Cichy komputer - cz.1.pdf - Artykuły na temat szeroko pojętej produkcji muzyki - Maqpi

Cichy komputer

część pierwsza

Maciej Dobrski

Prawda #1 :

pecety nie są konstruowane z myślą o interesach muzyków. To gracze żądają coraz szybszych

procesorów, ton pamięci i bystrych kart graficznych. To z kolei produkuje coraz większe masy

energii cieplnej, którą trzeba odprowadzić przy pomocy wentylacji. Graczom hałas wentylatorów

nie przeszkadza - w huku eksplozji i grzechotaniu karabinów maszynowych, w szumie adrenaliny

płynącej żyłami nikt nie zwraca uwagi na takie drobiazgi.

Prawda #2 : absolutnie cichy komputer nie istnieje. Zawsze coś tam będzie wirować, szumieć i

pomrukiwać. Ale dużo można zdziałać, modyfikując komputer do pracy w studiu muzycznym.

Ten projekt jest rezultatem ponad półrocznych dociekań, badania i testowania rozwiązań

dostępnych na rynku, paru kosztownych pomyłek i katastrof, w końcu budowania i testowania

prototypów pod kątem możliwości majsterkowicza. Oczywiście motorem była konieczność

rozwiązania problemu hałasu we własnym studiu w momencie budowy drugiego komputera -

szybkiego, zdolnego obsłużyć nowoczesne wirtualne studio i instrumentarium, i pracującego w

tandemie ze starszym, który z powodzeniem spełnia zadania wielośladu.

Ciepło jest największym problemem każdego układu elektronicznego

Powoduje straty energetyczne, fluktuacje oporności, korodowanie styków - że wymienię tylko kilka

kłopotów. Z chwilą pojawienia się chipów P4 z zegarami powyżej 3GHz i technologią symulującą

dwuprocesorowe kalkulacje (Hyper Threading) stało się jasne, że dni chłodzenia komputerów przy

pomocy wymuszonego obiegu powietrza są policzone.

Wymiary i masa radiatorów CPU owiewanych strumieniem powietrza do maksimum wykorzystują

założenia techniczne standardowych gniazd na płycie głównej. Jeszcze większe problemy

występują przy odprowadzeniu ciepła z procesorów AMD, które z natury są bardziej gorące od

kostek Intela. Ten rok będzie przełomowy dla zwolenników AMD, jako że fabryka koncentruje się

na nowej generacji procesorów 64-bitowych. Już Athlony XP grzeją się niemiłosiernie w okolicach

2.2GHz - bariera, która (przy konwencjonalnym chłodzeniu powietrzem) wydaje się być dla nich

nie do przeskoczenia. Na wielu grupach dyskusyjnych słychać lamenty i raporty o konieczności

redukcji taktowania CPU właśnie z powodu temperatury.

Procesory grafiki z kolei osiągają rewelacyjne wyniki w regeneracji obrazu - znowu w interesie

graczy - ale kosztem monstrualnych wymienników ciepła wspomaganych wysokoobrotowymi

turbinkami. Możliwe jest budowanie coraz silniejszych wiatraków skutecznie chłodzących

elementy komputera, ale jak długo można wytrzymać pracując przy maszynie głośnej jak suszarka

do włosów? Współczesne PC-ty są wyposażone nierzadko w 7 wentylatorów różnej wielkości,

usiłujących wydmuchać ekwiwalent cieplny kilkusetwatowej grzałki. W ciągu ostatnich pięciu lat

moc aparatur klimatyzacyjnych w biurowcach amerykańskich musiała się podwoić - właśnie ze

względu na te grzejniki stojące na każdym biurku urzędasów.

