Собираем кастомную систему жидкостного охлаждения процессора и видеокарты из компонентов Corsair Hydro X Series

Введение

Целесообразность сборки системы жидкостного охлаждения (СЖО) из отдельных компонентов определяется как минимум тремя моментами. Во-первых, подбор и компоновка частей СЖО под конкретные условия и задачи может привести к созданию более эффективной системы, чем использование полностью готовых решений «все в одном». Во-вторых, сам процесс весьма увлекательный, отчасти творческий и дает возможность занять себя интересным делом с видимым результатом. В-третьих, присутствует эстетическая составляющая, так как собранная СЖО может быть просто красивой и радовать своего создателя.

Для сбора кастомной СЖО компания Corsair предлагает как отдельные компоненты Hydro X Series, так и готовые наборы, в частности Hydro X Series iCUE XH305i RGB Custom Cooling Kit (€579.90)

и Hydro X Series iCUE XH303i RGB Custom Cooling Kit (€499.90).

Готовые наборы можно рекомендовать новичкам, так как они содержат все необходимое, для того, чтобы собрать первую кастомную СЖО, не заботясь о том, что чего-то может не хватить или наоборот, что-то будет лишним. В дальнейшем такую СЖО можно расширить или модифицировать, докупив необходимые компоненты. Также наборы могут обойтись дешевле, чем купленные по отдельности компоненты, но это не точно. Впрочем, стоит отметить, что в данных наборах используются жесткие трубки, работа с которыми новичкам может показаться сложной. Да, в комплект входят инструменты для гибки и резки труб, но все равно потребуется строительный фен (термофен) и наработка навыков создания трубок нужной геометрии.

Покомпонентная комплектация кастомной СЖО потребует от пользователя потратить на это какое-то время, и будет связана с рисками дополнительных затрат или ожидания, если что-то в итоге не пригодится или что-то придется заказывать дополнительно, но это процесс интересен сам по себе и, конечно, предоставляет больше свободы в выборе компонентов. К тому же подбор компонентов облегчают обучающие материалы, представленные на сайте Corsair, а также удобный конфигуратор, о котором мы расскажем ниже.

В классификации Corsair компоненты СЖО делятся на четыре категории:

1. Водоблоки (теплосъемники для центральных процессоров и видеокарт).
2. Помпы, емкости и охлаждающие жидкости с красителями.
3. Фитинги, адаптеры, трубки и шланги.
4. Радиаторы и аксессуары.

Также нужно не забывать об еще одной важной составляющей СЖО, а именно о вентиляторах. В принципе они могут быть любыми, лишь бы подходили по типоразмеру и характеристикам (для установки на радиаторы СЖО лучше брать высоконапорные вентиляторы, да и в корпус, особенно с пылевыми фильтрами, тоже их). Однако, если планируется украсить внутренности системного блока красочной подсветкой (а как же иначе?), то вентиляторы с подсветкой рациональнее взять тоже Corsair, и лучше все одной серии, так будет проще и удобнее управлять их подсветкой. К компонентам СЖО Corsair, украшенным подсветкой, кроме вентиляторов относятся водоблоки и помпы. Резьбовые разъемы на радиаторах, помпах и водоблоках, а также на фитингах и адаптерах имеют стандартную для систем жидкостного охлаждения резьбу G1/4″.

Перейдем к краткому описанию ряда компонентов СЖО Corsair.

Описание компонентов СЖО

Для обзора и тестирования возможностей кастомной СЖО компания Corsair предоставила нам несколько компонентов:

На фотографии выше можно увидеть четыре основных компонента — водоблоки на центральный процессор и на видеокарту, радиатор и помпу, совмещенную с резервуаром. Вспомогательными компонентами являются жесткие трубки, отрезок шланга (в белой коробке), а также фитинги и дополнительные аксессуары. Далеко не все из того, что представлено на этой фотографии, в итоге было использовано для сбора кастомной СЖО, но кратко опишем все, что нам привезли.

