evaluación de la configuración de mi pc desde el punto de vista de

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EVALUACIÓN DE LA CONFIGURACIÓN DE MI PC
DESDE EL PUNTO DE VISTA DE LA
SONORIDAD/RENDIMIENTO
- Trabajo optativo: Configuración y Evaluación de Equipos Informáticos -
Francisco Miguel Ramírez Verdugo
Ing. Informática Superior
Indice
Motivación………………………………………………………………………...….3
Introducción ……………………………………………………………………...….3
Limitaciones…………………………………………………………………...….....5
Descripción
El origen del ruido………………………………………………...…….....5
Elementos
La caja, esa gran olvidada………………………………..…...……….…6
Ventiladores…………………………………………………..……..……10
Fuente de alimentación…………………………………………….……15
Refrigerador del procesador…………………………………..……..…16
Refrigerador de la tarjeta gráfica…………………………………….…18
Refrigerador del puente norte del juego de chips………………..…..19
Disco duro………………………………………………………………...20
Aplicación práctica de las mejoras
Componentes…………………………………………………….….......21
Análisis y pruebas……………………………………………….………26
Conclusiones……………………………………………………………..31
Anexo: La refrigeración líquida como alternativa de silencio
Primeros pasos……………………………………………………….....33
Presentación de los componentes de una refrigeración líquida……34
Funcionamiento……………………………………………………….....35
Disposición de los elementos……………………………………….....35
Configuración final……………………………………………………....39
Glosario de términos…………………………………………………………......39
Referencias………………………………………………………………………..40
2
Motivación
La creación de este documento me surgió mientras elaboraba el trabajo voluntario
acerca de la evaluación desde el punto de vista del rendimiento del PC. La idea me vino
al considerar que, cada vez más, en la adquisición o mejora de un equipo, el sistema de
refrigeración cobra gran protagonismo. Pero muy a nuestro pesar, esas incorporaciones
en refrigeración se traducen en un incremento de la sonoridad llegando incluso a ser
molesto cuando se realiza una tarea con el ordenador que exige concentración. Como
estudiante de una carrera que exige bastantes horas de estudio para aprobar las
asignaturas he tenido que pasar grandes ratos en compañía del ordenador y por
experiencia propia pude comprobar que muchos de los dolores de cabeza no venían
inducidos por el mero hecho de estudiar.
A lo largo de este documento se tratarán técnicas y trucos para tratar de reducir el mayor
número de decibelios sin perder un ápice de rendimiento. ¿Será posible maximizar dos
polos opuestos como son el silencio y el rendimiento? Veamos que ocurre.
Introducción
No es ninguna temeridad afirmar que cada vez mas el sistema de refrigeración en un PC
es mas influyente en la configuración de los equipos. El creciente número de
transistores que albergan los circuitos integrados, junto con las elevadas frecuencias de
trabajo así como un aumento de estos ha provocado un incremento del consumo con el
consecuente incremento de la generación de calor, lo que ha obligado a los fabricantes a
proporcionar soluciones térmicas para los equipos que contemplan una mejora de los
materiales de disipación, un mayor tamaño de estos y una mayor disposición de
elementos activos de refrigeración como pueden ser los ventiladores.
En muchos casos, para conseguir estas mejoras de refrigeración se ha tenido que pagar
un precio, y este no es otro que el silencio.
Evolución de los sistemas de refrigeración en las cajas de ordenador. En la foto de la
izquierda se puede apreciar que no existe apenas sistema de ventilación alguno,
exceptuando algunas rendijas bastante escuetas. En la foto de la derecha se observa
claramente una inclusión de elementos activos de refrigeración y una mayor disposición
de zonas que mejoren la ventilación.
3
Intel Pentium 166Mhz
Intel core2duo 4300
Evolución del sistema de refrigeración del procesador. En las fotos se puede comprobar el crecimiento que
ha ido experimentando el refrigerador, pasando de ser mas pequeño que el procesador a superarlo
notablemente.
Evolución del sistema de refrigeración de la tarjetas gráficas. En las fotos se puede apreciar como la
primera tarjeta, una nVidia Geforce 2 carece de elemento alguno de disipación, mientras que en la foto de
la derecha que corresponde a una 8800gtx, también de nVidia, la complejidad del sistema de disipación
engrosa el tamaño del producto muy por encima del que supone la tarjeta en sí.
Según parece la evolución del rendimiento de los equipos informáticos esta asistida por
un aumento de la complejidad del sistema de refrigeración, la pregunta es si por este
hecho hemos de sacrificar el silencio para tener mayor rendimiento o viceversa,
prescindir de un mayor rendimiento en aras de disfrutar de una menor sonoridad.
Para concluir esta puesta en escena, quisiera resaltar que este documento esta orientado
a usuarios con equipos domésticos y que disponen de un sistema de refrigeración por
aire tradicional. Es por ello que no daremos alternativas mas sofisticadas como puede
ser el uso de líquidos circulantes, cambios de fase o, si se me apura, elementos extremos
como hielo seco o nitrógeno líquido. Considero que la aplicación de tales técnicas suele
ir en pos de unas mayores exigencias de las que un usuario doméstico tradicional pueda
reclamar. No obstante, para aquellos que quieran una breve iniciación a la refrigeración
por líquido circulante puede encontrar algunas pinceladas en el Apéndice que
encontrará al final del documento.
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Limitaciones
Todas las mejoras que se tratan en este documento han sido extraídas de mi propia base
de conocimiento, seguramente haya multitud de formas para silenciar el PC que
desconozco; sin embargo, en lugar de lanzarme a las bravas para tratar de abarcar todas
las opciones posibles, prefiero quedarme con la opción mas conservadora y poder tratar
las mejoras con las que estoy mas experimentado. Con todo lo dicho, considero que las
mejoras que se relatan en el documento son más que suficientes para lograr una
reducción notable de ruido en nuestros equipos.
Aunque no todas, muchas de las opciones de cara al silencio son extensibles a
componentes mas nuevos por lo que dejando claro el concepto y la manera de actuar en
cada componente podremos acometer casi cualquier desafío de insonorización en un
equipo.
En el apartado de aplicaciones prácticas he aplicado las mejoras a un único equipo pues,
obviamente, no dispongo de medios económicos o financieros suficientes para tratar de
realizar mejoras en diversas configuraciones de equipos, que seria la manera mas fiel de
tratar de abarcar las opciones existentes hoy día en el mercado. Pero, tal y como
acabamos de referir en el aparatado anterior, lo importante en este estudio va a ser
identificar la fuente de sonido y ver las posibles soluciones.
Descripción
El origen del ruido
Nuestro propósito es reducir el ruido sin mermar el rendimiento, para ello lo primero
que debemos hacer es identificar la fuente que lo genera que, desgraciadamente, no es
única.
No es rara la conversación con un usuario del PC que se torne hacia temas relacionados
con el ruido que produce su equipo. Algunos me expresan su deseo de querer hacer algo
aunque al no conocer técnicas todo se queda en intención, otros me transmiten sus
intentos frustrados de conseguirlo y algunos simplemente se resignan a convivir con esa
molestia continua en sus habitaciones, incluso equipos que permanecen encendidos las
24 horas del día. Yo, por mi parte, me sorprendo de cómo pueden llegar a conciliar el
sueño esas criaturas.
La verdad es que silenciar un equipo compuesto por multitud de piezas no resulta tarea
fácil, pues cuando crees saber que causa el ruido y lo mitigas entra en escena otro
componente que hasta ahora permanecía oculto en bambalinas. Ese es básicamente el
problema y la causa de que frecuentemente uno caiga de bruces a poco que intente
presentar batalla al ruido que genera su equipo. Por ello, conviene identificar cuales son
los componentes generadores de ruido, cuales actúan en mayor medida y que podemos
hacer al respecto. En función a su naturaleza y de mayor a menor influencia podemos
dividir el ruido producido en un ordenador en las siguientes categorías:
-
Mecánico. Es nuestro principal causante de ruido pues esta presente en
los motores de los ventiladores, los discos duros o las unidades ópticas.
5
-
Vibraciones. Se producen como consecuencia de movimientos rotatorios
a grandes revoluciones, estando presentes en ventiladores y discos duros
principalmente.
-
Aerodinámico. Es el producido por el propio flujo de aire, es bastante
difícil de eliminar porque nos quedaríamos entonces sin refrigeración; en
comparación con los anteriores este ruido no es tan apreciable ni molesto,
no obstante veremos algunas técnicas para reducirlo, en el apartado de
los ventiladores.
-
Eléctrico. Es el producido por los propios circuitos integrados mientras
trabajan, se identifica por ser un leve pitido agudo. Frente a esto poco
podemos hacer, pero afortunadamente este ruido apenas es perceptible.
Si echamos un rápido vistazo a las cuatro categorías citadas nos damos cuenta que los
ventiladores se llevan gran parte de la culpa en la producción de ruido pues tienen motor
que hace ruido al rotar, vibran como producto de esas rotaciones y producen ruido
aerodinámico como consecuencia del flujo de aire que generan.
La solución podría parecer simple, se reducen y en paz, la idea tiene toda su lógica y
evidentemente conseguiríamos una reducción del ruido…. y un aumento en la
temperatura que nos llevaría pronto a la tienda de recambios para nuestro PC.
Encontrar respuestas no resulta sencillo cuando realmente tomamos conciencia de la
presencia de los ventiladores en nuestro equipo y es que están por todos lados; los
tenemos en la fuente de alimentación, en el disipador del procesador, en el de la gráfica
y formando parte del sistema de refrigeración de nuestra caja.
