Hárdvér: Chladenie počítača - 4.diel

Tento krátky seriál má za úlohu predstaviť a previesť čitateľa základmi problematiky chladenia počítačov.
V štvrtom dieli sa pozrieme na to, aké skrinky existujú a načo je vhodné ich využitie.

Na začiatok chcem upozorniť, že pred skladaním novej zostavy alebo úpravou chladenia si treba uvedomiť základ ako najoptimálnejšie funguje chladenie.
Tok vzduchu treba viesť jedným smerom. Fyzikálne je najoptimálnejší tok vzduchu zo spodnej strany smerom hore, rovnako ako stúpa ohrievajúca sa kvapalina.

RH: Kvapalina je aj vzduch.

Pri chladení počítača sa väčšinou vedie chladné médium, väčšinou vzduch, z dolnej prednej časti skrinky do zadnej hornej časti.

Obr. Nasávanie chladnejšieho vzduchu z prednej dolnej časti a vytvorenie toku smerom hore a do zadnej časti.

Takže aké sú vlastne počítačové skrinky?

Rôzne, dnes to ale nebude o výrobcoch ale o veľkosti a druhu skriniek.

Tie sú v štandardizovaných veľkostiach, pokiaľ nejde o skrinky výrobcov hárdvéru ako Dell, HP, Acer, Fujitsu, Lenovo alebo Apple.

Tí majú vlastné skrinky, dizajnované priamo na daný hárdvér.

Tie iba spomeniem a nebudem sa im venovať, keďže sú dizajnované priamo na komponenty, ktoré sú vo vnútri.

RH: úprava chladenia skriniek od výrobcov, hlavne počítačov do enterprise prostredia, je samozrejme možná, ale nie je to potrebné, či je to dokonca vo výsledku horšie.

V skrinkách typu Ultra Small form factor, Small form factor a Barebone s veľkou pravdepodobnosťou nebudú štandardné zdroje napájania, PSU.

V skrinkách typu Desktop, Mini-tower, Mid-tower a Full-tower je pravdepodne použitý klasický ATX PSU.

Ultra Small form factor - USFF

Ak potrebujete niečo naozaj maličké – napríklad, aby ste to vložili do skrinky alebo na zadnú stranu vášho televízora ako multimediálny počítač alebo HTPC.
Najväčším problémom pri USFF skrinkách je nutnosť použiť komponenty s nízkym tepelným vyžarovaním, alebo na proprietárnom procesore, napríklad SoC alebo Intel Atom. 

Obr. USFF skrinka od Asusu. Vo vnútri je notebookový 2,5" HDD a procesor Intel Atom.

Často je použíté pasívne chladenie, takže vás nerozptyľuje žiadny hlučný ventilátor. 

Vo väčšine prípadov sa USFF skrinka nedá kúpiť ale je skôr vyrobená na mieru výrobcom. 
USFF skrinka je použítá Dell Optiplex 7010 Micro, Lenovo pri ThinkCentre M630e Tiny alebo HP ProDesk 600 G2 mini PC.

Small form factor - SFF

Small form factor nazývaný aj mini desktop.
Existuje celý rad rôznych tvarov a veľkostí menších PC skríň, ktoré sú navrhnuté tak, aby zapadli do úzkych priestorov.

Tieto sú vo všeobecnosti navrhnuté okolo základných dosiek mini ITX poprípade micro ATX a budú mať veľmi obmedzený priestor pre komponenty, ako napríklad grafická karta.

Malé desktové a mini vežové skrinky sú veľmi podobné ich väčším náprotivkom, ale zaberajú oveľa menej miesta.

Small form factor skrinky sú tiež podstatne tenšie, čo môže mať za následok oveľa menší rozptyl tepla.

SFF skrinky používa, napríklad, DELL Vostro 3710 SFF, Lenovo ThinkCentre M75s Gen2 alebo HP Elite 600 G9.

