Senfu vodno hlajenje

• Goran Anders :: 14. jun 2000

Vodno hlajenje je vedno bil najenostavnejši in najbolj efektiven način kako se znebiti odvečne toplote. Vse skupaj je zelo preprosto. Vodo po ceveh poganja črpalka. Na mestu, ki je potrebno hlajenja je postavljen ti. vodni blok, ki v bistvu ni nič drugega kot kos kovine prepreden z vodnimi cevkami. Ta vodni blok odvzame toploto in jo skupaj z vodo po ceveh prenese do radiatorja. Radiator pa s pomočjo zraka spet ohladi vodo oziroma toploto prenese na okolico. Ohlajena voda gre spet do črpalke in krog je sklenjen. Preprosto, ne?

Na žalost pa je vodno hlajenje v računalniškem svetu še do nedavnega veljalo za domeno največjih zanesenjakov in overclockerskih manijakov. Navsezadnje, kdo bi bil dovolj nor, da bi v računalnik napeljal vodo?! Vsak osnovnošolski otrok namreč ve, da se računalniške komponente in voda ne mešajo preveč dobro. Toda, razvoj gre nezadržno naprej in z njim tudi metode hlajenja. Računalniške komponente postajajo vedno manjše in vedno bolj vroče. Vzemimo za primer povprečnega 850MHz Athlona. Ta procesor pri delovanju porabi 50W energije, kar pomeni, da tudi odda toliko toplote! Razmere postanejo še bolj drastične, če se lotimo overclockanja. S povečajnem hitrosti procesorja se namreč poveča tudi poraba energije. Če pa zaradi stabilnosti povišamo tudi voltažo, se poraba enrgije naenkrat znajde nekje v višavah. Seveda za hlajenje lahko poskrbimo tudi z zračnimi hladilniki. Ti zadnje čase postajajo vedno večji, število ventilatorjev in njihova velikost pa se nezadržno veča. Niso daleč časi, ko procesorji sploh niso rabili hladilnika ali pa mogoče kakšen košček kovine, ki zdaj ni zadosten niti za hlajenje RAMa. V teh dneh pa ogromni kosi aluminija z dvema velikima ventilatorjema niso nič nenavadnega. In v teh razmerah je vodno hlajenje popolnoma razumna rešitev.

Izdelave takšnega hlajenja se lahko lotite tudi sami. Navsezadnje je večina vodnim hlajenj prišla iz domače garaže ali delavnice. Toda, velikokrat se gradnje takšnega sistema lotijo neizkušeni računalničarji in posledice so lahko katastrofalne. Tukaj pa v igro vstopi podjetje Senfu. Gre za tajvansko podjetje, ki je prvo uporabnikom ponudilo vnaprej pripravljene rešitve za vodno hlajenje. V svojem prodajnem programu tako imajo univerzalni vodni blok, vodno črpalko, radiator, cevi in druge potrebne stvari. Pred nekaj časa so mi celoten komplet poslali na test in sedaj je na meni, da povem kako se je stvarca obnesla. Pa pojdimo po vrsti.

Sestavni deli:

Srce vsakega vodnega hlajenja je vodni blok. To je tista napravica, ki je v stiku s procesorjem in ki skrbi za odvajanje toplote. Zraven Senfujevega vodnega bloka pa je priloženo še veliko več. Tu so vsi potrebni propomočko za montiranje bloka na procesor, mali izvijač, veliko kvalitetne termalne paste, več kot preveč plastičnih cevi, izolacijski materijal... Vse skupaj tvori celoto, v kateri res ne boste pogrešali nič. Senfujev vodni blok je namreč precej univerzalen. Lahko ga pritrdite na vse trenutno dostopne procesorje, od Socket7/370 preko SECC Slot1, SECC2 Slot1 do SlotA in FC-PGA procesorjev. Tako lahko isti vodni blok uporabite tako za svojega Celerona466 kot za novega Slot1 Pentiuma3 ali SlotA Athlona. To Senfujevem kompletu da res dolgo življenjsko dobo!