Zatem problem jest nabrzmiały - skuteczność tradycyjnych metod chłodzenia jest na granicy

saturacji. Następna generacja pecetów będzie musiała zatrudnić jakąś bardziej wyrafinowaną i

sprawniejszą technologię, prawdopodobnie chłodzenie cieczą lub "wafelkiem" wykorzystującym

efekt Peltiera. Chłodzenie i wyciszanie komputerów personalnych to dzisiaj jedna z najbardziej

dynamicznie rozwijających się gałęzi przemysłu. Oczywiście intensywne próby i badania trwają od

dawna w środowiskach graczy, którzy za możliwość tzw. overclockingu duszę by diabłu zapisali.

Niektóre z tych rozwiązań są wręcz groteskowe, np. chłodzenie procesora ciekłym azotem.

My - muzycy - nie mamy tak absurdalnych wymagań. Chodzi o taką modyfikację komputera, która

- bez kompromisów w obszarze sprawności obliczeniowej i bez ryzyka przegrzania - zniweluje

szum maszyny przynajmniej o połowę. Są to stosunkowo proste i niezbyt kosztowne modyfikacje, i

tym problemom poświęcimy pierwszą część tego artykułu. W drugiej części - dla zaawansowanych

majsterkowiczów - omówimy bardziej desperacką metodę kompletnego wyciszenia komputera przy

pomocy wody.

Musimy ostrzec na samym wstępie, że w żadnym przypadku nie możemy ponosić

odpowiedzialności za ewentualne szkody wynikające z nieostrożnego manipulowania narzędziami

w delikatnych wnętrzach komputera i wokół wrażliwej elektroniki. Jedynie nasza ślepa wiara w

zdolności Czytelników była motywem do tego opracowania, ale kontrola jakości wykonywanych

zabiegów jest poza naszym zasięgiem. Także - w trosce o bezpieczeństwo - kategorycznie żądamy

wyjęcia kabla zasilającego z gniazda przed jakąkolwiek próbą zdjęcia pokrywy komputera. I

konieczne jest uziemienie ciała! Właśnie usmażyłem płytę główną i jestem lżejszy o kilkaset

złotych! Ale wystarczy już tych oczywistych prawd, o których każdy z nas, kto zbudował własny

komputer, wie doskonale. Pozostała, nieliczna grupa czytelników może śmiało zignorować tych

kilka kartek.

Chłodne

powietrze wpada z przodu na dole i wylatuje u góry z tyłu obudowy, odbierając po drodze ciepło z

grzejących się elementów. Wszystkie nowoczesne obudowy mają otwory wentylacyjne na dole

ozdobnej ściany czołowej, i zaraz za nią - w metalowym chassis - znajdują się miejsca na

zamocowanie ewentualnych dodatkowych wentylatorów. To samo dotyczy tylnej ściany, tuż pod

zasilaczem.

Pierwszy problem - wybór obudowy

Poznikały tradycyjne beżowe blaszaki i rynek został zalany cudacznymi, niezbyt na ogół

gustownymi dziwactwami z Azji. Lampki, dzwonki, chromowane ozdóbki itp. W końcu dałem się

namówić na groźnie wyglądające pudło Thermaltake Xaser II (www.thermaltake.com), obiecujące

sprawne odprowadzenie ciepła. To prawda: dwa wiatraki na froncie chłodzą dyski, dwa z tyłu

wydmuchują ciepłe powietrze, piąty wieje na procesor i kartę graficzną z boku. Dodajmy do

kompletu dość brutalny fabryczny wentylator Intela na procesorze 3.06GHz, furiackie śmigiełko na

karcie graficznej i dwie dmuchawy w zasilaczu - mamy 9 wentylatorów! Wszystko było cacy, ale

cug wciągał notatki ze stołu i trzeba je było przycisnąć cegłą... W porównaniu ze starszym

komputerem nowy był przynajmniej 3 razy głośniejszy.

