Detaillook / Как выбрать / Выбор вентилятора для ПК: размеры, типы разъёмов и подсветки, подшипники, производительность, уровень шума

Выбор вентилятора для ПК: размеры, типы разъёмов и подсветки, подшипники, производительность, уровень шума


К процессу выбора вентилятора для корпуса компьютера, системы охлаждения или других задач можно подойти по-разному, например, руководствуясь такими критериями, как подходящий размер и разъем для подключения, скорость вращения, уровень шума, наличие или отсутствие подсветки.


Детальное изучение каждого интересующего вопроса, возникающего в процессе поиска подходящего варианта, может занять много времени, особенно если это незнакомая тема.


Именно поэтому в этой статье мы поговорим о важных, на наш взгляд, моментах, которые необходимо знать и учитывать при выборе вентилятора для вашего ПК.

Для чего нужен вентилятор в компьютере


В качестве разминки давайте начнем с ответа на такой, казалось бы, простой вопрос, как: для чего нужны вентиляторы в компьютере?

Во время работы каждый компонент компьютера потребляет определенное количество энергии, которая впоследствии выделяется в виде тепла. Некоторые компоненты: жесткие диски, сетевые карты, могут обходиться без дополнительного охлаждения.

Однако другие компоненты, такие как центральный процессор (CPU) и графический процессор (GPU), часто требуют дополнительного охлаждения, поскольку без него они могут перегреваться, что является одной из причин снижения производительности ПК или выхода из строя компонентов.

Вкратце, дополнительное охлаждение, используемое в ПК, делится на два типа: пассивное и активное.
Пассивный тип предполагает использование только металлического радиатора, который поглощает часть тепла, выделяемого компонентом, тем самым снижая его температуру. Активный тип охлаждения характеризуется дополнительным наличием одного или нескольких вентиляторов и насоса (в случае жидкостного контура), такое сочетание позволяет более эффективно отводить тепло.

Вентиляторы выполняют две важные задачи.

Первая задача - это нагнетание (т.е. подача) более холодного воздуха снаружи корпуса к радиаторам систем охлаждения и отдельным компонентам, которые нуждаются в более интенсивном охлаждении, чем естественное, а вторая - удаление уже нагретого воздуха из корпуса компьютера за его пределы.

Таким образом, они позволяют ускорить естественную циркуляцию воздушных потоков, что улучшает процесс теплообмена между "горячими" компонентами и более холодным воздухом, в свою очередь, это способствует их более эффективному охлаждению.

Размер компьютерных вентиляторов


Размер — это первый важный параметр, с которого начинается выбор вентилятора для ПК. Большинство производителей корпусов, систем охлаждения и прочих компонентов придерживаются стандартных размеров, но всегда есть исключения из правил.

Самый простой и надежный способ узнать размер подходящих вентиляторов, например, для корпуса, - это обратиться к подробному описанию, руководству пользователя. Как правило оно прилагается в печатном виде, в случае отсутствия можно попробовать поискать цифровую версию на сайте производителя.

Часто эта информация указывается не только в виде теста, но и сопровождается наглядной иллюстрацией с указанием всех мест в корпусе, где могут быть установлены вентиляторы и списком совместимых размеров.

Есть и альтернативный способ - произвести замеры самостоятельно, используя до подручные измерительные инструменты: линейку, рулетку. Точность этого метода достаточно высока даже при погрешности в несколько миллиметров.


Необходимо измерить расстояние между точками крепления в месте установки вентилятора от центра одного отверстия до центра, противоположного ему, по прямой линии.

Ниже приведены расстояния между центрами монтажных отверстий и размеры вентиляторов, которым они могут соответствовать. Однако нет точных гарантий, что результат, полученный при измерении, совпадет с одним из них, поскольку список неполный и охватывает наиболее распространенные варианты.

Расстояние между центрами монтажных отверстийПредполагаемый формат вентилятора
32 мм40 мм
40 мм50 мм
50 мм60 мм
60 мм70 мм
71.5 мм80 мм
82.5 мм92 мм
105 мм120 мм
124.5 мм140 мм
154 мм200 мм
170 мм220 мм


Толщина компьютерных вентиляторов


В некоторых случаях такой параметр, как толщина компьютерного вентилятора, может иметь особое значение. Прежде всего, это относится к особо компактным и нестандартным корпусам.

Наиболее распространенная толщина среди компьютерных вентиляторов в потребительском сегменте составляет 25 мм, что считается своего рода стандартом.

Модели толщиной до 30 мм, вероятно, также следует отнести к той же категории, поскольку разница в несколько миллиметров часто обусловлена различными конструктивными особенностями, например, добавлением резиновых демпферов по углам вентилятора для уменьшения вибрации во время работы.

