можно ли вентилятор блока питания подключить к материнской плате
Подключение компьютерных вентиляторов охлаждения: все о разъемах
Содержание
Содержание
Корпусные вентиляторы делятся по размерам, типу подшипников, количеству оборотов и даже по способу применения. Одни заточены для создания статического давления, а другие рассчитаны на хороший воздушный поток в корпусе. И самое интересное в том, что один и тот же вентилятор можно подключить с помощью разных коннекторов. Некоторые из них умеют регулировать скорость, а другие работают на полном ходу. Это влияет на комфорт при использовании компьютера. Чтобы подобрать правильный вентилятор, стоит хотя бы поверхностно изучить особенности и нюансы подключения.
Почему коннекторов так много
Немного истории
Когда компьютер только появился и назывался ЭВМ, транзисторы были размером со спичечный коробок, а сама вычислительная машина достигала размеров комнаты и даже квартиры. Если и было нужно охладить такую махину, то для этого использовались огромные промышленные вытяжки, поэтому никто даже не заикался о шуме и комфорте. То ли дело, когда глобальное и грозное «ЭВМ» обтесали, причесали и подкрасили, чтобы получился «компьютер».
Чуть позже серьезное изобретение совсем огламурили и стали ласково звать персональным компьютером. Спасибо Apple: им пришлось сделать многое, чтобы громоздкое чудовище превратилось в привлекательное для покупателей устройство. Другие компании, та же IBM, к примеру, тоже кое-чего добились на этом фронте.
Эти наработки в гонке за персональностью унифицировали и стандартизировали, чтобы мы получили компьютеры такими, какими они стали сейчас.
За уменьшением деталей последовало сокращение размеров корпуса. Спичечные коробки превратились в спички, а позже и вовсе в их десятую часть по размеру. Это, а также повышение мощностных характеристик, стало первым, что потребовало хорошего охлаждения.
Но одно дело охлаждать ЭВМ в шумных рабочих зданиях, другое — остудить мощный компактный компьютер на столе школьника.
Раньше ставили на первый план стабильность и надежность. Ну а жужжит оно — да и пусть. Даже не самые древние модели компьютеров не могут похвастать хорошей системой охлаждения.
Стандартный кулер на процессоре, гудящий блок питания с восьмидесятым вентилятором и парочка ноунейм вертушек в корпусе, подключенных то ли к материнской плате, то ли напрямую к линии 12 В. Лишь бы работало. И никакой регулировки оборотов. Включил, привык к шуму пылесоса — и работаешь. Да что там, под этот шум даже Quake и Unreal заходили на ура. Но, как мы знаем, желания растут, требования тоже.
Требования к комфорту и шуму стали двигать прогресс в будущее, туда, где мы находимся сейчас. Чтобы сочетать тишину, прохладу и мощность, пользователи начали заниматься доработками и улучшениями.
За неимением автоматической регулировки оборотов, в провода впаивали резисторы, чтобы хоть как-то приструнить завывающую вертушку. Энтузиасты придумали более изощренные способы регулировки и дошли до реобасов.
Тогда такие штуки не продавались, поэтому тихие системы были только у тех, кто уверенно пользовался паяльником. Позже эту идею подхватили производители железа и стали выпускать регуляторы в заводском исполнении. А потом реобасы встроили в материнские платы и научили регулировать шум через BIOS.
Чтобы все работало, как надо, вентилятору приделали «третью ногу». То есть, провод, по которому техника ориентируется в оборотах. Так работает трехпиновая регулировка по DC. Так сказать, аналоговый способ.
Он реализован очень просто. Любой компьютерный вентилятор крутится от 12 В. На таком вольтаже будут максимальные обороты. Чтобы их снизить, уменьшают напряжение до семи или даже пяти вольт. DC — это регулировка постоянным током. Постоянными 12 вольтами или 7, 5 и далее.
За снижением вольтажа стоит специальный контроллер на материнке, от которого вентилятору достается готовое питание. На рисунке постоянный ток изображен на верхнем графике, а для контраста внизу есть переменный ток:
Простая ламповая физика — меньше напряжение, меньше света. Однако даже такую технологию поддерживали не все материнки. То есть, поддерживали, но только для мониторинга оборотов. А вот регулировать могли уже не все.