Pa si oglejmo pobliže sam vodni blok. Ta je v bistvu sestavljen iz dveh delov, spodnjega in zgornjega. Zgornji del se na spodnjega pritrdi s pomočjo kar 8ih vijakov, za tesnjenje pa skrbi gumijasti O-obroček ( kompletu je priložen še eden, rezervni... ). Ko blok razstavimo v sredini najdemo množico kanalčkov.

število le-teh je res veliko, kar da ogromno stično površino med aluminijem in vodo. To je seveda ključnega pomena, saj je od stične površine odvisno, kako dobro bo vodni blok hladil. Navsezadnje je medij za prenos toplote voda in če le-ta nima dovolj stika z aluminijem enostavno ne bo mogla prevzeti dovolj toplote! Na dnu je vodni blok rebrast, kar pripomore k vrtinčenju in turbulenci vode in s tem k še boljšem odvzemu toplote.

Pritrditev cevi na vodni blok poteka zelo preprosto. Cevi nataknemo na ustrezen vhod in izhod potem pa preko privijačimo še varnostna obročka. Ves postopek je izredno hiter in, kar je najpomembnejše, daje dober rezultat. Med celim testiranjem na vodnem bloku ali stiku s cevmi nisem opazil niti kapljice vode, kar je zelo dobro. Navsezadnje je voda na procesorju zadnje, kar bi si želeli :).

Edina pripomba, ki jo imam je groba stična površina. Overclockerji imamo navsezadnje nekakšen fetiš do popolnoma ravne in gladke stične površine in to ne zastonj! Ravna in gladka stična površina pomeni boljši stik med procesorjem in hladilnikom in s tem tudi boljši prenos toplote. Seveda se nisem mogel zadržati in sem vodni blok pobrusil. Izkazalo se je, da ni bil popolnoma raven, saj je okolica ( robovi ) bila malo višja od sredine! Ko bi le vsi proizvajalci bili takšni kot Alpha in bi svoje hladilnike popolnoma zravnali in zgladili...

Drugi pomemben del Senfujevega vodnega hlajenja je radiator. Ta je zares nekaj posebnega! Na voljo sta dve izpeljanki in sicer z enim ali dvema ventilatorjema. Jaz sem preizkusil močnejšo, dvoventilatorsko različico.

Radiatorji za vodno hlajenje so vedno bili kritičen del sistema. Navsezadnje ravno oni skrbijo za to, da se toplota s procesorja znajde v okolici. Večina ljudi, ki je sama delala vodno hlajenje se je odločila za radiatorje iz starih avtomobilov. Toda, ti so lahko zelo veliki in nerodni, da ne govorim o raznih poškodbah, ki niso redke... Zato je ustrezen radiator vedno bilo teško najti.

Senfujev radiator je zelo dober kos opreme. Je zelo kompakten, tako da se bo prostor za njega našel na vsakem računalniškem ohišju ali mogoče ob njemu. Tisti z Big Towerji bi ga nemara lahko celo vgradili v računalnik! V radiatorju je zvito okoli 3 metre bakrene cevi premera 9mm. Na te cevi so pritrjena aluminijasta hladilna rebra. Za pretok zraka skrbita dva 80mm ventilatorja, ki svoje delo opravljata odlično ( le malce glasna sta ). Ventilatorja sta navadna 12V modela, kar pomeni, da ju lahko priključimo na računalniški napajalnik. Od tod tudi 4 pinski molex konektorji na vsakem. Kot lahko vidite na sliki je eden izmed ventilatorjev na mojem radiatorju bil poškodovan. To je posledica dela naših dragih carinikov, ki enostavno morajo preveriti vsako škatlico če se v njej slučajno ne skriva kakšen ilegalec ali, bognedaj, jedrska bomba. Pri svojem delu pa niso niti najmanj nežni, kar lahko opazite tudi na nesrečnem ventilatorju, ki pa je na srečo še vedno deloval. Podobnih zgodb s cariniki imam še polno, a jih bom raje prihranil za neko drugo priložnost, recimo Slo-Tech piknik :).

