Vaikne arvuti

Vaikne arvuti (inglise keeles quiet PC, silent PC) on personaalarvuti, mis tekitab väga vähe müra. Vaikseid arvuteid on sobilik kasutada videotöötluseks, koduserveritena ja kodukinona (HTPC).

Termin "vaikne arvuti" on subjektiivne ja praegu puuduvad definitsioonid, mille järgi saaks otsustada, kas personaalarvutit loetakse vaikseks või mitte. Üldiselt loetakse arvutit vaikseks, kui ta ei tekita ühe meetri kaugusel üle 30 dB müra ning helisagedus on võimalikult ühtlane.

Helitekitajad

Mehaaniliste osade hõõrdumine ventilaatorite ja kõvaketta pöörlemisel tekitab müra, mis võib kanduda edasi arvuti korpuse vibratsioonina.

Müra tekitab ka õhu liikumine ventilatsiooniavade ja radiaatorite vahel, transformaatorite pinin toiteplokkides, emaplaatides, graafikakaartides ja vedelkristallkuvarites.

Arvutite jõudluse kasvuga on suurenenud ka võimsuse kasv. Vähenenud on transistorite mõõtmed ja suurenenud nende arvukus, mistõttu eraldub nendest ka rohkem müra. Arvutikomponendid eraldavad ka rohkem soojust, mida peab sagedamini jahutama aktiivselt. Paremaks jahutamiseks peavad kas ventilaatorite labad olema pikemad või nad peavad kiiremini pöörlema. Ka kõvaketaste ja optiliste ketaste pöörlemiskiirus on kasvanud, mistõttu nad eritavad rohkem müra.

Müra aitab vähendada väiksem elektritarve, sest siis on eralduva soojuse hulk väiksem ja komponente on lihtsam jahutada. Keskprotsessorite energiatõhusus on suurem tänu paremale jõudluse haldamisele, kus keskprotsessorite pinge ja taktsagedus langeb jõudeolekus. Inteli protsessorites haldab taktsagedust EIST (Enhanced Intel SpeedStep) ja C1E (Enhanced Halt State), AMD vastavad tehnoloogiad on Cool'n'Quiet ja PowerNow!. Graafikakaardid võivad jõudeolekus vahetada 3D-režiimilt 2D-režiimile, kus tal on väiksem taktsagedus.

Müra vähendamine

• Eelistada tuleks väiksema energiatarbega komponente. Peaaegu kogu tarvitatav elektrienergia muundatakse soojusenergiaks.
• Jahutuse osad tuleks vahetada kvaliteetsemate osade vastu, mis hõõrduvad vähem.
• Helitekitajad tuleks isoleerida, et nende müra ei leviks.

Müra vähendamise võimalused

Suur radiaator jahutab hästi tänu suurele pindalale

Kulukad müra vähendamise meetodid

• Kasutage efektiivsemaid radiaatoreid. Soojust annavad kiiremini ära suuremad ja parema soojusjuhtivusega (vask on alumiiniumist parem soojusjuht) radiaatorid. Kasuks tulevad ka soojustorud, mis võimaldavad soojust radiaatoris ühtlasemalt jaotada.
• Eelistage aktiivse asemel passiivset jahutust. Mõningad komponendid (graafikaprotsessor, põhjasild) ei vaja ventilaatorit, kui neil on piisavalt efektiivne radiaator.
• Kasutage aeglasemaid suurema diameetriga ventilaatoreid. Sama koguse õhu liigutamisel teevad suuremad ventilaatorid vähem häält. Korpused suudavad enamasti kasutada kuni 120 mm ventilaatoreid, aga paremate jahutusomadustega korpustel võib küljepaneelil olla võimalik kasutada ka suuremaid (140–250 mm).
• Konstantse kiirusega ventilaatorite asemel kasutage muutuva kiirusega mudeleid. Ventilaator võib enamiku aja töötada vaikselt aeglaselt ja pöörelda kiiremini siis, kui temperatuur on kõrgem. Keskprotsessori ja sageli ka graafikaprotsessori ning toiteploki ventilaatori kiirus muutub automaatselt. Korpuse ventilaatorid aga sageli pöörlevad sama kiirusega olenemata tegelikust vajadusest.
• Asendage toiteplokk vaiksema mudeli vastu. Toiteploki maksimaalvõimsus peaks olema vastavalt arvuti vajadustele, tähelepanu tuleks pöörata ka kasutegurile, et võimalikult väike osa muundataks soojusenergiaks.
• Vahetage kõvakettad vaiksemate mudelite vastu. Lauaarvutile mõeldud 7200 rpm kõvakettad võib asendada 5400 rpm pöörlevate kõvaketaste vastu, sest aeglasemalt liikuvad kettad teevad ka vähem häält. Kõvakettad saab asendada SSD-ga, mis praktiliselt ei tekita müra.
• Isoleerige kõvakettad korpusest pehme materjaliga, mis ei kanna vibratsiooni edasi korpusele.
• Katke korpus heli isoleeriva materjaliga. Tähelepanu tuleks pöörata õhutusavadele, mis tuleks kindlasti lahti jätta.
• Vesijahutuse kasutamine võimaldab vähendada ventilaatorite hulka.

