Компьютерная область давно уже перестала быть сугубо профессиональной — теперь ПК есть в каждом доме, и зачастую не один. А с популярностью приходит и мода: попробуйте найти корпус дороже нескольких тысяч рублей без стекла, а топовую материнскую плату или видеокарту — без RGB-подсветки. Конечно, все эти «навороты» никак не влияют на работу компьютера, но есть и другие новые веяния, причем некоторые из них могут быть не только дорогими и бесполезными, но и даже опасными. К ним относится и повальное желание ставить в дорогие ПК системы водяного охлаждения (СВО). Конечно, это кажется логичным — «вода» ведь должна охлаждать лучше «воздуха» — но ниже я попытаюсь объяснить, почему для обычного ПК, пусть и мощного, СВО абсолютно не нужна.
И хотя СВО и кулер делают одно и тоже — отводят тепло от горячего процессора — на практике они делают это разными с физической точки зрения способами, и поэтому нельзя со 100% уверенностью утверждать, что водяное охлаждение окажется эффективнее воздушного.
Как работает «водянка»? К крышке процессора (или GPU) прилегает медный радиатор, над которым (или рядом) установлены резервуар и помпа, прогоняющая воду через него. В дальнейшем эта вода по трубке поступает в радиатор большей площади (это достигается путем разделения потока на множество мелких каналов, что улучшает охлаждение), который уже обдувается обычным вентилятором. Охлажденная таким образом вода поступает обратно к процессору или GPU и все повторяется по кругу. Как видите — абсолютно ничего сложного, схожий принцип используется для охлаждения двигателей автомобилей чуть ли не столетие.
А как работает башенный кулер? К процессору прилегают медные трубки (напрямую или через никелированный алюминий), другой конец которых соприкасается с пластинами радиатора, тепло с которых уносится потоком воздуха от вентилятора. Но просто так делать медные трубки не эффективно — они просто нагреются в области рядом с процессором, а у радиатора останутся холодными. Поэтому их делают полыми, а внутрь заливают легко испаряющуюся жидкость (спирт, ацетон, эфир) и вставляют фитиль. В итоге благодаря капиллярным эффектам такая трубка умеет работать в любом положении: жидкость, испаряясь рядом с процессором и забирая у него тепло, конденсируется на другом конце трубки у более холодного радиатора и стекает по фитилю обратно ближе к горячему «камню».
Как видите, принципы работы СВО и кулера достаточно сильно различаются: в одном случае тепло забирается благодаря испарению жидкости, в другом — благодаря ее нагреву. Различны и принципы переноса охлаждающего вещества — помпа и капиллярные эффекты. Поэтому нельзя твердо утверждать, что СВО будет гарантированно эффективнее, с чем мы ниже и столкнемся.
Теперь, когда с физикой происходящего мы разобрались, можно переходить к конкретным случаям и причинам, почему СВО не нужна для домашнего компьютера.
Для игрового ПК система водяного охлаждения — лишняя трата денег
Достаточно большое количество компьютеров собираются только для игр, и тут желание поставить СВО вполне ожидаемо: раз в сборку попадает топовый процессор, топовая память, топовая материнская плата и топовая видеокарта, то и охлаждение должно быть топовым, то есть водяным.
Какой рендер игрового ПК обойдется без СВО? Правильно, никакой.
Логика эта вполне понятна, но в ней есть один изъян — игры в большинстве своем несильно нагружают процессор: они зачастую неспособны распараллелить большое число потоков, и уж совсем в единичных случаях используют «горячие» векторные инструкции типа AVX. В итоге реальное тепловыделение процессоров в играх оказывается даже меньше, чем в спецификациях от производителя, которые пишут о 95-105 Вт для мощных CPU типа Core i9-9900K или Ryzen 7 2700X.
А с сотней ватт тепла без особых проблем справятся даже простые башенные кулеры с двумя-тремя теплотрубками: да, зачастую с ними температура будет на несколько градусов выше, но в данном случае едва ли это будет критичным: какая разница, будет на процессоре 65 градусов или 70, если критичные температуры на пару десятков градусов выше? А если учитывать, что более-менее качественные СВО стоят в 3-4 раза дороже простых «суперкулеров», то выбор в данном случае оказывается очевидным.
СВО не поможет при разгоне процессоров от Intel последних поколений
Intel уже почти 5 лет использует все тот же 14 нм техпроцесс, а вот количество ядер за это время увеличилось вдвое, да и частоты стали максимально близки к 5 ГГц. Поэтому нет ничего удивительного в том, что под серьезной вычислительной нагрузкой тот же 8-ядерный Core i9-9900K может выделять и 200, и 250, и даже 300 Вт тепла!