Na szczęście tego typu intensywne chłodzenie, obliczone na potrzeby graczy podkręcających

zegary swoich procesorów, nie jest konieczne w przypadku komputera obsługującego przeciętne

studio wirtualne lub nawet spory rak z instrumentami. Można śmiało wyeliminować kilka

wentylatorów i zredukować obroty najbardziej złośliwych bez ryzyka osiągnięcia niebezpiecznej

bariery temperaturowej. To jest pierwsza, prosta i skuteczna modyfikacja na drodze do uciszenia

machiny. O tym za chwilę, ale jeszcze przed przystąpieniem do montażu komputera warto poczynić

drobne modyfikacje w samej obudowie. Strategia dobrej wentylacji polega na ułatwieniu przepływu

powietrza w oparciu o znane zjawisko pionowej cyrkulacji.

1. Zagadką jest dla mnie czemu służą te durszlaki w blasze, które skutecznie eliminują 75%

wydajności wentylacji, ale z jakiegoś powodu wszystkie ekonomiczne obudowy mają takie sitka. Z

tyłu jeszcze bym się zgodził, bo dzieci mają czasem zabawne pomysły, ale z przodu, za płytą

czołową? W każdym razie - jeśli tylko macie odpowiednie narzędzie - tnijcie.

2. Wycinanie otworów i wiercenie w cienkiej blasze obudowy to zadanie trudne i niewdzięczne.

Dobrze się sprawuje w tej robocie cienka (ok. 1mm) tarczka karborundowa na trzpieniu i

wysokoobrotowa szlifierka osiowa, także tzw. wyrzynarka z drobną piłką, piłka włośnicowa do

metalu - cokolwiek tej natury. Wiercenie zalecałbym do maksymalnej średnicy 10mm, i tylko

stopniowo, zmieniając wiertła co 1mm.

3. Większe średnice - np. otwory dla wentylatorów - można ciąć specjalną okrągłą piłką do metalu

w wiertarce, koniecznie nową. Ostrzegam, że to jest robota dla doświadczonych i odważnych

ślusarzy. Zalecam ćwiczenie wycinając otwór w dnie puszki po konserwie. Pilnik, płótno ścierne -

takie podstawowe rzeczy będą nam potrzebne w tym projekcie do ostatecznego wykończenia

ostrych krawędzi otworów, których kilka trzeba będzie wyciąć. Ale wszystko czyńcie ostrożnie, z

rozwagą - obudowa bez boków jest wiotka i może się zwinąć jak faworek. Druga para rąk do

pomocy (koniecznie odzianych w rękawice ochronne) będzie jak znalazł.

Wentylatory

To właśnie one decydują o prawidłowym odprowadzeniu ciepła i o hałaśliwości komputera. Na

szczęście daje się zauważyć znaczny postęp w tej dziedzinie. Nam powinny wystarczyć dwa,

zapewniające adekwatny przepływ powietrza w myśl omówionej powyżej strategii. Wentylator w

zasilaczu poradzi sobie z ogrzanym powietrzem spod sufitu, drugi - wspomagający - można

zamontować na dole ściany czołowej. Pewną odmianą tej koncepcji jest wentylator chłodzący

kabinkę akustyczną dla dysków, którą omówimy w dalszej części artykułu. Generalna zasada jest

taka: pięć wentylatorów ustawionych na 50% obrotów zapewni tę samą objętościowo wymianę

powietrza jak trzy identyczne na pełny gwizdek, przy czym szum będzie o połowę mniejszy. Druga

zasada: unikaj wentylatorów o obrotach nominalnych w okolicach 3000/min, które generują

paskudne i trudne do wytłumienia wysokie częstotliwości.

Dobre wentylatory nie są tanie, ale w walce z hałasem warto pomyśleć o ewentualnej wymianie

wentylatora - np. w zasilaczu. O zasilaczach pogadamy jeszcze za chwilę, teraz omówmy jeden z

najlepszych i stosunkowo prosty sposób na uciszenie machiny.