Инженеры подумали и решили, что цифровой технике нужны цифровые технологии. И внедрили технологию PWM. Это уже другая история — про вентиляторы с четырымя проводами и новые материнские платы. Между прочим, массовое использование данной технологии началось почти одновременно с выходом процессоров на платформе LGA 775. Материнские платы научились поставлять комфорт «из коробки», и с тех пор рынок вентиляторов поделился на DC и PWM. Или ШИМ, если говорить по-русски.
Широтно-импульсная модуляция — совершенно новая технология, которая требует от вентилятора наличия еще одной «ноги». Первый провод — для массы, второй — для питания, третий — для мониторинга оборотов, а четвертый — для PWM (информационный канал).
Регулировка оборотов работает еще проще: на вентилятор подается постоянное напряжение 12 В и некая информация для контроллера. В этой информации содержатся команды по открытию и закрытию транзисторов в цепи питания вентилятора. То есть, задаются прерывания. На графике это можно представить так:
Вершинка — транзистор открыт, вентилятор получает все 12 вольт. Далее следует спад — закрытие транзистора и прекращение подачи вольтажа. Так как техника цифровая, то и работа заключается в цифрах, а точнее, в долях секунд. Чем больше наносекунд транзистор находится в открытом состоянии, тем дольше подается вольтаж. Все это продолжается в пределах одного промежутка времени и с очень высокой частотой. То есть, мы можем повторить весь этот процесс с обычным DC-вентилятором вручную, если будем включать и выключать его примерно 23 тысячи раз в секунду. Это соответствует частоте 20 кГц и больше. Таким образом, для достижения максимальной скорости транзистор должен все время быть открыт и скармливать вертушке его родные 12 вольт. Если нужны тишина и комфорт, то вольтаж подается прерывисто — определенное количество раз за период.
В теории переход от DC к PWM меняет не только электрические способности вентиляторов:
На практике же эти плюсы полностью зависят от качества элементной базы и исполнения самого вентилятора.
Надо сказать, что ШИМ применяется не только в вентиляторах. Даже сейчас мы наблюдаем ШИМ. Потому что в любом мониторе с диодной подсветкой применяется PWM для регулировки яркости. Вот наглядный пример и объяснение, как работает технология:
Зачем вентиляторам нужен Molex
Вообще, можно найти вентилятор с таким коннектором, что и подключить будет не к чему. Да и обычный можно положить на полочку, если коннекторы на нем и на материнке не совпадают. Такая путаница на рынке есть и будет, как была проблема с кучей зарядок для каждого телефона, пока microUSB не навел порядок.
Та же участь касается и разнообразия коннекторов. Это сейчас все регулируется, настраивается и вращается. А до некоторых пор производители оснащали четырьмя контактами только разъемы для процессорных кулеров. Остальные довольствовались тремя. Так прижился тандем DC/PWM до наших времен. И даже современные платы работают с обоими вариантами. Но бывает и такое, что разъемов просто не хватает для подключения достаточного количества вентиляторов. На помощь приходит молекс.
Molex выходит напрямую из БП и имеет четырехконтактный разъем с 12 и 5 вольтами, а также две «массы». К нему можно спокойно подцепить хоть десяток вентиляторов. Это решает проблему нехватки разъемов на материнке, чем страдают многие бюджетные модели, особенно в Micro-ATX и Mini-ITX. Но у такого подключения отсутствуют регулировка оборотов и мониторинг.
Чтобы не испортить комфорт, к которому шли десятилетиями, производители выпускают специальные модели, которые могут работать на пониженных оборотах. Это удобно для создания постоянного воздушного потока в корпусе. В таких случаях регулировка оборотов не требуется — минимальных оборотов на вдув и выдув достаточно для охлаждения системы в средней нагрузке. Зато остаются свободные пины на материнке для подключения оборотистых моделей, плюс снимается лишняя нагрузка с шины питания материнки. Тут уже каждый сам себе режиссер и придумывает сценарии использования разных разъемов сам.
