Различия

Здесь показаны различия между двумя версиями данной страницы.

Ссылка на это сравнение

articles:silent-server [2017/09/05 02:55] (текущий)
Строка 1: Строка 1:
 +====== silent-server ======
 +<​sub>​{{silent-server.odt|Original file}}</​sub>​
 +
 +====== бесшумный сервер своими руками ======
 +
 +крис касперски,​ ака мыщхъ, no-email
 +
 +**развитие локальных сетей и ****DSL-****соединений привело к росту популярности домашних серверов,​ многие из которых из-за хронического недостатка жилищного пространства приходится устанавливать прямо в местах обитания их владельцев,​ что неизбежно сталкивает их с шумовой проблемой. современный компьютер — достаточно шумная штука. существует множество методик борьбы с шумом, но далеко не все из них эффективны…**
 +
 +===== введение или что там грохочет внутри =====
 +
 +Прежде чем бороться с шумом, нужно выявить его основные источники,​ перечисленные ниже в порядке убывания своей "​активности"​ (естественно,​ этот порядок весьма условен и зависит от множества обстоятельств,​ с которыми мы разберемся чуть позже, а сейчас просто составим приблизительный список,​ чтобы очертить фронт работ):​
 +
 +  - жесткие диски;
 +  - вентилятор на процессорном радиаторе;​
 +  - вентиляторы на видео-карте,​ чипсете и т. д.;
 +  - вентилятор на блоке питания и прочие вентиляторы внутри корпуса ПК;
 +==== жесткие диски ====
 +
 +С переходом на гидродинамические подшипники (Fluid Dynamic Bearing — FDB) жесткие диски перестали быть самым шумным компонентом ПК и единственным "​грохочущим"​ элементом осталась сервосистема (она же система позиционирования магнитной головки). Но производители активно работают в этом направлении и большинство современных винчестеров предусматривают несколько режимов работы:​ от "​тормозного,​ но бесшумного"​ до "​грохочущего,​ но высокопроизводительного"​. По умолчанию,​ обычно выбирается промежуточный компромиссный вариант,​ который легко изменить,​ скачав с сайта производителя специальную утилиту (у всех производителей она разная).
 +
 +{{silent-server_Image_0.png}}
 +
 +Рисунок 1 устройство гидродинамического подшипника
 +
 +Серия Barracuda от Seagate относится к самым надежным и малошумным моделям. Остальные фирмы в этом отношении намного менее продвинуты. В частности,​ Maxtor'​ы страдают хронической течью гидродинамических подшипников,​ проливая ферромагнитную жидкость на поверхность одного из "​блинов"​ где она постепенно запустевает,​ необратимо разрушая хранящиеся на диске данные.
 +
 +{{silent-server_Image_1.jpg}}
 +
 +Рисунок 2 Barracuda от Seagate — не только тихая, но еще и самая надежная модель из всех
 +
 +Несколько дисков,​ установленных в одну стойку,​ могут входить в резонанс,​ изучая целый спектр звуков всех частот. Обычно это низкочастотный гул, реже — инфразвуковые колебания,​ не воспринимаемые человеческим ухом, но вызывающие быструю утомляемость,​ чувство тревоги и прочий дискомфорт. В нормальной стойке должны использоваться резиновые прокладки,​ не допускающие прямого контакта стойки с корпусом жесткого диска. Некоторые производители используют пружинные или резиновые растяжки,​ что уменьшает шум и гарантированно предотвращает резонанс,​ но вместе с этим сокращают срок службы жесткого диска, рассчитанного на жесткий монтаж,​ а не на "​болтанку"​.
 +
 +Как вариант,​ можно установить один жесткий диск в 3" отсек, а другой — в 5", но при этом возникает проблема с охлаждением,​ а жесткие диски, работающие в круглосуточном режиме,​ настоятельно рекомендуется охлаждать. Естественно,​ чем больше вентиляторов — тем больше шума. Поэтому,​ закрепляем винчестеры в одной стоке, обдуваемой большим "​тихоходным"​ вентилятором с кривыми (а не рубленными) лопастями,​ нагнетающий воздух внутрь корпуса ПК. Естественно,​ на лицевой стенке должна быть предусмотрена решетка,​ а если ее нет, то вентилятор следует отодвинуть от корпуса хотя бы на 3 –5 см для возможности подсоса воздуха. Подшипники скольжения (состоящие из простой втулки) работают намного тише шарикоподшипников,​ хотя имеют намного меньший ресурс. Постепенно втулка разбивается и вентилятор начинает тарахтеть как гусеничный экскаватор. Смазка подшипника веретенным маслом на некоторое время решает проблему,​ но прилипающая к ней пыль служит хорошим абразивом,​ в результате чего износ резко возрастает и вентилятор начинает тарахтеть вновь, требуя замены.
 +
 +Кстати говоря,​ известно несколько случаев,​ когда принудительное охлаждение жестких дисков не только не увеличивало срок их службы,​ но и приводило к скоропостижным отказам. Все просто! От неравномерного охлаждения корпус винчестера чуть-чуть "​ведет"​ (тепловое расширение помним,​ да?), вызывая перекос некоторых узлов со всеми вытекающими отсюда последствиями.
 +
 +Другая коварная штука — S.M.A.R.T – система диагностики и самоконтроля. Польза от нее довольно сомнительна,​ а вот вред она приносит немалый. По совершенно непонятной причине практически все производители размещают S.M.A.R.T-протоколы (постоянно обновляемые жестким дисков) рядом со служебной зоной, хранящей прошивку,​ адаптивные характеристики и другие жизненно важные для работы винчестера данные. Существует угроза,​ что в результате вибраций или по каким либо другим причинам,​ головка "​промахнется"​ и запишет очередную порцию SMART-лога в служебную зону, после чего жесткий диск перестанет определяется BIOS и для его восстановления потребуется помощь специалистов. Хуже всего, что в микрокоде некоторых винчестеров имеются ошибки,​ приводящие к "​переполнению"​ log'а и затиранию служебной области. Впрочем,​ к шуму эта тема не имеет никакого отношения,​ так что вернемся к нашим баранам.
 +
 +==== процессор ====
 +
 +Начиная с 80486 процессоров на радиаторах начали появляться вентиляторы,​ а на Pentium'​ах это явление приобрело массовый характер. Современные процессоры выделяют огромное количество тепла, для эффективного отвода которого используются высокоскоростные вентиляторы,​ "​прокачивающие"​ множество кубических сантиметров воздуха,​ что естественно сопровождается шумом. Но ведь домашнему серверу не требуется мощный процессор!!! Самый радикальный метод борьбы с шумом — перевести процессор на пассивное охлаждение,​ то есть убрать вентилятор.
 +
 +В свое время фирма Cyrix выпустила несколько удачных процессоров,​ в спецификации которых пассивное охлаждение декларировалось явно. И хотя они не могли похвастаться особой производительностью,​ для нормальной работы офисных приложений их вполне хватало,​ но… конкурировать с Intel/AMD фирме Cyrix оказалось не по силам и она продала свой бизнес компании VIA (http://​www.via.com.tw/​en/​products/​processors/​),​ которая слегка пересмотрела спецификации и "​прикрутила"​ активное охлаждение,​ которое процессорам семейства С3 (другие мыщъх не тестировал) совершенно ни к чему. Судите сами. При максимальной (по спецификациям) допустимой температуре в 85°С и жарком климате местообитания мыщъх'​а (до 42°С и выше), на массивном медном радиаторе температура процессора,​ работающего под управлением Windows 2000,​ никогда не превышала 55°С, оставляя достаточный запас "​прочности"​.
 +
 +{{silent-server_Image_2.jpg}}
 +
 +Рисунок 3 VIA C3 (бывший Cyrix C3 Ezra) – один из немногих процессоров,​ способный работать с пассивным охлаждением
 +
 +Тоже самое относится и к Pentium-III 733 MHz (Coppermine). Правда,​ более быстрые модели уже приходится тормозить,​ уменьшая тактовую частоту и напряжение питание. Снижать питающее напряжение без уменьшения тактовой частоты нельзя,​ поскольку чем ниже разность потенциалов,​ тем медленнее выполняются переходные процессы и электронные ключи просто не успевают переключиться за отведенный им такт.
 +
 +{{silent-server_Image_3.png}}
 +
 +Рисунок 4 температура Pentium-III 733,​ установленного внутри мыщъхиного сервера на медный радиатор с пассивным охлаждением (для справки температура воздуха составляет 28°С)
 +
 +На худой конец (если температура кристалла все-таки приближается к опасному уровню) можно закрепить поблизости от радиатора тихоходный вентилятор с большими лопастями.
 +
 +А вот водяное охлаждение использовать не рекомендуется. И не только потому,​ что существует угроза утечки охлаждающей жидкости (как правило,​ воды), ведущей к отказу электроники,​ а в некоторых случаях — даже локальным возгоранием и пожарам. Помпа далеко не бесшумна,​ к тому же достаточно часто выходит из строя, что опять-таки приводит к перегреву и выходу сервера из строя.
 +
 +Zalman имеет в своем ассортименте несколько моделей пассивных радиаторов,​ пригодных даже для охлаждения Penium-4, и основанных на кипении жидкости в герметично запаянных трубочках,​ однако,​ их стоимость довольно велика,​ да и смысла строить домашний сервер на базе Penium-4 никакого нет. Лучше использовать технику,​ оставшуюся после "​апгрейда"​ своей основной системы.
 +
 +{{silent-server_Image_4.jpg}}
 +
 +Рисунок 5 пассивный радиатор от Zalman
 +
 +==== северный мост, видео-карта и все-все-все остальные ====
 +
 +Материнская плата с активным охлаждением северного моста (равно как и видео-карта с закрепленным на ней вентилятором) это ужас (только не тихий, а весьма громкий) и потому идет нах… то есть лесом. Северный мост, конечно,​ очень горячее место, но все же не настолько,​ чтобы к нему прикреплять вентилятор,​ а видео-карта серверу и вовсе не нужна! То есть нужна, конечно (особенно,​ если это Windows-сервер),​ но 3D-устроитель будет явным излишеством. Будьте проще!!!
 +
 +А вот от интегрированного видео лучше все-таки воздержаться,​ особенно,​ если оно запихнуто в серверный мост, который и без того перегружен. Даже при выключенном мониторе,​ интегрированное видео продолжает работать,​ грея северный мост и завешивая его в жаркую погоду при загрузке Windows. Проблема решается,​ либо установкой более мощного радиатора (зачастую с активным охлаждением),​ либо выключением интегрированного видео в BIOS'​е и переходе на нормальную карту.
 +
 +==== блок питания ====
 +
 +"​Родные"​ вентиляторы блоков питания обычно испускают достаточно много шума, имеют рубленные лопасти и высокие обороты. ОК, покупаем блок питания с запасом по мощности,​ устанавливаем в него вентилятор с выгнутыми "​аэродинамическими"​ лопастями и снижаем обороты до минимума (о том как это сделать рассказывается в соответствующей врезке). Вентилятор,​ нагнетающий воздух внутрь блока питания,​ охлаждает его намного эффективнее,​ чем родной вентилятор,​ придерживающийся ATX-спецификации и работающий на "​выдув"​.
 +
 +Правда,​ при этом возникает следующая проблема. При нагнетании воздуха в корпус сразу с двух сторон (со стороны блока питания и стойки с жесткими дисками),​ внутри возникает повышенное давление,​ снижающее эффективность системы охлаждения. Можно, конечно,​ установить третий вентилятор,​ работающий на выдув, но к чему нам лишний шум?! Проще установить перегородку,​ между дном блока питания и материнской платой,​ доходящую до 5" отсека со снятой декоративной крышкой,​ на место которой можно установить решетку (а можно и не устанавливать). Таким образом,​ мы разделяем воздушные потоки друг от друга, не давая им смешиваться. Воздух,​ нагнетаемый внутрь блока питания,​ проходит поверху корпуса,​ выходя через 5" отсек, а воздух,​ охлаждающий винчестеры,​ выходит через щели в боковых стенках корпуса. И все остаются довольны.
 +
 +Еще одно обстоятельство. Импульсные блоки питания (а других сейчас нет) могут генерировать высокочастотные колебания (писк, свист),​ которые лежат за пределами восприятия взрослого уха (музыкантов и меломанов мы в расчет не берем),​ но отчетливо воспринимаются детьми. Так что, если ваш ребенок жалуется на сервер,​ утверждая,​ что слышит звуки, которых не слышите вы, вместо того вести его к психиатру,​ просто замените блок питания. Тоже самое относится и к дросселям,​ установленным на материнской плате. Длительное воздействие ВЧ-колебаний отрицательно сказывается как на психику (особенно,​ еще не окрепшую),​ так и на всем здоровье в целом, поэтому,​ отмахиваться от этой проблемы не стоит.
 +
 +Хорошо,​ а как быть тем, у кого нет детей, а по ушам потоптался медведь?​ Хороший вопрос! А вместе с ним — веский повод их завести. Детей в смысле. Ну… или хотя бы "​одолжить"​ на время у знакомых.
 +
 +==== корпус ====
 +
 +Китайские корпуса,​ собранные из тонкого металла на заклепках (половина из которых незатянута) дребезжат всеми своими частями,​ усиливая вибрации жестких дисков и вентиляторов. Чем толще металл,​ тем тише корпус,​ особенно если высверлить заклепки,​ заменив их гайками с болтами. Жестяные декоративные заглушки,​ удерживаемые одними силами трения,​ лучше посадить на двухсторонний скотч, лишив их возможности издавать мерзкие звуки раз и навсегда.
 +
 +Боковые стенки так же лучше посадить на болты, не давая им возможности болтаться,​ а сам корпус оклеить изнутри гофрированным картоном (оставляя открытыми лишь вентиляционные отверстия),​ или другим шумопоглощающим материалом,​ который можно приобрести,​ например,​ в автомагазине. Конечно,​ это существенно снизит теплоотдачу,​ увеличивая температуру внутри корпуса,​ но для больших корпусов это не проблема. Избыток свободного пространства не позволяет температуре приближаться к опасной отметке. Впрочем,​ все решает эксперимент. Современные материнские платы снабжены как минимум одним-двумя термодатчикам,​ позволяющих вести круглосуточный мониторинг.
 +
 +Некоторые предпочитают оборачивать корпус пенопластом снаружи,​ но это плохая идея и вот почему. При оклеивании корпуса гофрированным картоном изнутри,​ мы гасим звуковые волны до того, как они дойдут до стенок,​ резонирующих в такт с шумом и многократно усиливающих его уровень,​ от которого не спасает даже расположенный сверху пенопласт. Впрочем,​ учитывая,​ что часть источников шума прикручена к корпусу и передает колебания непосредственно через металл,​ минуя воздушную среду (и наш картон),​ дополнительный уровень защиты в виде пенопласта отнюдь не помешает. Главное не забывать про вентиляционные отверстия,​ отступая от них хотя бы на несколько сантиметров,​ т. к. через узкую пенопластовую "​шахту",​ вырезанную по размеру отверстий,​ воздух циркулирует с большой неохотой.
 +
 +Еще есть такая штука, как деревянные корпуса (между прочим,​ очень даже модные в последние время!). Они великолепно гасят шумы, однако,​ требуют установки нескольких вентиляторов для эффективной циркуляции воздуха,​ особенно если процессор переведен на пассивное охлаждение. Весь фокус в том, что дополнительные вентиляторы (естественно,​ низко оборотистые) следует размещать //**в глубине корпуса**//,​ тогда наружу вместо шума вырвется лишь слабый шелест.
 +
 +===== заключение =====
 +
 +Проблемой снижения шума мыщъх впервые озаботился при переходе с Pentium-II на Pentium-III. Посадив кристалл на "​крутой"​ (по тем временам) радиатор "​Golden Orb", мыщъх был буквально ошеломлен… но не скоростью работы,​ а громкостью шума и вибрацией корпуса. Смутно представляя себе возможность творческой работы в таких условиях,​ мыщъх начал экспериментировать с радиаторами разных фирм, а увидев datasheet на процессор Cyrix C3 Ezra, сразу же проникался к нему любовью.
 +
 +Вот так, снижая шумность компонентов одного за другим,​ мыщъх добился,​ что компьютер (даже с открытой крышкой) перестал быть слышим вообще!
 +
 +===== >>>​ врезка как затормозить вентилятор =====
 +
 +Зависимость уровня шума от частоты оборотов очень сложная (и к тому же находящаяся в сильной зависимости от конструктивных особенностей конкретной модели вентилятора),​ но из самых общих рассуждений понятно,​ чем ниже обороты,​ тем меньшее сопротивление оказывает воздушный поток, ниже биения несбалансированной крыльчатки и т. д. При частоте порядка 1.000 оборотов в минуту большинство вентиляторов практически не шумят, но уже при 2.000 —3. 000 оборотах в минуту шум становится буквально невыносимым,​ что и неудивительно,​ т. к. объем перекачиваемого воздуха пропорционален частоте оборотов,​ а шум — частоте в пятой степени. Следовательно,​ частоту оборотов нужно снижать. А как?
 +
 +Большинство современных материнских плат снабжено функций Smart Fan Control, меняющих частоту вращения вентилятора в зависимости от температуры специального датчика. Некоторые платы (как, например,​ EPOC) имеют внешний датчик (termostick) исвободное Smart Fan Control гнездо,​ в которое можно подключить вентилятор от блока питания.
 +
 +Если же такого гнезда нет, можно воткнуть резистор номиналом 30 — 100 ом (нужная величина подбирается экспериментального) в цепь питания вентилятора (красный провод,​ расположенный посередине разъема),​ при этом следует учитывать,​ что при пуске вентилятор требует больше тока, чем при работе и потому если "​переборщить"​ с сопротивлением,​ вентилятор может попросту не запуститься! Поэтому для страховки параллельно резистору следует подключить термистор с обратной характеристикой,​ приклеенный к процессору. Холодный термистор имеет небольшое сопротивление и потому вентилятор запускается на ура, затем, по мере нагрева процессора,​ сопротивление термистора возрастет до нескольких килоом и он уже не оказывает на резистор практически никого шунтирующего воздействия. Правда,​ при кратковременном выключении компьютера (когда радиатор процессора еще не успел остыть) сопротивление термистора по прежнему велико и вентилятор имеет шанс не запуститься. Однако,​ для серверов эта проблема неактуальная,​ поскольку их выключают редко, а от бросков по питанию защищает упса.
 +
 +{{silent-server_Image_5.jpg}}
 +
 +Рисунок 6 резистор,​ вставленный в разрыв цепи питания для торможения вентилятора
 +
 +