超能課堂:電腦主機該如何降噪?

2021-01-21 超能網

當我們組建一臺DIY電腦時,不僅要考慮在預算內的配件是否滿足性能需求、機箱外觀與光效搭配的顏值是否令人滿意,同時最終搭建完成主機是否靜音,也是很多用戶所關注的重點。特別是那些需要在夜間使用電腦進行工作的用戶,夜深人靜時,主機發出的噪音往往會形成較大的幹擾,令人煩躁。

每一臺主機噪音主要源於風扇,其中機箱風扇數量多、CPU散熱器、顯卡散熱器風扇轉速高,通常是噪音的主要來源。其次電源風扇、水冷泵等也是音源之一;還有一種容易被忽視的振動也會產生令人不悅的噪音,我們今天就來梳理下DIY主機噪音的來源以及對應的「降噪」辦法,從實用出發,希望能給大家一些幫助。

機箱風扇降噪分析

風扇是主機噪音的主要來源之一。噪音的產生源自於高轉速的軸承及扇葉切風產生的風噪,同時和風扇尺寸,扇葉角度,軸承類型都有關係。風扇看似簡單,但對於大多數用戶來說,並不具備便利的條件通過測試/實踐調整噪音。

低轉速的風扇軸承噪音與扇葉切風的噪音更小,1000RPM、1500RPM、2000RPM完全是三種截然不同的噪音檔次。在滿足主機散熱的情況下,風扇轉速越低越好。目前儘量選擇4PIN的PWM溫控風扇,就能通過主板BIOS或者其他配套軟體進行自定義溫控轉速策略。3PIN風扇的話,串聯一條減速線(電阻)也是直接降低風扇轉速的好辦法。

不少機箱在出風口還設計有防塵網,不僅不能防塵,堵塞灰塵排出,還會增加一個風噪,如果不影響外觀,建議直接拆掉。

機箱內安裝的風扇越多,主機噪音相對較大。不少高端機箱前後上下甚至內部提供了不少的風扇,如果不是為了炫目的RGB光效,或者硬體配置的發熱並不是很大,並不需要全部裝滿徒增噪音。

CPU散熱器降噪分析

裝機過程,將各種設備的供電線準確的接駁:風冷散熱器風扇接駁至主板「CPU FAN」插座,水冷風扇接駁至「OPT FAN」插座,冷頭水泵接駁至「AIO/PUMP」專用接口,機箱風扇接駁至「CHA/SYS FAN」,然後在BIOS中設置每個埠的溫控策略,便捷的方案可以直接調用「靜音」檔位,細緻一點話,可以用「自定義」模式,逐級匹配溫度點與轉速,達到溫度可控範圍內的最低風扇轉速,降低噪音。不同的主板接口命名方式可能不同,需參閱說明書進行接駁。

在滿足應用需求的前提下,儘可能降低風扇的轉速是降低噪音比較好的方式。對於多風扇的風冷散熱器,還有更好的方式,比如雙風扇可以只保留一個前置的風扇,在稍微降低散熱性能的同時會大幅降低風扇帶來的噪音(通常雙風扇和單風扇相比,只能讓CPU的溫度低1-2度),對於雙塔式的風冷,建議去掉中置的風扇,它帶來的噪音更大,帶來的散熱性能提升也更有限,和前置風扇相比差太多。

顯卡降噪分析

近代的顯卡基本上都具備了低負載下風扇停轉的技術,在日常應用時都非常安靜。高負載下,通常三風扇的滿載轉速低於雙風扇的款式。對於普通用戶來說,顯卡滿載時通常我們都在玩遊戲,不太容易被顯卡噪音所幹擾。

如果希望顯卡在高負載狀態下也能更加安靜(比如熬夜加班做設計渲染的朋友),可以用MSI Afterburner軟體進行自定義風扇轉速控制,逐級匹配溫度點與轉速,達到溫度可控範圍內的最低風扇轉速以降低顯卡噪音。

顯卡最大的噪音問題可能是高頻電感嘯叫,這個玄學的問題至今並不少見,對用戶來說幾乎無解。嘯叫也並非質量問題,一般在特定硬體環境下無規律觸發。最有效的辦法可能就是換顯卡再試,成本比較高。