Основные компоненты и часть аксессуаров упакованы в картонные коробки с фирменным-черно-желтым оформлением. На коробках изображено то, что в них находится, присутствует наименование, краткое описание, указано количество или комплектация, также могут быть указаны размеры и/или иные важные характеристики. Дополнительную защиту компонентов обеспечивают фигурные лотки из пластика, картонные коробки, вставки из поролона и т. д. По необходимости присутствуют руководство и описание гарантии.

Водоблок на центральный процессор

Водоблок Hydro X Series XC9 RGB совместим с процессорными разъемами Intel LGA 2066 (судя по всему — со всем семейством 20xx с расположением крепежных стоек по углам квадрата) и AMD sTR4.

Две рамки, одна для установки на LGA 2066 (закреплена на водоблоке) и вторая для sTR4, входят в комплект поставки.

Рабочая часть подошвы теплосъемника, изготовленного из медного сплава и имеющего гальваническое покрытие, круглая, диаметром 54,5 мм. Ее поверхность почти идеально плоская, она имеет очень тонкую концентрическую проточку. На подошву нанесен тонкий слой термоинтерфейса. С обратной стороны есть оребрение, которое формирует микроканалы, улучшающие передачу тепла циркулирующей жидкости. Корпус водоблока изготовлен из прозрачного пластика. Сверху есть декоративный кожух, изготовленный из алюминиевого сплава. Водоблок оснащен 16 адресуемыми RGB-светодиодами, управляемыми по трехпроводному интерфейсу. От водоблока отходит только один входной кабель для подсветки, поэтому он будет последним в цепочке устройств. Установка водоблока удобная и не требует использования инструментов. Круглая подошва и крепление рамки позволяют устанавливать водоблок с поворотом с шагом в 45 градусов.

Во всех тестах использовалась качественная термопаста другого производителя, расфасованная в шприц. Забегая вперед, продемонстрируем распределение термопасты после завершения тестов. На процессоре Intel Core i9-7980XE:

И на подошве водоблока:

Видно, что термопаста распределилась по всей площади крышки процессора, а примерно по центру есть большой участок плотного контакта. Отметим, что крышка этого процессора сама по себе чуть выпуклая к центру.

Водоблок на видеокарту

Водоблок на видеокарту Hydro X Series XG7 RGB 20-Series GPU Water Block (2080 TI FE) совместим только с видеокартами на графическом процессоре Nvidia GeForce RTX 2080 Ti, имеющими референсный дизайн. Такая узкая специализация является главным недостатком этого водоблока, но в случае водоблоков на видеокарту по-другому вряд ли может быть. Поэтому, надумав использовать кастомную СЖО для охлаждения видеокарты, нужно заранее позаботиться о совместимости. На сайте Corsair можно узнать, для каких моделей (серий) видеокарт есть подходящие для них водоблоки. Кстати, у Corsair есть специальный аксессуар для последовательного подключения двух видеокарт. Вдруг кому-то одной окажется мало.

Водоблок состоит из двух основных частей. Верхняя часть объединяет в себе теплосъемник, изготовленный из медного сплава, накладку из прозрачного пластика, формирующую жидкостные каналы, и кожух из алюминиевого сплава, придающий конструкции дополнительную жесткость. Нижняя часть — это пластина из алюминиевого сплава на обратную сторону печатной платы. Она защищает обратную сторону печатной платы, скрепляет обе части вместе и также увеличивает жесткость.

Сверху на теплосъемнике над областью собственно графического процессора есть оребрение, формирующее микроканалы. Индикатором скорости потока жидкости служит небольшая пластиковая вертушка. Водоблок оснащен 16-ю адресуемыми RGB-светодиодами, управляемыми по трехпроводному интерфейсу. От водоблока отходит два кабеля для подсветки (входной и выходной), поэтому его можно включать между другими устройствами.

Со стороны подошвы теплосъемника, там, где он прижимается к графическому процессору, есть тонкий слой преднанесенного термоинтерфейса. Дополнительно на подошву наклеено несколько толстых термопрокладок. Устанавливать водоблок на видеокарту не то чтобы сложно, но этот процесс потребует изрядного времени и аккуратности, так как сначала нужно демонтировать штатную систему охлаждения, а затем многочисленными винтиками закрепить водоблок.

