Waarom aandacht voor stilte?
Stilte wordt steeds belangrijker: het geluid wat een Pc produceert wordt veelal ervaren als irritant en overbodig. Aan de ene kant omdat een Pc steeds meer warmte produceert, en dit het makkelijkst (lees: goedkoopst) afgevoerd kan worden door het gebruik van meer (luidruchtige) fans. Aan de andere kant omdat de Pc steeds langduriger wordt gebruikt, en meer en meer verschijnt in bijvoorbeeld de woonkamer.
Waarom produceert het geluid?
Alles wat beweegt produceert geluid. Dan wel direct, dan wel indirect. Indirect geluid wordt bijvoorbeeld veroorzaakt door trillingen en de luchtstroom langs objecten. Direct geluid wordt onder andere veroorzaakt door de processor, de voeding en de harddisk, of door de koeling hiervan. Een extremere manier van geluidsreductie is waterkoeling.
Een belangrijk onderdeel bij het aanpakken van de stilteproblematiek omtrent Pc's is dat geen enkel onderdeel van de PC buiten beschouwing mag worden gelaten. Alles moet stil uitgevoerd worden voor een optimaal resultaat.
Geluidssterkte
Geluid wordt meestal uitgedrukt in een hoeveelheid dB(A), dit is een absolute schaal voor het meten van geluidsterkte. 0dB(A) komt ongeveer overeen met de geluidsdrempel, of het zwakste geluid dat het menselijk oor nog kan waarnemen.
Geluidsterkte in dB(A) is logaritmisch van aard: dit betekent dat twee waardes simpelweg kunnen worden opgeteld. Een geluidsverdubbeling komt neer op een toename van 3 dB(A). Twee fans van ieder 20 dBA produceren dus samen 23 dBA.
Geluidsniveau
Goede oude tijd
In het verleden van snelle 486's die “razendsnel gegevens verwerkten”, waren grote heatsinks en koelers niet noodzakelijk. Actieve koeling kwam eigenlijk alleen in de voeding voor. De componenten werden simpelweg niet heet genoeg om aan extra koelmaatregelen te hoeven denken.
Maar deze situatie is veranderd. Sinds in honderden megahertzen en nu in gigahertzen wordt gepraat, is er weinig belangrijker dan de koeling van uw computer.
Doodsoorzaak No.1 bij hardware
Een component kan weliswaar worden gefabriceerd om extreme temperaturen te kunnen weerstaan die in realiteit misschien helemaal nooit zullen worden bereikt, maar het gezond verstand zegt dat continu werken bij extreme temperaturen niet een ideale situatie is.
De uitval van componenten, uitgedrukt in de MTBF (Mean Time Between Failures), stijgt dan ook bij hogere omgevingstemperaturen. Oververhitting een van de grootste doodsoorzaken van elektrische componenten.
In principe produceren alle componenten in uw computer hitte: Of het nu gaat om de chipset op het moederbord, de harde schijf, het geheugen, video- of andere insteekkaarten. Het ene zal een stuk meer produceren dan het andere: koeling hebben ze echter allemaal nodig. Een groot misverstand is dat maar een paar componenten (processor, videokaart) moeten worden gekoeld.
Noodzakelijk kwaad
De essentie van koeling is dat hoe groter het verschil tussen de omgevingstemperatuur en het te koelen object, hoe efficiënter de koeling van dat object kan worden gerealiseerd. Een hoge kasttemperatuur zal dus een nadelig effect hebben op alle componenten en de koeling ervan.
Om de computer goed te koelen moet er een basis gelegd worden. De ventilatie van het systeem moet ervoor zorgen er voldoende koele lucht (airflow) langs alle componenten stroomt.
Zonder een goede airflow zal zelfs de beste koeling falen. Nadat de airflow goed is aangepakt, kunnen de individuele koelingen van de processor, grafische kaart, voeding en harddisk geoptimaliseerd worden.
Airflow
Optimalisatie airflow
Bij het optimaliseren van de airflow zijn er een paar dingen om in de gaten te houden:
De luchtstroom moet in een lijn door het systeem lopen, en wordt verzorgd door intake (naar binnen gerichtte) en outtake (naar buiten gerichttte) fans. Een balans tussen intake en outtake is belangrijk: zorg ervoor dat er net zoveel lucht in het systeem stroomt, als er wordt uitgeblazen. Houdt er rekening mee dat ook de voeding bijdraagt aan de outtake van het systeem.
Meer fans beter?