Según el dicho tan aplicado en informática, divide y vencerás, vamos a ir viendo uno
por uno los distintos componentes y las opciones que tenemos para reducir el ruido que
producen.
Dedicaré un último apartado para ver una aplicación real de todas estas mejoras en mi
equipo, en el que he tratado de llevar los principios del silentPC a su máxima expresión.
Elementos
La Caja, esa gran olvidada
Empezaremos por este elemento que sin duda juega un papel determinante en la
refrigeración del PC y que poca gente suele reparar en él, y es que el disponer de una
caja con un acertado sistema para mejorar el flujo de ventilación nos allanará el terreno
de sobremanera de cara a poder silenciar nuestro equipo pues no tendremos que exigirle
tanto a los ventiladores encargados de airear los pensamientos de nuestra máquina.
En cajas hemos pasado por diversos formatos, comenzando por disposiciones baby-AT,
AT, µATX y el más extendido en nuestros días, el ATX. Las diferencias radican
principalmente en la manera en la que se aloja la placa base en su interior así como su
tamaño, pudiendo variar incluso la disposición de otros elementos como pueden ser la
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fuente de alimentación o las unidades de DVD. Esto se ve claramente si comparamos el
formato ATX con uno que hasta ahora no hemos citado el BTX que aporta una visión
diferente a la concepción clásica de la disposición de los elementos pero que no ha
tenido un gran calado.
Otro aspecto a destacar es que los fabricantes también suelen crear modelos híbridos en
los que se mueven las posiciones clásicas de algunos elementos para tratar de mejorar la
eficiencia del flujo de aire. Firmas como Silverstone, Antec, Lian-Li, o Coolermaster, se
encuentran a la cabeza de diseños innovadores.
Silverstone TJ07
Antec Nine hundred
7
Lian-LI pc777
CoolerMaster Stacker 830 Evolution
Dentro el formato ATX habitual en nuestros días podemos encontrar diversidad en los
tamaños, así modelos de reducidas dimensiones como son los mini-torre (algunos con
un formato de placa base denominado µATX que se caracteriza por ser una placa ATX
con un menor numero de ranuras PCI y mayor proximidad entre sus elementos, a fin de
poder ceñirse al ajustado traje de los formatos mini-torre muy usado para formar HTPC
o barebones). A continuación se sitúa el formato torre-midi, el mas común en los
equipos de corte doméstico. Y por último los modelos torre-grande destinado a
usuarios mas específicos que necesitan espacios amplios en el interior de la caja.
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Los distintos tamaños que podemos encontrar de cajas, de izquierda a derecha Aprevia Q-Pack (para
placas base µATX), Asus TA-881 y Thermaltake Armor (formato ATX).
A la hora de elegir una caja que cumpla los requisitos que perseguimos hemos de
prestar especial atención al material con el que esté hecha (es frecuente usar aluminio
porque mejora la refrigeración, aunque siempre mezclado con otro tipo de material que
le de robustez al conjunto), los detalles de acabados son importantes porque si no se
cuidan pueden aparecer vibraciones en el chasis difíciles de identificar y atajar.
Desgraciadamente, no hay ningún tipo de regulación ni estandarización en este sentido
por lo que, en función del fabricante, podremos encontrarnos con productos excelentes o
verdaderas chapuzas cuyas maravillas se quedan en las letras escritas en el embalaje de
la caja.
El tamaño también es importante pues cuanto menor volumen de aire quepa dentro de la
caja mas rápido se calentará este pudiendo ser insuficiente el flujo de renovación que
producen los ventiladores. Para un equipo doméstico normal no se necesita ir mas allá
de una semitorre. La adquisición de un modelo de mayor envergadura como puede ser
los torre-grande se deja para usuarios mas exigentes pues también el precio crece en
consonancia con el tamaño. Por último, están los modelos minitorre orientados a
conformar PCs de salón, aquí la ventilación es un handycap y poco se puede hacer al
respecto. Son equipos muy compactos en los que no es recomendable instalar
componentes que generen mucho calor.
Volviendo al tipo semi-torre, que por ser el más común, es el que nos interesa; nos
queda destacar las mejoras propias que los fabricantes incluyen para tratar de crear una
mejor circulación.
En primer lugar, la fuente de alimentación suele migrar hacia posiciones distintas a la
tradicional disposición en la esquina superior izquierda de la caja. La razón no es otra
que la de tener los elementos que mayor calor generan justo debajo, esto provoca que el
aire se concentre en esta zona de la caja y sea difícil extraerlo, amén de la mala vida que
recibe la fuente de alimentación. Así pues la fuente se sitúa en esquinas inferiores y se
deja el espacio anteriormente ocupado para instalar ventiladores que extraigan de
manera eficiente el calor.
Los ventiladores de la caja también mueven sus posiciones tradicionales, encontrándose
frecuentemente en el panel lateral de la caja. En este caso, lo mas eficiente es disponer
de un par de ellos en serie para que se cree un flujo unidireccional de aire y se eviten
turbulencias que reducen la refrigeración. Suelen colocarse en las partes bajas y con la
orientación de sus aspas de tal manera que introduzcan aire a la caja, quedando de esta
manera relegado a un segundo plano el ventilador frontal. En modelos de mas alto nivel,
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ese ventilador frontal suele subir algunos centímetros para situarse a la misma altura que
los discos duros de 3.5” y darles cobertura.
Aunque menos frecuente, hay cajas que unifican la disposición de los ventiladores
laterales y frontales en la zona inmediatamente posterior a las bahías de 3.5”, justo antes
de llegar a la placa base. Con esto se consigue que el aire llegue con mas fuerza a las
zonas que mas lo necesitan, los discos duros se ven beneficiados del efecto “aspiración”
que provocan los ventiladores.
Por ultimo, suele ser también frecuente la división de la caja en zonas o cuadrantes,
separando físicamente aquellas que mas calor producen por medio de planchas. La
división en estas “habitaciones” provoca que el resto del equipo no se vea perjudicado
por los elementos que mas calor generan y poder centrarse en aliviar estos. Sin embargo,
el aislamiento no es total, pues se necesitan orificios para poder conectar los
componentes.
Ventiladores
Comenzaremos por embestir a la bestia que más parece plantarnos cara, para una vez
derrotada podamos asestar golpes más certeros a los componentes que incorporan
alguno de ellos como elemento de su solución térmica.
El ventilador recibe doble protagonismo puesto que por un lado es elemento
indispensable en un sistema de refrigeración tradicional por aire y por otro lado porque
es el principal elemento causante de ruido, ya mencionábamos anteriormente que
compite en las tres categorías sonoras que hemos distinguido. Vamos a ir recordando
cuales eran y ver que soluciones nos proporciona el mercado.
-
Ruido mecánico. Apuntábamos antes a que esta causado por el propio
movimiento del motor que lleva incorporado. Se distinguen
principalmente dos tipos de rodamientos en el sistema de rotación de
un ventilador, “sleeve bearing” (que se traduce como rodamiento
enfundado) y “ball bearing” (rodamiento basado en bolas), no
entraremos en detalles técnicos sobre su constitución, pero si
estableceremos una comparación entre ambos de cara a la producción
de ruido. En la siguiente tabla se disponen algunas de sus diferencias
principales:
10
No resulta fácil determinar que tipo de rodamientos nos resulta mas
adecuado para nuestro propósito de baja sonoridad, ya que vemos que
las prestaciones de un ventilador pueden verse alteradas en función de
la posición que ocupe este en la caja, el tiempo de uso al que esté
sometido y las revoluciones a las que estén girando.
Sin embargo, podemos decir (con ciertos matices) que los
ventiladores basados en sleeve bearing son mas silenciosos a bajas
revoluciones, son mas robustos y resistentes al desequilibrado de sus
aspas como consecuencia de algún golpe o mal uso, y su sonoridad no
se ve incrementada con el tiempo.
Todo lo dicho esta sujeto a ciertas restricciones como son que los
sleeve bearing solo resultan silenciosos si son colocados en vertical,
en cualquier otra posición producen mas ruido que los ball bearing;
tampoco soportan condiciones elevadas temperatura ambiente,
situándose su límite en torno a los 60ºC.
Los fabricantes están tratando de incorporar mejoras a los sleeve
bearing para tratar de subsanar algunas de sus mayores carencias y en
los que los ball bearing obtienen mejores resultados. Algunos
ejemplos son: Hydro Wave de la firma Panaflo, Hypro de Adda,
Sintec del omnipresente fabricante alemán Papst o el Fluid Dynamic
de Sony. Destacan también sistemas algo mas distanciados de los dos
que hemos identificado como son el Fluxus bearing de Tacens o el
Rifle Bearing de Coolermaster. Todos ellos abogan por reunir en el
mismo producto comercial la buena sonoridad de los sleeve bearing y
la longevidad de los ball bearing.
-
Vibraciones. Las vibraciones producidas por las elevadas
revoluciones las atajaremos disponiendo algún material aislante entre
el ventilador y la superficie de sujeción. Comúnmente este tipo de
dispositivos se denomina silent blocks y se componen de unos
simples tacos de goma que tratarán de absorber todas las vibraciones
del ventilador minimizando su traspaso hacia la caja.
Es importante destacar que el sistema de sujeción es crucial en este
sentido, un tornillo mal apretado puede provocar molestas
vibraciones por mucho que dispongamos de silent blocks para su
tratamiento.