Казалось бы — вот оно, идеальное применение для трехвентиляторной системы водяного охлаждения, тут она точно покажет себя с лучшей стороны. Но на практике получается достаточно забавная ситуация: что с топовой СВО, что с мощным кулером такой процессор в разгоне все равно будет быстро нагреваться до 100-110 градусов и сбрасывать частоты. Что, не справляется СВО? Нет конечно, проблема лежит глубже.
После 2011 года, когда стало понятно, что процессоры AMD FX не являются конкурентами для Intel Core 2-ого поколений, компания Intel стала «мухлевать» — дескать, у пользователей все равно нет выбора, и так купят. В результате процессоры с 3-его по 8-ое поколение под крышкой имели вместо высокоэффективного припоя «пластичный термоинтерфейс», или термопасту, у которой коэффициент теплопроводности хуже на порядок! Увы — даже возврат припоя под крышку топовых процессоров 9-ого поколения не помог, ибо на нем Intel тоже сэкономила.
Что в итоге происходит? Пока поток тепла от кремниевого кристалла невелик (например, вы играете), термопаста под крышкой вполне справляется с передачей тепла и температуры оказываются невелики. Но как только вы начинаете серьезно нагружать CPU, и поток тепла увеличивается в разы, термоинтерфейс... перестает справляться с его отводом. Поэтому без разницы, чем вы будете охлаждать такой процессор — проблема лежит в прямом смысле того слова глубже.
Единственный выход из такой ситуации — это скальпирование (снятие крышки) с процессора и замена «терможвачки» на жидкий металл, у которого коэффициент теплопроводности может быть даже выше, чем у припоя. И только после этого разница между СВО и кулером станет видна, и лишь «водянки» без проблема отведут 250-300 Вт от «раскочегаренного» Core i9.
Так что если вы не горите желанием посылать под нож только что купленный за 30-40 тысяч рублей процессор — нет никакого смысла брать к нему в пару СВО вместо суперкулера, вы не увидите понижения температуры в серьезных задачах, поэтому в данном случае можно можно сэкономить и брать воздушное охлаждение.
Лишь дорогие СВО могут конкурировать с мощными башенными кулерами
Ладно, с современными процессорами от Intel все понятно. Но а что если у нас старые CPU от Intel с качественным припоем, или же современные AMD Ryzen с ним же. Имеет ли тут смысл брать СВО?
Опять же — едва ли, и причина все в той же эффективности (соотношение цены и получаемой температуры), которая у СВО в данном случае достаточно низкая. За примерами далеко ходить не нужно: возьмем популярную простую двухсекционную «водянку» Deepcool GAMMAXX L240. Она находится в топе Яндекс.Маркета, имеет хорошие отзывы покупателей и достаточно демократичную цену в 5 тысяч рублей. Вторым примером можно взять известный башенный кулер Zalman CNPS10X Performa+, который стоит почти вдвое ниже, порядка 3 тысяч рублей.
Используемый в обзоре на GECID.com процессор Core i5-2500K имеет качественный припой под крышкой и был достаточно сильно разогнан с некоторым завышением напряжения, чтобы иметь высокое тепловыделение. Температуры при этом получились очень и очень любопытными:
Получается, башенный кулер оказался и сильно дешевле СВО, и эффективнее? Да, все именно так: «водянки» не являются панацеей. Особенно если мы берем достаточно дорогой кулер и бюджетную СВО. Разумеется, если поставить в пару к такому процессору какую-нибудь трехсекционную NZXT Kraken за 15 тысяч рублей, то она окажется лучше решения от Zalman, но ответьте сами на вопрос — вы согласны отдать половину цены процессора за то, чтобы получить выигрыш в несколько градусов, который ни на что не влияет?
Получается, что СВО вообще не нужны?
Разумеется нет — они не нужны в пользовательских компьютерах. Достаточно перейти к тому же HEDT-сегменту, где процессоры с парой десятков ядер не являются редкостью, как ситуация резко меняется: так, в Hardwareluxx протестировали 24-ядерного монстра AMD Threadripper 2970WX с легким разгоном до 3.5 ГГц в паре с несколькими топовыми СВО и башенными кулерами — в таком режиме его тепловыделение уходило за 350 Вт!
И вот тут тесты показывают полный разгром кулеров: они отстают местами на 10-15 градусов, и, что самое главное, по сути с трудом справляются со своей задачей даже на максимальных оборотах, так как для этого процессора 68 градусов является максимальной рабочей температурой:
Так что, как видите, в рабочих станциях «вода» достаточно эффективна, да и стоимость СВО меркнет перед стоимостью процессора и платы для него, что делает покупку такого охлаждения имеющей смысл.