Фотография после тестов показывает, где располагаются термоинтерфейсы водоблока относительно компонентов видеокарты:

Видно, что интенсивно охлаждаются только сам процессор, микросхемы памяти, а также ключи и конденсаторы регулятора напряжения. Сравним со штатной воздушной системой охлаждения. Верхняя часть радиатора:

Видно, что интенсивно охлаждаемых участков гораздо больше. И штатная пластина на обратную сторону:

По наличию термопрокладок понятно, что даже на нее возложена роль радиатора, тогда как пластина на обратную сторону водоблока лишена каких-либо термоинтерфейсов.

Радиатор

Радиатор Hydro X Series XR7 360 рассчитан на установку трех вентиляторов с рамками 120×120 мм. В комплект поставки входят винты трех типов: самые короткие, предназначенные для крепления радиатора непосредственно на перегородку/панель корпуса; винты подлиннее, которыми можно закреплять на радиаторе вентиляторы с обычной рамкой в 25 мм (можно через перегородку/панель корпуса); самые длинные винты, которым крепятся вентиляторы с выступающими резиновыми накладками.

Радиатор целиком изготовлен из медного сплава, видимо, из латуни. Снаружи радиатор имеет стойкое черное матовое покрытие.

Помпа, совмещенная с резервуаром

Помпа Hydro X Series XD5 RGB Pump/Reservoir Combo совмещает в себе жидкостный насос и прозрачный резервуар для охлаждающей жидкости. В комплект поставки входят сама помпа, крепеж, термодатчик, переходник для подключения подсветки непосредственно к материнской плате или к стороннему контроллеру, ключ для заглушек и заглушка на разъем ATX, чтобы можно было включать помпу, не включая сам компьютер.

В ПК помпа должна быть установлена вертикально. Штатный крепеж позволят закрепить помпу на вертикальной стенке/перегородке, на днище, на местах, предназначенных для установки вентиляторов типоразмера 120 мм или 140 мм, включая установку непосредственно на радиаторы или вентиляторы (хотя последние два варианта приводят к некоторому ухудшению охлаждения, так как помпа встает на пути воздушного потока).

Сверху под декоративной рамкой размещены 10 адресуемых RGB-светодиодов, управляемыми по трехпроводному интерфейсу. От помпы отходит два кабеля для подсветки (входной и выходной), поэтому ее можно включать между другими устройствами.

К источнику питания помпа подключается с помощью периферийного 4-контактного разъема («типа Molex»), в котором используется только 12 В, на конце провода. Это один из самых неудобных способов подключения, так как соединить два периферийных разъема на концах проводов бывает не очень просто, а в случае современных блоков питания с модульным подключением кабелей может понадобиться подключить отдельный кабель только для того, чтобы запитать помпу. Поддерживаются контроль скорости вращения и регулировка скорости вращения ротора помпы с помощью ШИМ, для чего отдельным кабелем помпа подключается к разъему для вентилятора на материнской плате (или на контроллере).

Помпа имеет несколько резьбовых отверстий. Одно конкретное в нижней части должно быть использовано как выходное, второе в верхней части удобно использовать для заполнения системы жидкостью, три отверстия в нижней части можно использовать как входные или для установки температурного датчика охлаждающей жидкости, а еще одно сверху — как входное.

Отметим, что для снятия показаний с температурного датчика нужно использовать контроллер Corsair iCUE Commander Pro, которого у нас не было.

Фитинги и другие аксессуары

Фитинги (соединительные элементы), шаровой кран и порт для заливки ОЖ изготовлены из медного сплава и хромированы или имеют стойкое черное полуматовое покрытие. Начнем с универсальных аксессуаров, не привязанных к типу используемых магистралей.

Угловой адаптер Hydro X Series 90° Rotary Adapter имеет с одного конца внутреннюю резьбу G1/4″, с другого — наружную.

Его удобно использовать, когда на выходе нужно повернуть магистраль на 90 градусов. Часть с наружной резьбой проворачивается, что позволяет ориентировать адаптер в нужную сторону, а также подтягивать соединение.