其他噪音來源

很多用戶的電腦桌並非一張桌板四個角的簡單結構,如果帶有比較多的抽屜(或儲物櫃),可能形成一個共鳴腔,將主機產生的共振轉為整個桌體讓人不適的低頻噪音。通常機箱底部的腳墊與桌面接觸到的材質為軟質膠墊,減少這種振動的傳遞,但如果依然產生桌面共鳴,說明腳墊還不夠軟,或者機箱底部不夠平整,四角與桌面的接觸壓力不均導致吸振能力不足。這種問題可以嘗試在機箱腳墊下再墊一層軟質物質隔絕振動。

硬體選購建議

任何時候,「買新的」也是我們解決問題的方案。如果你是全新組建一臺電腦,或者打算升級更新其中的一些配件,同時希望能兼顧靜音,那麼我們給出如下的選擇建議。

機箱

機箱的品類眾多,規格尺寸、外形結構也各異。通常情況下,雖機箱本身不是噪音源,但機箱作為所有硬體的承載基礎,同樣是決定主機是否靜音的重要條件。

機箱體積越小,硬體性能越強,主機工作噪音相對較大。小容積或者特殊結構的小尺寸機箱,往往散熱器規模受限,也無法形成良好的風道;硬體性能越強,功耗越高,產生的廢熱也越多,核心發熱硬體(CPU/顯卡)就需要更高轉速的風扇進行熱傳導,導致噪音增加。受影響主要為高負載工況。

開放式機箱的主機工作噪音相對較大。因機箱外殼缺少完善的包裹,內部硬體的工作噪音將直接傳遞至主機外。且在無風道可言的情況下,目前開放式機箱通常會配備非常多的RGB風扇位,進一步加劇主機工作噪音的產生。高低負載工況均受影響。

機箱散熱的進出風口的暴露尺寸較大的工作噪音較大。即便是非開放式機箱,也不可能是完全密閉的箱體,通常前部,頂部,後部都會有進出風網孔。有的機箱配合RGB光效,選擇在正面與頂部直接暴露的大面積網孔設計;有些機箱則將網孔隱蔽於機箱兩側,變成小面積的條狀進出風口,最大限度的阻隔內部噪音直接傳出。高低負載工況均受影響。

機箱的板材厚度/強度較低,五金件連接處縫隙較大,主機的工作噪音相對較大。板材厚度主要影響對噪音的阻隔性能;同時厚度與強度、機箱內各板材之間的接縫精度,還影響振動的幅度。主機內機械硬碟,水泵、風扇轉動都會產生一定程度的振動,用料輕薄的機箱相對來說更容易產生共振,讓機箱成為噪音源。稍好的機箱通常都會有基本的防共振設計,比如軟質腳墊,側板膠墊,硬碟安裝減震膠圈來阻隔振動的傳導。

上述的分析並不是讓大家無腦選擇理論上靜音效果最佳的機箱。機箱作為個性化載體,本身是多維度的取捨,噪音這個單一指標對很多用戶來說,並不會排在最高優先級,只是在二選一的情況下,能夠多考慮一些靜音的因素進去就夠了。所以,依舊喜歡什麼買什麼就好,我們還能通過其他的很多辦法來對主機噪音。如果機箱本身過於廉價,沒有基本的防共振設計,那就無解了。

風扇

機箱風扇與散熱器風扇分別使用「優化風量」的風扇與「優化風壓」的風扇。以貓頭鷹風扇舉例(貓頭鷹在規格參數方面比較嚴謹),同為1200RPM時,NF-F12 PWM(風壓型)提供的風壓為1.83mm H2O,風量74.3m/H,工作噪音18.6分貝;而NF-S12 PWM(風量型)則風壓為1.19mm H2O,風量107.5m/H,工作噪音17.8分貝。很明顯F12用於散熱器,能夠更好的吹透冷排或者風冷散熱鰭片,S12則更適合機箱,同轉速下來帶更大的氣流量,快速散熱,降低轉速。

