Обзор кулеров от компании Titan. Часть 3




Titan

Измерение шумовых характеристик 

В звукомерной заглушенной камере ФГУП "Акустический институт академика Н.Н. Андреева" проведено измерение шумовых характеристик трех систем охлаждения производства фирмы Titan Computer GmbH (www.titan-cd.com): Siberia, Vanessa S-type, TWC-A04. Протестированные системы охватывают все наиболее распространенные на сегодня типы систем охлаждения. Так, Siberia – представитель традиционной системы охлаждения, Vanessa S-type- система охлаждения на основе тепловых трубок, а также водяная система TWC-A04. Вопросы измерения теплофизических характеристик вышеперечисленных систем подробно рассмотрены в предыдущих статьях.

Измерения проводились с использованием оборудования и по методикам, которые описаны в статье "Шум современных компьютерных систем охлаждения".   Рассматриваемые системы комплектуются регулятором скорости вращения, поэтому измерения проводились для трех режимов скорости вращения: High, Middle, Low.

Первой испытуемой системой была Siberia. Система построена по традиционной схеме, комплектуется 120x120x25 мм вентилятором, регулятором скорости вращения и алюминиевым радиатором сложной формы с медным сердечником диаметром 34 мм.   Регулятор позволяет менять скорость вращения от 1400±10% до 2900±10% об/мин. Посмотрим на спектр измеренного шума (рис.1).

Распределение уровня звукового давления
Рис.1. Siberia. Распределение уровня звукового давления в октавных полосах частот.

Первое, что привлекает внимание, — отсутствие полосы с ярко выраженным максимумом. Это означает, что максимум в спектре, определяемый частотой вращения вентилятора, замаскирован широкополосным шумом, который обусловлен продувом воздуха через радиатор.  Причем эта тенденция одинакова для всех скоростей вращения вентилятора. В таблице 1. приведены результаты измерений уровня шума в дБА, при трех положениях регулятора скорости.

Таблица 1. Относительный уровень шума L, излучаемый  Siberia.
Данные измерений
Заявлено производителем
High
Middle
Low
High
Middle
Low
L, дБА
39
23,5
20,5
<45
-
<27

Результаты измерений показали, что измеренный образец имеет существенно меньшее значение уровня шума, чем заявлено производителем.

Однако не могут не обратить на себя внимание результаты тепловых измерений. Из них следует, что увеличение скорости оборотов вращения вентилятора от минимальной до максимальной приводит к снижению температуры платформы лишь на 5 °С.  При этом, уровень шума вырастает почти на 20 дБА. Это очень высокая цена!

Второй испытанной системой была Vanessa S-type, основанная на технологии  тепловых трубок.  Система комплектуется вентилятором поменьше (92x92x25 мм) и регулятором скорости вращения от 1200±10% об/мин до 2400±10% об/мин. Измеренные уровни звукового давления в октавных полосах представлены на рис.2.

Распределение уровня звукового давления
Рис.2. Vanessa S-type. Распределение уровня звукового давления в октавных полосах частот.

Из приведенного на рис.2 спектра видно, что наибольший вклад вносит октавная полоса 250 Гц. Выраженный максимум означает, что шум, генерируемый завихрением воздуха на пластинах радиатора, не вносит существенного вклада в общий уровень. При понижении напряжения питания вентилятора от положения high к low происходит перераспределение спектра в сторону низких частот, «гудение» вентилятора становится более заметным, хотя максимум в полосе 250 Гц сохраняется.  При максимальной скорости вращения, уровень в полосах ниже 250 Гц не оказывает значимого вклада при измерении в дБА. В таблице 2 приведены результаты измерений уровня шума в дБА при трех положениях регулятора скорости.

Таблица 2. Относительный уровень шума L, излучаемый Vanessa S-type.
Данные измерений
Заявлено производителем
High
Middle
Low
High
Middle
Low
L, дБА
27
20
19
<29
-
<20

Нам снова повезло, а может это и приятная тенденция, но результаты измерений показали, что тестируемый образец имеет меньшее значение уровня шума, чем заявлено производителем.

Видно, что производители значительно снизили уровень шума в этом кулере по сравнению с предыдущим на одинаковых режимах частоты вращения вентилятора. Но обратим внимание на еще один любопытный факт. Сравним уровень шума при минимальных оборотах первого кулера с шумом при максимальных оборотах второго.

При  приблизительно одинаковой производительности Vanessa S-type (46 куб. фут/мин при максимальной скорости вращения вентилятора) и Siberia (58 куб. фут/мин при минимальной скорости) уровень шума у Vanessa S-type на 7 дБА выше, чем у Siberia по измеренным данным и на  2 дБА, исходя из данных производителя. Это означает, что даже если вам не нужно использовать всю производительность Siberia, применение ее все равно предпочтительнее по показателю снижения шума.