4. Bliskim ideału rozwiązaniem jest śmigiełko o poborze prądu rzędu 0,1A i obrotach nominalnych

1500/min - produkuje takie firma Thermaltake (model F128025SL). Na marginesie: nie kupujcie

identycznego z wyglądu modelu F128025BU T (Smart Case Fan 2) - pożera prawie 1A prądu i

obraca się 4800 razy na minutę, produkując małe tornado z wdziękiem odkurzacza. Oczywiście

mówimy tylko o wentylatorach bezszczotkowych, przy czym wyższość łożysk kulkowych nad

ceramicznymi tulejkami wcale nie jest oczywista. Najcichszy wentylator jaki testowałem - właśnie

z panewkami ceramicznymi - jest produkowany przez niemiecką firmę Papst (model 8412NGLV) -

poniżej 10dB szumu przy 900obr/min, wciąż przy tym jest zdolny do wymiany 2-3 metrów

sześciennych powietrza w ciągu minuty. Dystrybutorem wentylatorów tej marki jest warszawska

firma EBM Industries Poland (www.ebm.pl), w cenie 22.90 euro za sztukę. Może gdzieś trafisz na

wentylatory Real Silent marki Nexus (www.nexustek.nl/80mmcasefan.htm).

Akustyczna izolacja obudowy

Ten sposób wydaje się oczywisty i naturalny: wyłożyć wnętrze obudowy warstwą rozpraszającą i

absorbującą szumy oraz wibracje niższej częstotliwości całej maszynerii. Potrzebujemy zatem

czegoś spełniającego obydwa warunki. Wysokie częstotliwości, wytwarzane głównie przez wiatraki

i szybko obracające się dyski, pochłonie jakaś lekka, porowata substancja, natomiast do absorpcji

drgań niskiej częstotliwości przyda się głównie masa, bariera o dużej gęstości.

Tę robotę najlepiej przeprowadzić na pustej obudowie - mamy łatwiejszy dostęp do jej zakamarków

i unikniemy ryzyka uszkodzenia cennej elektroniki komputera. Tu mała uwaga: istnieją na rynku

kity do wytłumienia wnętrza obudowy, zawierające arkusze materiałów dźwiękochłonnych o

różnym stopniu absorpcji i o różnej jakości. Wszystkie wydają mi się karygodnie drogie (do $80 w

krańcowym przypadku), i wszystkie mają jedną koszmarną wadę: lepiszcze, którym pokryta jest

jedna strona arkuszy, jest zbyt agresywne. Inaczej mówiąc: jesteś w kropce jeśli Ci się ręka

omsknie. Nie puści! W tym projekcie zastosujemy popularny klej typu kontaktowego w sprayu -

produkuje takie np. firma 3M - i technikę maskowania taśmą. Sugerujemy instalację wytłumienia

na obydwa boki obudowy, sufit i podłogę. Upewnij się, że między zasilaczem a sufitem jest miejsce

dla warstwy tłumiącej. W niektórych obudowach płyta główna prawie dotyka podłogi, więc tu też

może być konflikt. Boki powinny się zdejmować bez problemu, sufit trzeba będzie prawdopodobnie

zdemontować po zdjęciu plastykowej płyty czołowej, rozwiercając aluminiowe nity rurkowe przy

pomocy wiertła 3.25mm. Przy składaniu będzie nam zatem potrzebne narzędzie do nitowania, albo

krótkie śrubki M3 z nakrętkami. Zaplanuj starannie kawałki gumy i dywanu do przyklejenia,

przycinając ostrym nożem Olfa - sztywna metalowa linia jest gwarancją sukcesu w krojeniu gąbki i

dywanu (nie zapomnij podłożyć kawałka twardej płyty pilśniowej na orzechowe biurko taty!).

Zamaskuj taśmą perymetr - wszystko poza obszarem sklejenia. Połóż przycięte kawałki gumy i

blaszane elementy obudowy na gazetach (z dużym zapasem dookoła, bo będzie pryskało), i

zaaplikuj klej.