Вертушки-самоцветы
Мы разобрали всего три типа коннекторов. Но бывают и другие. Например, шестиконтактные коннекторы. Это особенность самых технологичных вентиляторов. Нет, они не отличаются по характеристикам и не дуют морозом в жаркий день. Это обычные вентиляторы, но с подсветкой. Пожалуй, появление таких вентиляторов начинает новую эпоху компьютерных сборок. Как когда-то персональный компьютер превращали в комфортный, теперь комфортный ПК становится красивым.
Повальное распространение RGB в игровых сборках заставляет производителей добавлять подсветку везде. И, если наушники, мышь или клавиатура — это самостоятельные устройства и могут программироваться как угодно, то вентилятор — штука простая и не имеет встроенного контроллера для управления подсветкой. Поэтому настройкой и синхронизацией подсветки в пределах системного блока занимается материнская плата. Чтобы было красиво и по феншую, производители ввели еще несколько пинов, которые отвечают за управление подсветкой.
Причем возникла новая путаница. Каждый завел свою технологию и продвигает только ее. Это мешает собрать универсальную систему подсветки, поэтому выбор каждой детали в компьютере теперь обусловлен еще и поддержкой фирменных технологий. У Asus это Aura Sync, у Gigabyte — RGB Fusion, а MSI продвигает Mystic Light. Это только софтовая сторона вопроса.
В техническом же плане управление подсветкой различается еще и рабочим вольтажом, а также количеством пинов. Для управления подсветкой часто используют разъемы 12V-G-R-B, 5V-G-R-B или 5V-D-G. Они сильно отличаются и не имеют обратной совместимости. И вот почему.
Светодиоды бывают трех типов: одноцветные, RGB и ARGB. В первом и втором варианте это обычные диоды с одни или тремя катодами, которые управляются аналогово: 12 вольт для питания и по проводу на каждый цвет. ARGB или лента с адресным управлением работает на диодах со встроенными контроллерами.
В каждую лампочку встроен контроллер, который управляет ее яркостью и цветом по цифровому каналу. Обычно, это тип подключения 5V-D-G. Где 5V — 5 вольт, G — масса, а D — Digital Input. Тот самый DI, который передает информацию каждому контроллеру и диоду отдельно, адресно. Что умеют такие ленты:
Каждая лампочка управляется самостоятельно, поэтому может показать любой из миллиона цветов независимо, а также с разной яркостью.
Обычная RGB-лента тоже принимает различные оттенки, но делает это полностью:
Это ограничивает возможности кастомизации и уже перестает пользоваться спросом как в компьютерном сегменте, так и в промышленном, где основное применение ARGB-диоды находят в бегущих строках и мультимедийных баннерах.
В материнских платах управление подсветкой работает через один разъем. Чтобы подключить к нему несколько вентиляторов, используют внешние контроллеры или разветвители.
Контроллеры, к слову, тоже питаются от разъемов блока питания SATA или Molex.
Что предлагает современный вентилятор
Самое главное — компьютер стал персональным, комфортным и теперь уже красивым. Этот процесс превращения из чудовища в красавчика можно назвать эволюцией. Ей подверглись и технические особенности, и визуальные. Вентиляторы тоже подтянулись, чтобы существовать в одном стиле с платформой.
Что касается коннекторов для подключения, то основная часть вентиляторов до сих пор доступна со всеми вариантами подключения. А вот что сильно изменилось, так это ответная часть — управление на материнской плате.
Если раньше некоторые функции получали лишь топовые бренды и модели, а иногда и вовсе, только серверный сегмент, то постепенно эволюция дошла и до самых бюджетных систем. Материнские платы адаптировали под требования пользователей, поэтому большинство из них умеет теперь не только управлять скоростью и мониторить обороты, но и создавать невероятные эффекты с помощью подсветки. Это тоже можно записать в достижения эволюции: превращение вентилятора в современное умное устройство. Интересно представить, что же будет с повелителями воздуха дальше.
Как организовать вентиляцию ПК. Краткое руководство для начинающих
Содержание
Содержание
Вопрос, который рано или поздно встает перед любым владельцем ПК, — охлаждение. Перегрев комплектующих вызывает снижение производительности, а в худшем случае дело заканчивается деградацией процессора и отвалом чипов. И наоборот — бездумное обвешивание корпуса вентиляторами может превратить его в настоящий пылесос, который будет раздражать домочадцев своим гулом.