Pritrditev cevi na ventilator je povsem preprosta. Cevi le nataknemo na izhod/vhod in ju pritdimo s priloženimi plastičnimi vezicami. Jaz sem večino časa celoten komplet uporabljal brez vezic in nisem zasledil nobenega puščanja.

Zadnji pomemben del vodnega hlajenja je seveda črpalka. V Senfujevem kompletu je priložena črpalka prirejena za ameriško tržišče, torej 110V model s čudnim priključkom za elektriko. Tako je nisem mogel uporabiti.

Sama črpalka je čisto navaden akvarijski model. Gre za potopno črpalko, ki je namenjena delovanju pod vodo. Po specifikacijah je sposobna potiskati 50 do 200 litrov vode na uro. Tega nisem mogel preveriti, saj nisem imel imel ustreznega transformatorja. Zato sem moral poiskati zamenjavo. V Hobby Program trgovini za hišne ljubljenčke sem našel ustrezno potopno črpalko in sier Wind's 800 model.

Ta črpalka po specifikacijah zmore 330 do 660 litrov na uro, kar je seveda precej več, kot Senfujeva črpalka. Toda, te številke so podane za črpalko, ki vodo potiska brez ovir. Dejanski pretok se zaradi vse napeljave in vseh ovinkov, ki jih voda naredi na poti drastično zmanjša. Po končani poti je voda v zbirno posodo tekla v zelo majhnem curku, kot da bi čisto na rahlo odprl vodno pipo!

Ko smo že pri posodi: ta je seveda pomemben sestavni del vodnega hlajenja, v katerem uporabljamo potopno črpalko. Sama velikost ni zelo pomembna, saj uporabljamo za izravnavo temperature radiator. Posoda Senfujevem kompletu na žalost ni priložena, tako da sem moral za njo pobrskati doma. Kljub nestrinjanju domačih sem ročno zaplenil eno Tupperware posodico, ki je ravno dovolj velika za črpalko. V pokrov sem izvrtal tri luknje: po eno za vhodno in izhodn cev ter še eno v katero sem vtkanil priročni termometer za spremljanje temperature vode. Posodico sem še dodatno izoliral s priloženim Senfujevim samolepilnim izolirnim materialom. To na samo hlajenje nima nikakršnega vpliva, toda želel sem preizkusiti, kako se obnese ( izlorni material, namreč ).

Po zadnjih informacijah Senfu že ponuja tudi izboljšano, evropsko verzijo črpalke, ki deluje pri 220V in je malo močnejša, kot omenjena. Tako izlet v Hobby Program odpade...

Priročnik:

Priročnika kot takega v Senfujevem kompletu sploh ni... Vsakem delu posebej je priložen fotokopiran A4 list z navodili. Fotokopija je na žalost naravnost obupna, tako da je pri branju navodil bolj pomembna bujna domišljija kot pa dejansko poznavanje črk. Tudi če uspete kaj razbrati je le-to napisano v polomljeni angleščini in večinoma nima nobenega smisla.

Zanič navodila za sestavljanje ne motijo preveč pri bolj samoumevnih delih. Zraven radiatorja je recimo priložen list s fotografijami pa tudi drugače bi verjetno pogruntali, da morate cevke natakniti na vhod/izhod in ventilatorja priključiti na napajalnik. Bolj kritično je pri sestavi in namestitvi vodnega bloka. zraven tega je namreč priložena cela vrečka čudnih vijakov, obročkov, sponk in podobnega materiala. Namestitev na Socket370 procesorje niti ni tako težavna, saj je treba le uporabiti priloženo sponko. Zatakne se pri namestitvi na Slot1/A procesor. Za ustrezen Slot1 procesor ( odvisno od tega, ali je SECC ali SEPP ) je potrebno najti ustrezne vijake in vodni blok pritrditi s pomočjo univerzalne navrtane ploščice. Stvar se še bolj zaplete pri SECC2 procesorjih ( Athloni in Pentiumi2 ), kjer je v povezavi z omenjeno ploščico treba uporabiti ustrezne sponke. No, po kakšnih desetih minutah vnetega študiranja navodil in eksperimentiranja z različnimi kombinacijami mi je namestitev le uspela.