5. Magazyn dywanów i wykładzin podłogowych będzie najlepszym celem wyprawy w

poszukiwaniu groszowych resztek. Najzwyklejszy, gumowany na spodzie chodnik biurowy z rolki

będzie dobry. Jeśli uda ci się gdzieś znaleźć odpowiednie kawałki kauczuku syntetycznego

(neoprenu) o grubości 3-4mm i dywan na lateksowej gąbce, to możesz sobie zafundować naprawdę

luksusową wersję wytłumienia. Sam arkusz zmielonego korka również trochę pomoże, choć tylko

w zakresie wyższych częstotliwości - jest za lekki, żeby podołać wibracjom maszynerii.

6. Technika aplikacji kleju w spray'u jest identyczna jak przy dekoracji pociągu relacji

podmiejskiej, więc nikt nie potrzebuje tu szczegółowych instrukcji. Poczekaj z 10 minut,

przygotowując w tym czasie kilka cienkich drewnianych listewek. Będą nam one potrzebne do

sprawnego zgrania obu powierzchni. To jest ważny moment, bowiem kontaktowy klej ma to do

siebie, że jak chwyci, to i trzyma. Oderwać można i ewentualnie skorygować pozycję, ale to już nie

będzie to samo, solidne sklejenie. Unikaj dotykania palcami powierzchni z klejem - warstwa

tłuszczu z palców skutecznie osłabi jego działanie.

7. Ułóż listewki na blasze w odstępach mniej-więcej na szerokość dłoni i ostrożnie połóż na nich

arkusz gumy tak, żeby pod własnym ciężarem nie opadła na metal. Teraz spokojnie skoryguj

pozycję gumy w stosunku do blachy, podnieś krawędź arkusza i usuń pierwszą z brzegu listewkę.

Ostrożnie naceluj krawędź gumy na linię sklejenia i dociśnij. Następnie podnieś drugi koniec i

stopniowo, krok po kroku, usuwaj kolejne listewki, dociskając gumę od środka na zewnątrz i

kontrolując jej pozycję w relacji do perymetru sklejenia. Gwarantowany patent!

8. Do przymocowania dywanu wykorzystamy dwustronną taśmę klejącą. Wykorzystaj tę samą

metodę listewkową korygując pozycję kawałków - gąbka pod włosiem jest raczej mikra i przy

próbie odklejenia od taśmy będzie okrutny bałagan. Przedtem przystrzyż krawędzie kawałków

dywanu ostrymi nożyczkami i dobrze wytrzep, usuwając wszelki pył. Tak uzbrojone blachy

powinny ważyć zauważalnie więcej i wydawać głuchy, tępy dźwięk po stuknięciu weń knykciem -

to znaczy, że misja została uwieńczona sukcesem.

Procesor główny

Fabryczny wentylator Intela, który montowany jest na szczycie aluminiowego radiatora (dla

procesorów powyżej 3GHz radiatory są już z solidną miedzianą plombą na spodzie), posiada

nominalne obroty 3000/min. To dość agresywna akustycznie turbina, zapewniająca przeciętną

temperaturę CPU ok. 40°C. Redukcja obrotów o 30% oczywiście zmniejsza szum, zaś temperatura

wzrasta do ok. 47°C - wciąż poniżej bezpiecznej 50 stopni.

Można spokojnie przyjąć, że fabryczne bloki chłodzenia dostarczane z procesorem raczej

nonszalancko traktują problem hałasu. Proces odprowadzenia ciepła - aczkolwiek skuteczny -

odbywa się przy pomocy coraz bardziej agresywnych wirników. Na szczęście szereg firm usiłuje

rozwiązać ten problem idąc w drugą stronę: mniej agresywny nadmuch powietrza kosztem

zwiększonej powierzchni radiacji. Istnieją jeszcze inne patenty, skuteczniejsze w kwestii

intensywnego chłodzenia samego procesora, ale bardziej kłopotliwe w instalacji, znacznie droższe,

Cichy komputer - cz.1.pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: