PC 噪音的成因与特性
简介
工程师长久以来一直相信,「快」、「便宜」与「好」等功能是可以达成的-只要你同时只追求两项。如果想同时追求三项,那就会困难得多了。这个观念仍适用至今,不过这个三位一体观念的内容已经稍作修正:也就是「快」、「好」与「安静」。根据我们针对此报导组装的两套不同系统,我们无法宣称完全剔除了噪音的因素-有鉴于速度与功能上的需求-但我们可以宣称的是已将噪音降低到娱乐与办公室使用的可接受水准。
PC 噪音的成因与特性
用最简单的话来陈述,会动的零件是造成 PC 内噪音的原因。任何风扇或具有内建风扇的装置 (电源供应器、显示卡或 PC 机壳本身),或具有会动零件 (包括光驱、硬盘机、软盘机等) 都会制造噪音。一般而言基于几点理由,较大、速度较慢的风扇比又小又快速的风扇来得吃香。原因是较快较小的风扇所制造的较高频噪音较可能被听见及引起不快,较小的风扇要冷却组件必须提高转速,更努力才能带动与较大风扇相同的气流量。多花钱在风扇与风扇控制器上,很有可能大幅降低 PC所发出的噪音,尤其是当你在这个过程中,采购具备较大型风扇的较高效率电源供应器时。
在考虑磁盘驱动器时,最好是搜寻提供噪音特性及速度与供电的评测。当我们使用磁性或光学储存装置时,总是会洗耳恭听,以感觉它们的噪音,同时执行完整的量测动作来判断其运作方式。
触及 PC 降噪的议题时-尤其是作为media center使用-我们会针对这类情况选择组件,以考虑不同选择的因素。以下的简短摘要是我们打造多媒体 PC 时的某些一般性重要准则,也是「安静运作」的优先顺位不断提高后我们开始更为注意的项目:
• 避开小风扇:所谓的「小」,我们是指不到 80mm 尺寸的风扇,而在机壳通风需求的地方,最好采用 90mm、120mm、甚至是较大型风扇。较大型风扇更应该搭配速度控制功能使用,在低速时要比高速时会产生较低的噪音。这次的设计决策也意味着,系统不应该采用具有芯片组风扇的主机板或主动冷却的显示卡。两种系统组建 (build) 中唯一小于 120mm 的风扇就是 CPU 散热器:QX 6800 的 92-mm 风扇以及华硕为其 N4L-VM 主机板内附的Socket 479 小散热器 (mobile CPU 用的散热器并非常见的标准组件,所以这个 70-mm 风扇很安静,我们已感到感激)。
• 要特别仔细选择电源供应器。时下的电源供应器一定会内建风扇,但较大型风扇的型号通常会比较小型风扇的型号来得安静,而较高效率的电源供应器需要的主动散热程度,也低于较低效率的 PSU。针对这则报导,我们完全只考虑 80% 以上能源效率范围的 PSU,最后选择了又有效率又安静的中阶供电能力 (450 W) PSU,它在 225W (一半电力) 提供 85% 效率,并具有主动温度控制的安静、双滚珠轴承 120mm 风扇。
• 针对低噪音输出与技术规格选择磁机。目前的大多数硬盘机的安静程度都在合理范围内,不过某些型号更安静。我们针对这个组建,选择新款希捷 (Seagate) 7200.10 PMR (perpendicular magnetic recording; 垂直记录) 320-GB 硬盘机,因为这款不但快,也是最安静的 3.5" 硬盘机之一。我们选择半高的 Toshiba HD-DVD 播放机,以为系统加入高分辨率媒体装置,这款产品在一开始旋转启动期 (spin-up) 后的安静还不错 (但就像许多光驱一样,旋转启动期会有最高达 1 分钟的噪音)。
• 基于几点理由,静音 PC 所用的机壳也是相当重要的元素。第一点,它提供所有组件固定的容器,机械性接触也可能发出声音。第二,它会决定使用者耳朵到 PC 内噪音来源的长度 (长度愈长,PC 愈安静,在本文稍后的噪音量测段落中,也会让人误以为声音更干净)。第三,机壳提供了系统通风用的机壳风扇的安装孔与固定架;一般而言,风扇用来透过某些开口吸进空气,并透过某些开口吹出空气。第四,好的机壳设计可以善用隔音技巧,将声音从最长的声音路径导出。
我们为两种组建选择 Coolermaster (酷乐大师) 的Cosmos 1000 机壳,原因是它为所有磁盘驱动器固定架提供硅胶绝缘功能、噪音来源到人耳之间的长声音路径、具有 4 个安静的 120-mm 风扇 (底部吸风以及两个顶部与后排风风扇,也为硬盘散热设计了可选择安装的第 5 个 120-mm 风扇的安装孔与固定架)。它也提供了显示卡散热的风道 (wind tunnel),也在两边的可拆式侧板加上隔音泡棉。Cosmos 1000 是款 10.47" x 23.54" x 27.75" (266 x 598 x 628 mm,宽高深) 的较大型中尺寸直立式机壳。以这种尺寸,内部空间颇大,它具备 6 或 7 个 3.5" 磁机槽与 4 或 5 个 5.25" 磁机槽 (你可以转换一个 5.25" 磁机槽为一个外露的 3.5" 磁机槽,或是直接当 5.25" 磁机槽使用)。
• 打造安静 PC 时,同样重要的是特别注意系统组件的供电要求。这是因为吃电量较低代表废热输出低,不但降低散热要求,也降低系统正常运作所制造的噪音。当然,较低吃电组件用得更久,运作成本也更低,所以以这种标准来看,也可获得不少额外好处,不过这类组件通常较贵。
为了满足高效能与安静运作的目标,我们决定尝试英特尔处理器阵营的两大明星。首先我们选择英特尔 QX 6800 (2.93 GHz) 四核处理器,并针对目前市面上最快的桌上型处理器型号之一,选择被动散热的技嘉 GA-P35T-DQ6 主机板。针对第二种组建,我们选择英特尔 T7600 行动双核处理器,并针对这款将近顶级的 T7600 (2.33 GHz) Core 2 Duo 行动处理器,选择华硕 N4L-VM DH。我们选择这些 CPU 设计的原因,在于可以比较低耗电与较快、较强劲的桌上型版本设计组件之间的差异。