SFF skrinky sú dostupné aj od bežných výrobcov ako LC POWER, SilverStone, Akasa, Antec, Eurocase, EVGA alebo Fractal Design, Ich ceny sú ale obvykle násobne vyššie a aj dizajnovo spracované skôr ako hifi technika.

Barebone

Barebone sú počítače, ktoré sa dodávajú ako stavebnice.

Vo vnútri majú obvykle len základnú dosku a procesor zvyšok si dokúpite a doladíte. Často majú neštandardné veľkosti základných dosiek a je veľký problém uchladiť tieto počítače.

Vo väčšine prípadov ide o minipočítač bez prídavnej grafickej karty, len s iGPU a s komponentami s nízkym tepelným vyžarovaním ako Intel NUC, Zotac ZBox, Asus MiniPC, či Gigabyte BRIX.

Obr. Barebone skrinka od Zotacu. dodáva sa bez Hdd a pamäte. 

Bývajú osadené malými, maximálne 60mm ventilátormi, často dosť hlučnými. 

RH: Samozrejme sú výnimky ako napríklad Akasa Euler MX Plus, je to pasívna skrinka pre Intel Alder Lake, 12th generáciu.

Nasledovné druhy skriniek sú štandardizované ATX skrinky pre základné dosky pre tento štandard. Ide o základné dosky typu mini ITX, flex ATX, micro ATX, ATX, extended ATX.

Desktop 

Desktopové skrinky boli kedysi štandardom, keď boli monitory obrovské a ťažké CRT.

Od zavedenia technológie LCD či LED, ktoré možno namontovať rôznymi spôsobmi, sa stali menej populárnymi.

Ale pre určité použitie môžu byť stále najlepším riešením.

Obr. desktop Fractal Node 202. Zdroj obrázku Fractal

Vo väčšine prípadov sa do desktopu dá inštalovať nízkoprofilová grafická karta, ale aj medzi týmto typom sa nájdu výnimky kde je vnútro skrinky urobené ako o 90 stupňov otočená vežová skrinka.

RH: Jedným z týchto typov je aj mnou používaný Thermal Take Bach ktorý je full-tower.

Istým modernejším druhom desktopom, momentálne veľmi populárnym, sú skrinky typu kocka - Cube.

Obr. Bitfenix Prodigy M. Zdroj obrázku Bitfenix

Desktop má väčšinou podporu ventilátorov do 92mm.

Výnimkou sú kocky, kde býva podpora až do 170mm, so štandardom 120mm.

Môže mať od 0 do 7 rozširujúcich slotov pre prídavné karty. A má jednu 5,25" pozíciu pre mechaniku, poprípade pozíciu pre mechaniku notebookového typu.

A môže ísť o skrinku pre formát dosiek od mini ITX až po ATX.

Problém chladenia výkonnejšieho hárdvéru v skrinkách desktop je nutnosť vysokých otáčok na dosiahnutie toku vzduchu. Dôvodom je stiesnenejší priestor vo vnútri. 

Týka sa to hlavne menších desktopových skriniek.

Minitower

Ak potrebujete malý počítač, ktorý príliš nerobí kompromisy vo výkone, potom bude pravdepodobne ideálne niečo zabudované do mini vežovej skrinky.

Počítačové skrinky mini tower, ktoré sú zvyčajne navrhnuté okolo základných dosiek mATX, majú však dostatočný priestor, ktorý potrebujete aj pre výkonný počítač.

So správnym výberom sa vám zmestí grafická karta plnej veľkosti až do veľkosti 420mm.

Obr. Minitower. Zdroj Fractal

Dosiahnete aj dostatočné chladenie, vzduchove alebo aj vodné, ktoré v predošlých typoch skriniek je veľmi ťažko umiestiteľné.

Jedným z nevýhod je podpora maximálne 120mm ventilátorov.

V minulosti boli v minitoweroch používané 92mm ventilátory, ktoré boli menej účinné ale zároveň dosť hlučné.