Odavad meetodid

• Vähendage keskprotsessori pinget. Tavaliselt suudavad keskprotsessorid töötada etteantud pingest väiksema pinge korral ja olla stabiilsed. Samuti võib vähendada keskprotsessori taktsagedust, kuigi siis väheneb ka tema jõudlus. Elektritarve ja soojuseraldus E on ligikaudu lineaarselt sõltuv keskprotsessori pinge U ruudu ja taktsageduse f korrutisega (E=xU*U*f). Seetõttu on kasulikum soojuskadude vähendamiseks langetada pinget. Sama meetodit saab kasutada ka graafikaprotsessori ja tugikiibistikega.
• Aktiveerige BIOSis AMD keskprotsessorite korral Cool’n’Quiet või Inteli keskprotsessorite korral EIST ja C1E.
• Vähendage ventilaatorite kiirust. PWM toetavate ventilaatorite kiirust saab juhtida tarkvara abil kas BIOSist, emaplaadi tootja antud tarkvaraga või speedfani tarkvaraga. Ventilaatoritele võib anda madalamat pinget, mis paneb nad aeglasemalt tööle. Müügil on ka lisaseadmed, kuhu saab ventilaatorite juhtmed ühendada ning millega saab ise takistusi valida. Pärast ventilaatorite kiiruse alandamist tuleks jälgida arvuti komponentide temperatuuri, et arvuti jahutuse vähenedes ei kuumeneks üle.
• Kinnitage ventilaatorid vibratsiooni summutavate kinnitustega. Kinnituskruvil ja ventilaatori vahel võib olla kummist membraan, pakutakse ka täiskummist kinnitusi.
• Parandage õhuvoolu, eemaldades õhuliiklust takistavad esemed.
• Vähendage optiliste andmekandjate pöörlemiskiirust. Saadaval on tarkvara Nero DriveSpeed.
• Vähendage kõvaketaste müra, isoleerides kõvaketta korpusest kas kummist seibidega või hoides teda korpusest väljas müra summutavas kastis.
• Määrake kõvaketaste AAM (automatic acoustic management) kõige madalamale tasemele. Meetod vähendab ka kõvaketaste jõudlust.
• Laske operatsioonisüsteemil kõvakettad jõudeolekus välja lülitada. See võib küll lühendada kõvaketaste eluiga ja tekitada tõrkeid mõningates programmides.
• Defragmentige kõvakettaid, et vähendada lugemispea tegevaid liigutusi.
• Korrastage ja kinnitage kaablid nii, et nad ei takistaks õhu liikumist. Juhtmed peaksid olema kinnitatud korpuse külgedele, et nad ei jääks õhu liikumise teele ette.
• Eemaldage arvutisse kogunenud tolm. Radiaatorite peal olev tolm vähendab õhu läbilaset ega lase õhul otse metalliga kokku puutuda, et soojusvahetus toimuks kiiremini. Tolmu on võimalik eemaldada suruõhuballoonidega. Tolmuimejaga puhastamisel peab jälgima, et komponentidele ei jääks staatilist elektrit. Korpuse õhu sissevõtu avadele võib paigaldada ka tolmufiltri, mida tuleb perioodiliselt puhastada.

Vaikse arvuti komponendid

Emaplaat

Passiivjahutusega põhjasild vähendab müra teket

Kuigi emaplaatide võimsustarve on võrreldes keskprotsessori ja graafikakaardiga väga väike, suudavad nad hallata komponente ja vähendada nende elektri tarbimist. Emaplaaditootjad lasevad välja tarkvara (Gigabyte DES, ASUS EPU), mille kasutajaliides laseb mugavalt lasta valida energiasäästlikkuse programmide vahel, mis vähendavad jõudeolekus komponentide energiatarvet.

Kõige kuumem komponent emaplaadil on põhjasild, mis vajab jahutamist. Parematel mudelitelt on kiibistikul parem radiaator või on soojustoruga ühendatud muude komponentidega (tüüpiliselt keskprotsessori radiaatoriga), mis võimaldab loobuda eraldi ventilaatorist.

Uuematel emaplaatidel on PWM toega pesad, mis annab võimaluse kontrollida PWM ventilaatoreid. Keskprotsessori pinge ja taktsageduse vähendamine nõuab emaplaadi tuge.