Таким образом, вентиляторы толщиной 25-30 мм совместимы со многими компьютерными корпусами различных форматов, например компактными (Mini-Tower), среднеформатными (Mid-Tower) и большими полноразмерными (Full-Tower).

Однако для некоторых очень компактных или нестандартных форматов корпусов, особенно когда компоненты расположены в непосредственной близости, вентиляторы "стандартной" толщины могут не подойти.

Одним из решений в таких случаях может быть использование специальных "слим" (термин от английского слова "slim" — тонкий) версий вентиляторов, в зависимости от модели их толщина может составлять, например, 12-20 мм, что для ряда ситуаций поможет решить проблему.

Но выбор таких моделей не так велик, средняя стоимость выше, а целесообразность их использования при наличии достаточного пространства в корпусе не имеет особого смысла или выгоды.

Размер и количество вентиляторов


Когда корпус ПК или система охлаждения совместимы с несколькими типоразмерами вентиляторов, возникает вопрос, какой вариант предпочтительнее выбрать?

В качестве примера возьмем классическую ситуацию с корпусом, в котором могут быть установлены вентиляторы двух разных размеров: 120 мм и 140 мм.

Первое, на что следует обратить внимание, — это количество доступных мест для установки вентиляторов, их размещение, поскольку в зависимости от размера корпуса и особенностей его конструкции количество вентиляторов одинакового размера, которые могут быть установлены в одном и том же месте, может варьироваться.

Например, на передней панели и в верхней части корпуса могут быть предусмотрены 3 места для установки вентиляторов диаметром 120 мм или 2 места для вентиляторов диаметром 140 мм.

В связи с этим возникает логичный вопрос: что лучше выбрать: 2 вентилятора диаметром 140 мм или 3 вентилятора диаметром 120 мм? В чем именно будет заключаться разница помимо размера и насколько она заметна на практике?

Располагая только информацией о размере и количестве вентиляторов, на эти вопросы можно ответить только на уровне теоретических предположений, и на это есть несколько причин. Необходимо учитывать все технические характеристики вентиляторов и условия, в которых они будут работать.

Производители обычно проводят тесты в наиболее подходящих "лабораторных" условиях, которые отличаются от среднестатистических условий большинства пользователей.

В зависимости от условий значения некоторых характеристик могут отличаться. Невозможно точно знать, насколько существенной будет разница по сравнению со значением, указанным производителем, без проведения реальных тестов.
Также необходимо учитывать тот факт, что при изготовлении разных моделей могут использоваться разные материалы и технологии, что также оказывает влияние.

Следовательно, принимая во внимание вышеизложенное, при определенных условиях возможны следующие ситуации, когда:
1. Производительность 120-мм и 140-мм вентиляторов при максимально возможной скорости вращения каждого из них может быть практически сопоставима.

2. 120-миллиметровый вентилятор может превосходить 140-миллиметровый по производительности за счет своих характеристик, например, вследствие более высокой скорости вращения.

3. Аналогично, и наоборот, несмотря на не меньшую скорость, 140-миллиметровый вентилятор может выиграть, если его характеристики по ряду параметров лучше, чем у 120-миллиметровой модели.

И в этом случае два вентилятора диаметром 140 мм могут быть близки или идентичны по производительности трем вентиляторам диаметром 120 мм.
Каждый случай индивидуален и должен рассматриваться отдельно, исходя из задач и потребностей.

Типы разъемов компьютерных вентиляторов


Особое внимание следует уделить разъемам, которыми оснащен компьютерный вентилятор, они бывают разных типов и назначений. Для упрощения мы предлагаем условно разделить их на следующие категории:

1. "Классические" разъемы питания вентиляторов.

К ним относятся 2, 3, 4-контактный разъем питания и разъем Molex. Их основное преимущество - стандартизация и широкая распространенность.


2. Разъемы, отвечающие за подсветку.
С появлением и последующей популяризацией подсветки RGB и ARGB были добавлены новые типы разъемов, которыми стали оснащаться различные устройства с управляемой подсветкой.

В результате многие модели вентиляторов с регулируемой подсветкой получили дополнительные разъемы, которые отвечают только за ее работу, сохранив при этом прежний "классический" разъем подключения, ставший основным.

Это позволило обеспечить максимальную совместимость, поскольку такой вентилятор можно подключать даже к материнским платам, у которых нет аппаратной поддержки управляемой подсветки. И он будет работать как "простая" модель, у которой нет подсветки. Однако это относится не ко всем.

