Как правильно ставить корпусные вентиляторы, или почему стрелочки на картинках врут

Все же видели эту схему со стрелочками? Ну, ту самую, которая показывает, как правильно устанавливать корпусные вертушки: спереди синие вовнутрь, сзади и сверху красные наружу, снизу еще пара синих для верности. С одной стороны, логика вроде присутствует: холодный воздух заходит спереди и снизу, горячий уходит вверх и назад. А с другой, к вашему конкретному корпусу все это может не иметь вообще никакого отношения.

Причем не иметь настолько, что установка вентиляторов строго по картинке иногда может сделать даже хуже, чем если бы их не было вообще. Согласен, звучит как ересь. Только вот цифры — штука упрямая, и против них не попрешь. И наша предыдущая статья на тему охлаждения это доказывает.

Случай, после которого схемы приходится пересматривать

Представим себе некий абстрактный корпус, где из коробки установлены только верхние вентиляторы на выдув. Ни фронтальных, ни боковых нет. Их посадочные места пустуют.

Естественно, любая картинка вам скажет, что это неправильно, потому что при такой схеме воздуху банально будет неоткуда заходить. Как следствие, давление будет отрицательным, а пыль — вместо того чтобы задерживаться фильтрами — полезет через все доступные щели.

Что же делать в таком случае? Ну, первая мысль — установить пару боковых вертушек на вдув. Ведь откуда-то воздуху надо заходить.

Вот только такой метод дает ровно обратный результат: видеокарта после этого нагревается примерно на 11 градусов. Именно такую разницу намеряли в GamersNexus на Lian Li DAN A3-mATX, когда сравнили конфигурацию с двумя боковыми вентиляторами на вдув и вариант вообще без них.

А ведь это уже не погрешность измерения, а вполне себе заявка на катастрофу.

Все дело в том, откуда карта берет воздух. Если выдув в корпусе идет только сверху, действительно получается разрежение, и воздух подсасывается через каждое подходящее отверстие: через пустое место заднего вентилятора, боковую перфорацию, щели и отверстия в задней части корпуса. В итоге часть свежего воздуха неизбежно попадает прямо к видеокарте.

Забавно тут вот что. То самое разрежение, которое схема со стрелочками обычно записывает в брак, для карты — есть благо. Она получает холодный воздух снаружи практически напрямую. Да, расплачиваться, конечно, приходится пылью. Но это уже вопрос к фильтрации, а не к температуре.

А вот стоит поставить боковые вертушки, как вся картина переворачивается. Они начинают гнать воздух от боковой панели к верхнему выхлопу, а прежний подсос через ближайшие к карте отверстия становится слабее. Процессору и радиатору сверху от такого расклада может стать лучше, а видеокарте — наоборот.

Воздух-то в корпусе течет не по стрелочкам, а туда, где ему проще пройти. Поэтому, добавляя вертушку, вы не обязательно добавляете охлаждения — иногда вы просто перекладываете маршрут. Кому-то от этого станет лучше, кому-то хуже, и кому именно, заранее по одной схеме корпуса не поймешь.

Хотя тут напрашивается вопрос: это везде так или нет?

Почему корпус решает больше, чем расстановка

Ответ однозначный: не везде. Направление потока вы вентиляторами задать, конечно, можете, а вот сами пути внутри корпуса за вас уже проложил производитель — тем, где он сделал вырезы, какую поставил фронтальную панель, насколько открыл нижнюю часть и сколько оставил перфорации сзади.

Поэтому два разных корпуса с одинаковым набором из условных трех вентиляторов могут продуваться вообще по-разному.

Есть одна интересная база замеров на несколько десятков корпусов, где считают не саму температуру, а насколько железо горячее воздуха в комнате. То есть температура окружающей среды сразу вычитается, чтобы сравнение было честнее.

Железо в таких тестах стоит одинаковое: тот же процессор, та же видеокарта, тот же кулер и та же нагрузка. Разные только сам корпус и штатные вертушки, которые в нем стоят из коробки.

