27-08-2023
Тихий персональный компьютер — это бесшумный или производящий мало шума компьютер. Такие компьютеры используют для аудио и видео редактирования, в качестве музыкальных центров.
Содержание |
Шум от вентиляторов может усиливаться или менять частоту в процессе резонанса между частотами издаваемого звука нескольких вентиляторов.
Шум вентилятора состоит из нескольких составляющих:
Шум жестких дисков является наиболее трудно устраняемой составляющей шума.
Так как в большинстве случаев использования компьютера, оптический привод не является постоянно работающим устройством, то особых мер для снижения шумности привода не принимается. Но на студиях звукозаписи применяют физические выключатели питания приводов и используют программы, подобные Nero Drivespeed для замедления скорости вращения шпинделя CD/DVD-привода.
Для уменьшения шума могут быть приняты следующие меры:
Крепление вентиляторов на вибропоглощающих шайбах или вибропоглощающих прокладках, позволяет снизить передачу вибрации на корпус.
Уменьшение напряжения на вентиляторах эффективный и дешевый метод снижения их шума. На разъёмах определённых конструкций это делается простой установкой в свободные контакты резисторов. Современные материнские платы также допускают регулирование скорости вращения через BIOS или программные утилиты. Следует заметить, что увлекаться замедлением вентиляторов стоит при наличии опыта, и при этом нужно тщательно контролировать температуру многих внутренних узлов: жёсткого диска, микросхем чипсета и полевых транзисторов, расположенных около процессора, особенно когда они не имеют радиаторов. Регулировать скорость вращения можно путем использования специального импульсного контроллера. Если для управления не использовать сигнал с тахометра или датчик температуры, то из-за трения, вследствие накопившейся в нём пыли или из-за износа подшипников, частота вращения будет падать, возможно до полной его остановки.
Уменьшение скорости вращения вентиляторов позволяет снизить шум от вентилятора, когда от него не требуется максимальная производительность. Управление может осуществляться вручную, например, с помощью регулятора частоты вращения или автоматически, с использованием дополнительных устройств или возможностей материнской платы компьютера. В последнем случае могут использоваться как встроенные функции BIOS’а, так и дополнительные программы при наличии соответствующего API.
Основным недостатком большинства систем управления вентиляторами, встроенных в BIOS, является отсутствие возможности полного отключения вентиляторов когда температура не превышает заданный уровень. Поэтому в компьютерах, которые используют в студиях звукозаписи, устанавливают отдельные контролеры. Например контролер «SCYTHE kaze server» управляет вентиляторами на основании значений температуры на отдельных датчиках для каждого вентилятора и позволяет полностью отключать вентиляторы.[1][2]
Существуют несколько типов подшипников, используемых в компьютерных вентиляторах:
На шум блока питания влияют несколько факторов: вентилятор и его контроллер, управляющий скоростью, КПД всего устройства, площадь теплообменников, сопротивление проходящему потоку воздуха.
Методы снижения шума:
Уровень шума значительно снижается при использовании охлаждающих модулей с тихими вентиляторами или вообще без них. Алюминиевые и особенно медные лучше справляются с рассеиванием тепла, а кроме того, могут содержать специальные теплопроводящие трубки. Кроме типа материала не меньшее значение имеет площадь радиатора. Это означает, как правило, что более крупные охлаждающие модули имеют более высокую эффективность. В студиях звукозаписи используют безвентиляторные радиаторы с элементами Пельтье.[5]
Для уменьшения тепловыделения процессоров применяют следующие методы:
Варьирование частоты и напряжения питания также может быть использовано и для графических карт и чипсетов.
Уровень шума, который производит механика накопителя при его работе указывается в децибелах. Тихими накопителями считаются устройства с уровнем шума около 26 дБ и ниже. Шум состоит из шума вращения шпинделя (в том числе аэродинамического) и шума позиционирования.
Радикальное решение для полного устранения шума от жестких дисков — использование SSD накопителей. Такие накопители обладают большей скоростью доступа, меньшим энергопотреблением, не содержат движущихся частей и теоретически обладают большей надёжностью. При этом они совершенно бесшумны. Но пока они очень дороги и не всегда доступны. К тому же, они обладают определённым ограничением на количество обращений к каждому сектору данных, после чего данные перестают читаться и записываться. Тем не менее, существуют карты с повышенным числом обращений к данным, и отказы легко заметить на ранних стадиях (в отличие от жёсткого диска, который нередко отказывает целиком).