同價位不帶光的風扇,通常風扇軸承與扇葉材質更優。扇葉材質的硬度會影響高轉速下形變的幅度,硬度越高,振動幅度越小,維持動平衡更容易,也就更安靜;而軸心發光的RGB風扇所採用的半透明材質硬度較低,無法減少高速形變,通常素質一般。這是一組矛盾,廠商的應對方案一般有三種,一種是不解決,比如貓頭鷹至今沒有RGB風扇,第二種是做外圈發光,比如Tt的RIING系列或NZXT AER系列風扇,讓軸心扇葉的材質不受影響,第三種是類似於追風者HALOS聖環,不改變風扇素質的情況下,用RGB配件的形式讓不發光的風扇產生RGB效果。

CPU散熱器

散熱器作用是有效的導出CPU工作中產生的熱量,也是主機內部的主要噪音源之一。無論風冷還是水冷,熱量最終是靠風扇形成強制對流排出,所以基本的原則是,導熱性能越強(非風扇的主體部分)+散熱規模越大(與空氣接觸的有效面積),維持同樣的晶片溫度,風扇的轉速則能相應的降低,對應主機的工作噪音也將降低。

水冷比風冷靜音也是一個錯誤的觀念。風冷的噪音來自1~2把風扇,水冷的噪音除了2~3把冷排風扇,還有高速水泵的噪音,所以通常水冷滿載噪音其實比風冷大,但高性能水冷在散熱性能方面的絕對優勢還是強於風冷。

在機箱兼容性允許情況下,使用導熱能力優秀,散熱規模較大的散熱器,就能相對降低風扇轉速,減少散熱器的工作噪音。在同性能下,雙塔風冷散熱器兩顆降低轉速的風扇的工作噪音,比單塔風冷散熱器一顆高轉速風扇低;若要維持同樣的溫度,同系列的水冷,360規格的冷排,也一定比240冷排對於風扇轉速的需求更低。

散熱器不變的情況下,也可以更換能夠提供同風壓下轉速更低,或者同轉速下軸承更優風噪更小的風扇。

如果配置CPU的功耗不高,或者主機並不進行渲染等長時間高壓負載工作,可以選用利民Le GRAND MACHO RT這種寬間距、大鰭片、向後傾斜的準被動散熱器,做無風扇0噪音散熱器方案,利用機箱後置的12cm風扇帶出熱量即可。

硬碟

SSD無論是M.2規格還是老的2.5英寸SATA盤,都不會產生振動及噪音。如果預算較高的用戶,可以直接選購便宜的大容量的SSD作為倉庫盤(容量價格優先)。對常規用戶來說,機械硬碟依然必不可少,機械硬碟產生的振動問題也無法解決,如果是新裝主機,可以考慮使用2.5英寸的機械硬碟,產生的振動輕微,比常規的3.5寸更小。

機械硬碟產生噪音並非完全來源於本體,還會通過振動傳導,與風扇等其他硬體形成某種頻率的共振,當機箱素質不高的情況下,各種縫隙便會在共振過程產生噪音,所以,換個好機箱把。

電源

電源與顯卡一樣,內部配置有一顆風扇對元器件進行散熱,通常高端的金牌電源如今都帶有低負載風扇停轉的技術,日常應用下幾乎無噪音,滿載的噪音也不是很大。不過隨著Mini-ITX機箱的興起,SFX這種小規格電源所配置的小口徑風扇,往往需要比ATX電源風扇更高的轉速才能滿足快速散熱,所以相對來說,ATX電源在高負載應用下噪音更小。此外,目前電源嘯叫的情況已經極少遇到了,不用太擔心。

總結

打造一臺真正安靜的PC其實並不容易,為了達到理想的靜音狀態,不僅需要具備充足的裝機實踐經驗,多種辦法結合應用,還需提升購機預算,去選購那些優性能優異、有充分調整餘地的硬體。所以實際的主機搭建也是一個不斷取捨的過程,這也是DIY帶給我們的樂趣所在。如果你有什麼奇巧的降噪方式,可以下評論裡貼出來,我們相互學習!

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