Куда нужно устанавливать Hydro X Series XF Fill Port — порт для заливки ОЖ, — для нас осталось загадкой.

Разветвитель Hydro X Series XF Rotary Y-Splitter поможет разделить магистраль, организовать отвод для слива/залива ОЖ, установить датчик температуры в нужном месте и т. д.

Часть с наружной резьбой также проворачивается, что позволяет ориентировать разветвитель в нужную сторону, а также подтягивать соединение.

Шаровой кран Hydro X Series XF Ball Valve пригодится, если нужно оперативно изменять конфигурацию системы охлаждения или организовать удобный слив ОЖ. На этом наша фантазия закончилась.

Фитинг Hydro X Series XF Hardline 12mm OD Fitting для жестких трубок поможет подсоединить такую трубку к резьбовому отверстию G1/4″. Соединение фитинга с трубкой надежно уплотнено двумя резиновыми колечками, а резьбовое — одним из упругого полимера.

Угловой соединитель для жестких трубок Hydro X Series XF Hardline 90° 12mm OD Fitting будет полезен, если нужно организовать поворот магистрали под прямым углом в ограниченном пространстве, где изогнутая по относительно большому радиусу трубка не поместится. Также с помощью таких соединителей можно собрать систему на жестких трубках из прямых отрезков, что несколько упрощает задачу, но и удорожает систему.

Фитинг для мягких трубок Hydro X Series XF Compression 10/13mm (3/8″ / 1/2″) ID/OD Fitting (то есть для шлангов) подсоединяет шланг к резьбовому отверстию G1/4″. Не очень удобно то, что эти фитинги неповоротные. Поэтому сначала их нужно плотно завернуть в резьбовом гнезде, потом надеть трубку и зажать ее накидной гайкой. Подтяжка резьбового соединения, если оно ослабло, может потребовать снять шланг (а это, в свою очередь, — слить ОЖ). Также при манипуляциях со шлангом он может вывернуть фитинг из резьбового гнезда, что может привести к потере герметичности и протечке. Поэтому перед запуском системы нужно проверять и перепроверять затяжку этих фитингов.

Для сборки системы нам потребовалось еще 4 таких фитинга, но они оказались уже с черным покрытием.

Также нам предоставили комплект жестких трубок Hydro X Series XT Hardline 12mm Tubing — 4 отрезка по 50 см. Внешний диаметр 12 мм, внутренний — 10 мм.

Кусок шланга Hydro X Series XT Softline 10/13mm (3/8″ / 1/2″) ID/OD (внешний диаметр 1/2″, внутренний — 3/8″) длиной 3 м.

И, наконец, охлаждающая жидкость Hydro X Series XL8 Performance Coolant. Нам досталась зеленого цвета, что, как выяснилось, в случае многоцветной подсветки компонентов системы не очень хорошо, лучше бы смотрелась замутненная жидкость белого цвета.

Отметим, что на сайте Corsair есть таблица совместимости компонентов Hydro X Series с различными охлаждающими жидкостями.

Сборка системы жидкостного охлаждения

У нас был выбор, собирать ли систему на жестких трубках или на шлангах (или скомбинировать оба варианта). В итоге мы выбрали более простой в реализации вариант, то есть использовали шланги.

На сайте компании Corsair есть конфигуратор, который облегчит подбор компонентов СЖО под имеющиеся комплектующие. У нас задача была противоположной, так как практически все компоненты СЖО уже были, но описать такой полезный инструмент все же стоит.

Таинство начинается с выбора корпуса:

Далее пользователь указывает материнскую плату (и опционально модель процессора) и видеокарту (и их число). В результате конфигуратор предлагает, какие компоненты Hydro X Series использовать и как их располагать.

Детали конфигурации выясняются после рада уточняющих вопросов, типа выбора цвета компонентов, количества радиаторов, выбора вентиляторов, модели помпы, типа магистрали (жесткие трубки или шланги), цвета ОЖ, контроллера, выбора дополнительных аксессуаров.

Окончательная конфигурация получает свой уникальный код, чтобы в дальнейшем пользователь мог еще поработать над ней.