Z navodili bi se pri Senfuju res lahko bolj potrudili. Navsezadnje gre za Plug and Play izdelek in takšna bi morala biti tudi navodila ( beri: jasna in pregledna )...

Namestitev:

Dejanska sestava hlajenja vam zna vzeti kar nekaj časa. Nikakor ne gre za pol-urni projekt, temveč bolj za nekakšen vikend-projekt. Prvo je seveda treba poskrbeti za ustrezno posodico, ki bo držala pumpo. Svojo rešitev sem opisal zgoraj, vas pa pri izbiri omejuje le domošljija. Pazite le, da v posodico nalijete dovolj vode, saj potopna črpalka ne sme delovati na suhem, v vse cevi in radiator pa izgine kar precej vode.

Naslednji korak je napeljava cevi od črpalke do radiatorja. Pri tem odmerite potrebno dolžino cevi in jo namestite na črpalko in radiator. Cev se na črpalko ( vsaj Senfujevo... tudi jaz sem svojo predelal tako, da sem lahko uporabil Senfujevo montirno metodo ) pritrdi s pomočjo obročkov, torej popolnoma enako kot na vodni blok. Pritrditev na radiator je res povsem preprosta, le nataknite cevi na ustrezen vhod in jo pritrdite z vezicami.

Od izhoda radiatorja do vodnega bloka spet napeljite cevko in jo ustrezno pritrdite. Potem vam ostane le še, da na izhod vodnega bloka pritrdite zadnji kos cevi in jo napeljete nazaj v zbiralno posodo. Precej preprosto, torej.

Opisana namestitev je moja osebna. Pri njej gre voda iz črpalke v radiator, kjer se ohladi na sobno temperaturo in potem potuje do procesorja. Na procesorju se voda segreje in gre nazaj v zbiralno posodo. Posledica tega je, da se voda v zbiralni posodi sicer segreje, toda voda, ki pride na procesor je vedno sobne temperature. Možna je še taka namestitev, kot sem jo opisal v uvodu, torej da je radiator postavljen za vodni blok in hladi vodo, ki gre v zbiralno posodo. Pomanjkljivost tega načina je, da se nekatere potopne črpalke pri delovanju kar segrejejo in potisnejo malce toplejšo vodo do vodnega bloka. Taka segretost vode se razlikuje od črpalke do črpalke, pri večini je sicer zanemarljiva, nekatere pa so lahko zelo tople!

Po ureditvi vodnega kroga nam ostane le še namestitev na procesor. Ta se seveda razlikuje od vrste procesorja, ki ga posedujete. Lastniki Socket7/370 procesorjev ste lahko najbolj srečni: vi le namestite vodni blok na procesor in ga pritrdite z navadno sponko, ki jo uporabljajo vsi hladilniki.

Sama sponka je povprečno močna. To pomeni, da stik ni optimalen, saj sem po pritrditvi še vedno lahko premikal vodni blok. Sponka je navadna, tako da boste uporabniki FC-PGA procesorjev morali ali podložiti vodni blok ali pa uporabiti ustrezno FC-PGA sponko. Navadne in FC-PGA sponke se namreč razlikujejo v centru pritiska, saj je položaj in velikost jedra pri obeh pakiranjih drugačen.

Pritrditvena metoda za SECC ( Pentiumi 3 ) in SEPP ( stari Slot1 Celeroni ) Slot1 procesorje je, ko jo pogruntaš, odlična! Preko vodnega bloka je potrebno namestiti že prej omenjeno navrtano kovinsko ploščico. Na to ploščico pred tem privijačimo ustrezne vijake ( zaradi bednih navodil jih boste našli le z metodo poskusov in napak ), ki potem sežejo skozi ustrezne luknje na procesorju na zadnjo stran, kjer jih  z ustreznimi maticami pritrdimo. To je seveda optimalna rešitev, saj lahko pritisk poljubno nastavljamo in tako poskrbimo za ustrezen stik.