С другой стороны, это привело к необходимости наличия внешнего или встроенного контроллера подсветки в материнской плате, а
также в некоторых случаях увеличилось количество подключаемых проводов.


3. Комбинированные фирменные варианты разъемов.
Некоторые производители выпускают модели вентиляторов, в которых оба вышеперечисленных типа разъемов объединены в один, они называются фирменными или иначе проприетарными разъемами.

В некоторых случаях это позволило сократить количество подключаемых проводов, но в то же время, поскольку в настоящее время для них не установлено единого стандарта, каждый производитель может использовать свою собственную вариацию, которая обычно оказывается несовместимой с другими.

Это привело к тому, что для подключения вентиляторов стали использоваться промежуточные устройства, такие как адаптеры, контроллеры и концентраторы с фирменными разъемами.

Мы познакомимся с каждым из перечисленных вариантов на протяжении всей этой статьи. Давайте начнем с классических разъемов питания для компьютерных вентиляторов, в связи с их наибольшим распространением напомним, что к ним относятся 2, 3, 4-контактные разъемы и разъемы Molex.

2 pin


2 pin или 2-контактный разъем питания вентилятора - самый простой вариант, как следует из его названия, для подключения вентилятора используются только два провода, по которым питание подается на его электродвигатель, приводящий в движение лопасти.

Соответственно один из контактов минус (GND), второй плюс (12В или 5В DC).

Вентиляторы с двухконтактными разъемами встречаются в современных потребительских компьютерах в основном в составе таких компонентов, как блоки питания, различные платы расширения, которые нуждаются в дополнительном активном охлаждении.

3 pin


3 pin или 3-контактный разъем питания вентилятора назначение первого (GND) и второго (+) контактов идентично 2-контактному варианту.

Третий контакт может иметь разные обозначения: TACH (тахометр), SIGNAL (сигнал) или SENSE (значение) он подключен к "датчику тахометра", расположенному в вентиляторе.

Во время работы на 3-м выводе разъема вентиляторагенерируется сигнал, в соответствии с "параметрами" которого определяется текущая скорость вращения, измеряемая количеством оборотов в минуту.

В дополнение к этому, наличие сигнала также используется в качестве своеобразного индикатора, который позволяет системе косвенно проверить, подключен ли вентилятор. Обычно это относится к вентилятору, входящему в систему охлаждения процессора.

4 pin (PWM)


4 pin или 4 контактный разъем питания вентилятора следует рассматривать как преемника 3-контактного, назначение первого (GND), второго (+) и третьего (SIGNAL/TACH/SENSE) контактов сохранено идентичным.
Что сохраняет возможность обратной совместимости между вентиляторами с 3- и 4-контактными типами разъемов питания.

Другими словами, вентилятор с 4-контактным разъемом может быть подключен к 3-контактному разъему на материнской плате и в обратном направлении. Однако при использовании этого варианта перекрестного подключения есть некоторые нюансы, о которых вам необходимо знать.

Четвертый вывод разъема имеет обозначение PWM или ШИМ в переводе, он используется для управления скоростью вращения вентилятора с помощью одноименного сигнала, поступающего от материнской платы или внешнего контроллера на вентилятор.

Стоит отметить, что существуют и другие способы управления скоростью вращения компьютерных вентиляторов, но ШИМ обладает некоторыми преимуществами, которые им недоступны. Например, материнская плата может автоматически регулировать скорость вращения вентиляторов, поддерживающих PWM, если соблюдены все необходимые условия.

Molex


Molex - это название компании, которое стало термином, обычно используемым для обозначения одного из парных типов разъемов в сегменте ПК для подключения: вентиляторов, оптических приводов CD и DVD (дисководов), старых моделей жестких дисков и некоторых других компьютерных компонентов.

Согласно стандарту, обе части разъема molex (штекер и розетка) имеют по 4 контакта:
1) + 12 В
2) GND “заземление" для линии +12 В
3) GND “заземление" для линии +5 В
4) + 5 В


В случае компьютерных вентиляторов молекс обычно выступает в качестве альтернативного (дублирующего) варианта подключения вместо 3- или 4-контактного разъема питания вентилятора.

Если вентилятор оснащен 3-контактным или 4-контактным разъемом и разъемом Molex, то для подключения используйте только один из них, поскольку одновременное использование обоих может привести к повреждению компонентов вашего ПК!

Важным отличием является то, что для вентиляторов, подключенных через molex, такие функции, как отслеживание скорости вращения и программная регулировка скорости, становятся недоступными.
Фактически, этот вариант подключения идентичен 2-контактному разъему вентилятора.

Типы подсветки в компьютерных вентиляторах 


В зависимости от личных предпочтений, одним из важных критериев при выборе банки может быть отсутствие или, наоборот, наличие определенного типа подсветки. Каждый вариант имеет свои особенности. Давайте вкратце с ними ознакомимся.

Одноцветная подсветка


Самый простой вариант – одноцветная нерегулируемая подсветка. Цвет свечения зависит от характеристик используемых светодиодов или цвета пластиковых элементов корпуса вентилятора, за которыми они установлены. Таким образом, цвет свечения светодиодов может быть белым, но из-за синего цвета пластиковых элементов конечный цвет подсветки окажется синим.

Количество светодиодов может варьироваться, в зависимости от "категории" вентилятора, например, не более 4 для более простых и от 9-12 для моделей более высокого класса, что скажется на визуальной составляющей внешнего вида.

Многоцветная «радуга» (Fixed RGB)


Другой вариант нерегулируемой подсветки известен под такими обозначениями, как "радуга" или фиксированная RGB подсветка, Fixed RGB, сокращенно FRGB. Отличие от одноцветной подсветки заключается в использовании светодиодов нескольких разных цветов свечения.

Вентиляторы с нерегулируемыми типами подсветки, как правило, не требуют отдельного подключения подсветки, поскольку питание, необходимое для ее работы, берется от 3, 4-контактного разъема вентилятора или Molex. Поэтому достаточно просто правильно подключить вентилятор.


Многоцветная управляемая RGB и ARGB подсветка


По сравнению с нерегулируемой подсветкой, которую без преувеличения можно назвать классической, регулируемые типы подсветки RGB и ARGB позволяют изменять: цвет, яркость, а также способны предложить дополнительные функции в виде различных анимационных эффектов подсветки.

Кратко о возможностях и различиях между RGB и ARGB типами подсветки 

В чем разница между обычной RGB-подсветкой и адресуемой ARGB-подсветкой?

RGB-подсветка позволяет выбрать желаемый цвет свечения, но только один для всех светодиодов в вентиляторе, светодиодной ленте или другом устройстве.

Другими словами, в устройствах с RGB—подсветкой невозможно, чтобы одна часть светодиодов светилась синим, а другая зеленым одновременно, вы можете выбрать только один из этих цветов в определенный момент времени.

ARGB или адресуемая RGB подсветка представляет собой дальнейшее развитие RGB подсветки, именно поэтому оба типа имеют общие технические моменты, но в то же время есть несколько серьезных отличий, из-за которых отсутствует возможность прямой обратной совместимости и взаимозаменяемости между ними!

В адресной подсветке каждому светодиоду или группе из нескольких светодиодов (3-5 штук) присваивается свой адрес условно: 1,2,3, ... 19, 20 и так далее, зная который, можно задать индивидуальные параметры цвет, яркость для требуемых светодиодов.

Эта возможность обеспечивается специальной управляющей микросхемой (IC), которая может использоваться индивидуально для каждого светодиода или группы.

Таким образом, в устройстве с подсветкой ARGB одна часть светодиодов может светиться, например, зеленым цветом, а оставшаяся часть - фиолетовым одновременно.

Вентиляторы с RGB и ARGB подсветкой: типы разъемов подсветки и некоторые особенности подключения

Для вентиляторов с регулируемой подсветкой RGB и ARGB схема подключения отличается, поскольку необходимо обеспечить питание как самого вентилятора, так и подсветки.
Детальное изучение всех тонкостей займет много времени, поэтому давайте обратим внимание на основные варианты и моменты.



Вариант 1а.
Вентилятор имеет два провода с разными разъемами, каждый из которых отвечает за свою часть функций. Один из них - основной "классический" 3 или 4-контактный разъем для подключения самого вентилятора, второй - дополнительный для подсветки типа RGB или ARGB.

Если разъем, предназначенный для подсветки, стандартного типа (для RGB или ARGB), то его можно подключить непосредственно к материнской плате, при условии, что на ней имеются соответствующие разъемы.
Это упрощает процесс подключения и позволяет управлять параметрами подсветки с помощью программного обеспечения для материнской платы.

Стандартные разъемы RGB и ARGB подсветки для ПК.

Для RGB-подсветки используется специальный тип 4-контактного разъема.


Для подсветки ARGB используются специальные типы 3-контактных разъемов, наиболее распространенными являются два типа, разница между ними заключается только в формате исполнения, поэтому в комплект может быть включен адаптер.


Вариант 2.

Некоторые модели вентиляторов имеют только один нестандартный разъем, который сочетает в себе питание и управление как вентилятором, так и его подсветкой. Такие разъемы имеют "уникальный" внешний вид, их называют фирменными или иначе проприетарными.

Вентиляторы с фирменными разъемами обычно подключаются не напрямую, а с помощью дополнительных аксессуаров, которые выступают в роли "моста", поскольку большинство материнских плат оснащено только набором стандартных разъемов.

Первый и самый простой вариант - это адаптеры, они имеют фирменные разъемы с одной стороны и стандартные разъемы с противоположной, что позволяет подключить вентилятор к материнской плате, если на ней есть необходимые разъемы. Однако они не всегда входят в комплект поставки.

Второй тип - это фирменный контроллер или концентратор с аналогичными разъемами, к которому подключаются все вентиляторы, а затем он сам подключается к материнской плате через разъем стандартного типа или, реже, к внутреннему или внешнему USB.
Такой контроллер может входить в комплект поставки вентиляторов или продаваться отдельно, например, в тех случаях, когда пользователь приобрел вентиляторы отдельно.


Вариант 1б.
Если разъем для подключения подсветки нестандартного, фирменного типа, но основной разъем "классический" 3-х или 4-контактный, то в этом случае подсветка вентилятора подключается с помощью адаптеров, контроллера или концентратора с фирменными разъемами. Можно сказать, что это "гибрид" первого и второго вариантов.

Скорость вращения компьютерного вентилятора


Скорость вращения вентилятораодна из характеристик, определяющих производительность модели, измеряемая количеством полных оборотов в минуту, совершаемых его лопастями, например 1200 об/мин или по-английски Revolutions Per Minute — сокращенно RPM.

Чем быстрее вращается вентилятор, тем больше он сможет подавать холодного или отводить нагретого воздуха из корпусов ПК, что положительно скажется на эффективности охлаждения.

Однако с увеличением скорости шум, производимый вентилятором во время работы, также будет увеличиваться, и в зависимости от сочетания ряда факторов разница может быть как незначительной, едва уловимой на слух, так и вполне заметной.

По нашему мнению, вентиляторы следует разделить на две группы по скорости вращения - с постоянной (фиксированной) скоростью вращения, например, 800 об/мин, и регулируемые в определенном диапазоне, например, от 700 до 1500 об/мин.

Модели с фиксированной скоростью вращения в основном используются в тех случаях, когда нет необходимости в постоянной или периодической регулировке скорости вращения.

Например, в серверном сегменте оборудования, где система постоянно работает с максимальной производительностью, и в этом случае приоритет отдается стабильности охлаждения, а не акустическому комфорту.

Вентиляторы с регулируемой скоростью вращения больше подходят для использования в сегменте потребительских ПК, поскольку в этом случае акустический комфорт для пользователя может играть важную роль, особенно когда речь идет о домашнем, а не офисном использовании ПК.

Например, для таких вентиляторов можно настроить автоматическое изменение скорости вращения в зависимости от температуры компонентов ПК или самостоятельно установить значения температуры, при которых будут меняться рабочие параметры, что не только добавит акустического комфорта пользователю, но и, как правило, положительно повлияет срок службы вентилятора.

Однако это будет работать корректно только в тех случаях, когда система охлаждения имеет достаточный запас теплоотвода, в противном случае вентилятор большую часть времени будет работать на полной скорости.

Воздушный поток и статическое давление


Воздушный поток вентилятора, также называемый "расходом воздуха", считается основным показателем производительности модели. Он измеряется в кубических футах в минуту (CFM) и показывает объем воздуха, который вентилятор способен перемещать за минуту без учета сопротивления. Этот параметр напрямую связан со скоростью вращения, размером и конструкцией вентилятора.

CFM (англ. Cubic Feet per Minute) или кубические футы в минуту — неметрическая единица измерения объемного расхода жидкостей и газов, используемая в США и Великобритании, аналогичная кубическим метрам в минуту (м³/мин.) В Международной системе единиц СИ.

1 м³/мин = 35,314 cfm.


Соответственно, чем выше CFM, тем больше воздуха вентилятор сможет нагнетать к компонентам ПК, что ускорит процесс теплообмена и положительно скажется на эффективности охлаждения.

Наряду с этим следует также обратить внимание на такой параметр, как статическое давление, или в англоязычном обозначении "static pressure", оно измеряется в миллиметрах водяного столба (мм H2O) и характеризует разницу в давлении воздушного потока до и после прохождения через вентилятор.

Чем выше этот показатель, тем лучше поддерживается направление движения воздуха, и наоборот, чем ниже статическое давление, тем быстрее воздушный поток будет рассеиваться при столкновении с препятствиями на пути, такими как пылезащитные сетки в корпусе и т.д.

Другими словами, статическое давление можно назвать движущей "силой" воздушного потока.

Между воздушным потоком (или CFM) и статическим давлением (или Static Pressure) существует определенная взаимосвязь. Как правило, при увеличении объема воздуха, нагнетаемого вентилятором (т.е. CFM), статическое давление потока (его сила) становится меньше, и наоборот, при уменьшении статического давления объем нагнетаемого воздуха увеличивается.

В зависимости от преобладания одной из этих характеристик вентилятор будет лучше демонстрировать свои возможности в различных сценариях и условиях эксплуатации.

Модели вентиляторов с высоким значением CFM, то есть способные перекачивать большие объемы воздуха, лучше работают при отсутствии препятствий на пути воздушного потока. К ним относятся декоративные и пылезащитные сетки в корпусе, жесткие диски, радиаторы систем охлаждения и т.д. Поэтому их можно назвать хорошим вариантом для удаления уже нагретого воздуха или продувки корпуса ПК.

Вентиляторы с высоким показателем статического давления "static pressure" создают более мощный и направленный поток воздуха, который меньше рассеивается при столкновении с различными препятствиями на пути.
Они лучше подходят для радиаторов "воздушных" и "жидкостных" систем охлаждения ПК, особенно если радиатор имеет очень мелкоячеистую структуру или корпуса с небольшим количеством воздухозаборных отверстий, а также в случаях, когда подача воздуха затруднена, например, из-за очень плотного расположения компоненты и т. д.

Поэтому при выборе вентилятора для компьютера стоит задать себе вопросы о компонентах, которые нуждаются в охлаждении, и их расположении, местах, где будут установлены вентиляторы и какую задачу они должны выполнять, чтобы понять, какой тип вентилятора был бы предпочтительнее в вашем случае.

Регулирование скорости вращения компьютерных вентиляторов


Теоретически можно управлять скоростью вращения практически любого компьютерного вентилятора, но методы будут разными. По принципу действия их можно разделить на две категории – механические и программные, наибольшую популярность приобрел второй вариант.

Программная регулировка скорости вращения вентилятора доступна в качестве одной из функций базовой системы (BIOS/UEFI) на многих материнских платах, за исключением некоторых случаев.


Для этого вентилятор должен быть подключен к одному из специальных 4- или 3-контактных разъемов на материнской плате. В зависимости от модели это может быть прямое подключение или с помощью адаптера, контроллера или концентратора.

Существует два программных режима или метода регулирования скорости: "PWM" (ШИМ) и "DC" (постоянный ток). Чтобы понять разницу между ними, давайте кратко рассмотрим каждый из них.

Вентиляторы с 4-контактным разъемом питания (не путать с Molex) поддерживают оба режима при условии, что они подключены к аналогичному 4-контактному разъему на материнской плате, или только "DC", если к 3-контактному.

Вентиляторы с 3-контактным разъемом питания, независимо от того, подключены ли они к специальному 3-контактному или 4-контактному разъему на материнской плате, поддерживают только один режим — "DC".

Режим PWM


В режиме "PWM" мощность вентилятора регулируется быстрым чередованием фаз включения и выключения питания (т.е. 0 и 12 В), повторяющихся тысячи раз в секунду. То есть питание поступает не постоянно, а в импульсном формате длиннее фаза подачи питания, тем быстрее будет вращаться вентилятор и наоборот.

Управляющие импульсы передаются материнской платой на вентилятор в виде ШИМ-сигнала через четвертый вывод разъема, к которому он подключен.

При использовании режима PWM материнская плата способна автоматически регулировать скорость вращения вентилятора в зависимости от показаний, полученных от датчиков температуры, например, процессора. Также возможно самостоятельно создать зависимость изменения скорости вращения от температуры, но для этого требуются соответствующие знания и опыт!

Режим DC


В режиме управления "DC" мощность вентилятора регулируется путем изменения напряжения питания в определенном диапазоне, которое он получает через разъем на материнской плате, чем ближе напряжение к максимальному (или стандартному) значению, тем быстрее будет вращаться вентилятор, и наоборот.

При выборе этого режима скорость вращения вентилятора обычно изначально устанавливается на полную (или 12 В). Также могут быть предложены готовые настройки. Однако, как показывает личный опыт, для достижения наилучшего баланса между эффективностью охлаждения и акустическим комфортом необходимо вручную создать зависимость изменения скорости вращения (напряжения питания) от температуры.

Минимальный порог настройки


Оба режима имеют минимальный порог настройки. В случае ШИМ измерения производятся в процентах (0-100%). Например, если оно равно 20%, это означает, что при значении ниже указанного вентилятор будет вращаться с минимально возможной скоростью, например, 450 об/мин.

Некоторые модели имеют возможность полной остановки для снижения уровня шума при незначительном нагреве компонентов.

В случае режима управления "DC" установки производятся в вольтах, максимальное значение по стандарту составляет 12 В, минимальное значение подбирается индивидуально для каждой модели вентилятора, в среднем оно находится в диапазоне от 5 до 7 вольт.

Если вы установите слишком низкое значение, существует риск полного отключения вентилятора, что может привести к недостаточному охлаждению компонентов, перегреву и выходу из строя! Поэтому при ручной настройке и параметрах вам необходимо обладать достаточным уровнем знаний!


Варианты "механического" регулирования скорости вращения вентилятора предполагают использование специальных устройств. В зависимости от модели параметрами можно управлять с помощью поворотных ручек на сенсорном экране.

Типы и виды подшипников в компьютерных вентиляторах


Срок службы вентилятора и уровень шума во многом зависят от типа и качества используемых подшипников, поскольку конструкция такова, что основная нагрузка при работе вентилятора приходится на них.
В компьютерных вентиляторах используются различные типы подшипников. Каждый из них имеет свои особенности, как положительные, так и отрицательные стороны.

Срок службы подшипников часто обозначается как MTTF (среднее время до отказа). Это значение было получено во время тестирования при определенных условиях, таких как, например, температура окружающей среды 25°C/77°F, поэтому, если оно изменится, значение MTTF также может стать другим.

Все приведенные ниже цифры приблизительны и достижимы в основном в идеальных условиях, в реальных сценариях использования они могут отличаться до нескольких раз!

Подшипники скольжения (Sleeve /Plain bearings)


Наиболее распространенной категорией подшипников, используемых в компьютерных вентиляторах, являются подшипники скольжения. В зависимости от разновидности они обладают различными эксплуатационными характеристиками и свойствами, что влияет как на их надежность, так и на стоимость.

Простой подшипник скольжения или втулка скольжения (Sleeve bearing) 
Подшипники скольжения простейшей конструкции, используемые в компьютерных вентиляторах, состоят из корпуса, вкладышей (или иначе втулок). Пространство между ними обычно заполняется консистентной смазкой или материалом с минимальным коэффициентом трения, в этом случае наличие смазки становится необязательным.

Во втулке установлен вал, на обратной стороне которого расположены лопасти вентилятора, а также сама втулка является одной из частей корпуса подшипника.

Срок службы любого подшипника зависит от многих факторов. Например, простые подшипники скольжения под воздействием температур до 40 градусов Цельсия могут исправно работать до 50 тысяч часов, однако с повышением температуры срок их службы значительно сокращается и возрастает вероятность внезапного выхода из строя.

Кроме того, в силу конструктивных особенностей вентиляторы, оснащенные простыми подшипниками такого типа, наиболее предпочтительно размещать в вертикальном положении, поскольку в горизонтальном положении смазка внутри подшипника начинает стекать и скапливаться с одной стороны, что негативно сказывается на сроке службы.

Как показывает практика, средний ресурс составляет 20-30 тысяч часов.

Подшипники скольжения c винтовой нарезкой (Z-Axis bearing и Rifle bearing)

Z-Axis bearing и Rifle bearing  - это два типа “улучшенных” подшипников скольжения с увеличенным количеством смазки, специальной спиральной нарезкой с канавками на внутренней стороне втулки для обеспечения ее лучшего распределения, удержания и рециркуляции.

Поскольку канавки позволяют удерживать определенное количество смазки, предотвращая ее скопление на одной стороне подшипника, установка вентилятора в горизонтальном положении оказывает менее пагубное влияние на срок его службы. Теоретически ресурс больше, чем у простейших подшипников скольжения, в среднем до 40 т.ч.

Гидродинамический подшипник (FDB)
Гидродинамический или жидкостный подшипник FDB (Fluid Dynamic Bearing) - это принципиально улучшенная версия подшипника скольжения, в которой пространство между втулкой и валом полностью заполнено жидкой смазкой, удерживаемой на месте благодаря разнице давлений, создаваемой во время работы вентилятора.

Таким образом, вал не имеет прямого контакта со втулкой, поскольку его вращение осуществляется в слое жидкости, выступающем в качестве соединительного звена между ними (фактически, вал "плавает" в смазке), что сводит к минимуму трение, снижает шум и положительно сказывается на надежности. Ресурс в идеальных условиях может достигать 80 тысяч часов и более.

Гидродинамический подшипник HDB (Hydro Dynamic Bearing)
Гидродинамический подшипник HDB по конструкции мало чем отличается от FDB.

Самостабилизирующийся подшипник масляного давления (SSO bearing - self-stabilising oil-pressure bearing)
Подшипник SSO основан на гидродинамическом подшипнике скольжения FDB/HDB. Отличие заключается в наличии постоянного магнита, который обеспечивает центрирование и самостабилизацию оси ротора, что уменьшает трение и, как следствие, износ, снижает шум и положительно влияет на долговечность.

Теоретически ресурс может составлять до 120+ тысяч часов. Стоит отметить, что это один из самых долговечных и в то же время дорогих вариантов среди подшипников скольжения на данный момент.

Подшипники качения, шарикоподшипники (ball bearing)


Подшипники качения состоят из двух металлических колец, наружного и внутреннего, между которыми размещены тела качения (шарики), разделенные сепаратором. Внутреннее кольцо подшипника надевается на вал.

Вентиляторы на шарикоподшипниках более долговечны, чем некоторые варианты на "простых" подшипниках скольжения, за счет точечного контакта рабочих поверхностей, а не линейного, что значительно снижает трение и, как следствие, износ механической части.

Подшипники качения менее чувствительны к наклону и более устойчивы к высоким температурам. В результате вентиляторы на их основе можно устанавливать в любом положении без существенного негативного влияния на их ресурс.

Однако, в то же время, шум, производимый ими при работе, заметно выше по сравнению с подшипниками скольжения, что может быть неприемлемо для некоторых пользователей.

В среднем расчетный срок службы составляет до 50-90 тысяч часов.

Керамические подшипники качения (ceramic bearing) 
Наиболее износостойкий вариант подшипников качения изготавливается с использованием керамических материалов.

В зависимости от исполнения подшипник может быть полностью керамическим или частично (гибридным), в последнем случае из керамики изготавливаются только элементы качения (шарики). Сепаратор чаще всего делают из износостойкого пластика или металла.

Среди преимуществ керамики по сравнению со сталью стоит отметить: твердость, меньший вес, устойчивость к очень высоким температурам и меньшую теплопроводность от 3 до 5 раз.

Теоретически ресурс может достигать 150+ тысяч часов.

Магнитный подшипник и технология магнитной левитации Magnetic Levitation (MagLev, ML)


Магнитные подшипники делятся на активные и пассивные, их работа основана на методе магнитной левитации, суть которого заключается в удержании объекта "в воздухе" путем воздействия на него магнитного поля, противодействующего силе тяжести.

Когда вентилятор работает, вращение вала в подшипнике происходит без непосредственного контакта поверхностей друг с другом, вал удерживается магнитным полем, тем самым поддерживается постоянное расстояние между ним и подшипником.

В результате достигается минимальная вибрация, практически отсутствует трение, механический износ минимален и равномерен по всей поверхности, нет необходимости в смазке и снижается энергопотребление. В совокупности все это обеспечивает чрезвычайно длительный срок службы механической части вентилятора.

Уровень шума компьютерных вентиляторов



Уровень шума может быть важным показателем, когда речь заходит о комфортной работе, он измеряется в таких единицах, как децибелы (дБ) или соны (от латинского слова sonus — звук).

В случае ПК наибольший уровень шума приходится на вентиляторы. Этот параметр уникален для каждой модели вентилятора и конфигурации компьютера, и чтобы вы могли иметь хотя бы приблизительное представление о его градациях, мы подготовили следующие примеры ниже.

 0 — нет звука
10 - шелест листьев, нормальное дыхание человека
20 - едва слышная  речь, шепот примерно на расстоянии 1 метра, тиканье часов
30 - спальня
40 – обычная разговорная речь, гул холодильника, тихий жилой район,   
от 50  до 60 - офис, стиральная машина, кондиционер, телевизор на средней громкости   
60–70 - громкий голос, смех

Заключение

Процесс выбора компьютерного вентилятора не так прост, как может показаться на первый взгляд, помимо размера, разъема подключения, существует ряд факторов, которые необходимо учитывать.

Например, как и где будут установлены вентиляторы, будет ли это корпус ПК, кулер или радиатор системы жидкостного охлаждения? И будет ли он нагнетать холодный воздух или, наоборот, удалять уже нагретый воздух из корпуса ПК?

И подобных вопросов могут быть десятки. Хотя в этой статье мы рассмотрели не все из них, тем не менее, мы обратили внимание на наиболее распространенные и важные, на наш взгляд.
49 043