Система охлаждения видеокарты с элементом Пельтье своими руками
Эта история имеет множество поучительных моментов, начиная от «бесплатного сыра» в известном месте и заканчивая тем, что любую проблему все-таки можно решить.
Попавшие мне в руки видеокарты XFX 7600 GS вызвали бурю эмоций.
Поначалу воображение распаляла возможность получить SLI-режим на тогдашней ASUS P5ND2 (nForce4 IE SLI). И действительно, открывшиеся взору картинки любимых игр пестрели невиданными ранее деталями и эффектами. Вдруг через пару часов обнаружилось странное мельтешение на части экрана, а затем и выпадение текстур. Температуры ГП лежали в пределах 60 градусов, и опасений вроде не вызывали. Танцы с бубном, драйверами и вентиляторами не принесли серьезного результата (как и попытка установки Vista — с ней было еще хуже, поддержка там SLI хромает на обе лапы). Поиски в Интернете натолкнули на мысль о деградации памяти, а анализ напряжений показал, что вместо 1,8 вольта имеют место все 2,0. Данное отклонение было замечено на трех экземплярах видеокарт, и, скорее всего, является установленным самой XFX значением (для GS-версии оно непонятно зачем). В одной из статей был обнаружен метод вольтмода, в том числе и обратного, для чипов памяти. Что тут же и было сделано посредством карандаша. Ура, все заработало! Но что-то подспудно продолжало тревожить. И не напрасно… Поскольку все это происходило зимой, я приоткрыл балкон, и температура упала. А что будет, когда на улице потеплеет?
Что же будет летом? Этот вопрос не давал покоя. Охлаждать водой такие видеокарты не хотелось, уж больно непропорционально производительности увеличивалась стоимость всей видеоподсистемы, и без того не особо дешевой…
Как-то при установке на работе автомобильного холодильника-разогревателя меня заинтересовал принцип его работы. Щелк — и охлаждает, щелк — греет. Называется эта штука модуль Пельте. Порывшись в Интернете, я разобрался, что это такое. Чуть позже мне посчастливилось найти ее на Караваевых Дачах.
Итак, я приобрел сей девайс и включил его для проверки: -8°C на одной стороне и — ой, горячо! — на второй. Срочно ко второй стороне был прикреплен процессорный радиатор с кулером, и вся конструкция водружена на видеокарту. Однако чуда не произошло. Мало того, ухудшилось охлаждение видеочипа, к тому же громоздкая конструкция заняла не только соседний слот PCI, но и затруднила доступ ко второму PCI-E. Нет, так не пойдет.
Просмотр форумов выявил подобные проблемы у других экспериментаторов. Лишь в одном случае проскользнул удачный результат, но информации было мало. Изучение обзоров показало, что существуют промышленные образцы с регуляторами тока, как для видеокарт, так и для процессоров. Но ведь как-то сделали же? В одном из описаний значилось примерно следующее: «Контактная подошва из обработанной меди». Ага, а ведь теплоемкость керамики самого модуля действительно никакая! Нужен теплоаккумулятор, лучше всего тоже медный. Однако попытка изготовить его самостоятельно из двухмиллиметровой медной пластины успеха не принесла. Контакт с девятью микросхемами одновременно обеспечить не удавалось — то GPU не касался, то микросхемы памяти.
Решено было фрезеровать выемку под GPU, и не в меди, а в алюминии (не нашлось материала, удовлетворяющего требованиям). Все отдано токарю, но как раз в это время на улице потеплело. Море обид от детей: папа запрещает играть. Тогда возникло решение временно отказаться от дополнительного охлаждения видеоядра и бросить все усилия на память. Буквально за несколько часов была собрана следующая конструкция:
Пластина, не сильно погнутая при резке, нормально легла на чипы:
Внешнее питание около 7 В (подключать к штатному БП как-то не рискнул) позволило снизить температуру до 10 градусов, и артефакты пропали. Второй PCI?E стал недоступен, но комфортность работы восстановлена:
Задержки с проточкой пластин подвигли на еще одну попытку самостоятельной сборки полной пластины, не приведшую к успеху. Наборной переходник даже при 15 вольтах не обеспечивал достаточного охлаждения в 3D-режимах, а в 2D начиналось выпадение конденсата.
Хоть это и дистиллят, но вроде бы от воды отказались еще в самом начале. 🙂 Попутно был собран элементарный автоматический регулятор тока, правда, чуть мощнее, чем для вентиляторов компьютера (схемами подобных устройств богаты все оверклокерские сайты). На него возложена задача изменять подводимое к элементу Пельтье напряжение в зависимости от температуры пластины (где-то 15 градусов по датчику тестера). От регулировки оборотов самого вентилятора было решено отказаться, вторая сторона сильно греется в любом случае.