Качество работы системы вентиляции зависит от типа и количества вентиляторов, способа подключения их к материнской плате и правильного расположения в корпусе компьютера. Впрочем, обо всем по порядку.
Основные характеристики вентиляторов
Статическое давление — напор воздуха, создаваемый вентилятором. Зависит от его конструкции и скорости вращения крыльчатки. Чем выше этот показатель, тем лучше работает вентилятор в условиях большого сопротивления (например, при прокачке воздуха через мелкоячеистый радиатор).
Воздушный поток (CFM) — количество прокачиваемого воздуха. Исторически сложившиеся единицы измерения — кубические футы в минуту. Эффективную работу показывают устройства с CFM больше 50.
Скорость вращения (RPM) — количество оборотов в минуту. Чем больше, тем выше производительность (и шум). У большинства моделей не превышает 2000.
Широтно-импульсная модуляция (ШИМ, или PWM) — автоматическая регулировка оборотов вентилятора с помощью материнской платы. Требует разъема 4 pin. Провести точную настройку можно с помощью специальных фирменных утилит.
Толщина вентилятора — обычно составляет около 25 мм. Для небольших корпусов (HTPC) выпускаются более тонкие версии, однако их эффективность ниже ввиду более слабого статического давления и CFM.
Тип подшипника — важная характеристика, от которой зависит ресурс и уровень создаваемого шума. В современных моделях можно встретить несколько видов: от самого дешевого подшипника скольжения (с низким ресурсом) до самых дорогих и редких керамического подшипника качения и подшипника с магнитным центрированием. Золотой серединой по ресурсу, цене и шуму являются вертушки с гидродинамическим подшипником.
Уровень шума — измеряется в дБА. Значение, комфортное для человеческого уха, не должно превышать 30 дБА. Больше вентиляторов — не значит шумнее. Чаще всего дело обстоит наоборот, особенно если вентиляторами управляет материнская плата, контролирующая температуру компонентов.
Размер имеет значение
От размера вентилятора зависит его производительность и уровень шума. Чем больше диаметр, тем меньше нужно сделать оборотов для достижения нужного эффекта и тем тише он работает. Чаще всего рядовому пользователю приходится иметь дело с вентиляторами следующих типоразмеров:
92 х 92 мм — уходящий формат, которому производители корпусов уделяют все меньше внимания. По стоимости сравнимы с более эффективными вентиляторами большего размера.
120 х 120 мм — дешево и сердито. Самые распространенные и универсальные. Хороший четырехпиновый вариант можно купить в пределах 1000 рублей.
140 х 140 мм — идеальный, по мнению автора, баланс шума и производительности. Цена за приличную модель стартует от 1000 рублей.
200 х 200 мм — решение редкое, но довольно эффективное в плане охлаждения и тишины. Главная проблема — найти замену в случае поломки. Второй спорный момент — стоимость, которая у именитых производителей начинается от четырех тысяч рублей.
Отдельные производители встраивают в свои корпуса настоящих монстров.
Стоит понимать, что выбор корпуса с вентиляторами редких размеров в случае их поломки может обернуться некоторыми проблемами. Если же корпус рассчитан на стандартные 120/140-миллиметровые вертушки, возместить потерю будет проще и быстрее. Как показывает практика, хорошие 140-миллиметровые вентиляторы при 600–800 об/мин или 120-миллимитровые на 800–1000 оборотах обеспечат хороший результат и максимальный акустический комфорт.
Варианты подключения вентиляторов к материнской плате. Типы разъемов
Современные вентиляторы подключаются к материнской плате посредством 3- или 4-пинового разъема. От типа подключения будет зависеть возможность управления скоростью вентиляторов программным способом. Более экзотическими являются 2-пиновый разъем (обычно используется в БП) и 6-пиновый (с управлением подсветкой). Подключение вентиляторов напрямую к блоку питания через Molex считается устаревшим.