Как правило, хорошие результаты даёт замена жёстких дисков на диски форм-фактора 2,5", которые применяются в ноутбуках. Диски размером в 2,5 дюйма создают меньше вибрации и шума и потребляют меньше электроэнергии, но имеют меньшую ёмкость и скорость, и большую удельную стоимость данных. Существуют также тихие и малопотребляющие диски стандартного форм-фактора 3,5".
Для снижения шума от жестких дисков применяют следующие методы:
Официально возможность программного управления акустическим шумом жесткого диска — AAM появилась в стандарте ATA/ATAPI-6, хотя некоторые производители делали экспериментальные реализации и в более младших версиях этого стандарта. Согласно стандарту, управление осуществляется путем изменения значения в диапазоне от 128 до 254, что позволяет регулировать шум, производительность, температуру, потребление электроэнергии и срок эксплуатации жесткого диска. Практически в любом современном жестком диске можно включить\выключить тихий режим с помощью утилит MHDD или Victoria. В операционной системе Linux это можно сделать с помощью утилиты hdparm.
Также применяется настройка жёстких дисков на снижение скорости вращения в случае бездействия. Хотя это может уменьшить их срок действия и мешать работе операционной системы, всё же такой приём может быть полезным для дисков, содержащих лишь данные пользователя (не содержащие ОС).
Внутренняя часть корпуса может быть выстлана звукопоглощающим материалом, например пенопластом или волокнистыми материалами. Это даёт следующие преимущества:
Некоторые корпусы высокого класса имеют такую шумоизоляцию изначально. Выпускаются также специальные звукопоглощающие маты, которыми можно обклеить любой корпус. Такая доработка может уменьшать дрожание корпуса и поглощать верхние звуковые частоты. Также отмечаются случаи уменьшения шума в некоторых корпусах с большим количеством отверстий.
Системный блок нельзя ставить в шкаф или располагать вплотную к мебели.
Определённое значение имеют также решётки, через которые воздух попадает внутрь корпуса. Они не должны препятствовать потоку воздуха или создавать завихрения. В «тихих» корпусах применяют ячеистые решётки или ещё более эффективные «проволочные», которые гораздо лучше устаревших штампованных. Такие корпусы, к тому же, поставляются с уже тихими вентиляторами и источниками питания.
Жидкостное охлаждение бывает оптимизированным либо для максимально тихой работы, либо для максимального охлаждения, но не одновременно. Из-за наличия вентилятора и насоса такие системы могут быть более шумными, чем традиционное охлаждение, но недавние технологические успехи позволили им быть одновременно и эффективными и тихими. Тем не менее, такой вид охлаждения требует бо́льших знаний и бо́льших затрат. Из тихих популярны системы Zalman Reserator, однако самостоятельно собранная пользователем конструкция может быть ничем не хуже, и лишь ненамного громче. Из-за своей сложности и высокой цены такие системы охлаждения не распространены среди обычных пользователей.
На современные материнские платы устанавливают, как правило, электронные контроллеры вентиляторов. Избыточное тепло выделяется на них микросхемами «северного моста». Для его охлаждения устанавливается небольшой, но шумный вентилятор, например, как в чипсете nForce4. Некоторые производители вместо этого используют большие пассивные рассеиватели тепла, что избавляет от шума, но требует хорошего охлаждения пространства внутри корпуса.
Пыль плохо проводит тепло и тормозит воздушный поток, препятствуя охлаждению. При очистке следует помнить о возможности пробоя электростатическим зарядом, поэтому не следует использовать для этого пылесос. Очистку производят резиновой грушей или щеткой. Стоит проводить эту операцию приблизительно раз в полгода.
Тихими считаются многие из компьютеров Apple Inc. В частности, не выпускаемая более модель G4 Cube содержала минимум движущихся частей и становилась очень тихой после замены стандартного жёсткого диска на более новый тихий.
Можно считать тихими ПК, выпущенные компанией Dell, если сравнивать со стандартными моделями, но самодельные тихие компьютеры легко их опережают.
Компания Zalman предлагает своё решение для тихого компьютера — корпусы серии TNN (totally no noise). С помощью тепловых трубок тепло отводится к боковым стенкам корпуса, которые за счёт своего размера и конструкции могут эффективно рассеивать тепло в окружающую среду. Это позволяет сделать систему охлаждения эффективной и полностью бесшумной.[7]
Бесшумный персональный компьютер.