Desgraciadamente, este tipo de mejoras no es aplicable a todos los
ventiladores del interior de nuestra caja y su ámbito de aplicación se
reduce solamente a los ventiladores que se encuentran diseminados
por el chasis. Sin embargo, son estos los que provocan peores
consecuencias al vibrar pues las transmiten directamente a la chapa
de la caja. En otros dispositivos como pueden ser los refrigeradores,
si el producto goza de buena calidad y renombre, el sistema de
anclaje suele disponer de algún elemento desarrollado para tal fin;
pero se encuentra en contadas ocasiones.
-
Ruido aerodinámico. El ventilador, al girar, genera un movimiento de
aire que en ocasiones puede producir ruidos elevados. La única
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manera de actuar en este sentido pasa por adquirir ventiladores que
estén especialmente diseñados para producir menor ruido
aerodinámico ya que no existen técnicas de mejora como veíamos
antes para el caso de las vibraciones.
El diseño de las aspas es determinante para que el ventilador sea
silencioso, pues son las causantes de provocar ruido al pasar el aire a
través de él.
Generalmente un diseño de aspas anchas suele conducir hacia un
menor ruido aerodinámico, pero no podemos afirmar que sea así en
todos los casos, ya que se requiere un estudio pormenorizado para
determinar las causas del ruido aerodinámico en un ventilador
concreto.
Además de la propia fisonomía del ventilador, hay que destacar un factor que influye
notablemente en sus características sonoras de un ventilador como es la degradación con
el paso del tiempo. Como cualquier elemento mecánico esta sujeto a rozamientos y
fricciones de sus componentes lo cual provoca un desgaste que hace que merme su
rendimiento y sus cualidades vayan perdiéndose. En función de la vida que haya
recibido el ventilador, estos problemas aparecerán antes o después; uno de los mas
comunes y que fácilmente se identifica es el desequilibrio de sus aspas. Se caracteriza
porque el sonido que produce no es uniforme sino que es como una especie de vaivén
sonoro. Cuando un ventilador presenta esta degradación puede tratar de mitigarse
engrasando sus rodamientos, limpiando las aspas. Si tenemos suerte podremos disfrutar
de sus cualidades algún tiempo mas, en otro caso habremos prolongado una muerte
anunciada.
Detalle de cómo podemos
engrasar los rodamientos de
nuestro ventilador.
Basta
con retirar la pegatina que
cubre su dorso y aplicar
algún spray lubricante.
Nota: si al retirar la pegatina
no encontramos posibilidad
de acceso a los rodamientos,
estamos de enhorabuena
pues se trata de un
ventilador con rodamientos
tipo
fluid
bearing,
que
proporcionan una calidad superior.
Nos queda por acometer el factor de un ventilador que determinará si nuestro equipo
finalmente será silencioso o competirá con las turbinas de un boeing 747, se trata de su
velocidad de rotación o revoluciones por minuto (de aquí en adelante rpm).
Sabemos ya que el flujo de aire viene provocado por el giro de las aspas y que estas
trabajan a una velocidad, la cual si se incrementa conduce a una mayor generación de
ruido. Parece estar claro que un mayor flujo de aire se consigue con un mayor número
de rpm y entonces la propuesta que procurábamos cumplir sobre no perder rendimiento
se desvanece sin remedio. Sin embargo, no hemos considerado el tamaño del ventilador
en la ecuación, factor que nos va a influir de sobremanera pues cuanto mayor sea el
ventilador mayor flujo de aire genera a igualdad de revoluciones. Por ejemplo, un
12
ventilador de 12cm provoca un flujo de aire a 1.000rpm de aproximadamente 40cfm
(cubic feet per minute) todo ello generando un ruido inferior a los 22dBA situando la
distancia de medición a un metro. Un ventilador de 8cm para poder obtener el mismo
flujo de aire debe girar a 3000rpm lo que genera un ruido de al menos 30dBA
considerando la misma distancia de medición. Esto nos lleva afirmar que la búsqueda
de un silentPC pasa por ventiladores grandes.
Imagen de distintos tipos de ventiladores y tabla de comparación de las características de los ventiladores
correspondientes a la foto de la derecha.
Al hilo de toda la discusión también hay que destacar unos dispositivos que se encargan
de controlar las revoluciones de los ventiladores permitiendo así al usuario determinar
cuando necesita un flujo elevado de aire y cuando quiere silencio. Estos dispositivos son
denominados reguladores de rpm o rehobuses. En un silentPC su uso esta casi obligado
ya que casi todos los ventiladores generan ruido cuando trabajan en su máximo de
revoluciones.
El funcionamiento de un rehobus es muy sencillo, normalmente los ventiladores son
conectados al molex de 12v de la fuente de alimentación o a alguna conexión existente
13
en la placa base. Sin embargo, esto no quiere decir que forzosamente tenga que trabajar
a 12v. Los ventiladores para PC tienen un rango de funcionamiento que va desde unos
pocos voltios hasta los 12 que puede proporcionar como máximo el molex
anteriormente citado. A menor voltaje menor velocidad de giro del ventilador, lo que se
traduce en una reducción del ruido. Un rehobus es un sistema de varios potenciómetros
(básicamente son resistencias variables) que permiten la regulación del voltaje de los
ventiladores que tiene conectados permitiendo así modificar las revoluciones a voluntad.
Ejemplos de reguladores de revoluciones, algunos permiten únicamente la regulación de
los ventiladores como el que aparece a la izquierda, otros proporcionan un display en el
que, aparte del control, permiten su monitorización numérica de sus revoluciones, así
como las temperaturas que alcanza el interior de nuestro equipo por medio del uso de
sondas.
También es posible controlar las
revoluciones
por
software,
speedfan,
programas
como
permiten monitorizar y controlar la
velocidad de los ventiladores
conectados a la placa base,
permitiéndonos ajustar el nivel
sonoro de nuestro equipo sin
perder de vista las temperaturas.
De este programa cabe mencionar
que hay que comprobar si nuestra
placa base soporta control de los
ventiladores conectados a ella para
que podamos regularlos por medio
de este software.
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Fuente de Alimentación
La otra gran desconocida como elemento influyente en la insonorización y en otos
muchos aspectos que atañen al equipo. Cuando compramos un PC parece que la fuente
es algo que viene porque tiene que venir, y no prestamos atención al papel tan
importante que juega esta en la vida de nuestros componentes. Pero ciñéndonos al
discurso que nos ocupa encararemos la mejora de la fuente de cara al silencio.
Una fuente lleva incorporado al menos un ventilador que trata principalmente de
evacuar el calor que se genera en su interior. Cada vez esta mas extendida que la
disposición de los ventiladores trate también de recoger el aire de la caja y expulsarlo.
En función de la calidad de los materiales de la fuente y de cómo esté diseñada, sus
ventiladores tendrán que girar al máximo para poder refrigerar convenientemente, a
veces sin éxito.
Generalmente, si nos procuramos una fuente de calidad el fabricante habrá pensado en
la mejor disposición y de los componentes y sus materiales serán eficientes y no
producirán tanto calor, lo cual ya es un punto a nuestro favor. Para favorecer a que sea
silenciosa esta fuente debería incorporar:
-
Algún dispositivo, manual o automático de la regulación de sus
ventiladores. Hay fabricantes que proporcionan potenciómetros para que
el usuario reduzca las revoluciones de los ventiladores a voluntad o bien
proporcionar ventiladores que la propia fuente pueda regular. Llegados a
este punto es necesario hacer un inciso y es en la manera en la que la
fuentes de alimentación se rigen para incrementar las revoluciones del
ventilador. Hay fuentes que provocan el incremento de revoluciones
cuando detectan en su interior una temperatura excesiva, mientras que
otras se basan en la demanda de energía.
-
Ventiladores de gran tamaño y de buen diseño. Ya hemos visto que
cuanto mayor se a el ventilador mas nos ayudará de cara al silencio.
Dadas las limitaciones de dimensiones de la fuente este parámetro no se
suele explotar y pasa por la incorporación de un ventilador de 12 cm en la
cara inferior de la carcasa de la fuente. No obstante, con la mera
incorporación de este tipo de ventiladores en lugar de los clásicos de 8cm
se mejora bastante el nivel de insonorización.
-
Ventilación auxiliar en la carcasa a fin de facilitar la refrigeración como
puede ser el uso de rendijas y orificios de ventilación que provocan que
el ventilador pueda funcionar de manera más silenciosa sin verse
repercutida la temperatura en el interior de la fuente.
-
Un material de la carcasa de la fuente que facilite la refrigeración de esta,
de tal manera que el calor se evacue de forma más eficiente y se
requieran grandes exigencias de los ventiladores.
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Refrigerador del procesador
Antes de comenzar quisiera destacar que la palabra disipador se suele usar comúnmente
para referirse a algo que en realidad se compone de un disipador más un ventilador, lo
que ocurre es que generalmente ambas piezas intervienen de manera conjunta en la
refrigeración por lo que se suele tomar esta metonimia lingüística para referirse a
ambas 1 . El disipador suele ser un bloque metálico de aluminio, cobre o una
combinación de ambos, va fijado encima del procesador y su funcionamiento es recoger
el calor que se produce en la superficie del procesador. A continuación se sitúa el
ventilador, que suele estar orientado de tal manera que su flujo de aire incida sobre el
disipador enfriando el calor que este acumula. Si las necesidades térmicas no son muy
acuciantes puede ser prescindible el uso de ventilador, el refrigerador pasa a estar
compuesto únicamente por el disipador y suele denominarse a esta solución térmica
refrigeración pasiva (puesto que el refrigerador no participa activamente en la bajada de
temperatura puesto que depende del flujo de aire en el interior de la caja). En el caso de
que el refrigerador lleve los dos componentes se denomina al sistema refrigeración
activa, lo que no se usa es dotar al refrigerador de un ventilador y no de disipador puesto
que lo que favorece la inclusión del disipador es aumentar la superficie de
disipación y transportar el calor fuera de la fuente de calor.