Een veel gemaakte fout omtrent de airflow is dat er lukraak fans in een systeem worden aangebracht om de luchtstroom te verbeteren. Dit kan namelijk ook de airflow verstoren, bijvoorbeeld als er geen goede balans is tussen intake en outtake fans. Het plaatsen van extra fans draagt enkel bij aan de airflow als deze goed zijn geplaatst.
De ideale lijn
Warme lucht stijgt, houdt hiermee rekening als de lijn wordt bepaalt. De lijn is optimaal als deze langs de warmste componenten (harddisk, videokaart en processor) loopt. Mochten er insteekkaarten zijn die veel warmte produceren (controllers, TV-kaarten), zorg dan dat deze ook worden “meegepakt” door de lijn.
De lijn mag verder niet verstoord worden door voedings- en datakabels: Bindt deze weg uit de luchtstroom, of gebruik rounded cables.
Grootte airflow
De luchtstroom die door een fan wordt veroorzaakt wordt aangegeven in het aantal CFM (Cubic Feet per Minute). Het aantal CFM van een fan is afhankelijk van zijn grootte en zijn toerental.
Bij een geoptimaliseerde airflow is het aantal CFM dat door het systeem stroomt bepalend voor het verschil tussen temperatuur in de kast en de kamertemperatuur. Hoe kleiner het verschil, hoe beter. Dit zal uiteindelijk altijd een afweging zijn tussen geluidsproductie en temperatuur; een verschil van 5 tot 10 graden is al prima in de praktijk.
Als de airflow in orde is, kan ook de koeling van de componenten verbeterd worden. Veelal wordt er een heatsink gebruikt om een component te koelen. Deze bestaat uit een basis en vinnen. In sommige gevallen wordt deze heatsink actief (door een fan) gekoeld.
Heatsink - Basis
De prestatie van de heatsink is afhankelijk van de warmtegeleiding van basis en vinnen, het totale oppervlak van de vinnen, en de eventuele luchtverplaatsing van de gebruikte fan.
De warmtegeleiding van de heatsink hangt vooral af van het contact tussen de basis en het te koelen onderdeel. Tussen deze basis en onderdeel zal altijd een warmtegeleidende pasta of “pleister” gebruikt worden. De basis wordt eigenlijk altijd uitgevoerd in koper, aangezien de beste geleiding is vereist.
Heatsink - SkiveTek vinnen
De vinnen zijn veelal later op de basis gemonteerd. Dit is ongunstig voor de geleiding van de heatsink. Optimaal is het als de vinnen en de basis uit een stuk zijn gemaakt: Nexus heeft dit bereikt door het toepassen van de SkiveTek technologie.
Het materiaal van de vinnen is meestal aluminium of koper. Koper geleidt beter dan aluminium, maar heeft als nadeel de kosten, de zachtheid van het materiaal en het gewicht.
De vinnen dragen zorg voor de overdracht van de warmte naar de omringende lucht (dissipatie). Hoe groter het oppervlak van de vinnen, hoe beter deze dissipatie verloopt. Door een speciale structuur op de vinnen aan te brengen is bij de SkiveTek technologie het oppervlak gemaximaliseerd.
Door de bepaalde ronding in de vinnen, kan het geluid van de langsstromende lucht van de fan verminderen. Indien deze ronding niet aanwezig is, kan de lucht de lucht "botsen" op de heatsink, waardoor er onnodig geluid wordt geproduceerd.
Heatpipes
Heatpipes kunnen worden toegepast bij processorkoeling. Ze zorgen voor het transport van warmte van de basis naar de vinnen. Door het toepassen van heatpipes kunnen extreme koelprestaties worden gehaald door de warmte af te voeren naar veel grotere vinnen, waardoor de dissipatie nog beter wordt.
Deze grote vinnen kunnen worden gekoeld door een grotere (120mm) fan. Zo kan een uitermate stille en soms zelfs passieve oplossing worden gecreëerd.
Nadelen van deze grote constructies is het grote gewicht: een doordacht design is een must, daarnaast moet een dergelijke koeler vaak op een ingewikkelde manier worden gemonteerd.
Fan
De fan bepaalt de snelheid waarmee de lucht door de heatsink stroomt. Hoe sneller de lucht stroomt, hoe beter de capaciteit van de heatsink wordt benut. Het is echter de combinatie tussen heatsink en fan die bepaalt of een processorkoeling wel of niet goed functioneerd.
Boxed processoren
Standaard worden veel processoren "boxed" geleverd: inclusief koeler dus. AMD en Intel hebben echter blijkbaar niet de moeite genomen om een stille koeler mee te leveren: als er veel vermogen van de processor wordt gevraagd, is het geluid van deze koelers duidelijk aanwezig.