Namestitev na SECC2 procesorje ( Athloni in Penitumi2 ) pa je, na žalost, naravnost obupna. Zaradi kovinske plošče, ki je nad temi procesorji je uporaba vijakov onemogočena. Tako so se pri Senfuju odločili za sponke, podobno kot pri Socket370 procesorjih. Tudi tukaj prvo na procesor namestimo vodni blok, preko njega damo kovinsko pločšico, ki jo potem na procesor pripnemo s sponkama. Ti dve sponki pa sta popolnoma zanič. Sila, s katero pritiskata vodni blok na procesor je izjemno majhna, povrhu tega pa sta še zelo nezanesljivi in se vsake toliko odpneta, če le malo narobe pogledate procesor. Pritrditev je možno poboljšati, če med vodni blok in ploščico damo nekakšen predmet, recimo debel kovanec ali kos trde lepenke, saj tako sponki bolje primeta. Najboljša rešitev bi seveda bila odstranitev kovinske plošče, ki sem jo opisal tukaj, in potem uporaba vijakov, toda vsakdo ni tako spreten. Pri Senfuju sicer zatrjujejo, da že imajo alternativne metode montiranja na Athlone in Pentiume2, toda jaz jih do sedaj še nisem videl!

Test:

Sedaj pa še tisto, na kar ste vsi čakali. Dejanski rezultati hlajenja! Senfujevo vodno hlajenje sem primerjal z nekaj tipičnimi in tudi najboljšimi hladilniki za Celerone in Pentiume3. Athlona sem na žalost imel premalo časa, da bi lahko opravil meritve, tako ali tako pa je pritrditev preveč slaba, da bi komurkoli z Athloni ta komplet sploh lahko priporočil.

Testni sistem:

Testni računalnik
Ohišje:	Fong Kai FK-320 ATX
Procesor:	Intel Pentium3 450 in Celeron 400
Pomnilnik:	64MB Mosel Vitalic PC133 SDRAM
Matična plošča:	MSI 6163Pro
Grafična kartica:	3DFX Voodoo3 2000 AGP
Disk:	Seagate U4 8.4GB
Drobnarije:	SB Live! Player, Pionner DVD-114F
Softver:	Windows 98, FIGS gonilniki za Voodoo3

Prvo sem si ogledal, kako se hlajenje obnese s Socket370 procesorji. V ta namen sem uporabil svoj Celeron 400, ki se v teh dneh kar precej segreva. Na voljo sem imel tudi nekaj drugih zračnih hladilnikov za Celerone, tako da je primerjava bila povsem preprosta. Vrednosti "Procesor" in "Sistem" prihajata s termometrov na matični plošči, "Procesor2" pa odčitava dodatni termometer, ki sem ga pritrdil tako, da se je dejansko dotikal jedra procesorja. Prva tabela predstavlja temperature pri mirovanju, ko računalnik ni počel ničesar, druga tabela pa temperature ob polni obremenjenosti sistema. Slednje temperature sem odčital po pol ure mučenja procesorja z Unreal Tournamentom v Software načinu pri resoluciji 1024x768 in SETI@Home v ozadju. Sobna temperatura pri vseh testih seje gibala med 29 in 30 stopinj C.

Temperature pri idlanju
	Procesor	Procesor2	Sistem
Alpha PAL 6035	33,5	30,5	35
Global Win FKP32	35	31	36
Golden Orb	31,5	30,5	35
Senfu	33,5	31	36

Temperature pri obremenitvi
	Procesor	Procesor2	Sistem
Alpha PAL 6035	36,5	34,5	36
Global Win FKP32	43,5	42,5	38
Golden Orb	37,5	36	36
Senfu	35	31	37

Kot lahko sami vidite se je Senfujev komplet odrezal po pričakovanjih: odlično. Temperature pri idlanju oziroma ne početju ničesar so pri vseh hladilnikih podobne ( glejte vrednost za "Procesor2" ker je bolj natančna ), večje razlike pa se pokažejo pri obremenitvah. Potem, ko sem procesor in ves sistem temeljito premučil z zahtevnimi opravili se je temperatura pri vseh hladilnikih opazno dvignila. Edino pri Senfuju je ostala povsem enaka! Opazite lahko tudi za kanček višje temperature sistema pri uporabi vodnega hlajenja. Vzrok za to je verjetno en ventilator manj v sistemu, ki premikal zrak.

