Обновленная методика тестирования систем охлаждения премиум-класса

Вторая редакция (исправленная и дополненная), сезон 2008

Благодаря значимому прогрессу в технологиях, которые обеспечивают современному поколению процессоров разумный и комфортный тепловой конверт, «первичная» характеристика кулеров — эффективность (охлаждающая способность), медленно, но верно теряет свою актуальность, а «вторичные» параметры — шум, эргономичность, техническое качество и т.д., напротив, приобретают первостепенное значение. Наиболее четко этот тренд отражается именно в секторе систем охлаждения премиум-класса, где маркетинговая подоплека просто по определению обязывает такие продукты гармонично сочетать заявленные технические качеста с их чисто практической результативностью. И если раньше сакраментальный интерес пользователя-энтузиаста ограничивался вопросительной фразой: «Насколько эффективным будет тот или иной кулер?», то теперь этот вопрос звучит иначе, примерно так: «Насколько эффективным будет тот или иной кулер в условиях минимального шума, с обеспечением достойного эксплуатационно-технического качества?».

Естественно, отмеченная трансформация требует более аккуратного подхода к инспектированию систем охлаждения, с более четким выделением критически важных функциональных аспектов. И в этом ракурсе, согласно новым методическим положениям, приоритетной характеристикой, то есть, «отправной точкой» нашего исследовательского процесса становится шум, производимый тестовыми объектами. А их сравнительный анализ предлагается выполнять в «функциональных доменах», которые ранжируются по величине шумовых показателей.

Для целей тестирования вводится 6 функциональных доменов:

1. Бесшумный. Рассматриваемая система охлаждения не является источником шума, то есть, работает в пассивной конфигурации, без вентиляторов, насосов и т.п.
2. Условно бесшумный. Уровень шума рассматриваемой системы охлаждения, определенный по установленной методике, составляет менее 24 дБА. Этот показатель ниже типового фонового шума в тихой комнате (вечернее, ночное время суток). Тем самым, кулер не вносит сколько-нибудь существенного вклада в шумовую картину даже тех ПК, которые оснащены «спецсредствами» — пассивными БП, шумоподавляющими контейнерами для жестких дисков, пассивными видеокулерами и т.д.
3. Малошумный. Уровень шума рассматриваемой системы охлаждения лежит в пределах от 24 до 30 дБА включительно. То есть, кулер не вносит существенного вклада в «акустику» ПК, построенных на базе тихих конфигураций с малошумными БП, малошумными видеокулерами, малошумными жесткими дисками, малошумными корпусными вентиляторами и т.д.
4. Эргономичный. Уровень шума рассматриваемой системы охлаждения лежит в пределах от 31 до 36 дБА включительно. То есть, кулер не вносит существенного вклада в «акустику» ПК, построенных на базе типовых пользовательских конфигураций среднего или топового класса, но может быть воспринят, как «громкий» при функционировании в малошумных ПК.
5. Условно эргономичный. Уровень шума рассматриваемой системы охлаждения лежит в пределах от 37 до 42 дБА включительно. То есть, шум кулера по всей вероятности будет заметен в большинстве пользовательских конфигураций ПК, за исключением случаев применения неэргономичных компонентов (жестких дисков со скоростью вращения шпинделя 10000 RPM и выше, БП с высокооборотистыми вентиляторами, громкими видеокулерами и т.д.).
6. Неэргономичный. Уровень шума рассматриваемой системы охлаждения составляет более 42 дБА. В этих условиях кулер будет являться основным «генератором» шума ПК практически любой конфигурации. Домашнее применение такого кулера неоправданно (резон в его использовании лимитируется производственными и офисными помещениями с фоновым шумом более 45 дБА).

Итак, в нашей исследовательской практике в качестве основных фигурируют домены 2-5, при этом сравнение соответствующей термической результативности систем охлаждения производится в «контрольных точках», по наиболее характерным, очень близким шумовым показателям (разница не более 1 дБА). Для доменов 2-4 контрольные точки выбираются лежащими ближе к «нижней» границе, а для домена 5 — лежащими в «середине» или ближе к «верхней» границе установленного шумового отрезка. Сами же шумовые показатели определяются на основе методики, адаптированной из ГОСТ 12.1.026-80 и стандарта ИСО 3744.

Что касается определения термических показателей исследуемых систем охлаждения, то здесь все остается, так сказать, по-старому: для оценки охлаждающей способности предусмотрен набор тестовых испытаний, которые проводятся на специализированной компьютерной платформе Intel LGA775.

Базис тестовой платформы:

• материнская плата ASUS P5AD2-E Premium rev. 1.05
• процессор Intel Pentium 4 550 (3.4 GHz Prescott, HT Technology)
• ОС Microsoft Windows XP

В качестве первичных данных — основы для последующего определения термического сопротивления, выступают температурные показатели встроенного термодиода процессора, а дополнительными ориентирами, которые служат для оценки «побочного» охлаждения околосокетных областей, являются температурные замеры на катушках индуктивности преобразователя напряжения питания процессора (температура магнитопровода катушек PL24, PL25 и PL26, расположенных в непосредственной близости к сокету). Для генерации повышенного тепловыделения в тестовой платформе, напряжение питания процессора приподнимается до уровня 1,525 В (результирующая тепловая мощность составляет 150 Вт).

Компьютерная платформа монтируется в полуоткрытый тестовый бокс с квази-изотермической внутренней средой (25°C), система охлаждения в комплексе с референсным термоинтерфейсом Noctua NT-H1 и процессором подвергается нагреву в три тестовых захода длительностью минимум 60 мин, температурные показания снимаются специализированным ПО и далее проходят статистическую обработку.

Результирующие температурные данные используются для определения термического сопротивления, которое находится из соотношения:

θ_ja = (T_j — T_a)/P_h,

где T_j — температура процессорного ядра, T_a — температура окружающей среды (в нашем случае составляет 25°C), P_h — тепловая мощность процессора (в нашем случае этот параметр составляет 150 Вт).

Также рассчитывается дополнительный интегральный показатель «соотношение эффективность-шум» (СЭШ):

СЭШ = РМ*(ОП_т/ТО)/(УШ/ОП_ш),

где ОП_тэ — тепловой опорный показатель («эталонное» термическое сопротивление θ_ja системы охлаждения - 0,25°C/Вт), ТП — температура ядра c использованием рассматриваемой системы охлаждения, ОП_ш — шумовой опорный показатель («эталонный» уровень шума 20 дБА), УШ — уровень шума, производимого системой охлаждения, РМ — размерный множитель (равен 10).

Показатель «соотношение эффективность-шум» используется для оценки оптимизации термического конструктива системы охлаждения под эргономичность шумовых характеристик: чем больше величина соотношения, тем выше охлаждающая способность исследуемой системы охлаждения в условиях минимального шума.

Вот собственно и все основные пункты нашей обновленной методики. Конечно, этот подход не претендует считаться истиной в последней инстанции. Тем не менее, он позволяет провести четкое и прозрачное сравнение систем охлаждения, с опорой на идентичные шумовые показатели в различных «акустических» условиях. Очень надеемся, что новая форма представления результатов тестовых испытаний станет для вас, дорогие читатели, хорошим подспорьем в изучении кулеров премиум-класса и поможет сделать достойный выбор, соответствующий вашим вкусам и требованиям. Ну, а конструктивная критика, как всегда, только приветствуется! :)