Videokaart
De primaire veroorzaker van warmte is veelal de processor. De videokaart neemt echter een steeds belangrijker plaats in binnen de warmteproductie van de PC. Er komen in rap tempo steeds zwaardere kaarten op de markt.
Een bijkomend verschijnsel van een grafische kaart die veel warmte produceert, is dat de temperatuur rondom de processor flink stijgt. Bij een slechte airflow heeft een zware grafische kaart dus veel invloed op het functioneren van de processorkoeling.
Het onderscheid
Videokaarten zijn er in vele soorten en maten, ieder met een andere warmte-afgifte. Deze warmte moet worden afgevoerd door de koeling. Ook het merk van de videokaart maakt uit: de fabrikant bepaald welke koeler op een kaart wordt toegepast, hoe (goed) deze koelt en hoeveel geluid deze produceert.
Veel fabrikanten gebruiken de standaard oplossingen van Nvidia en ATi op hun kaarten. Vaak zijn het goedkopere merken die zo besparen op hun koel-oplossing. Goedkoop kan dus in deze duurkoop zijn, zeker als je bedenkt dat goedkope fannetjes ook sneller de geest zullen geven.
Qua warmteproductie kunnen videokaarten grofweg in de volgende categorieën worden ingedeeld:
Low-end kaarten worden over het algemeen passief gekoeld. Denk hierbij aan ATi X300SE, 9200, 9250 en de Nvidia Geforce 6200 en 7300 serie.
Mid-end grafische kaarten worden actief gekoeld het geluid van deze kaarten is echter vaak niet erg storend.
High-end kaarten produceren erg veel warmte en moeten actief worden gekoeld, vaak is deze koeling erg luidruchtig. Deze koelingen zijn tegenwoordig actief aangestuurd: als de kaart op vol vermogen draait, zal het geluidsniveau tot een maximum stijgen.
Een kenmerk van deze high-end kaarten is dat ze extra voeding nodig hebben, direct van de voeding af. Deze extra stekker (molex-stekker bij AGP, en een 6-polige stekker bij PCI-E) verraad veelal dat er veel warmte van de kaart afkomt: dit stelt kritische eisen aan de koeling.
De oplossingen
Het probleem is duidelijk: hoe sneller de kaart, hoe meer warmte deze produceert en hoe meer lawaai de koeling (dreigt) te maken. Gelukkig zijn er goede oplossingen:
Bij reeds aangeschafte kaarten kan een koeling worden vervangen door een stille oplossing. Hiervoor kunnen bijvoorbeeld de oplossingen van ThermalTake en Zalman worden gebruikt. Ook kan de grafische kaart worden gekoeld door waterkoeling. ThermalTake heeft een complete serie blokken, elk ontworpen om een specifieke serie kaarten optimaal te koelen.
Als er een nieuwe kaart wordt aangeschaft, kan er gekozen worden voor een kaart voorzien van stille koeling. De merken XFX en ASUS voorzien een groot aantal van hun kaarten standaard van uitermate stille koeloplossingen. Hierdoor kunnen ook de allerzwaaste kaarten superstil worden uitgevoerd.
Voeding
De kwaliteit
Bij een voeding is het allerbelangrijkste de kwaliteit. Dit is (helaas) niet altijd eenvoudig te bepalen (bijvoorbeeld door simpelweg te kijken naar het aangegeven wattage).
Een kwalitatief goede voeding van 350W kan bijvoorbeeld een veel betere keuze zijn dan een andere met een “500W” label.
De kwaliteit van de componenten in de voeding bepaalt de stabiliteit van de voeding. De kwaliteit vertaald zich grofweg in de waardes van de voltlijnen in combinatie met de belasting die de voeding ondervind van het systeem.
Efficientie, airflow en stilte
Naast de kwaliteit spelen efficientie, airflow en stilte een rol bij de keuze voor een voeding. Airflow en stilte hebben veel in gemeen. In een voeding zit een heatsink die de warmte moet dissiperen en een fan die deze warme lucht naar buiten voert.
Ook bij voedingen geldt dat het ontwerp van heatsink, fan en behuizing van de voeding (bijvoorbeeld het rooster waardoor de lucht stroomt) optimaal dienen te zijn om zo de luchtstroom stil te laten verlopen.
De airflow in de voeding draagt bij aan de airflow in de kast: over het algemeen kan de voeding dus worden beschouwd als outtake fan.
De efficientie wordt bepaald door de hoeveelheid Watt die de voeding zelf gebruikt. Dit gebruik staat in direct verband met de geproduceerde warmte.