У 3-пиновых моделей скорость вращения зависит от изменения напряжения. Возможен мониторинг скорости, однако ШИМ отсутствует. Часто такие вентиляторы работают на повышенных оборотах и издают больше шума.
У 4-пиновых моделей скорость вращения регулируется материнской платой с помощью дополнительного провода. Современные BIOSы прекрасно справляются с автоматическим управлением вентиляторов, главное — правильно выставить температурные лимиты в настройках материнской платы.
Большинство современных материнских плат имеют 4-пиновые разъемы, но варианты с 3 pin еще встречаются. В случае необходимости можно подключить 4-пиновый вентилятор к материнской плате с 3-контактными разъемами и наоборот. Вентиляторы при этом будут работать на стандартных оборотах.
Регулировать скорость вентиляторов можно и с помощью реобаса. Но эпоха подобных устройств уходит в прошлое: в современных корпусах для них не осталось места, а их функции взяли на себя материнские платы.
Если вентиляторов больше, чем разъемов на МП, используются специальные разветвители. Однако увлекаться ими не стоит: на один канал больше двух вентиляторов лучше не вешать. В противном случае придется обеспечить им дополнительное питание, что приведет к появлению лишних проводов в корпусе.
В любом случае уже на этапе покупки материнской платы нужно понимать, какое количество вертушек понадобится будущей системе. Несмотря на более высокую стоимость, предпочтение стоит отдать 4-пиновым вентиляторам с наиболее совершенным способом управления.
Сколько нужно вентиляторов и как их установить
Современная модель корпусостроения предполагает создание своеобразной аэродинамической трубы: холодный воздух поступает спереди, а горячий — выбрасывается через заднюю и верхнюю стенки. Корпуса с вентиляторами на боковой стенке и на дне из продажи почти исчезли. Чаще всего производители стараются создать в корпусе избыточное давление (ставят больше вентиляторов на вдув), и это не просто так. Во-первых, горячий воздух будет удалятся эффективнее, во-вторых, в корпусе будет оставаться меньше пыли.
Одного вентилятора вполне хватит, чтобы охладить системник офисного уровня без видеокарты с каким-нибудь селероном, пентиумом, семпроном или A10, где TDP процессора находится в районе 50 Вт. Автор предпочитает установку вентилятора на вдув, так как с выбросом горячего воздуха поможет кулер на процессоре, особенно если он башенного типа.
Расположение вентилятора показано схематично и зависит от типа корпуса и расположения в нём комплектующих.
Два корпусных вентилятора (один спереди, один сзади) вполне справятся с комбинацией типа Ryzen 3 (Core i3) + GTX 1650 (RX 550).
Три вентилятора (два спереди, один сзади) — заявка на средний уровень: Ryzen 5 (Core i5) + 2060 (RX 5500XT).
Четыре вертушки обеспечат нормальную работу для Ryzen 7 (Core i7) + 2070 (RX 5600XT).
Все меняется, когда в корпус приходит Ее Величество Игровая Видеокарта — главный отопитель любого игрового ПК. Чтобы удержать в узде тепловыделение HEDT-систем, кроме просторного корпуса нужно пять-шесть вентиляторов: два-три лицевых на вдув, один задний и два верхних на выдув. Или кастомная СВО.
Несколько советов
Открытая крышка системника — не панацея и решает вопрос только охлаждения процессора и видеокарты, а вот другие компоненты — чипсет, цепи питания, m.2 накопитель — обдува не получат и продолжат греться.
Современные производители часто делают сплошную лицевую панель с боковым забором воздуха. В таком случае хороший результат дает установка дополнительных вытяжных вентиляторов на верхнюю крышку.
Для процессорных кулеров и радиаторов СВО ищите вентиляторы с более высоким значением статического давления, которые смогут эффективнее прогонять через них воздух.
Подвод холодного воздуха через вентилятор на дне — неплохое решение, но автор бы от него отказался ввиду большого количества пыли, забрасываемой таким вентилятором в корпус.
Ставить вентиляторы на вдув на задней и верхней стенке нельзя, как и передние на выдув.
Автор не рекомендует переворачивать блок питания вентилятором вверх: он начнет засасывать горячий воздух от видеокарты и нагревать свои компоненты.