Раздельное охлаждение проработало порядка 10 дней до тех пор, пока не были наконец получены проточенные пластины. Радиаторы охлаждения модуля Пельтье приобретены на тех же Кардачах за совсем смешную цену. Вентилятор от старой видеокарты пылился давно, и после смазки подошел в одну из проточек радиатора. Все компоненты в наличии.
В процессе сборки контролировался хороший контакт со всеми чипами, а также с обеими сторонами элемента Пельтье. В качестве термопрокладки применен поролон, стяжные болты изолированы пластиковыми шайбами, чтобы не передавали тепло на охлаждающую пластину. Сама пластина тоже обклеена по максимуму, зачем охлаждать остальные компоненты и окружающий воздух? Установка требует аккуратности, чтобы не снести какие-нибудь детали самого видеоадаптера.
Проверка работы показала температуру около 0 градусов на поверхности пластины:
Да и вся система в сборе имеет, в отличие от предыдущих, довольно товарный вид:
При этом доступ к остальным портам PCI свободен. Хочется предупредить, что весит эта конструкция немало, желательно соблюдать аккуратность при установке и чем-нибудь ее подпереть, дабы не оторвать слот. Водружаем в системник и пробуем, что же у нас получилось.
Питание охлаждающей системы осуществляется от отдельного источника с таймером задержки выключения вентилятора модуля. Не хотелось даром греть системник, благо многие пользователи иногда страдают забывчивостью (как-то охлаждение простояло включенным всю ночь). Источник питания обеспечивает ток около 10 А для двух видеоадаптеров в SLI-режиме.
После включения я проследил некоторое время за температурой:
Помня о больной памяти, оставляем ее в покое и, потирая руки, обращаем свой взор на графический процессор. Без перепрошивки BIOS частоту удалось поднять лишь до 500 МГц от штатных 400 МГц. После обновления BIOS’а видеокарты разгон продолжен. Обратите внимание на скорость заполнения:
Включим мониторинг температуры и запустим 3DMark06. Результаты меня удовлетворили:
Температура по окончании теста тоже:
В течение минуты она вернулась к 29 градусам.
Конечно, постоянно работать в таких режимах не стоит, и разгон графического процессора впоследствии был сброшен до 525 МГц. Стоимость конструкции не превышает 10 у.е., что с учетом возлагаемых на нее обязанностей радует, эффективность проверена майской и июньской жарой в Киеве, когда воздух в квартире прогревался вечером до 30 градусов. Полученные результаты показали достаточную эффективность собранной системы и ее право на жизнь наряду с другими. Каталог модулей Пельтье, найденный в Интернете, показал, что использовался 45-Ваттный модуль с максимальным напряжением питания 15,5 В. Ток при старте не превышал 5 ампер. Существует несколько типов модулей с максимальной отдачей до 70 Ватт, правда, рабочее напряжение у них уже 28 вольт. В отношении легкости изготовления и надежности система не уступает водяным (считающимся в народе панацеей от всех бед), а возможность получения небольших отрицательных температур позволяет получить более высокие показатели разгона. Скорее всего, будет предпринята попытка разгона процессора GeForce 7600GS до частоты 700 МГц уже с вольтмодом — интересует зависимость производительности от пропорции GPU-память. А также заказана новая медная пластина для GeForce 8600GT для проверки разгона этой видеокарты. Соглашусь с тем, что большинству пользователей такие эксперименты не нужны. Да и меня к ним подвиг только обнаруженный дефект. Но полученный опыт позволяет использовать модули Пельтье для охлаждения других элементов системы. Возможно, эта статья позволит кому-то избежать моих ошибок и улучшить полученные результаты. Ну и, естественно, за неудачные эксперименты ответственен только экспериментатор.
Источник
Самодельные радиаторы на видеопамять.
Это статья о том, как можно с минимумом усилий и затрат, с нуля, создать эффективные радиаторы охлаждения электронных компонентов. Мною преследовалась конкретная цель — поставить хорошее охлаждение на чипы памяти моей видеокарты, но это не означает, что подобное решение нельзя использовать и в других случаях, когда встает проблема охладить какие бы то ни было мосфеты/дроссели/мосты/процессоры.
Перечень потребных в этом деле материалов и инструментов:
Проволока медная, свежеободранная (без лакового покрытия и не покрытая окислом). Толщина по вкусу, в зависимости от потребностей.
Монеты советские номиналом 3 коп. Или любые другие медяшки подходящего размера.
Припой, лучше не легкоплавкий, и соответственно флюс, какой угодно, я использовал простую канифоль.