Так вот, лучший в этой базе Lian Li Lancool 207 держит и процессор, и видеокарту примерно на 38 градусов теплее комнатной. А худший Montech XR разогревает видеокарту до 61 градуса сверх температуры окружающего воздуха. То есть разница выходит больше 20 градусов, и берется она не из другого процессора или видеокарты, а из конструкции корпуса и его штатной вентиляции.

Со стеклянным фронтом ситуация ожидаемо хуже. Если прямо перед вентиляторами стоит глухая панель, воздух приходится тянуть через узкие боковые щели. Сопротивление растет, расход падает, а карта начинает гонять по кругу свой собственный нагретый воздух.

Хотя само стекло как таковое, в общем, не приговор. То есть, нет, глухая панель, конечно, карту придушивает. Однако двухкамерная компоновка с нормальным боковым и нижним забором воздуха может вытянуть температуры до вполне приличных значений даже со стеклом спереди.

Так что решает не материал панели сам по себе, а то, есть ли у воздуха вменяемый путь внутрь.

Положительное давление не значит хорошее охлаждение

Раз уж речь зашла о подсосе, стоит разобраться еще с одной штукой. Положительное и отрицательное давление почему-то часто воспринимают как плюс и минус, как хорошо и плохо. Мол, вдува должно быть больше выдува — и тогда все собрано правильно.

На деле это вообще не так.

Положительное давление удобно прежде всего тем, что вы примерно контролируете, откуда корпус получает воздух. Если фронтальные и нижние вертушки дуют через фильтры, а выдува чуть меньше, лишний воздух будет искать выход уже через остальные отверстия. Пыли при таком раскладе обычно действительно меньше.

При отрицательном давлении происходит обратное: выдув пытается выбросить больше воздуха, чем организованный вдув успевает подать. А где взять недостающее? Да где угодно. Через заднюю панель, заглушки PCIe, боковую перфорацию, щели между панелями — где сопротивление меньше, оттуда и придет.

Собственно, DAN A3 уже показал, что для температур такой режим вполне может оказаться даже лучше.

Ну и, молю вас, не надо считать давление простым сложением CFM на коробках. Три вентилятора по 60 CFM на вдув и два по 80 на выдув не означают автоматически, что у вас получилось +20 CFM. Фильтры, решетки, радиаторы и вообще разное сопротивление с обеих сторон эту арифметику ломают напрочь.

Если очень хочется понять, куда воздух реально идет, тонкая полоска бумаги возле щелей корпуса покажет это быстрее калькулятора.

Почему цифры на коробке ничего не значат

Но ведь бывает и так, что корпус не только задает маршрут воздушных потоков, он еще и самим вертушкам мешает. Причем это, как говорила Елена Малышева, норма.

Паспортные 70 CFM внутри вашего корпуса вы почти наверняка не получите. Меряют-то максимальный расход в условиях с минимальным сопротивлением, а в корпусе вертушке будет мешать буквально все подряд.

И тут есть один нюанс, из-за которого сравнивать модели только по CFM вообще бессмысленно. Кроме расхода у вентилятора есть еще статическое давление — грубо говоря, способность проталкивать воздух через препятствия.

Вот только максимальный CFM и максимальное статическое давление — это не режим, в котором вентилятор одновременно выдает обе красивые цифры из характеристик. Максимальный расход получается практически без сопротивления, а максимальное давление — наоборот, когда расход стремится к нулю.

В реальном корпусе мы всегда где-то посередине.

Чем сильнее фильтр, сетка или радиатор мешают потоку, тем меньше реального CFM остается от красивой цифры на коробке. Поэтому условная вертушка на 80 CFM запросто может показать меньшую эффективность, чем модель на 65. Просто первая лучше гоняет воздух на свободе, но быстрее сдувается под сопротивлением. Как люди.

А если хочется совсем по-взрослому, для этого существует P/Q-кривая. По одной оси там расход, по другой давление, а линия между ними показывает, как одно падает по мере роста другого. Вот эта кривая говорит о поведении вентилятора куда больше, чем две максимальные цифры в карточке товара.

По той же причине две вертушки по 70 CFM вообще не гарантируют вам 140. Если поставить их рядом и дать обеим нормальный доступ к воздуху, суммарный расход, конечно, вырастет. Но простая арифметика тут уже не работает.

В общем, паспортный CFM — это скорее про идеальные условия, которых в корпусе не будет, чем про практику.

Хотя кое-что из паспорта все же пригодится. Для радиатора обычно интереснее модели с приличным статическим давлением, чем вертушки, заточенные исключительно под свободный поток.

Просто для сравнения: Noctua NF-A12x25G2 выдает максимум 3,14 мм водяного столба и 63,15 CFM при 1800 оборотах, ARCTIC P12 Pro — 6,9 мм и 77 CFM, но уже на 3000 оборотов со всеми вытекающими по шуму.

И просто посмотреть на 6,9 против 3,14 и объявить ARCTIC победителем тоже не получится. Обороты разные, шум разный, а реальная производительность опять же зависит от того, в какой точке P/Q-кривой вентилятор окажется именно у вас.

Куда все-таки ставить вентиляторы

Ладно, с общей картиной разобрались. Осталось понять, куда именно ставить вертушки, и вот тут все упирается в то, что вы охлаждаете в первую очередь.

Начнем с фронта, потому что в классической башне от него обычно больше всего толку: холодный воздух заходит спереди и попадает в область видеокарты и процессорного кулера. Если фронтальные места пустуют, а панель сетчатая и нормально дышит, начинать стоит именно отсюда.

Правда, с компактными корпусами все немного сложнее. В том же DAN A3 видеокарта могла спокойно тянуть свежий воздух через отверстия буквально рядом с собой. В большой башне на это лучше не рассчитывать: до ближайшего нормального притока там может быть очень далеко.

А вот с низом за последние пару поколений все поменялось. Современные карты забирают воздух снизу, тогда как фронтальные вентиляторы гонят его поперек корпуса. В итоге воздуху еще надо попасть под карту и развернуться вверх, а у толстых трех- и четырехслотовых моделей места там остается не так уж много.

Нижний вдув эту проблему здорово упрощает: свежий воздух сразу идет туда, откуда его забирает сама видеокарта. Поэтому в современных сборках польза от нижних вертушек бывает куда заметнее, чем раньше.

С верхом, казалось бы, все очевидно: горячий воздух поднимается, значит его надо выпускать. Только внутри работающего компьютера это почти ничего не решает. Поток от нескольких 120- или 140-миллиметровых вертушек намного сильнее естественной конвекции, поэтому воздух пойдет туда, куда его погонят вентиляторы, а не обязательно вверх.

В обычной башне верхний выдув все равно чаще всего очень даже к месту. Воздух заходит спереди и снизу, проходит через железо, а потом уходит сверху и сзади. Если часть горячего воздуха видеокарта выбрасывает вверх, верхние вентиляторы как раз его и подхватывают.

Ну а задняя вертушка — классический выдув, и в обычной башне с ней вопросов почти не возникает. Исключение — компактные корпуса, где ближайшие отверстия иногда оказываются частью притока для видеокарты.

На этом с обычными вентиляторами можно было бы закончить. Но если процессор охлаждает водянка, в эту же схему надо как-то вписать еще и радиатор. И вот тут уже сложнее. Потому что приходится выбирать, кому достанется более холодный воздух — процессору или видеокарте.

Радиатор: сверху или спереди

Если радиатор стоит сверху на выдув, с видеокартой все хорошо: холодный воздух с фронта почти целиком остается ей. А вот до радиатора он добирается уже после того, как пройдется по корпусу. То есть процессор, конечно, будет охлаждаться. Но уже не комнатным воздухом, а тем, что осталось после всего остального железа.

С фронтальным радиатором все наоборот. Через него первым проходит холодный воздух с улицы, а значит, процессору от такого расположения только лучше. Вот только дальше этот воздух так же нагревается и уже таким идет внутрь корпуса.

Насколько это вообще критично, зависит от того, сколько тепла процессор сбрасывает в контур. Если речь про условные 70–80 ватт, разница может оказаться совсем небольшой. А если CPU под долгой нагрузкой потребляет далеко за сотню, то через фронтальный радиатор мы фактически греем весь воздух, который потом отправляем внутрь корпуса.

Получается парадокс: и вентиляторы у нас стоят на вдув, и воздух-то они берут снаружи, а до видеокарты холодным он все равно не доходит.

