Здравствуйте. На написание этой статьи меня побудил наметившийся апгрейд домашней системы и недавняя статья Настольный. Металлический. Бесшумный. Твой?. Что-бы найти приемлемый вариант мне пришлось перелопатить кучу моделей корпусов и сейчас я хочу поделиться своей болью с вами.

В статье будут описаны типичные проблемы типичных корпусов (с кучей картинок), несколько примеров хороших компоновок и мои пожелания насчет идеального корпуса. Я не буду указывать ссылки на модели корпусов так-как не хочу делать кому-то рекламу или антирекламу.

Типичный компьютерный корпус с точки зрения термодинамики

Что-бы не было вопросов хочу сразу пояснить, почему я не могу использовать маленький бесшумный компьютер формата типа Intel Nuc или Mac Mini.

Зачем мне нужен компьютер?

• Интернет (с привычкой открывать 100500 вкладок в браузере)
• Игры
• Фильмы и сериалы (использую SVP для поднятия фреймрейта до 60ФПС)
• Иногда программирование (на работе хватает)
• Иногда видеомонтаж

То-есть мой компьютер должен рассеивать ~500Ватт тепловой мощности (100 процессор, 300 видеокарта, 100 — всё остальное).
Так-же должен быть SSD под ОСь с программами и место под HDD с файлохранилищем. До NAS я еще не созрел.

Каким требованиям должен удовлетворять компьютерный корпус?

• Компактность
• Хорошее охлаждение компонентов
• Защита от пыли
• Лёгкость обслуживания
• Тишина (по крайней мере без нагрузки)

Какие компоненты самые шумные?

• «Неправильный» процессорный кулер
• Видекарта с турбинкой в качестве системы охлаждения
• Корпусные вентиляторы — если начинка мощная, то «тихие» варианты вентиляторов просто не будут успевать удалять горячий воздух из системного блока.
• «Неправильный» блок питания

Если в случае с кулером и блоком питания можно найти тихие варианты, то с видеокартой идеального решения нет. Но об этом чуть позже.

Теперь приведу в пример типичную компоновку корпуса и расскажу, что в ней не так

• Видеокарта типа ПЕЧ стоит под процессором с памятью и эффективно их подогревает.
• Конвекция почти не помогает охлаждать комплектующие.
• Много пустого места (и, как следствие, слишком большие габариты системного блока).
• Но при этом воздушный поток от фронтальных вентиляторов перегораживают пустые корзины для жестких дисков.
• Конкретно эта модель претендует на роль «тихой» и в некоторых местах даже установлены звукопоглощающие пластины, но, по факту, шум выходит через дырявую заднюю панель корпуса.

Претензии к компонентам

Да, они есть. Классическая компоновка не предполагает компактности размещения, но к этому уже все привыкли.

Видеокарты

Давным давно, когда приняли стандарт ATX и придумали ставшую классической компоновку материнской платы, никто не думал, что в слот AGP (позднее PCI-E) будут ставить самый горячий компонент системы. А потом видеокарты стали наращивать энергопотребление и под процессором расположилась миниатюрная печка.

С этим ничего не поделать, но есть замечание к системе охлаждения. Самый распространенный вариант охлаждения сейчас выглядит так:

Такая система охлаждения по сравнению с турбинкой

более тихая, обеспечивает более низкую температуру видеокарты и нравится всем обзорщикам. Но есть одно но — она не удаляет горячий воздух из корпуса. Таким образом к шуму от вентиляторов видеокарты прибавляется шум вентиляторов корпуса (на лето мне приходилось ставить дополнительный мощный нагнетающий вентилятор, иначе корпус задыхался).

Материнские платы

как самый большой компонент системы.
Полноразмерный ATX сейчас редко когда нужен. Обычно в слоты PCI воткнуты только видеокарта и, в редких случаях, звуковая карта. Всё остальное и так встроено в материнскую плату.
Но это легко решается, так-как есть форматы mATX и mini-ITX. Но в большинстве корпусов miniITX сложно обеспечить хорошее охлаждение и, как правило, нет слота 3.5″ под HHD, так-что мой выбор — mATX.

Типичные проблемы корпусов

Теперь я хочу разобрать все пункты по порядку и указать на типичные проблемы типичных корпусов.

Вентиляция и защита от пыли

Небольшое лирическое отступление на тему того, как должна быть организована принудительная вентиляция.

Фильтровентиляционная установка автомобильная
На военной технике такие штуки фильтруют воздух и создают избыточное давление не позволяя загрязняющим веществам попадать внутрь через щели. Тот-же принцип используется в операционных, некоторых дата-центрах и при производстве микроэлектроники.

Если применить это к компьютерным корпусам — для создания избыточного давления внутри корпуса должны быть установлены нагнетающие вентиляторы с пылевыми фильтрами. Казалось-бы всё очевидно. Но давайте посмотрим сюда:

Формально всё на месте — 2 нагнетающих вентилятора за пылевым фильтром.

Но тут рядом с вентиляторами видны большие дыры. То-есть, вместо создания положительного давления внутри корпуса, вентиляторы будут мешать воздух около фронтальной панели. Понятно, что лишние отверстия можно заклеить синей изолентой, но почему сразу не сделать хорошо?

Еще один вариант:

На этот раз месить воздух вокруг себя будет вытяжной вентилятор. И заодно подсасывать пыль если мощность нагнетающих вентиляторов не достаточна.

А некоторые корпуса просто страдают излишней дырявостью:

Защита от пыли? Какая еще защита от пыли?

И — мое любимое:

Больше вентиляторов богу вентиляторов!
Без комментариев.

Есть и более-менее адекватные варианты:

2 нагнетающих вентилятора с пылевым фильтром, 2 вытяжных вентилятора, лишних дырок (кроме заглушек PCI) нет. Только непонятно, зачем СЖО с видеокарты подогревает поступающий в корпус воздух.

Еще интересно почему не используют HEPA фильтры на вдув. Сложенный гармошкой самый грубый HEPA фильтр обеспечит меньшее сопротивление воздушному потоку и лучшую фильтрацию, чем любые сеточки. Да, эти фильтры нельзя полностью очистить. Но это-же мечта любого производителя — продавать расходники с дикой наценкой! Шутка. А может быть и нет.

Лёгкость обслуживания

В данном контексте всё просто — хочется иметь возможность пропылесосить пылевые фильтры не разбирая корпус.

Так-же ради лёгкости обслуживания я отметаю СЖО

Жидкостная система охлаждения сделает компьютер значительно дороже и потребует дополнительной возни, иначе в охлаждающей жидкости заведется новая жизнь, непонятная склизкая масса забьет микроканалы и (или) жидкость протечет/испарится.

Компоновка

Я уже высказался по поводу печки под процессором и хочу привести пару примеров, где эта проблема решена.

1) Корпус с материнской платой, повернутой на 90 градусов

Конвекция и вентиляторы работают вместе. В тестах на эффективность охлаждения этот корпус показывал очень хорошие результаты.
2) Горизонтальное расположение материнской платы

Тут всё понятно — горячий воздух поднимается от процессора и видеокарты наверх. Комплектующие друг друга не греют.
3) Корпуса — перевертыши

Материнская плата повернута на 180 градусов, то-есть видеокарта расположена над процессором и больше его не греет.
4) Можно использовать райзер для подключения видеокарты

Так видеокарту можно разместить в дальней от процессора части корпуса и компоненты будут меньше греть друг друга.

Так где-же идеальный корпус?

Его нет. Но кое-что приблизилось к моим представлениям об идеальной компоновке

Не являюсь поклонником Apple, но Mac Pro мне нравится. Есть только нагнетающие вентиляторы и в потоке воздуха от них установлены радиаторы компонентов.

Кто-то краудфандингом собирает деньги на клон этого корпуса, но самую главную фишку — проточные радиаторы,- они реализовать не смогут.

В итоге получится как с фальшивыми ёлочными игрушками — выглядят как настоящие, но радости (охлаждения) не приносят.

Что делать?

Не хотелось-бы заканчивать статью на грустной ноте, поэтому расскажу о вариантах решения проблемы:

• Поместить корпус туда, где его не слышно

  Без комментариев. Длинный кабель к монитору и USB хаб позволят вынести системный блок хоть на балкон. Или в домашнюю серверную. Заодно это частично решит проблему с пылью. Другое дело, что такой возможностью стоит озаботиться еще на этапе ремонта.

• Выбрать из имеющихся вариантов

  Если поискать всё-таки можно найти корпус с приличной пылеизоляцией. На звукоизоляцию надеяться не надо, так-что выбираем самые тихие компоненты. С большим количеством пустого места внутри тоже придется смириться.
  Для себя я выбрал mATX корпус с горизонтальным расположением материнской платы.

• Сделай сам

  Можно обойтись без корпуса и повесить все комплектующие на стену. Разумеется тут так-же надо выбирать тихие варианты охлаждения видеокарты и процессора. Если повесить материнскую плату разъёмами вниз, то компоненты не будут греть друг друга, а конвекция будет помогать охлаждению. Проблема с пылью останется, но на открытом стенде все на виду и легко почистить.
  
  Я так не сделал из-за лени и наличия любопытного кота.

• Мелкосерийное производство

  Тут всё тоже можно сделать самому, но я не нашел где можно достать подходящий термосифон.
  Надеюсь webself меня прочитает.

Есть такая штука:

Гуглится по словам «алюминиевый профиль радиаторный».
Используется для охлаждения систем освещения на основе светодиодов, стоит недорого.
Ширина (которую мне удалось найти) до 30 сантиметров. Толщина основания от 6 миллиметров. В некоторых случаях его можно заказать уже анодированным.

И этот радиаторный профиль можно использовать в качестве стенки корпуса.
Через термосифон

устанавливаем материнскую плату с процессором.
Снимаем штатную систему охлаждения с видеокарты и при помощи райзера через термосифон крепим её к тому-же радиатору. Вы великолепны! На самом деле — не совсем. Меня смущает, что контакт термосифона и радиаторного профиля может оказаться недостаточным. Само собой тут тоже надо использовать термопасту, но хватит-ли этого?

В дополнение можно установить снизу несколько вентиляторов, которые будут помогать при нагрузке.

По моим прикидкам радиаторного профиля 30 на 30см со слабым обдувам должно хватить на 300 Ватт тепловой мощности от процессора и видеокарты.

На этом всё, надеюсь эта статья кому-нибудь поможет.

PS

Если кто-то знает, как найти готовый термосифон — напишите пожалуйста в личку или в комментарии.

PPS

Спасибо evilme за статью Учимся писать на Хабр. Так писать намного удобнее чем в web-редакторе или Word’е с последующим переносом на хабр. От себя добавлю, что рекомендую поставить расширение «Russian — Code Spell Checker» для борьбы с неизбежными очепятками.