Sedaj pa si oglejmo še temperature, ki sem jih dobil na Pentiumu3 450.

Temperature pri idlanju
	Procesor	Procesor2	Sistem
The Arctic Circle	32	30,5	34
Slot1 Golden Orb	31,5	31	35
Senfu	34	29,5	36,5

Temperature pri obremenitvi
	Procesor	Procesor2	Sistem
The Arctic Circle	36	37,5	36
Slot1 Golden Orb	38	40,5	39
Senfu	37,5	32	38

Tudi tukaj je slika precej podobna. Temperature pri idlanju so zelo izenačene, večje razlike pa se pokažejo ob obremenitvi sistema, kjer vodno hlajenje temperature drži na podobni ravni, zračni hladilniki pa takšnih obremenitev ne prenesejo najbolje.

Kot sami vidite je vodno hlajenje uporabno le pri večjih obremenitvah. Sklepam lahko, da do dodatnega izraza pride tudi pri overclockanju, ko se delovna temperatura procesorja precej zviša. Z vodnim hlajenjem ste lahko sigurni, da bo procesor nekako vedno enake temperature, medtem ko so temperature razlike pri zračnem hlajenju zelo velike. To pa, kot že veste, na procesor vpliva precej slabo!

Zaključek:

Vodno hlajenje prodira v vse več nekoč mirnih in povprečnih domov. Senfu je s svojim kompletom dostop do te tehnologije omogočil tudi širšim množicam in ljudem, ki niso najbolj spretni z raznimi stroji. Seveda navaden uporabnik, ki kupi vnaprej sestavljen računalnik in ga uporablja za pisanje seminarskih nalog v Wordu in IRCanje takega hlajenja ne potrebuje. Potrebujejo pa ga vsi, ki iz svojega procesorja želijo izstisniti še zadnjo kapljico moči! Lepa lastnost tega kompleta je njegova prilagodljivost, saj ga lahko uporabite na vseh trenutno znanih procesorjih. To pomeni, da boste Senfuja kupili enkrat in vam bo služil prekleto dolgo časa. Dobra novica je tudi, da stvar lahko kupite po delih ali v kompletu. Vsem, ki sami sestavljate vodno hlajenje ( in vem, da vas je tudi v Sloveniji kar nekaj! ) in si nočete kvariti užitka z nakupom vnaprej pripravljene rešitve, a imate vseeno velike težave z iskanjem ustreznega radiatorja polagam na srce, da si le oglejte Senfujev radiator. Ta je daleč najkvalitetnejši del sistema, dvoventilatorska različica pa je primerna tudi za sisteme z več peltierji. Dobite ga že za 48,50$, kar je zelo ugodna cena glede na kvaliteto in zmogljivosti. Komplet z vodnim blokom stane 39,50$, črpalka ( ki je tako ali tako za nas neuporabna ) pa 13,50$. Celoten komplet z vsem zgoraj naštetim pa stane okoli 100$. Od tega hlajenja lahko realno pričakujete temperature okoli sobne. Sam po sebi ta komplet ne more znižati temperature pod sobno, toda v navezi s peltierjevim elementom tudi to ni nemogoče. Na žalost uvoznika za ta komplet pri nas ni in tudi ne vem, če kdaj bo, tako da ga boste morali naročiti iz tujine. Spisek distributerjev dobite na Senfujevi domači strani.

Plusi	Minusi
odlično hlajenje, radiator, univerzalnost, prilagodljivost, preprosta namestitev in uporaba, kvaliteta	zanič navodila, obupna namestitev na SECC2 procesorje, neuporabna črpalka,