Отсюда и выбор. В игровой сборке радиатор чаще выгоднее ставить сверху. Процессор от этого, конечно, потеряет несколько градусов, но видеокарта точно будет под холодным обдувом. Ей-то нужнее. А вот если компьютер часами что-нибудь рендерит или страдает от другой нагрузки на CPU, логичнее сделать наоборот.

Остается низ. По логике вещей, если туда спокойно ставятся вентиляторы, то и радиатору ничего не мешает. Тем более что в некоторых корпусах крепления под него есть из коробки. Технически все так. Но с обычной AIO так лучше не делать.

Причина в воздухе, который остается внутри контура. Его там немного, но совсем без него такие системы не бывают, и со временем пузырьки все равно собираются в самой верхней точке. Если радиатор лежит на дне корпуса, этой точкой вполне может оказаться помпа. И вот тогда уже начинаются и бульканье, и треск. Да и гонять периодически воздух вместо жидкости самой помпе здоровья точно не добавит.

Поэтому правило тут не в том, что радиатор обязательно должен стоять сверху. Спереди ему тоже вполне ок. Главное, чтобы помпа не оказалась самой высокой точкой контура. Тогда воздух будет собираться выше нее, в самом радиаторе, и там уже особо никому не помешает.

Фильтры и решетки

Но даже если все вентиляторы стоят как надо, воздуху до них еще надо как-то добраться. А на пути у него обычно решетка корпуса, пылевой фильтр, а то и все сразу.

Сильнее всего потоку, по идее, должен мешать радиатор. Все-таки несколько сантиметров металлических ребер – это вам не шутка какая-то. На их фоне тонкая сетка вообще кажется мелочью. Но в замерах пылевые фильтры и некоторые корпусные решетки режут поток не слабее, а иногда даже сильнее радиаторов.

Особенно отличилась шестиугольная перфорация, которую производители любят штамповать прямо в металле корпуса. Дырок вроде много, какие вообще могут быть вопросы? А вопросы есть. На острых кромках поток срывается, появляются завихрения, и до лопастей воздух добирается уже не в лучшем виде. В итоге и расход ниже, и шума больше.

С круглой проволочной решеткой все куда веселее. Металла перед вентилятором мало, сами прутья круглые, поэтому поток она портит заметно слабее. В некоторых замерах разница с полностью открытым вентилятором вообще болтается где-то рядом с погрешностью.

Проверить свой корпус довольно просто: снимаем фронтальную панель, больше ничего не трогаем и снова смотрим температуры. Если видеокарта сразу скинула несколько градусов, значит, воздуха ей действительно не хватало. Только это еще не означает, что виновата именно перфорация: вместе с панелью мы заодно убрали фильтр и все остальные препятствия.

С фильтрами получается примерно та же история. Казалось бы, чем мельче сетка, тем лучше — пыли-то внутри будет меньше. С одной стороны, так и есть. А, с другой, вместе с пылью такой фильтр начинает задерживать еще и воздух.

И по мере загрязнения становится только хуже. 

Обороты: главная ошибка в настройке

Но, допустим, с железом теперь порядок. Воздуху есть откуда заходить, фильтры чистые, вертушки стоят правильно и друг другу особо не мешают. Но остается еще одна вещь, способная испортить всю эту схему, — сами обороты.

Корпусные вентиляторы по умолчанию обычно привязаны к температуре процессора. Логика вроде железная: CPU нагрелся — добавили оборотов, остыл — снова сбросили. Только в игровом компьютере главным обогревателем корпуса давно может быть вообще не он.

Видеокарта спокойно сбрасывает внутрь 300–400 ватт, а процессор в той же игре держит свои условные 55–60 градусов. Материнская плата смотрит на эти 60 и ничего подозрительного не замечает. Поэтому корпусные вертушки продолжают спокойно крутиться на низких оборотах, пока карта рядом жарит на полную.

Логичнее в таком случае смотреть сразу на две температуры — CPU и GPU — и брать большую из них. Играем — оборотами в основном командует видеокарта. Запустили рендер или другую тяжелую нагрузку на процессор — управление перешло к нему.