Distintos modelos de refrigeradores, en los que el ventilador se sitúa en diferentes posiciones a fin de
mejorar la refrigeración.
1
Realmente lo que ha ido ocurriendo es una evolución del disipador incorporándole un ventilador, de ahí
que siga conservando su nombre pese a estar compuesto de dos elementos. No obstante, para evitar
confusiones se ha tomado el acuerdo de denominar refrigerador a tal conjunto.
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Este elemento, junto con el de la tarjeta gráfica ha sido de los componentes de
refrigeración que mas han ido evolucionando, tratando de seguir los pasos del ritmo de
evolución de la tecnología para la que están destinados a enfriar.
Los fabricantes de procesadores han ido mejorando la calidad de los disipadores que
adjuntan en sus productos comerciales, como el uso del cobre para mejorar la
conductividad térmica o la incorporación de diseños radiales, pero las ideas se acaban
bastante pronto, y para poder mantener el procesador a una temperatura adecuada el
ventilador del disipador suele acabar girando elevadas revoluciones con la consecuente
pérdida de silencio.
Desde luego, si queremos un equipo silencioso difícilmente lo conseguiremos
manteniendo el disipador del procesador original puesto que el fabricante de
procesadores parece que descuida este aspecto a la hora de conformar su producto final.
Esto ha abierto las puertas a un sinfín de empresas que ofrecen gran variedad de
soluciones térmicas y que en la mayoría de los casos supera en rendimiento y reducción
de sonoridad a los refrigeradores de serie que acompañan al procesador que compramos.
Sin embargo, como todo, hay fabricantes de refrigeradores que venden calidad y otros
que simplemente venden. Básicamente, un refrigerador será mas silencioso cuando
mejor cumpla las siguientes condiciones:
- Calidad de su disipador. Cuanto mejores características térmicas tenga el
material usado para evacuar el calor desde el plato térmico del procesador menos
trabajo tendrá que hacer el ventilador encargado de enfriar la superficie del disipador,
por lo que no necesitará un régimen tan alto de revoluciones para conseguir su objetivo.
- Diseño del disipador. No basta con que el material sea de excelente corte y
confección, además el diseño de este debe tratar de maximizar la evacuación del calor.
En este apartado se incluyen también las distintas posiciones en las que podemos
encontrar el ventilador de tal manera que el flujo de aire que este genera se aproveche
todo lo que se pueda.
- Calidad del ventilador. El sistema de rodamientos con los que haya sido
construido, la longitud anchura y número de aspas del ventilador influirá muchísimo a
la hora de generar un buen flujo de aire sin precisar de elevadas revoluciones de trabajo.
- Tamaño del ventilador. Si el ventilador es pequeño, tendrá que girar a mayor
número de revoluciones que si por el contrario se trata de uno grande. No obstante este
factor no es escalable, pues tamaños muy grandes pueden provocar problemas de
incompatibilidad con el resto de componentes de la placa base.
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Refrigerador de la tarjeta gráfica
Nos sirve todo los que hemos contado para el refrigerador del procesador pero tenemos
las siguientes restricciones:
El conjunto del disipador no puede exceder en peso
ya que al estar dispuesto en perpendicular con respecto
a la placa base podría hacerle daño a la ranura de
expansión.
Las dimensiones del disipador están muy limitadas
pues mientras que refrigerador del procesador tiene
cierta libertad para crecer en altura, el de la tarjeta
gráfica, a poco que lo haga, invade la propiedad de otras
ranuras PCI de expansión quedando inutilizadas. Ya de
por sí, en los modelos de tarjetas gráficas mas
explotados en frecuencia de las ultimas generaciones el
propio disipador que proporciona el fabricante es lo
suficientemente aparatoso para ocupar una ranura
adicional a la ocupada por la propia tarjeta.
La modificación del refrigerador de
serie una tarjeta gráfica suele estar
motivada por motivos de eficiencia
térmica;
asimismo
podemos
encontrar opciones que ofrecen un
logrado equilibrio entre silencio y
capacidad de refrigeración.
En las imágenes se pueden apreciar
las diferencias entre un refrigerador
de serie y uno de alto rendimiento
como es el Zalman VF-700Cu.
En la primera imagen observamos
que tanto el disipador como el
ventilador
son
de
reducidas
dimensiones, lo que nos lleva
inexorablemente
a
una
mala
refrigeración y una alta sonoridad.
Además el disipador es de Aluminio
aunque esta pintado de tal manera
que
simule
al
cobre
(es
sospechosamente brillante). En el
caso de la segunda imagen, el diseño
del disipador estudiado al máximo detalle y su disposición en forma de sector circular,
junto con el elevado número de finas aletas de cobre (auténtico) lo convierten en una de
las alternativas al disipador de serie mas usadas.
18
En las tarjetas gráficas de las ultimas generaciones, los refrigeradores si han conseguido
evolucionar casi al mismo paso que los procesadores que protegen, permitiéndonos aquí
poder tomarnos una tregua en nuestra particular lucha contra el ruido. Ya que en
muchos casos los disipadores de serie son muy silenciosos y eficientes.
Sapphire X1950Pro Ultimate
Sparkle 8800TGX Calibre
Esta diferencia tan apreciable con respecto a los refrigeradores que proporcionan los
fabricantes de procesadores esta influenciada porque, salvo el caso de ATI (y no para
todas sus tarjetas gráficas), el fabricante que diseña el chip no se encarga de la
implementación de la solución térmica. Es decir que la tarea de ensamblaje la realiza un
fabricante distinto al que ha construido el chip gráfico. Por ello, cuidan mas este aspecto
de al refrigeración ya que hay gran diversidad de ensambladores y la competencia es
feroz.
Refrigerador del puente norte del juego de chips
Este refrigerador mas comúnmente denominado disipador del chipset, en primer lugar
disipador por ese atajo lingüístico al que hacíamos referencia anteriormente y en
segundo lugar chipset porque pese a que hay dos juegos de chips en una placa base el
que mayor tasa de comunicación y por consiguiente, mayor calor genera es el del puente
norte. En el caso del puente sur del juego de chips lo normal en nuestros días es que el
fabricante de la placa no incluya ningún elemento de disipación de calor en él.
Para empezar son dos los problemas que nos restringen el radio de acción sobre este
elemento:
El primero es el calor que genera, y es que debido
al ingente trasiego de comunicaciones que
organiza se hace necesario algún sistema de
refrigeración que mitigue las temperaturas que se
generan. Hasta no hace mucho los fabricantes de
placas base se cubrían en salud dotando al chipset
de un sistema de refrigeración basado en un
19
pequeño disipador (generalmente de aluminio) y
un ventilador de 40x40 mm que para poder mitigar
el calor debe girar a elevadas revoluciones.
El segundo de los problemas es el espacio,
frecuentemente el chipset se encuentra cercado por
los zócalos de la tarjeta gráfica, la memoria
principal e incluso el socket del procesador. Esto
dificulta la tarea de poder colocar grandes
disipadores como puede ocurrir en el caso de los
procesadores o las tarjetas gráficas, esto no quiere
decir que no los haya, pero si nos decidimos a
instalarlo hemos de verificar antes si el modelo de
nuestra placa es compatible con dicho refrigerador.
Hoy día, las placas base parecen habérselas ingeniado bien para incorporar
refrigeradores del chipset sin ventiladores y manteniendo rendimientos muy elevados,
por lo que parece que se nos concede otra tregua en este frente en nuestra búsqueda del
silencio.
Disco Duro
Llegamos por fin al último de nuestros elementos productores de ruido; en un disco que
goce de buena salud el ruido se produce porque sus vibraciones se transmiten al chasis
de la caja en la que se atornilla, y como esta es de metal pues prácticamente hace un
efecto pantalla amplificando el ruido producido por las vibraciones. Podemos atajar este
problema por dos vías:
-
-
Adquirir un disco duro de menores revoluciones. Un disco duro de 3.5” suele
girar a 7.200 revoluciones por minuto. Hay fabricantes que suministran
variantes mas silenciosas de sus discos duros que reducen sus revoluciones a
las de un disco duro de portátil, es decir, rondando las 5.200rpm. Bajo mi
punto de vista recomiendo esta opción en último caso pues la bajada de
revoluciones provoca una pérdida de rendimiento.
Incluir elementos de aislamiento entre el disco duro y el chasis de la caja.
Existen multitud de opciones. Desde tornillos dotados con gomas de silicona o
de goma para reducir las vibraciones, a sistemas de sujeción en los que el
disco duro se trenza entre gomas elásticas que aíslan por completo el contacto
con el chasis.
