «монстров» и чуть уступая системе AquaCool. Чистый выигрыш по термическому сопротивлению перед традиционными кулерами, конечно, невелик, но система Poseidon WCL-02 располагает одним важным, «скрытым» преимуществом — температурные показатели процессора можно понизить, причем без особых хлопот, просто переконфигурировав систему.

Диаграмма 7. Температурные показатели (стенд 1, корпус Cooler Master ATC101)
Замечания
Температура воздуха в помещении составляла 23°C
В диаграмме фигурирует комплексный результат

Диаграмма 7 наглядно демонстрирует, что температурные показатели весьма сильно зависят от того, каким образом установлен радиатор в системе и как ориентирован воздушный поток, формируемый вентиляторами. Наименее эффективным решением является установка радиатора на высасывающий вентилятор в задней стенке корпуса (т.е. когда вентилятор, закрепленный на радиаторе, выводит воздух из корпуса). Оно и понятно, ведь в этом случае характер течения воздушного потока близок к ламинарному — интенсивность теплообмена получается невысокой, да и «окружающая» температура довольно высока — она примерно соответствует внутрикорпусной температуре. Добавка в виде второго высасывающего вентилятора положение улучшает, но незначительно.

Если же радиатор закрепить уже на всасывающий (нагнетательный) вентилятор, то ситуация ощутимо улучшается. Здесь поток становится турбулентным (радиатор лучше продувается), и, конечно, температура воздуха в этом потоке значительно ниже (близка к температуре в помещении). Дополнительный нагнетательный вентилятор, установленный на радиаторе, также немного повышает интенсивность теплообмена, очевидно за счет улучшения вентиляции радиатора и дополнительного обдува околопроцессорной области (там сосредоточены горячие транзисторы многоканального преобразователя напряжения, косвенно разогревающие теплообменник).

Наконец, если радиатор вообще вывести за пределы корпуса, закрепив на нем два последовательно установленных вентилятора (причем установленных на нагнетание), то так мы получим самый внушительный результат, опережающий по эффективности традиционные медные кулеры почти на 15°C.

Ну, и в завершение этого подраздела обратимся к акустическим характеристикам системы Poseidon WCL-02. Здесь все обстоит достаточно гладко: система в «чистом» виде шумит в пределах 38-39 дБА, несмотря на присутствие «в хоре» мощного насоса и относительно высокооборотистого вентилятора 80х80х25 мм со скоростью вращения крыльчатки около 2600 об/мин. При установке на радиатор второго равнозначного вентилятора уровень шума немного увеличивается (до 42 дБА), но и тут не выходит за пределы «санитарной» отметки 45 дБА.

Однако система, смонтированная в компьютерном корпусе, может стать источником довольно неприятных акустических эффектов: насос, несмотря на низкий уровень производимого акустического шума, весьма виброактивен. В результате, если резервуар просто поставить на дно корпуса, неминуемо возникают так называемые структурные вибрации (неприятный низкочастотный гул резонирующего корпуса или даже его явное дребезжание). Чтобы избежать таких звуковых эффектов, под резервуар потребуется подложить лист упаковочного поролона толщиной не менее 5 мм. Только после этого можно будет наслаждаться шумом вентилятора БП и вентиляторов в копусе, совершенно не ощущая никаких признаков присутствия мощной водяной помпы :)

Что ж, по всей видимости, уже пора закругляться и сделать выводы из всего вышесказанного.

Выводы

Комплект 3R System Poseidon WCL-02 является наглядным примером продуманного и взвешенного подхода, доказывая возможность существования качественной, надежной и эффективной системы водяного охлаждения для современных высокопроизводительных процессоров. Из реальных достоинств комплекса Poseidon WCL-02 следует отметить:

  • высокую тепловую эффективность
  • низкий уровень акустического шума
  • отличное качество компонентов
  • несложную инсталляцию и простоту в эксплуатации

К недостаткам системы 3R System Poseidon WCL-02 следует отнести:

  • неприятный казус с адаптером под Socket 478
  • относительно высокую цену
Итак, свое слово о системе Poseidon WCL-02 мы сказали. Ну, а есть ли у нее шанс занять теплое привилегированное местечко в высокопроизводительных системах компьютерных энтузиастов, или же нет — решать уже вам, наши дорогие читатели.

Комплект 3R System Poseidon WCL-02 предоставлен Маркет АБ



Дополнительно

Нашли ошибку на сайте? Выделите текст и нажмите Shift+Enter

Код для блога бета

Выделите HTML-код в поле, скопируйте его в буфер и вставьте в свой блог.