В FanControl это делается смешанным источником из нескольких датчиков. Через BIOS такой фокус проходит не на каждой плате, поэтому если нужна реакция именно на GPU, через софт обычно проще.

Тут, правда, легко переборщить в другую сторону. Температура видеокарты постоянно немного гуляет, и если вертушки будут повторять каждый такой скачок, обороты тоже начнут ездить вверх-вниз. А это уже слышно.

Для этого и нужен гистерезис или задержка реакции. Короткий скачок температуры просто пропускаем, а обороты меняем только тогда, когда она действительно ушла достаточно далеко или продержалась там какое-то время. Особенно полезна задержка на снижение скорости, чтобы вентиляторы не тормозили и не раскручивались заново каждые двадцать секунд.

Ну и 40% PWM — это не 40% от максимальных оборотов и уж тем более не 40% от максимального потока. У разных моделей на одинаковом проценте будут разные RPM, разный расход и разный шум.

Так что чужую «идеальную кривую» можно взять за основу, но переносить ее один в один смысла нет. Свои вентиляторы все равно придется один раз прогнать по диапазону и посмотреть, где они еще тихие, а где лишние обороты дают в основном лишний шум.

Как проверить, что получилось

После этого остается проверить, стало ли от всех наших перестановок действительно лучше. Потому что логика логикой, а DAN A3 уже показал, насколько легко получить результат ровно противоположный ожидаемому.

Даем одновременно стабильную нагрузку на процессор и видеокарту и ждем, пока система нормально прогреется. Пяти минут маловато: сами кристаллы выйдут на температуру быстро, а радиаторы и все железо вокруг еще какое-то время продолжат набирать тепло. Минут 15–20 на один прогон уже куда полезнее.

Пиковую температуру лучше не брать за главный результат. Один случайный скачок HWiNFO честно запомнит, хотя все остальное время карта могла работать заметно холоднее. Нам интереснее то, где температура в итоге устаканилась после прогрева.

И обязательно записываем температуру в комнате. Было 22 градуса, стало 25 — и видеокарта вполне закономерно может прибавить те же три, хотя внутри корпуса мы вообще ничего не меняли.

Поэтому сравнивать удобнее дельту. Карта держала 72 градуса при 22 в помещении — получаем +50. После перестановки стало 69 при 21 — значит, реально выиграли два градуса, а не три. Не так эффектно, зато честно.

За мощностью тоже придется одним глазом следить. Если в первом прогоне GPU потреблял 350 ватт, а во втором 310, более низкая температура еще ничего не доказывает. Он просто выделял меньше тепла.

Ну и меняем только одну вещь за раз. Поставили нижнюю вертушку — замерили. Развернули верхнюю — еще один прогон. Сняли фильтр — снова проверили. А если одновременно переставить половину вентиляторов, снять фронтальную панель и переписать кривую оборотов, температура, может, и упадет. Только что именно помогло, уже никто не узнает.

Что из всего этого следует

В общем, картинки со стрелочками не то чтобы врут. Для обычной башни с сетчатым фронтом вдув спереди и снизу плюс выдув сверху и сзади действительно будет нормальным местом для старта.

Только универсальным правилом эта схема от этого не становится. Воздух-то про нее ничего не знает. Он идет туда, где сопротивление меньше, подсасывается через свободные отверстия и иногда находит маршрут, который никто вообще не планировал.

DAN A3, который мы уже не раз поминали добрым словом, это отлично показал: добавили вроде бы правильный боковой вдув, изменили путь воздуха и получили плюс 11 градусов на видеокарте.

С самими вентиляторами примерно то же самое. Паспортные CFM ничего не говорят о том, сколько воздуха останется после фильтра, решетки или радиатора, а правильная расстановка мало поможет, если корпусные вертушки слушают только холодный CPU, пока GPU рядом сбрасывает свои 300–400 ватт.

Так что стрелочки — это скорее точка отсчета. А дальше все довольно просто: поменяли одну вещь, прогрели систему, посмотрели температуры. Стало лучше — оставили. Стало хуже — вернули обратно. В конце концов, цифры всяко надежнее стрелочек.

А у вас как? Переставляли вентиляторы, замеряли до и после? Особенно интересны случаи, где стало хуже.