Keskprotsessor

Suur vasest radiaator ja kiire voolhulgaga ventilaator jahutamas Pentium 4 Northwood'i

Keskprotsessorite mudelid erinevad üksteisest ka nõutava jahutusvõimsuse (TDP) poolest. Kuigi Intel Pentium 4 Prescott töötas väga kõrgetel temperatuuridel, on ta aeglasem tänapäevastest Core2 ja Core i seeria keskprotsessoritest, mis eritavad vähem soojust.

Nüüdisaegsed keskprotsessorid lubavad langetada jõudeolekus pinget ja taktsagedust, vähendades nii soojuseraldust. Levinud tehnoloogiad selle saavutamiseks on Cool'n'Quiet, LongHaul, and SpeedStep. Käsitsi on võimalik langetada BIOSist keskprotsessori pinget ja taktsagedust, et vähendada energiatarvet veelgi. Minimaalne stabiilne pinge on aga igal keskprotsessoril erinev.

Leidub ka spetsiaalseid keskprotsessoreid, mille väljatöötamisel on põhirõhk pandud energiatarbele, näiteks Inteli ULV (ultra-low voltage) tähisega keskprotsessorid ja Intel Atom seeria.

Graafikakaardid

Graafikakaart eraldab palju sooja, mänguritele mõeldud kiiremad mudelid on kõige suuremad soojatekitajad. Näiteks Nvidia GeForce GTX 295 võib täisjõudlusel kulutada ka 400 W. Kuna graafikakaartidel pole ruumi korralikuks jahutuseks, töötavad nende ventilaatorid kiiremini ning võivad olla väga lärmakad.

Osad emaplaadid on integreeritud videoga, mis tarvitavad eraldi olevatest graafikakaartidest vähem elektrit. Integreeritud videoga ei ole võimalik küll võimsamaid mänge mängida, kuid vanemate arvutimängude ja ka HD-video vaatamiseks on sobilikud versioonid olemas.

Aeglasemad graafikakaardid ei vaja aktiivset jahutust. Uuemad passiivse jahutusega graafikakaardid võimaldavad ka mängida ülekuumenemata. Enamik enne 2000. aastat turustatud graafikakaarte ei omanud ventilaatorit, sest nende võimsustarve oli võrreldes tänapäevaste mudelitega väga väike.

Graafikakaartidel on olemas järelturu (aftermarket) jahutid, mis on võimsamad ja enamasti algselt kaasa antud jahutist ka vaiksemad. Suure radiaatoriga võib olla võimalik jahutada graafikakaart maha ilma ventilaatorita, aga vajadusel võib lisada ka suure aeglase ventilaatori.

Toiteplokk

Toiteplokid võivad olla vaiksemad, kui nende kasutegur on suurem. Paremad mudelid on varustatud 80 PLUS sertifikaadiga, mille kasutegur on üle 80% vähemalt 20% võimsustarbe juures. Kasutegur on väikese võimsustarbe korral väiksem, seetõttu ei ole näiteks maksimaalselt 200 W ja jõudeolekus 70 W tarbiva personaalarvuti varustada 500 W mudeliga, sest 350 W toiteplokid võivad 70 W juures omada suuremat kasutegurit. Enim kasutatavate arvutite maksimaalseks võimsuseks on umbes 200 W ja jõudeolekus alla 100 W. Kuna suurema osa ajast viibivad arvutid väikse koormusega olekus, siis peaks toiteploki valikul pöörama rohkem tähelepanu kasutegurile 100 W tarbimisega olekus.

Toiteplokkide ventilaatoreid on võimalik vahetada vaiksemate vastu, kuid tavaliselt kaotavad nad selle tegevusega garantii.

Väiksema maksimaalse võimsusega mudeleid on võimalik saada ka passiivse jahutusega. Mõned omavad suurt radiaatorit ning loodetakse teiste ventilaatorite poolt tekitatud õhuvoolule, mis ka toiteplokki läbib. Mõned ventilaatorita toiteplokid on korpusest väljas, sarnanedes sülearvutite toiteadapteriga.

Korpus

Sektsioneeritud Antec P180

Vähest müra tegevate arvutite korpused sisaldavad vaikseid korpuseventilaatoreid ja toiteplokki. Neil on vähemalt 120 mm suurused avad ventilatsiooni jaoks, vahel on küljepaneelil ka suuremamõõtmeline ventilaator. Korpus on sageli organiseeritud – kõvakettad ja toiteplokk võivad olla eraldi sektsioonis kui ülejäänud komponendid, juhtmete jaoks on olemas eraldi kinnitused ja augud, et nad ei jääks õhuvoolu takistama. Emaplaadi taga võib olla eraldi ala, kust saab juhtmeid hoida ja neid viia teisele poole enne vajalikku pesa. Õhu sissevõtu ja väljapuhke avad on avarad – aukudega metalli asemel võib olla suur tühimik, mida kaitseb paarist torust koosnev rest, mis lubab õhul kergemini liikuda.