Moderne voedingen
De ATX2.0 standaard is benodigd voor de meeste nieuwe Intel P4 systemen. Deze systemen hebben extra hoge voltlijnen nodig om de processor en de grafische kaart van meer vermogen te kunnen voorzien.
De Nexus NX-5000, NX-4090 en RX-8500 voldoen aan deze specificaties, en worden geleverd met een 20/24pins ATX-stekker.
De voedingen van Nexus en Corsair zijn kwalitatief uitstekend: hoge effcientie, goede airflow en minimale geluidsproductie maken het tot de ideale oplossing. Er is keuze uit een NX-5000 500W, een RX-8500 Modular 850W, een NX-4090 400W, een TX series 850W en een HX series 1000W model.
Fans
De geluidsproductie van de airflow wordt bepaald door de fans, maar ook door de luchtstroom langs de componenten.
Stil? Geen airflow
Geen airflow betekend derhalve geen geluid, dit is echter qua warmtehuishouding in de computer geen goede optie. Bij compleet passieve systemen dient er een nauwkeurige afweging gemaakt te worden tussen de specificaties van het systeem en de gebruikte (dure) koeloplossingen. Veelal eindigend in ondermaatse specificaties van het systeem.
Bij een verkeerde afweging komen de stabiliteit en gebruiksduur van het systeem direct in gevaar door kans op oververhitting. Een voorbeeld hiervan is het plaatsen van een passieve voeding of processorkoeling , terwijl het systeem hier niet voor geschikt is. Het bijplaatsen van fans is dan veelal noodzakelijk (wat de investering in deze koeloplossingen volstrekt nutteloos maakt).
Lager van de fan
De eerste bron van geluid is de lager van de fan. De keuze van de fans is hierin uitermate belangrijk. Nexus produceert een heel assortiment aan fan-groottes, met allemaal een erg lage geluidsproductie (<20 dB(A)). De keuze hangt af van de gewilde hoeveelheid luchtstroom en welke fans in de behuizing kunnen worden geplaatst.
Lucht van de fan
De tweede oorzaak van geluid is de luchtstroom. De grootste veroorzaker van geluid door luchtstroming zijn de fangrill's, roosters en -filters waarachter de fan's worden geplaatst. Bij een slecht ontwerp hiervan onstaat een ware blokkade voor de lucht. Een slecht ontwerp is niet tot nauwelijks aan te passen: bij de aanschaf van een kast is het dus belangrijk hiermee rekening te houden.
Geoptimaliseerde behuizingen
De behuizingen van Nexus, Nox-Extreme bieden een totaaloplossing voor de airflow: een totaal uitgedachte oplossing, ideale basis voor de echt stille PC. De Nox Coolbay HX is de basis voor een superstille tower, de NOX MEDIA IMON is gericht op living-room / multimedia entertainment-centre.
Harddisk
Warmteproductie
Vaak wordt de harddisk als producent van warmte over het hoofd gezien. Met de steeds sneller wordende harddrives heeft hun warmte een aanzienlijk aandeel in de totale warmte-ontwikkeling.
De levensduur van een harddisk neemt hard af naarmate deze in een (te) hoge temperatuur moet functioneren. Een goede koeling is dus erg belangrijk.
Directe geluidsproductie
Iedere harddisk produceert direct en indirect geluid. Het directe geluid wordt veroorzaakt door het mechanisme van de harddisk. Het verschilt per harddisk welke geluiden deze produceert. Vaak is het een combinatie van hoge en lage geluiden.
Het directe geluid kan gereduceerd worden door een harddisk-enclosure te gebruiken. Hierbij is essentieel dat er wordt gedacht aan de afvoer van warmte bij de constructie van de enclosure.
Indirecte geluidsproductie
Indirect geluid wordt veroorzaakt door trillingen. Een harddisk is constant in beweging. Ophangen in een rubberen constructie elimineert deze trillingen. De Nexus DiskTwin zorgt voor een dergelijke ophanging, hiernaast draagt deze DiskTwin ook optimaal bij aan de warmte-afvoer van de harddisk.
Oudere harddisks
In sommige gevallen kan het een goede oplossing te zijn om de harddisk in zijn geheel te vervangen: een groot aantal oudere (> 1 jaar) modellen zijn aanzienlijk luidruchtiger dan hun opvolgers, en harddisks zijn tegenwoordig goed betaalbaar. Schijven van bijvoorbeeld Samsung staan bekend als erg stil.
Zelfs de nieuwste harddisks procuceren echter nog direct en indirect geluid: stilteoplossingen zijn dus ook bij de nieuwste schijven aan te raden voor de perfect stille PC
|