Výnimku robili počítače výrobcov, ktoré boli dizajnované na vytvorenie toku v minitoweri, a aj v desktope, na vytvorenie toku vzduchu za pomoci jedného ventilátoru na chladiči procesoru a ventilátore na PSU. 

V súčasnosti sú minitower skrinky spolu s midtowermi najpoužívanejšie.
Minitower môže mať až 3 rozširujúce sloty pre prídavné karty, a jednu až dve rozširujúce pozície pre mechaniky vo formáte 5,25" 

Midtower alebo Miditower

Midtower je, v súčasnosti, asi najpoužívanejší typ skrine.

Zvyčajne do nej vôjde aj základná doska typu ATX, veľká grafická karta a má  3 až 5 rozširujúcich pozícií.

Midtower môže mať až 7 rozširujúcich slotov pre prídavné karty, a až tri rozširujúce pozície pre mechaniky vo formáte 5,25" .

Obr. midtower. Zdroj NZXT 

Midtower, pokiaľ je dobre dizajnovaná, spája väčšinu pozitív z mini a full tower skriniek. Je možné v nich mať vodné chladenie procesoru bez obmedzenia toku vzduchu alebo vytvorenia hluchých miest brániacich prietoku vzduchu.

Full tower alebo Big tower

V týchto skrinkách nie je problém, ak chcete maximálnu rozšíriteľnosť a výkonné komponenty, odviesť aj 1kW TDP. 

Zmestíte tam základnú dosku eATX, 3 alebo 4 grafické karty a toľko úložného priestoru, koľko by ste kedy potrebovali. Pravdepodobne aj viac. 

Full-tower bude mať tiež priestor pre najväčší a najlepší chladiaci systém, či už ide o masívne ventilátorové polia alebo vodné chladenie.

Obr. fulltower. Zdroj Corsair

RH: Napríklad do fulltower skrinky Corsair 1000D je možné súčasne dať až tri 480mm radiátory vodného chladenia a k tomu až dvadsať štyri 120mm ventilátorov. 

Pokiaľ skutočne nepotrebujete viacero grafických kariet alebo úložných diskov, poprípade nebudete mať extrémne výkonný hardvér s vysokým TDP, pravdepodobne bude použitie full-tower prehnané.

Môže mať až 9 rozširujúcich slotov pre prídavné karty v PCI slotoch.

Ako vidieť je široké spektrum skriniek so svojimi plusmi a mínusmi.

Pre dobré chladenie je ale nutný plynulý a čo najsilnejší tok chladiaceho média - vzduchu.

Ako vidieť na obrázku nižšie, tok, airflow, je ovplyvnený každým komponentom a každým rotujúcim ventilátorom.

Obr. Airflow v midtoweri s piatimi ventilátormi. Zdroj Corsair

Na obrázku je napájací zdroj, PSU, dolu s nasávaním z vonku z dolnej strany  skrinky.

Pokiaľ to máte takto, tak PSU neovlyvňuje tok vzduchu v skrini.

RH: Pokiaľ máte PSU v spodnej časti, je nutnosťou mať prachový filter. Je to kvôli nasávaniu prachu a následnému možnému zapraseniu vnútra zdroja.

Niektorí užívatelia otáčajú zdroj ventilátorom smerom do skrinky. 

Tento setup však, pri testovaní, zvýšil teplotu grafickej karty z dôvodu vzniku turbulencie medzi zdrojom a grafickou kartou. 

Obr. Vnútro môjho počítača s AMD APU A10-5700 zdroj v normálnej polohe.

Pokiaľ je v hornej časti, slúži zároveň ako odsávač teplého vzduchu a zastáva úlohu jedného z ventilátor a je priamo zapojený do toku chladiaceho média.

Optimom je mať aj vhodný chladič na procesore, ktorý pomáha s prúdením vzduchu.

Ale o tom v ďaľšej časti.