Напильник .
Это статья о том, как можно с минимумом усилий и затрат, с нуля, создать эффективные радиаторы охлаждения электронных компонентов. Мною преследовалась конкретная цель — поставить хорошее охлаждение на чипы памяти моей видеокарты, но это не означает, что подобное решение нельзя использовать и в других случаях, когда встает проблема охладить какие бы то ни было мосфеты/дроссели/мосты/процессоры.
Перечень потребных в этом деле материалов и инструментов:
Проволока медная, свежеободранная (без лакового покрытия и не покрытая окислом). Толщина по вкусу, в зависимости от потребностей.
Монеты советские номиналом 3 коп. Или любые другие медяшки подходящего размера.
Припой, лучше не легкоплавкий, и соответственно флюс, какой угодно, я использовал простую канифоль.
Напильник (брусок, наждак) шлифовать монеты.
Электроплита.
Теперь собственно суть и процесс изготовления. Сия идея посетила меня, когда мне попалась строчка на каком-то радиолюбительском сайте: «для того чтобы облегчить тепловой режим транзистора оберните его корпус медной проволокой скрученной в спираль. «. До меня наконец дошло, что именно скрученная спиралью проволка — это наиболее простой и эффективный способ вернуть к жизни, когда-то популярные игольчатые радиаторы. Итак, как уже говорил один, не знакомый с оверклокингом знаменитый человек, поехали.
Первым делом нам необходимо сошлифовать рельефные изображения с монеток и попутно зачистить их с обеих сторон, с одной стороны, для того, чтоб можно было залудить их, с другой — для лучшего прилегания и теплового контакта с охлаждаемым элементом в недалеком будущем. Далее берем приготовленную проволоку и аккуратно, плотно, виток к витку, наматываем на что-нибудь удобное для этих целей. Под 3-х копеечные монеты хорошо подошел диаметр стержня от гелевой ручки. Снимаем эту спираль и начинаем ее заворачивать, наподобие улиточной ракушки, должно получиться что-то вроде вот этого:
На видюхе
Проводились на ATI Radeon X800, (я понятия не имею как там темпер на чипах измеряется — в каждом термодатчик стоит чтоль? а показывает среднеарифметическое?)чипы памяти расположены с двух сторон, с тыловой стороны изначально ничем не прикрыты. Термоклея под рукой не оказалось =(. Решил посадить на КПТ-8 целиком и полностью довервшись законам гидродинамики. Единственное чего я боялся, так это того, что вместо радиатора у меня получится изолятор, учитывая качество исполнения, отсутствие усилия прижатия радиатора и слой термопасты (она хоть и «термо», но на собственном опыте убедился, что чем ее меньше, тем лучше). Тестил прогой ATI Tool. Под нагрузкой темпер был 54С, притом что раньше зашкаливал за 65. Со стороны ядра чипы памяти охлаждались все той же родной системой охлаждения. Не веря глазам своим, я подул на свои радиаторы и посмотрел на монитор — темпер кратковременно снизился до 53С. Признаю недостоверность тестирования, за отсутствием реального контроля температуры чипов, в виде выносного термодатчика или термопары, но тем не менее, считаю что вся эта возня с радиаторми затевалась не зря, и результат соответствует ожиданиям, возложенным на него.
Выводы. В силу простоты создания подобных конструкций и, что немаловажно, доступности материалов (медную проволоку несравненно проще достать, нежели медные бруски) считаю саму идею очень удачной, варьируя толщину проволоки, и форму как самих витков, так и форму их укладки, можно создавать очень достойные радиаторы на микросхемы южных/северных мостов, GPU и СPU. Медные витковые радиаторы далеко способны уйти от своих алюминиевых реберных собратьев, обладая существенными плюсами в плане теплопроводности, теплоотдачи, и продуваемости. Благодаря последней, можно будет существенно снизить обороты вентиляторов, участвующих в обдуве, и соответственно понизить шумность системы.
Чуть-чуть самокритики. Все это делалось не с целью поставить какие бы то ни было рекорды, запас по эффективности был предусмотрен ровно для того, чтобы компенсировать ужасное качество изготовления и позволить мне закрыть глаза на мелочи, которые перечислены в данной статье, как то: не медное основание (монета-сплав), не оптимально подобранное сечение проволоки, пайка с канифолью, недооблуженная поверхность, сажа, нагар после пайки, отсутствие термоклея и прижатия радитора к чипу. Самым приятным было бы, пожалуй, однажды увидеть, как у кого-то, где-то, такая штуковина уже стоит, выполненная значительно более качественно и приносящая реальную пользу =)
Источник