С процессорами понятно, а что насчет видеокарт?
На рынке продаются СВО не только для процессора, но и для видеокарты. Более того — есть даже уже готовые видеокарты с отверстиями для подключения шлангов кастомной «водянки». Отсюда следует вполне очевидный вопрос — а надо ли? Ведь тепловыделение топовых решений от Nvidia и AMD зачастую оказывается на уровне 250-300 Вт, что достаточно много, и вроде бы СВО тут лишней не будет.
Для начала разберемся с видеокартами от Nvidia. Тут компания делает достаточно жесткие правила: тепловыделение производители вольны повышать как им угодно, хоть на +50%. А вот с напряжением все плохо — оно зачастую регулируется лишь в сторону уменьшения. В итоге получается интересная ситуация: вроде по температурам все хорошо, по тепловыделению тоже, но из-за заблокированного напряжения поднять частоты выше без потери стабильности не получается. Конечно, есть кастомные VideoBIOS, где управление напряжением разблокировано, и различные аппаратные доработки самой видеокарты, но мы все же говорим об обычных пользователях, которые не будут делать действия, которые приводят к потери гарантии.
+100% к напряжению увеличивают его всего на 0.01-0.03 В — это едва ли поможет в разгоне.
В итоге мы получаем, что раз напряжение почти не меняется — тепловыделение даже у таких монстров, как 1080 Ti и 2080 Ti, в играх редко уходит за 300 Вт, и тут трехвентиляторные СО вполне справляются, удерживая температуры чипов на уровне 70-80 градусов при критичных 90+. Конечно, СВО снизит температуру, и из-за этого технология Nvidia Boost поднимает частоту на 20-50 МГц (1-2%), но опять же, едва ли стоит переплачивать за это 10-20 тысяч рублей.
С видеокартами от AMD все интереснее: компания опять же не дает трогать напряжения в сторону увеличения, но при этом самостоятельно выпускает разогнанные дальше некуда видеокарты Vega с тепловыделением в 400+ Вт, комплектуя их СВО. В данном случае это выглядит логично, но с учетом крайне неконкурентоспособной цены эти решения в основном оседают на руках коллекционеров.
Великолепное решение, которое потребляет как две RTX 2080, стоит как 2080 Ti, а по производительности слабее 1080 Ti.
В итоге с видеокартами ситуация такая же, как и с процессорами: если вы не горите желанием копаться в BIOS и аппаратно дорабатывать видеокарту для получения максимальных частот, то СВО вам не нужна абсолютно.
Надежность: механика + вода = ... ?
Обычные кулеры по сути вечные: медные трубки запаяны, эфиру или спирту деваться некуда. Так что по сути основная проблема с ними — выход из строя вентилятора, который обычно без проблем меняется на такой же или похожий по размерам самостоятельно в домашних условиях.
С системой водяного охлаждения, даже необслуживаемой, все куда хуже. Во-первых, там есть дополнительный механический инструмент — помпа, и если она сломается, то с высокой долей вероятности вы пойдете за новой СВО. Во-вторых, налитая внутрь жидкость, которая обычно является водой с присадками, все-таки медленно, но реагирует с пластиковыми шлангами. Итог — медный радиатор и помпа забиваются не самой приятной на вид жижей, что резко увеличивает температуры. Так что если обычный кулер достаточно продуть сжатым воздухом раз в пару лет, и он будет без проблем работать дальше, то вот «водянку» придется разбирать, сливать раствор пластика в воде, чистить, собирать обратно и аккуратно заливать новую жидкость. Проделать это в домашних условиях, в принципе, реально, но с учетом пунктов выше нет смысла так заморачиваться.
Думаете, что синяя жидкость в шлангах выглядит красиво? Радиатор думает иначе.
Что касается протечек, то это очень и очень редкое событие: если у СВО не было заводского брака (что легко проверить, запустив ее в холостом режиме на столе), и вы не повредили шланги при установке, то скорее всего она будет вас радовать беспроблемной работой, пока не забьётся. Но, опять же, у кулеров такой проблемы нет в принципе.
Итог — башенный кулер лучше
Что в результате можно сказать про СВО в обычных ПК? Дорого, не особо эффективно и не особо надежно — но очень-очень модно. Так что если вы не собираете себе домашнюю рабочую станцию на Xeon или Threadripper, то смотрите лучше на так называемые «суперкулеры» — с ними вы как минимум выиграете по деньгам, потеряв в самом худшем случае некритичные пару градусов температуры.