20
Por último también hay que mencionar la tendencia de los fabricantes por construir
discos duros cada vez mas silenciosos usando rodamientos en los motores mas
eficientes y sistemas de amortiguación con tal de reducir al máximo las fricciones,
provocar menos vibraciones en funcionamiento y evitar su propagación al exterior de la
carcasa del disco duro. Este es el caso de iniciativas como las de Samsung con sus
modelos ‘spinpoint’ o las series de baja sonoridad de la firma Western Digital. No
obstante, el camino en este sentido esta por andar pues estas versiones silenciosas
suelen tener un comportamiento algo menos eficiente que los modelos normales.
Aplicación práctica de las mejoras
Para ver una aplicación directa de todo cuanto se ha ido exponiendo voy a realizar un
análisis de los componentes que dispone mi equipo en el que iré detallando todas las
mejoras que he ido introduciendo pues para insonorizar mi equipo libré una extensa
batalla en todos los frentes posibles que hemos visto.
En cada caso indicaré también el precio que me supuso la introducción de dicha mejora
así como el rendimiento obtenido y haremos balance en función de la relación
beneficio/coste obtenido.
Componentes
En mi lucha contra el sonido no hay muchos factores que jueguen a mi favor, pues se
trata de un equipo bastante modesto, sin embargo, considero que ese es su mayor valor
ilustrativo prefiero que mi documento este orientado a una gran mayoría de equipos
domésticos y en general a usuarios convencionales que a un grupo elitista y reducido de
personas que quizás puedan permitirse un mayor desembolso y para los cuales el
análisis que realizaré queda demasiado por debajo de sus expectativas.
Empezaremos por el componente al que dotábamos de una notable importancia, la caja,
en mi caso se trata de una CoolerMaster Centurión I:
El material y los acabados son bastante aceptables, esta
fabricada en su mayoría de aluminio lo que es una
ventaja de cara a la refrigeración y no posee elementos
ni artificios que puedan provocar vibraciones una vez el
equipo esté en marcha. Sin embargo, a poco que la
examinemos nos daremos cuenta de que solo contiene
dos disposiciones para colocar ventiladores y encima
estos son de 8x8 cm lo que resulta insuficiente para de
cara al objetivo que buscamos. Otro problema que le
vemos es quizá un reducido tamaño, ya que cuanto
mayor sea el área en el interior de la caja mayor
cantidad de aire albergará tardando el conjunto mas en
calentarse, por lo que nos da un extra de tiempo para
evacuarlo sin que suba la temperatura.
21
La disposición de los elementos es la tradicional,
es decir, la fuente va montada en la esquina
superior izquierda, la placa base se sitúa en su
orientación normal justo debajo de la fuente,
quedando el socket del procesador próximo a ella.
Las unidades ópticas van situadas en la parte
superior derecha y la parte inmediatamente inferior
esta concebida para albergar los discos duros.
Los ventiladores están colocados uno en la
parte inferior derecha y otro en la parte
superior izquierda, el primero orienta sus
palas para introducir aire en el interior y el
segundo hace lo propio para expulsar el aire
caliente, de esta manera que se crea una
corriente de aire en sentido ascendiente
trazando una diagonal que cubre la mayor
parte de los elementos que mas calor
producen.
Tal como estaban las cosas los ventiladores tenían que estar girando
a un elevado régimen de revoluciones para tratar de expulsar el
calor del interior de la caja, por lo que tenía que solventarlo si
quería seguir adelante. Para ello, decidí practicar un orificio en el
techo del chasis con el fin de albergar otro ventilador que aliviara el
trabajo de los otro dos. El sitio elegido no era casualidad ya que,
como sabemos todos,
el aire caliente tiende a ascender
concentrándose en la parte superior de la caja. El tamaño del
ventilador tampoco fue casualidad, si esta vez yo regia las normas
procuré dotarlo de un ventilador de 9x9 cm capaz de crear un
buen flujo de aire sin tener que precisar de elevadas revoluciones,
lo ideal hubieran sido 12cm pero ya he comentado antes que las
dimensiones de mi caja no jugaban a mi favor. Por ultimo
tampoco elegí cualquier ventilador, me decidí por el modelo aura
de la marca Tacens que incorpora un sistema de rodamientos
mejorado que disminuye las vibraciones y la sonoridad del motor.
22
Como consecuencia de la incorporación experimenté una mejora sustancial de la
temperatura en el interior de la caja, así como la reducción de ruido consecuencia de
poder permitirme bajar las revoluciones de los otros dos ventiladores.
El precio de la operación lo constituyó la compra del ventilador y de la rejilla haciendo
un total de 5.32+3.90 = 10.26 €. La realización del agujero corrió por coste de mi propia
manufactura artesanal, pero si no disponemos del material necesario podemos acudir a
cualquier nave industrial que trabaje con planchas metálicas y por muy poco tendremos
nuestro objetivo cumplido.
Si nos decidimos por practicar nosotros el orificio hay que procurar no deteriorar la
superficie ni producir ondulaciones en la chapa a fin de que el ventilador se adapte con
total firmeza y se eviten así holguras que puedan provocar la aparición de vibraciones.
Para terminar de conseguir que los ventiladores sean
silenciosos dotamos a nuestro equipo de un controlador de
revoluciones, en este caso se trata de un modelo sencillo
pero efectivo, el Aerogate I de CoolerMaster, Posee cuatro
potenciómetros que cubren perfectamente nuestras
necesidades. Asimismo incorpora leds en cada regulador
que le otorga un elegante toque de distinción.
Su precio: 16€.
Pasemos a la tarjeta gráfica. Se trata de una nVidia GeForce4 Ti 4200 de la marca Abit.
Esta tarjeta, bastante desfasada ya para las
fechas en las que nos encontramos, incorpora un
pequeño refrigerador compuesto por un
minúsculo disipador de aluminio sobre el que se
engarza un pequeño ventilador.
Opté por sustituir este refrigerador por otro
basado en un disipador de aluminio que se
extiende a ambas caras de la tarjeta conectando
ambas partes a través de un heat-pipe.
Además dispuse unos disipadores de cobre para
las memorias.
23
El precio del disipador ronda los 16€ y la mejora en sonoridad fue absoluta ya que
obtuvimos los deseados 0db. El rendimiento no se vio mermado pues desde aquel
entonces (hace ahora casi tres años) hasta ahora no he experimentado problemas
derivados de falta de refrigeración, lo cual se traduce en una gran satisfacción por la
operación realizada.
Ahora le toca el turno al otro de los grillos que se escondían en
nuestro equipo, el refrigerador el puente norte del juego de chipset.
La placa base en la que tengo montado mi equipo es una Abit an7
REV2, la cual incorpora un pequeño ventilador junto con el
disipador para refrigerar el chipset. Dado que había mejorado el
caudal de aire en el interior de la caja podía permitirme hacer lo
mismo que para la gráfica e incorporar un disipador de mayores
dimensiones del original lo que provocaría otra gran victoria
volviendo a obtener otros 0db que abogaban por el silencio en mi
equipo. La sustitución vino dada por uno de los disipadores de
chipset mas conocidos en el mundo del silentPC el Zalman ZMNB47J. Se caracteriza por ser un disipador de excelente
rendimiento de refrigeración, tener un diseño muy compacto y que
le permite ser instalado en multitud de plataformas y su excelente
precio, que no asciende ni a los 5€; por lo que la relación
beneficio/coste nos es totalmente favorable, hemos conseguido
silenciar completamente el puente norte del juego de chips por menos de lo que nos
cuesta una copa en cualquier bar.
Pasamos ahora a otro de los componentes que mas hacían
ruido, la fuente genérica que tenía inicialmente. Para empezar,
el cambio vino motivado tanto por un deseo de mejora de
rendimiento y fiabilidad en el equipo como de una reducción
de ruido. La sustitución vino dada por una fuente de 350watios
de la marca Yesico. Su principal característica es que carece de
ventiladores siendo totalmente silenciosa. La evacuación del
calor viene dada por un disipador que se sitúa en la parte
posterior y que tiene el cometido de recoger el calor
generado en la fuente y conducirlo al exterior de la caja. Por
otro lado la propia estructura de la fuente hace de disipador
pues esta fabricada en aluminio y posee multitud de rendijas
que favorecen la ventilación.
En mi caso me veo beneficiado de que la fuente esta en
contacto con la caja en cuatro de sus seis superficies y debido
a que el material de la caja es también de aluminio, podemos
decir que esta actúa como disipador auxiliar repartiendo el calor y contribuyendo a su
evacuación.
24
La fuente además dispone de un led para indicarnos si se esta produciendo un
sobrecalentamiento en su interior, en tal caso hay que ver las causas que han podido
provocarlo y tratar de evitarlo en la medida de lo posible. En mi caso, gracias a las
buenas condiciones de refrigeración que goza mi equipo en general, no he
experimentado ningún tipo de problema, estando los ventiladores en cualquier régimen
de revoluciones, aunque bien es cierto que tengo la precaución de aumentarlas cuando
realizo alguna actividad que requiera mayores exigencias computacionales.
De nuevo hemos obtenido los 0db pero esta vez hemos no vamos a tener tanta suerte
como antes y tendremos que desembolsar bastante mas dinero. En mi caso, tuve la
suerte de adquirir este componente de segunda mano, lo que redujo considerablemente
los costes, que sumaron 45€. Un precio inmejorable vistas las características de esta
fuente. En el mercado de hoy día esta fuente sigue estando aún en 150€ lo que resulta
prohibitivo para muchos bolsillos.
Pasamos al refrigerador de la CPU
Para el procesador he dispuesto un refrigerador bastante
conocido también en el mundo de la refrigeración, el
Zalman ZALMAN CNPS7000B-AlCu. Las ultimas
letras del nombre del modelo obedecen al material con
que está hecho, Aluminio y Cobre respectivamente. El
diseño del disipador trata de englobar al ventilador de
9cm de tal manera que reciba casi en su totalidad el
flujo de aire generado por este.
Gracias a la composición Aluminio-Cobre el peso no se
dispara hacia magnitudes que puedan peligrar los
anclajes en la placa base, concretamente el peso de este
refrigerador asciende hasta los 445g cantidad que
podríamos considerar hasta liviana en vista de sus
dimensiones 109 (L) x 109 (W) x 62 (H) mm.
Uno de los grandes puntos a favor de este refrigerador
en lo que nos concierne de SilentPc es su posibilidad de
regular su ventilador, pudiendo variar entre las 1350rpm
y las 2600rpm. El par motor de silencio se sitúa en una
horquilla 1350 y 1800rpm. También hay que destacar los detalles de buena terminación
como puede ser lo pulida que esta la base de contacto con el plato térmico del
procesador, algo que mejora el contacto entre ambos elementos y por consiguiente, la
evacuación del calor desde el procesador hacia el exterior.
El único punto negativo que podemos atribuirle es que al tratar de aprovechar todo el
flujo de aire del ventilador, la disposición de las aletas del disipador provoca que el
calor se expanda racialmente y no tenga una dirección concreta, por lo tanto, será mas
difícil dirigirlo hacia una salida.
En cuanto al precio, ronda los 32€. El balance beneficio/coste no nos sale muy favorable,
pero aún así se hace necesaria su inclusión en el equipo para lograr un equipo silencioso
en conjunto, además, nos ha proporcionado un extra de refrigeración que agradeceremos
gustosamente.
25
Pasamos a silenciar el disco duro
Debido al uso de este equipo, destinado básicamente a poder seguir estudiando durante
las vacaciones en el pueblo no invertí demasiado en almacenamiento montando un disco
duro de 80Gb Maxtor de 7.200 rpm de la serie MaxDiamond 9. He de decir que
personalmente abogo por otros discos de mejor calidad como pueden ser los Western
Digital, pero por falta de disponibilidad tuve que adquirir el que he presentado. Para mi
sorpresa ha resultado ser un disco totalmente fiable y bastante silencioso; no obstante,
por silencioso que sea las vibraciones transmitidas a la caja las amplificaban resultando
un conjunto bastante ruidoso para los niveles de silencio en los que nos comenzábamos
a mover.
En lugar de tratar de buscar un disco duro mas
silencioso con la consecuente pérdida de rendimiento a
la que me arriesgaba, decidí una opción mas simple y
que a la postre ha resultado la mas efectiva; adquirí un
sistema de fijación a la caja compuesto por unos
simples tacos de goma que se sitúan entre la caja y el
disco duro, de esta manera la mayor parte de las
vibraciones quedan absorbidas con la consecuente
reducción de ruido.
El precio de este producto es inferior a los 8€ y las mejora obtenida no tiene precedentes
por lo que una vez mas inclinamos la balanza a nuestro favor en la relación
beneficio/coste.
Análisis y pruebas
Hasta ahora hemos identificado cuales son las causas que generan ruido en nuestros
equipos, hemos visto las soluciones que ofrecen los fabricantes y hemos expuesto mi
ejemplo particular de aplicación de todo. Sin embargo, este documento no estaría
completo si no aportáramos resultados tangibles acerca de las mejoras introducidas.
Lo primero sería determinar cuanto hemos ganado en sonoridad, debido a que el sonido
es algo tan relativo a cada uno como la elección del sabor de los helados una buena idea
sería realizar una medición auditiva del equipo funcionando y mientras se reproduce
otro sonido que podamos tomar como referencia. Traté de realizar estas mediciones,
pero dadas las precarias condiciones de mi sistema de grabación apenas podía conseguir
grabar algo mas que ruido estático.
Nos queda ahora comprobar si efectivamente nuestra insonorización ha provocado
consecuencias negativas en cuanto a la refrigeración de nuestro ordenador, para ello
realizaremos pruebas de monitorización de temperaturas, con el ordenador en distintas
condiciones de carga.
La monitorización de temperaturas la realizaremos con la aplicación EVEREST
Ultimate Edition 2006, que toma las lecturas de cada componente a partir del sensor de
la placa base.
26
Para empezar haremos una prueba de estado de las temperaturas con un uso bajo del
equipo como puede ser mientras escribo este documento, estos fueron los resultados2
con los ventiladores a la mitad de carga:
Como vemos, el equipo se mantiene en unos agradables 35 grados de temperatura (Las
lecturas son tomadas de los sensores de la placa base). El programa solo puede
monitorizar revoluciones de los ventiladores conectados a la placa base, como el resto
de ventiladores de la caja los tenemos conectados al panel frontal de control solo
aparece un ventilador, el del procesador.
Esta otra medición se hizo con el equipo en reposo y con los ventiladores a pleno
rendimiento durante 10 minutos:
2
Las temperaturas hay que considerarlas también en función del ambiente en el que se realicen las
pruebas. Este equipo esta localizado en Estepona, en un piso cercano a la orilla del mar, por lo que
consideraremos una altura de unos 10metros con respecto al nivel del mar. La fecha de medición ha sido a
finales de marzo de 2007, y las temperaturas en la habitación eran de aproximadamente 20º.
27
Hemos incrementado casi en mil unidades las revoluciones del ventilador con la
consecuente generación de ruido, pero hemos bajado tan solo 2 grados en la temperatura,
por lo que podemos podemos trabajar con el ordenador tranquilamente sin tener que
tener las revoluciones al máximo, de hecho la siguiente captura corresponde al equipo
funcionando con los ventiladores el mínimo de revoluciones 3 mientras realizábamos
trabajábamos en el documento al mismo tiempo que consultábamos bibliografía en
Internet, escuchábamos música y hacíamos una pequeña edición de una fotografía:
3
Para tratar de ser lo mas fiel posible, esperamos unos 5 minutos entre una medición y otra para que los
efectos generados en una prueba no afectarán a las condiciones de partida de la siguiente.
28
Como vemos el equipo apenas se resiente en temperaturas y la verdad es que se
agradece poder trabajar con esas condiciones de silencio.
Ya para terminar vamos a ver hasta que punto son capaces de llegar las temperaturas
con el equipo a pleno rendimiento, para ello vamos a pasarle un benchmark que haga
trabajar al equipo al máximo, concretamente ejecutaremos la versión de 3dmark del
2003, que teniendo en cuenta la tarjeta gráfica de que dispongo, es la que mejor se
ajusta.
29
El procesador y la fuente han ascendido hasta los 40 grados por lo que podemos afirmar
que el equipo es capaz de refrigerar convenientemente incluso en las peores condiciones
de trabajo. ¿Seremos capaces de rizar el rizo un poco más?
Vamos a hacer uso de esa lujuriosa palabra deseada por todos y que nos permitirá poner
a prueba nuestro equipo, en efecto, se trata de la sobreaceleración o mas conocida como
overclock. Por defecto nuestro procesador tiene una frecuencia de 1666Mhz, que se
obtienen de multiplicar el FSB de 166Mhz por su multiplicador interno de 10x. La
memoria principal está formada por dos módulos PC3200 en doble canal, por lo que
pueden funcionar a 200Mhz sin problemas.
Haciendo uso de la herramienta que dispone mi placa base, Oc-guru, puedo realizar la
sobreaceleración sin necesidad de reiniciar ni ajustar parámetros desde la BIOS.
Volvemos a poner en marcha el benchmark con esta configuración, estos son los
resultados:
30
Podemos ya afirmar que el equipo es totalmente estable.
31
Conclusiones
Podemos descorchar el champán pues el objetivo que nos propusimos al principio de
mejora de sonoridad en el equipo sin que se vea mermado el rendimiento lo conseguido
con creces. Veamos ahora cual ha tenido que ser la inversión total para ver si tendremos
que brindar con un buen caldo o si por el contrario habrá que conformarse con agua.
Componente
Mejoras en la caja
Mejoras en la caja
Refrigerador Tarjeta Gráfica
Refrigerador chipset
Disco Duro
Fuente
Refrigerador CPU
Total
Precio mejora € Notas
10,26 Inclusión de un tercer ventilador.
16 Inclusión de un controlador de revoluciones.
16 Cambio del refrigerador de serie por un disipador con heat-pipe
5 Cambio del refrigerador de serie por un disipador de aluminio.
8 Inclusión de silent blocks.
45 Cambio a una fuente Yesico pasiva.
32 Cambio del refrigerador de serie por uno de gama alta.
132,26
A simple vista, se trata de una suma considerable y es cierto, pero hemos de realizar
alguna puntualización. Para empezar, hemos aplicado dos tipos de mejora, la inclusión
de elementos de insonorización como los silent blocks del disco duro y por otro lado
tenemos la sustitución de un componente por otro mas silencioso, como puede ser el
refrigerador del procesador. Las mejoras del primer tipo han sido las mas baratas, en
conjunto ascienden a un total de 34,26€. Tan solo la sustitución del refrigerador del
procesador ya nos ha costado casi la misma cantidad, y la diferencia es aún mas acusada
con la fuente de alimentación.
La segunda de las puntualizaciones hay que hacerlas sobre la fuente de alimentación
precisamente, pues no es un elemento extra, sino un componente necesario por lo que
habría que considerar la diferencia de precios entre la fuente antigua y la nueva. Eso sí,
hay que tener presente que las características de insonorización de la fuente que he
considerado en este estudio son las mejores posibles, de ahí que su precio original se
sitúe en precios algo prohibitivos.
Así pues, a la pregunta de si resulta caro insonorizar el equipo hay que responder, a
partir de ciertos niveles. Además hay que distinguir dos situaciones, un equipo ya
comprado que queramos silenciarlo porque no aguantamos mas su ruido, o bien, la
futura compra de un equipo. Evidentemente donde menos salimos perdiendo es en el
segundo caso, pues si elegimos bien los componentes no tendremos que arrepentirnos y
tener que recurrir a malvenderlos para tratar de amortizar algo el desembolso que
hicimos. Nuestras exigencias auditivas serán las que marquen la cadencia con la que
irán saliendo billetes de nuestra cartera pues algunos usuarios no necesitaran tantos
cambios para llegar a lo que ellos consideran un ordenador silencioso; otros, en cuyo
saco me incluyo, tratarán de explotar al máximo las soluciones presentes en el mercado
para lograr su objetivo, el mío, por ejemplo ha sido conseguir que lo que mas se escuche
de mi equipo sea el zumbido eléctrico del monitor (que con sus tres años de vida aún
goza de buena salud).
Concluimos ya el documento, esperando que su lectura haya proporcionado pistas
interesantes de cara a la mejora de la calidad de vida con respecto a nuestros equipos
informáticos.
32
Anexo: La refrigeración liquida como alternativa de silencio.
Este documento ha sido concebido orientado hacia la refrigeración por aire, dado que
resulta la mas intuitiva, sencilla y barata; es por ello por lo que cualquier usuario puede
ponerse manos a la obra sin necesidad de muchos mas conocimientos de los que hemos
resaltado.
El mundo de la refrigeración líquida le exige un poco mas al usuario y carece de las
buenos adjetivos con los que hemos catalogado la refrigeración por aire. Así pues,
necesita una mayor reflexión sobre que componentes comprar, la disposición de estos y
el presupuesto disponible para acometer el proyecto; amén del control de riesgos por
fugas que debe realizar y las limpiezas periódicas del circuito para que las capacidades
de refrigeración no se vean mermadas.
En cuanto al rendimiento, es otro cantar, una refrigeración líquida es mas eficiente que
una refrigeración por aire tradicional, sobretodo cuando ponemos el equipo al máximo
de carga de trabajo, ahí es donde su potencial se exhibe al máximo pues se pueden
lograr cotas mas altas de rendimiento que por aire.
En cuanto a la sonoridad, podemos afirmar que generalmente si, es mas silenciosa, pero
con asteriscos. El primero es que una refrigeración líquida requiere de un motor para
mover el agua, una bomba, y esta como buen motor que es vibra y produce ruido.
Por otro lado, el agua debe enfriarse en algún sitio y probablemente un ventilador sea el
encargado de tal menester. Ahora bien, al igual que con la refrigeración por aire, la
sabia elección de los componentes hará que miremos con satisfacción nuestra obra o
que miremos con melancolía el lugar que ocupaban los billetes en nuestra cartera.
Primeros pasos
Una vez hemos decidido que necesitamos una refrigeración líquida lo primero que
tenemos que preguntarnos es por el número de elementos que queremos refrigerar. Si lo
que estamos buscando es el silencio trataremos incluir en el lote aquellos que mas ruido
provoquen con su actual solución térmica como puede ser el puente norte del juego de
chips, la tarjeta gráfica y el procesador. También, se puede plantear la refrigeración de
elementos como los módulos de memoria principal o los discos duros, pero si nos
ceñimos al discurso de la sonoridad no son relevantes en el caso de la memoria por
razones obvias y en el caso de los discos duros porque la inclusión de un sistema de
refrigeración por líquido circulante no introduce mejoras si no hay ningún mecanismo
de absorción de vibraciones como los silent blocks que hemos conocido anteriormente.
El número de componentes a refrigerar nos dará dos pistas, por un lado la potencia de la
bomba que mueva el circuito ya que cuantos mas impedimentos le pongamos al agua
mas potencia deberá suministrar para seguir siendo eficiente en su cometido, y por otro
lado la superficie del área de disipación que usaremos para enfriar el agua, ya que a
medida que aumenten los dispositivos que intervienen en el aumento de la temperatura
del agua, mayores cualidades le habremos de exigir al encargado de enfriarla.
33
Presentación de los componentes de una refrigeración líquida
Básicamente una refrigeración líquida requiere los siguientes elementos que mas o
menos hemos dilucidado ya:
-
Una fuente de movimiento, la bomba, que ponga en circulación el
agua para que esta esté siempre renovada a su paso por el elemento
que queremos refrigerar. El parámetro a destacar es su caudal,
proporcionado normalmente en litros por hora, pues nos dará una
medida de la potencia de movimiento de agua que dispone, algo
indispensable para saber de antemano si será suficiente para mover el
agua a través del circuito. Esta potencia estará condicionada por la
dificultad de circulación que encuentre a su paso así como la altura a
la que deba elevar el agua, por tanto no es un valor exacto que se
vaya a cumplir siempre.
-
Un lugar donde el agua que ha ido calentándose a lo largo del circuito
pueda enfriarse, el radiador. Básicamente es un tubo metálico que se
dobla en espiral formando un número de pasadas y sobre el que se
disponen aletas de metal (generalmente de aluminio) con el fin de
favorecer la refrigeración. En este elemento la restricción que ofrece
al paso del agua es también un factor a tener en cuenta. Se realizan
pruebas sobre ellos para tratar de catalogarlos en función a su
comportamiento de refrigeración, obteniendo así su delta (o
diferencia entre la temperatura ambiente y la temperatura del agua del
circuito), un radiador será mas eficiente cuanto menor delta tenga ya
que la temperatura rondará la del ambiente.
-
Un elemento que ponga en contacto el agua con el elemento a
refrigerar, el bloque. Es un elemento compacto, generalmente
compuesto de una base de cobre en la que por una superficie se pone
en contacto con el plato térmico del procesador y que por la otra se
dispone el paso de agua. Esta superficie se encapsula para formar así
un pequeño recipiente y se habilita un orificio de entrada y al menos
uno de salida. En el bloque el parámetro que mas se suele mirar es la
su restricción o dificultad para el paso de agua. Es aconsejable que el
bloque ofrezca cierta resistencia al paso del agua de tal manera que
esta esté en él el tiempo suficiente para adquirir el calor del
componente que queremos refrigerar. Sin embargo, si la bomba no
tiene suficiente potencia, podemos pecar en exceso y ralentizar tanto
la circulación de agua que esta apenas se mueva, ahogando así la
función de la bomba.
-
Un depósito encargado de almacenar el agua. Es un elemento del que
podemos prescindir puesto que podemos valernos del volumen de
agua que hay en circulación por todo el circuito, pero en general se
recomienda incluir en un sistema de refrigeración líquida pues mejora
las tareas de llenado, vaciado y purgado del aire que pueda quedar en
el interior de los tubos.
34
-
Por ultimo, el liquido circulante. Hay multitud de compuestos que
incorporan todo tipo de soluciones como antiespumantes,
anticongelantes, alguicida. También los hay con aditivos de color que
le dan un toque personal.
Aunque puede considerarse mas un elemento de diseño mas que de composición de un
sistema de refrigeración, es necesario hacer alusión a las roscas y los racores de
conexión entre los distintos elementos y los tubos encargados de trasportar el agua de
un lado a otro.
Para evitar confusiones vamos a distinguir en un racor de
conexión dos partes bien diferenciadas, por un lado está la
rosca, que irá encajada sobre el componente en concreto,
ya sea el radiador, la bomba, etc.. El otro extremo se
denomina racor y es por donde conectaremos el tubo.
Por un lado está la medida de la rosca (que en las
dimensiones que nos conciernen suelen ser del estándar
G1/4”) y por otro está el diámetro de la “espiga”, lo general
suelen ser 10, 12 mm. En función de cómo construyamos nuestro circuito este estará
mas enfocado a aprovechar el caudal (valga el símil del entrelazado en anchura de las
memorias) o bien a aprovechar la presión (entrelazado en longitud). Ambos sistemas
tienen sus ventajas e inconvenientes, si bien el sistema basado en aprovechar el caudal
suele ser el mas extendido.
Funcionamiento
El funcionamiento es bastante sencillo. Tenemos el agua bien en el deposito, bien en el
propio circuito, esta agua se desplaza por la acción de la bomba, al pasar por los
distintos bloques de nuestro circuito realiza un intercambio de temperatura por
convección simple disipando parte de la temperatura del procesador. Por ultimo, antes
de volver a repetir el ciclo, el agua debe pasar por el radiador que será el encargado de
enfriarla expulsando el calor fuera del circuito.
Disposición de elementos
No voy a entrar en detalle en este apartado pues no existe una única manera de proceder
de cara la configuración del circuito como de la propia disposición dentro de la caja de
los componentes. Realizaré un pequeño esbozo de una configuración, siempre orientada
a maximizar el silencio, en la que destacaremos también algunos aspectos a tener en
cuenta.
Supongamos que tengo un equipo convencional en el que tenemos un único procesador
y tarjeta gráfica. Debido al ruido que emiten los refrigeradores de sus componentes voy
a implementar una solución térmica basada en líquido circulante para el procesador, el
puente norte del juego de chipset, y el procesador de la tarjeta gráfica. Identificados los
elementos estimo que necesito una bomba de una potencia media-alta, los últimos
detalles sobre su potencia vendrán dados por las características restrictivas de cada
bloque. Voy a disponer de una bomba muy conocida en el mundo de la refrigeración
líquida, la D5 de Danger Den
35
Esta bomba presenta unas características excelentes de rendimiento, considerada una de
las mejores a día de hoy en el mercado. En la foto de la derecha se detalla la parte
posterior y su regulador de revoluciones algo muy útil si estamos persiguiendo una
refrigeración líquida silenciosa.
Gráfico que indica el caudal de agua que es capaz de proporcionar en función de la posición en la que
situemos su regulador.
Los bloques serán también de Danger Den, en este caso usaré
un RBX para el procesador con base de cobre y superficie de
metraquilato. Al observar la foto puede chocar el comprobar
que el bloque tiene tres “bocas” cuando generalmente
necesitamos solo dos, una de entrada y otra de salida. La razón
no es otra que la de poder distribuir de forma paralela el agua
que irá hacia el bloque del chipset y el bloque de la tarjeta
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gráfica pues una configuración en serie podría mermar el rendimiento esperado en el
último bloque ya que recibiría el agua en las peores condiciones.
Una restricción bastante importante a la hora de elegir los bloques está
en que su interoperabilidad está bastante limitada, por lo que hemos de
reflexionar antes de decidirnos pues puede que al actualizar el equipo
tengamos también que actualizar sus bloques. La mayor restricción de
interoperabilidad suele darse en los bloque destinados a refrigerar las
GPUs, pues suelen diferir bastante de un modelo a otro, además el
fabricante frecuentemente incluye bloques extendidos que dan
cobertura a las memorias además de la GPU, y la disposición de estas en el PCB de la
tarjeta gráfica no sigue ningún estándar métrico establecido.
Algunos modelos de bloques para refrigerar las
tarjetas gráficas. La complejidad del sistema de
refrigeración lleva a situaciones en las que se
diseña el bloque para un modelo concreto. La
opción mas versátil suele ser adquirir el bloque
solo para refrigerar la GPU, pero en tal caso
tendremos que incluir algún modo de disipación
pasiva en el lomo de los chips y garantizar unos
mínimos de flujo de aire en el interior de la caja.
El siguiente paso es el radiador, aquí hay que
mirar uno capaz de enfriar el calor recogido por
dos tres bloques, por lo que hemos de tratar que
el paso del agua se prolongue mas que si
tuviéramos un único bloque; Como además
tratamos de que sea lo mas silencioso posible
vamos a buscar uno triple. Se denominan así
porque son concebidos para disponer tres
ventiladores (generalmente de 12cm) en sobre
él. La disposición de un mayor número de
ventiladores permite ponerlos trabajando al
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mínimo de revoluciones obteniendo una baja sonoridad sin perder eficiencia de
refrigeración.
El siguiente parámetro a considerar es el grueso del radiador, cuanto mas sea mejores
propiedades de refrigeración tendrá, pero mayores exigirá un flujo de aire mayor por
parte de los ventiladores, así que huiremos de radiadores excesivamente gruesos.
En mi caso he elegido el modelo Black Ice Pro 3 rev. 2.0.
Nos queda finalmente el depósito, si queremos que su inclusión en nuestro sistema de
refrigeración este debe reunir las siguientes características:
-Facilitar las tareas de llenado y vaciado del líquido circulante. El
mantenimiento de un sistema de refrigeración por agua es indispensable para
poder seguir obteniendo buenos resultados. El depósito debe incluir tapones que
faciliten la renovación de agua sin tener que desmantelar todo el circuito.
- Facilitar las tareas de purgado del circuito. Aquí el término purgar se refiere a
eliminar todo el aire que pueda albergar en su interior el sistema de refrigeración
líquida, de esta manera conseguiremos una refrigeración silenciosa y eficiente (si
el agua lleva aire se escucharán unas molestas turbulencias). El purgado se va
realizando progresivamente a medida que el agua va fluyendo por el circuito y
desalojando el aire de su interior, pero para que la tarea se lleve a cabo por
completo, el sistema necesita un lugar por donde expulsar ese aire sobrante, el
depósito.
-Mejorar en general el sistema de refrigeración. No existe una relación
directamente proporcional entre la cantidad de agua en el circuito y el
rendimiento en temperaturas del sistema, pero lo que si es cierto es que
necesitamos un sistema que cuente con una cantidad holgada de agua,
generalmente 1 o 1.5l (en función de las dimensiones del circuito). Un depósito
de dimensiones compensadas nos dará muy buena vida de cara al mantenimiento
y rendimiento del sistema.
En mi caso, uno de los depósitos que puede cumplir
ampliamente los requisitos anotados puede ser el
Alphacool Cape Coolplex 25 Pro.
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Configuración final
Nos queda establecer el orden de los elementos, lo recomendable es situar la bomba lo
mas próxima a los bloques para que el agua vaya con suficiente potencia. La salida del
bloque del procesador la conectaremos con el de la gráfica. Encaminaremos el agua al
radiador donde procederemos a enfriarla. Y ya por ultimo, del radiador al deposito
donde la bomba se encargará de demandar el agua de nuevo.
Depósito
Bomba
Radiador triple
Bloques CPU, chipset y Gráfica
Hemos establecido que la bomba ha de estar cerca de los bloque de refrigeración para
que le llegue el mayor caudal posible. La colocación del radiador vendrá influenciada
por el espacio disponible en el interior de la caja aunque como es un elemento que
genera calor, esta muy extendido ponerlo fuera de la caja, en la parte superior de esta.
Las ventajas que tiene esta disposición son que no influye en el calor generado dentro
de la caja y que no estamos tan restringidos por el tamaño. Las desventajas son quizá
que al estar fuera de la caja, sus ventiladores se escucharán mas.
Glosario de términos
ATX: Advanced Technology Extended. Se trata de un estándar de formato en las
placas bases así como en las cajas que las albergan. Fue creado por Intel en 1995.
µATX: Estándar derivado de ATX que se caracteriza por una reducción en la placa y
disminución de las ranuras de expansión.
Barebone: la traducción literal es algo así “en los huesos”. Se trata de un término
que referencia a equipos informáticos domésticos pero de reducidas dimensiones.
cambio de fase: Técnica usada en la refrigeración de los frigoríficos que puede
extenderse en su aplicación a los equipos informáticos y que consiste en cambiar el
estado físico de un elemento sin cambiar su composición; generalmente el paso mas
usado es el de liquido a gas y viceversa.
Cfm: cubic feet per meter. Medida establecida para el flujo de aire de los ventiladores.
dBA: Medida estándar para cuantificar el ruido.
heat-pipe: Se trata de un tubo cerrado por ambos extremos y en cuyo interior
discurre un fluido que ese encarga de conducir el calor de un extremo a otro del tubo.
Al aplicarle calor en un extremo se evapora el líquido de ese extremo y se desplaza al
otro lado, ligeramente más frío, condensándose y transfiriéndole el calor.
Led: Light-Emitting Diode. Se trata de un diodo que emite luz cuando se le aplica
una corriente eléctrica.
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Metraquilato: Material transparente similar al cristal pero mucho mas resistente a los
golpes, es también muy maleable lo que permite un uso muy extendido.
OC guru: Se trata de una aplicación desarrollada por Abit para poder cambiar los
parámetros de configuración mas influyentes en el rendimiento del equipo como puede
ser, el bus frontal o el voltaje del procesador, para que el cambio de configuración no
necesite acceder a la BIOS, la placa base habilita un chip, denominado µguru.
Potenciómetro: Un potenciómetro es una resistencia variable, de esta manera,
indirectamente se puede controlar la intensidad de corriente que hay por una línea si se
conecta en serie, o la diferencia de potencial de hacerlo en paralelo.
purgar: Limpiar, purificar algo quitándole lo innecesario. Aplicado a la refrigeración
líquida consiste en eliminar todo el aire del circuito.
Racor: Pieza metálica usada para unir tubos y elementos de fontanería.
Rehobus: Panel compuesto por varios potenciómetros.
Silent blocks: Tacos de goma cuyo cometido es absorber vibraciones.
SilentPC: Termino acuñado por los usuarios informáticos para refererirse a todo
aquello que tiene relación con la insonorización de los equipos informáticos.
Socket: Relacionado al hardware, zócalo de conexión del procesador con la placa
base.
Spinpoint: Tecnología desarrollada por Samsung para mejorar la velocidad
operacional de sus discos duros sin que revierta en la sonoridad.
Referencias
La gran mayoría de los conocimientos que aquí se exponen son fruto de la experiencia y
de un largo deambular por infinidad de foros y webs especializadas, algunas de ellas las
consulto con bastante asiduidad y me han servido de gran ayuda para recopilar tablas y
fotos muy interesantes:
Hard-h2o. Foro muy completo en el que se incluyen secciones dedicadas a reviews de
nuevos elementos, guías de todo tipo y foros de discusión con gran cantidad de
categorías entre las que figuran la refrigeración por aire o agua. www.hard-h2o.com
Noticias 3D. Otra excelente web con contenidos muy completes e información
generalmente bastante competente y poco contaminada por “fruteros de barrio”.
www.noticias3d.com
Silentpcreview. Se trata de una web dedicada exclusivamente al análisis de
componentes silenciosos. www.silentpcreview.com
Wikipedia. La he usado para conformar el glosario. www.wikipedia.es
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