Для данной конфигурации доступны для загрузки PDF-файлы. Один со списком компонентов и изображением, показывающим расположение основных компонентов в корпусе. Второй содержит более подробную схему возможного размещения компонентов СЖО и вентиляторов в выбранном корпусе. Примеры файлов доступны по ссылкам.

Разумеется, все эти схемы и списки, полученные в результате работы с конфигуратором, стоит рассматривать лишь как рекомендации, но они облегчат понимание вопроса новичкам, и даже опытные пользователи смогут их использовать в качестве отправной точки.

Для сбора кастомной СЖО мы использовали корпус Corsair Crystal Series 680X RGB. Процессор и материнская плата использовались такие же, что и при тестировании процессорных охладителей, а именно Intel Core i9-7980XE и ASRock X299 Taichi. Видеокарта — Nvidia GeForce RTX 2080 Ti. Дополнительно к трем вентиляторам с подсветкой Corsair LL120 RGB, которые входят в комплект поставки этого корпуса, мы задействовали вентиляторы Corsair QL120 RGB, подключенные к своему контроллеру (он управляет только подсветкой). Вентилятор Corsair SP120 из комплекта поставки корпуса мы не использовали.

Три вентилятора Corsair LL120 RGB подключались через разветвитель к одному каналу контроллера Corsair Lighting Node Pro. Этот контроллер также управляет только подсветкой. Водоблок видеокарты, помпа и водоблок центрального процессора подключались последовательно (в данном порядке) к второму каналу контроллера Corsair Lighting Node Pro. Регулировка скорости вращения помпы и вентиляторов, которые были подключены к разъемам для вентиляторов на материнской плате (в случае помпы — подавался только управляющий сигнал, но не питание), осуществлялась с помощью ШИМ, КЗ для которой выставлялся в программе SpeedFan. Для управления подсветкой штатных вентиляторов и компонентов СЖО применялась программа Corsair iCUE. Отметим, что на один канал контроллера Corsair Lighting Node Pro можно зарегистрировать вентиляторы только одного типа, поэтому для управления подсветкой двух вентиляторов Corsair QL120 RGB мы подключили их к своему контроллеру.

Радиатор СЖО был закреплен на передней съемной панели изнутри, а между ним передней панелью были установлены три вентилятора Corsair LL120 RGB, работающие на вдув внутрь корпуса. Один вентилятор (второй рядом уже не поместился) Corsair QL120 RGB был закреплен на съемной верхней панели и работал на выдув вверх из корпуса. Второй вентилятор Corsair QL120 RGB был установлен на задней стенке корпуса и также работал на выдув. Таким образом, в корпусе было установлено пять вентиляторов, не считая вентилятора в блоке питания. Помпа была закреплена на передней стенке корпуса в отсеке за материнской платой. Работающая система в сборе показана на видео ниже:

Тестирование

Для оценки эффективности и практической пользы собранной системы мы провели тестирование, целью которого было определить, как соотносится уровень шума и охлаждающая способность. За основу была взята «Методика тестирования процессорных охладителей образца 2020 года». Для теста под нагрузкой использовалась программа powerMax (нагрузка на CPU — тест AVX, нагрузка на GPU — разрешение 1920 на 1080, оконный режим), все ядра процессора Intel Core i9-7980XE работали на фиксированной частоте 3,2 ГГц (множитель 32). Корпус Corsair Crystal Series 680X RGB был закрыт штатными панелями — стеклянной и пластиковой спереди, стеклянными сверху и с одного бока и стальной с другого бока. Единственное отличие от полной штатной конфигурации заключалось в том, что для улучшения вентиляции мы не поставили фронтальный противопылевой фильтр. При замерах шума торец микрофона располагался на высоте 50 см от верхнего края корпуса и в 50 см от переднего края корпуса, а микрофон был направлен на верхнее переднее ребро корпуса. Это некая условная имитация положения головы пользователя при расположении системного блока на полу.