Sissevõtu avade ees paikneb tolmufilter, mis peab toas leviva tolmu kinni. Tolm ei pääse nii radiaatorite peale ja nende soojuseraldus ei halvene. Õhufiltreid peab puhastama korrapäraselt, sest kui tolm katab filtri, siis ei ole õhul avasid, kust siseneda, ning õhuvool aeglustub. Filtreid kas pestakse veega või puhastatakse tolmuimejaga.

Korpuse sisemuse võib katta heli summutavate materjalidega või suurendada korpuse massi, et korpuse oleks inertsem ja tema võnkumiste amplituud väheneks.

Sageli kasutatakse vaiksete arvutite kokkupanemisel Anteci korpusi, populaarseimad nendest on Antec Sonata, p150 ja p180.

Radiaatorid

Radiaatorid on suured ja paigutatud suurte vahedega, et ka aeglase õhuvooluga saaksid komponendid jahutatud. Sageli on kasutatud soojustorusid, et soojust radiaatoris ühtlasemalt jaotada. Sagedaseks valikuks keskprotsessorite jahutamisel on Scythe Ninja või Thermalright Ultra-120.

Ventilaatorid

120 mm muudetava kiirusega ventilaator

Vaiksed arvutid kasutavad 120 mm aeglase kiirusega ventilaatoreid. Kuigi ka suurema diameetriga (näiteks 140 mm) ventilaatoreid toodetakse, ei ole paljudel korpustel nende jaoks piisavalt suuri avasid.

Populaarseimad vaiksete ventilaatorite tootjad on Nexus ja Scythe, väga väikese õhuvooluga korpustes saavad väga hästi hakkama ka Noctua ventilaatorid. Väga palju arvustusi ja mõõtmisi ventilaatorite kohta leiab portaalist Silent PC Review ja MadShrimps.

Ventilaatorikontrolleritega saab seadistada täpse soovitud kiiruse, kasutades kas takistit, dioodi või PWM tuge. Takistil põhinev kontroller vähendab pinget, PWM ventilaatorite puhul vaheldub aga täispinge ja nullpinge. PWM toel ventilaatorid omavad 4 juhet, millest neljandast saadakse info emaplaadilt, mis väljastab talle info vastavalt keskprotsessori temperatuurile. Kui neljajuhtmeline ventilaator panna kolmejuhtmelisse pessa, siis ta töötab täiskiirusel.

Ventilaatorite voolujuhtmete vahele võib panna takistusi, mis alandavad pinget ja panevad ventilaatori aeglasemalt tööle. Sama efekti saavutab ka Molexi ühendusi kasutavate ventilaatorite juhtmete vahetamine, kui asendada kollane (+12 V) ja must (maandus) juhe punase (+5 V) ja mustaga (maandus), andes ventilaatori pingeks 5 V, või teha sama asenduse kollase (+12 V) ja punase (+5 V) juhtmega, saades pingeks 7 V. Mõni ventilaator ei hakka 5 V või 7 V korral liikuma ja asendust ei tohi teha. Ventilaatorid töötavad aga edasi, kui nad juba liiguvad, ja nende pinge võib seejärel väheneda. Nii annab mõni kontroller algul ventilaatorile 12 V, aga langetab pinget mõne sekundi järel.

Kummist kinnitustega ventilaatorid vähendavad vibratsiooni levikut.

Kõvakettad

Silikoonist seib kõvaketta kinnituses vibratsiooni vähendamiseks

Saadaval on lauaarvuti mõõdus 3,5" kõvakettad, mis pöörlevad 7200 rpm asemel 5400 rpm, vähendades koos kiirusega ka müra teket. Veel vaiksemad on sülearvutitele mõeldud 2,5" mõõdus kettad, kuigi nad on sama mahtuvuse juures kallimad. Mõlemad kettad on aeglasemad võrreldes 7200 rpm ketastega.

Kõvakettaid võib kinnitada kummist membraanidega, mis vähendab kõvaketta tekitatava vibratsiooni levimist korpusele.

Optilised kettad

Optiliste andmekandjate pöörlemiskiirust saab vähendada tarkvaraga, näiteks Nero DriveSpeed. Optiliste andmekandjate kasutamisest ja nendest tekkivast mürast saab üldse hoiduda, kui kasutada tarkvara (näiteks Daemon Tools), mis suudab avada salvestatud ketaste sisu (näiteks ISO-failid) ja kuvada nende sisu optilise kettana (mount drive).

Välislingid

• Kuidas vaigistada arvutit
• SilentPCReview.com – artiklid vaikse arvuti komponentidest