Sfruttando l'occasione della solita pulizia ordinaria dei radiatori, ho colto l'occasione per testare una teoria circa il raffreddamento dei componenti in un case per PC.
Le basi di questa teoria mi sono familiari, come sicuramente lo saranno per molti di voi, ma la conclusioni a cui arriva mi intrigavano cosi tanto che ho deciso di lasciar parlare gli strumenti.

Mettiamo il caso di avere a disposizione un ventola ideale che produca in uscita dal case, sulla parte alta, un flusso di 100 m3/h costanti. Non essendo il case in pressione, da un altro punto il sistema vedrà un flusso di pari portata entrante

A seguire, l'installazione di un analoga ventola da 100 m3/h in entrata non apporterà alcun miglioramento al bilancio delle portate. Il volume d'aria scambiato sarà lo stesso (per delta termici cosi bassi si potrebbe anche fare un equivalenza volume massa a densità costante) e di conseguenza non ci sarà alcun miglioramento della termodinamica del case.

Elementare giusto? Devo essere sincero, non è un ipotesi che riesco a figurare con facilità, e la conclusione estrema di questa teoria è quello che andremo a dimostrare: idealmente, non c'è alcun bisogno di ventole di ingresso, e tutto ciò che serve è un efficiente “ventolame” in uscita.


Test Setup



La cavia per questo esperimento è il mio PC principale, costruito sulla base di componenti non più recenti ma ben overcloccati, interamente raffreddato a liquido da sistemi AIO ed integrato in un N600 gentilmente concesso da CoolerMaster.

Non si tratta di un hardware fuoriserie, ma quello che serve è un sistema dal TDP medio-alto e lo abbiamo. Per il test ho usato Prime95 e Furmark 1.14 contemporaneamente per almeno 10 minuti, registrando i dati con HW Monitor 1.16, Asus PC Probe II, CPU-Z.

I dati di idle sono stati registrati dai valori correnti dopo un periodo prolungato di riposo, la T ambiente è circa 18 gradi.

Per cercare di dare una risposta alla questione, compariamo due diverse configurazioni del raffreddamento, a parità di settaggi, con temperature ambiente costanti, e con lo stesso numero di ventole installate.



La prima configurazione utilizza un impostazione con il radiatore GPU che prende aria dall'interno, una ventola a bassa velocità che raffredda due drive meccanici ed il radiatore CPU che pesca aria interna e flussa all'esterno.
Le frecce con contorno grigio indicano un flusso naturale in entrata (verde) ed uscita (rosso). Non sono indicate le griglie aperte sul lato destro (100x200mm) e lato sinistro (d=200mm).

Il grosso handicap di questa situazione è il flusso d'aria calda che il radiatore frontale immette nel case al massimo carico della GPU.



Nella seconda configurazione tutti i radiatori pescano aria interna ed estraggono aria calda e la ventola frontale è stata spostata in estrazione sul top.
Tutti gli ingressi d'aria sono per convezione naturale.


Risultati dei test

Screenshot (in ordine; fine periodo idle CFG#1, testing CFG#1, fine periodo idle CFG#2, testing CFG #2)




Il grafico di idle mostra un vittoria di misura della seconda configurazione rispetto alla prima, con valori che si distanziano oltre il ragionevole errore di misura che posso aver commesso con strumenti non adeguati.
Conoscendo l'efficienza in Idle dei sistemi a liquido, le temperature di CPU e GPU non differiscono di un margine significativo.

Tuttavia i margini sui sottosistemi e sulla Asus sono sufficienti per affermare che il flusso interno è migliorato significativamente.



I dati circa l'attività delle ventole dicono poco di significativo.



Si evince che la seconda configurazione sia un miglioramento su tutti i fronti in maniera significativa, con la sola eccezione del comparto drive meccanici che soffre la stagnazione.

Pescando aria dall'interno e dalla paratia laterale destra, la temperatura della mia 680 è migliorata di ben 10 gradi.

Tenendo presente il grosso handicap della prima configurazione in termini di flusso d'aria sul radiatore CPU, il miglioramento apportato dalla seconda configurazione sembra buono ma non eccezionale.



Tuttavia c'è da considerare l'attività delle ventole per avere una più chiara visione d'insieme. Mentre nel primo caso il sistema è di fatto in throttling termico, con le ventole a quasi il 100% del duty cicle, la seconda configurazione si mantiene su livelli alti, ma decisamente meno rumorosi.
In quest'ottica i 4 gradi di differenza sulla CPU pesano molto di più.

Un test rigoroso, eseguito con ventole a duty cicle costante sarebbe stato paradossalmente “meno rigoroso” e meno utile a trarre conclusioni. L'affiancamento dei grafici di temperatura e dell'attività delle ventole è sicuramente un quadro più efficace nel descrivere la situazione.



Conclusioni

Ora possiamo trarre alcune conclusioni, ma la faccenda è tutt'altro che finita. Ho dimostrato che, a parità di capacità di generare flussi (in parole povere, con lo stesso numero e specie di ventole), la configurazione migliore per il mio sistema è quella che prevede tutte le ventole in estrazione.

Da qui si può ragionevolmente dire che la teoria di cui in introduzione ha senso e funziona nell'atto pratico, ma la mia indole scientifica esige un altra prova.

Appena mi sarà possibile, rimediato un kit ddr3 e smaltito il lavoro in arrivo dal CES, allestirò un Phenom II interamente raffreddato ad aria in una situazione più da manuale(una ventola in entrata, una in uscita) con un leggero overclock sufficiente ad amplificare i risultati quanto necessario a ridurre l'importanza di eventuali errori.

Stay tuned.