Следующей  измеренной системой была водяная система охлаждения TWC-A04 производства фирмы Titan Computer GmbH. Система имеет в своем составе три шумящих элемента: вентилятор обдува главного блока, помпу, расположенную также в главном блоке, и вентилятор второго радиатора.  Удивление вызвало определение шумовых характеристик в спецификации на устройство.  Приводятся шумы отдельно вентиляторов главного блока и вентилятора второго радиатора. Цифры выглядят очень привлекательно. Данных по шумам всего устройства в спецификации не приводится.

Мы вправе предположить, что главный блок системы будет иметь иные шумовые характеристики, чем отдельно измеренный вентилятор, которым он комплектуется. Во-первых, вентилятор, помещенный в корпус главного блока, будет работать под нагрузкой. Во-вторых, будет генерироваться дополнительный шум при прохождении воздуха внутри корпуса и на впускных и выпускных отверстиях. В-третьих, на частотах больших 800-1000 Гц корпус устройства может резонировать.  

Результаты измерения уровня звукового давления, излучаемого главным блоком системы охлаждения TWC-A04 в октавных полосах, представлены на рис.3.

Распределение уровня звукового давления
Рис.3. Главный блок системы охлаждения TWC-A04. Распределение уровня звукового давления в октавных полосах частот.

При максимальной производительности системы спектр имеет выраженный максимум в октавной полосе 1000 Гц.  Возможно, резонирует корпус устройства.  Компонента основной частоты, генерируемая вентилятором, децибел на 10 ниже максимума. При низкой скорости вращения вентилятора (low) максимум спектра перемещается в сторону низкой частоты и начинает прослушиваться «гудение». Результаты измерений уровня шума в дБА приведены в таблице 3.

Таблица 3. Относительный уровень шума L, излучаемый главным блоком системы охлаждения TWC-A04.
Данные измерений
Заявлено производителем
(для вентилятора главного блока)
High
Middle
Low
High
Middle
Low
L, дБА
37,8
26,3
27,2
<34
-
<23

Как и следовало ожидать, шум, излучаемый главным блоком, существенно выше шума вентилятора, измеренного в свободном поле. Однако уровень шума все равно остается на очень приемлемом низком уровне.

Выводы и перспективы развития

Проведенные измерения систем охлаждения фирмы Titan Computer GmbH показали, что производитель добросовестно относится к измерению шумовых характеристик. Как правило, протестированные образцы имеют меньший уровень шума, чем указано в спецификации. Некоторым исключением явилась система водяного охлаждения TWC-A04. В спецификации указывается уровень шума не полной системы, а вентиляторов, которые в ней установлены. Потребителя же в первую очередь интересует шумность всего устройства, а она оказывается несколько выше уровня шума отдельно работающего вентилятора, хотя и остается на привлекательно низком уровне.

Результаты измерений шумности необходимо рассматривать совместно с результатами тепловых измерений. И  вот тут возникают интересные вещи. Оказывается, что увеличение скорости вращения вентилятора у систем Siberia и Vanessa S-type приводит к существенному повышению уровня излучаемого шума, но, к сожалению, улучшения, с точки зрения отвода тепла, незначительны. Данные тепловых измерений водяной системы охлаждения TWC-A04 будут опубликованы в ближайшее время.

Технические характеристики современных систем охлаждения несовершенны как с точки зрения отвода тепла, так и по уровню собственных шумов. Очевидно, что определенный прогресс будет достигнут за счет оптимизации параметров существующих систем охлаждения и совершенствования  технологии их изготовления. Однако необходима разработка принципиально новых решений. Представляется перспективным использование активных систем снижения шума. При нашем участии была разработана эффективная система активного снижения шума для систем вентиляции и кондиционирования в зданиях. На ее основе разработано устройство снижения шума от блока питания системного блока компьютера.  В ближайшее время мы опубликуем результаты ее испытания. Ведется активная разработка "бесшумной" системы охлаждения для основного процессора и процессора видеокарты. Причем, здесь мы будем пытаться неразрывно связать акустические и тепловые вопросы, а не рассматривать их по отдельности при разработке систем охлаждения.



Кулеры предоставлены компанией ИНЛАЙН



Дополнительно

iXBT BRAND 2016

«iXBT Brand 2016» — Выбор читателей в номинации «Процессоры (CPU)»:
Подробнее с условиями участия в розыгрыше можно ознакомиться здесь. Текущие результаты опроса доступны тут.

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.