Тестирование проводилось для двух профилей работы вентиляторов. Первый профиль — это максимальная скорость вращения всех пяти вентиляторов и помпы (КЗ сигнала с ШИМ 100% для вентиляторов и помпы). Цель — определить, на что способна система в режиме с максимальной производительностью. Второй профиль — работа системы в очень тихом режиме, в котором ее шум будет настолько мал, что, например, не будет мешать спать в одном помещении с компьютером. Целевой уровень шума мы приняли за 25 дБА. К сожалению, уровень шума от помпы оказался довольно велик, притом он явно увеличивался из-за жесткого крепления помпы к стенке корпуса. В итоге для снижения шума до нужного уровня КЗ сигнала с ШИМ для вентиляторов мы установили на 55%, а для помпы — на 35%. Реальный уровень шума оказался даже чуть ниже целевого, а именно 24,5 дБА.

Для того чтобы результаты можно было с чем-то сопоставить, мы пересобрали компьютер, используя штатную воздушную систему охлаждения видеокарты и воздушный кулер Corsair A500. Корпусные вентиляторы были установлены в тех же местах. Фотографии системы с воздушным охлаждением:

В этом случае для достижения в условиях без нагрузки уровня шума 25 дБА КЗ сигнала с ШИМ для вентиляторов на кулере центрального процессора мы установили на 35%, а для корпусных вентиляторов — на 45%.

Результаты тестирования приведены в таблице ниже:

Указанная в таблице температура CPU — это температура, усредненная по ядрам и по времени (примерно 30 с). Общее потребление системы от розетки под максимальной нагрузкой составило порядка 615 Вт. Стоит отметить, что ни в каких реальных задачах такой уровень нагрузки достигнут быть не может.

В итоге собранная СЖО при работе в тихом режиме смогла обеспечить приемлемый уровень нагрева центрального процессора. Графический процессор все же немного перегрелся, так как частота работы GPU была снижена на 100 МГц до 1635 МГц.

При работе в режиме с максимальной производительностью СЖО справилась как с охлаждением центрального процессора, так и видеокарты.

Воздушная же система охлаждения не справилась со своей задачей даже в режиме с максимальной производительностью — перегревался как центральный процессор, так и видеокарта. И это при весьма высоком уровне шума!

Отметим, что небольшой прирост уровня шума в случае СЖО, настроенной на работу в тихом режиме, произошел, видимо, из-за увеличения скорости вращения вентилятора на блоке питания. В случае системы воздушного охлаждения шум в тихом режиме вырос больше из-за работы штатной системы охлаждения видеокарты (вентиляторы вращались со скоростью 2300 об/мин (62%)). В результате система перестала быть очень тихой, но все равно уровень шума оставался низким.

Конечно, можно оптимизировать расположение и количество вентиляторов, применить другой воздушный кулер и как-то еще пытаться улучшить работу воздушной системы охлаждения, но с нашей точки зрения, мы наглядно показали, что система жидкостного охлаждения позволяет добиться лучшего результата и без каких-либо особых ухищрений в плане оптимизации воздушных потоков, расположения компонентов и т. д. Правда, и стоимость СЖО в данном случае получилась существенно выше, чем у воздушного кулера на центральный процессор (видеокарта поставляется с собственным кулером, за него доплачивать не надо).

Выводы

На основе системы жидкостного охлаждения, собранной из компонентов Corsair Hydro X Series, можно собрать очень тихий компьютер с топовыми комплектующими, которые могут работать под максимальной нагрузкой, не испытывая перегрева. Компоненты Hydro X Series отличаются высоким качеством изготовления и аккуратным внешним видом, а часть из них украшены многоцветной и многозонной подсветкой, гибко управляемой с помощью контроллера и ПО Corsair iCUE. Выбор компонентов для создания СЖО очень облегчает удобный и простой в использовании конфигуратор, доступный на сайте производителя. Если оценивать те компоненты, которые оказались у нас на тестировании, то некоторые претензии есть только к помпе, которая в режиме высокой производительности работает немного громче, чем хотелось бы. С другой стороны, данная помпа поддерживает регулировку с помощью ШИМ, что относится к неоспоримым достоинствам. С нашей точки зрения, данный комплект представляет ценность для энтузиастов, которым интересно реализовать собственные задумки того, как должна выглядеть система охлаждения ПК и что должно входить в ее состав.