Компьютерра - Журнал «Компьютерра» № 27-28 от 24 июля 2007 года (695 и 696 номер)

Так уж получается, что большинство статей, мною написанных, готовятся дома, где у меня основное рабочее место. Как правило, мне совершенно плевать на отвлекающие факторы, но порой даже ровный шум системного блока мешает сосредоточиться. Вот с шума-то и начнем.

Шумят в основном два типа устройств: кулеры и жесткие диски. Прочие приводы типа оптических или флоппи в расчет можно не брать – они работают лишь периодически. Корпус компьютера иногда тоже способствует ухудшению шумовой обстановки, не заглушая внутренние устройства, а, наоборот, усиливая их шум.

Несмотря на современные технологии типа гидродинамических подшипников, практически избавившие нас от мерзкого высокочастотного воя шпинделя, у дисков остается как минимум два источника шума: вибрация, вызванная не совсем точной балансировкой пакета пластин, и звук привода головок.

Вибрация сама по себе не слышна, если вы держите диск в руке, но стоит прикрутить его к корпусу… Иногда не помогают даже резиновые вставки и специальные винты, не допускающие касания металла с металлом. В некоторых случаях резиновые вставки не ослабляют, а усиливают вибрацию, что связано с резонансными явлениями. В такт с дисками вибрируют элементы корпуса, а то и стола, на котором находится компьютер. Частота этой вибрации, а соответственно, и вызванных ею акустических колебаний, соответствует оборотам диска: для 5400 об./мин. это 90 Гц, для 7200 – 120 Гц и для 10000 – 166,7 Гц. Для современных дисков это самый громкий звук – посмотрите на спектрограммы [Для корректного снятия подобных спектрограмм требуется микрофон, имеющий хорошую чувствительность в области низких частот, желательно с ровной АЧХ (компьютерные электретные и динамические для караоке к таковым не относятся), и виброизолирующая подвеска (большая масса самого микрофона, его внутренние виброгасители и виброизолирующий штатив не спасают от передачи колебаний через поверхность, на которой он установлен)] [1].

Вариантов уменьшения шума жестких дисков на частоте вращения существует два: увеличение вибрирующей массы и виброизоляция диска от корпуса. Первый вариант реализуется простым жестким креплением диска в кассете и дает хорошие результаты, если корпус изготовлен из толстого металла. Можно также, как рекомендовал Алексей Климов в статье "И не жужжим!" ("КТ" #590), прикрутить к диску дополнительный груз. Однако для большинства типовых корпусов эффективнее второй вариант – мягкая подвеска с одновременной виброизоляцией самого корпуса. Здесь применимы всевозможные эластичные материалы [2].

По Сети гуляют слухи о том, что мягкая подвеска винчестера может сказываться на точности позиционирования головок, и если не нарушить функционирование, то, по крайней мере, увеличить время доступа. Никакими сторонними тестами это утверждение не подтверждается, а официально на сей счет высказалась лишь компания Seagate: влияние мягкой подвески на работу механизма позиционирования действительно есть, однако обнаружить его можно только с помощью специальных средств, снимающих технологические данные непосредственно с сервосистемы накопителя. Любые же замеры внешних параметров накопителя, таких как время позиционирования или количество ошибок, не могут показать этого влияния, так как оно полностью компенсируется внутренними системами диска, не выходит за максимальные расчетные отклонения и, соответственно, никакого вреда для самого накопителя не представляет.

Бороться с еще одним шумовым эффектом диска – «треском» головок – можно с помощью предусмотренного производителем метода: использования возможностей системы AAM (Advanced Acoustic Management), когда она поддерживается накопителем (хотя этот путь снижает производительность). Управлять этим параметром поможет известная утилита MHDD или подобная. Есть, правда, еще вариант – упаковка диска в шумоизолирующую кассету из, например, поролона – но этот способ я рискну рекомендовать только для медленных «холодных» дисков. Винчестер имеет собственную систему контроля температуры, и при превышении границы он если и не отключится, то как минимум будет периодически производить раздражающую рекалибровку или просто приостанавливать выполнение команд, за счет чего тормозится работа всей системы. Охлаждается же диск через поверхность корпуса, и на надевание сверху «шубы» вовсе не рассчитан. Половинчатое решение – укладка диска верхней плоскостью на мягкий эластичный материал – тоже дает эффект, но не забывайте, что микросхемам контроллера нужно охлаждение, и «одеяло» со стороны печатной платы [3] совершенно недопустимо.

В конфигурациях с двумя и более дисками, имеющими одинаковые скорости вращения, присутствует еще один весьма специфический источник звука – акустические биения, заставляющие резонировать конструктивные элементы корпуса, чаще всего – боковые стенки. Источник этих биений – небольшое отличие скоростей вращения пакетов пластин в дисках. Услышать разностный звук с частотой в десятые доли герца наше ухо не в состоянии, но модуляция основной частоты вращения этими биениями весьма неприятна на слух – волнообразно нарастающие и спадающие колебания, которые хорошо видны на микрофонной записи [4.1]. Сергей Вильянов в одной из статей для "Домашнего компьютера" по рекомендации специалистов применил в этом случае, наоборот, не мягкое, а жесткое крепление дисков, что дало эффект, однако уменьшая биения, жесткое крепление увеличивает шум на основной частоте (этот равномерный звук, впрочем, многим будет более приятен, чем "разностный"). Я же предлагаю другой метод. Кардинально устранить биения поможет разнесение в пространстве осей вращения дисков – например, один должен быть установлен вертикально, а второй горизонтально. При том что конструктивы большинства корпусов такой установки не предусматривают, подойдет более практичный вариант – перевернуть один из дисков "вверх ногами". Такое положение ничем не грозит и допускается изготовителями, а колебания при этом будут выглядеть совсем иначе [4.2].

• Если у вас есть выбор между разными сериями дисков, выбирайте тот, у которого меньше пластин, лучше – одна, у них даже паспортные значения шума меньше. Чем меньше вращающаяся масса, тем меньше проявляется ее дисбаланс (теоретически балансировка должна обеспечивать одинаковый дисбаланс для любых дисков, но в отличие от автомобильных колес, где дисбаланс определяется динамически по двум краям колеса (на внешнюю и внутреннюю части обода крепятся разные грузы), пакеты пластин балансируются в одной плоскости, что обеспечивает точную статическую балансировку, но не динамическую.

• Не забывайте, что вибрационный шум обычно прямо пропорционален скорости вращения шпинделя. Иногда стоит остановиться на модели 7200 об./мин. или даже меньше, а не гнаться за "десятитысячником".

• Послушайте звуки позиционирования дисков разных производителей. Тональность, как правило, у всех разная, одна будет вас сильно раздражать, а с другой вы легко свыкнетесь. Я, к примеру, не замечаю сухой «треск» IBM-Hitachi, но не выношу звука "консервных банок" старых серий Seagate.

• Алгоритмы управления позиционером головок и конструкция подвижных частей постоянно совершенствуются, так что обычно чем новее модель, тем меньше она "трещит". Современные накопители используют адаптивную систему позиционирования – скорость перемещения головок не установлена всегда на максимум, а рассчитывается исходя из времени «подхода» нужного сектора к головке, общий «треск» при этом почти не превышает уровня, соответствующего наиболее тихому режиму по AAM. Сама система AAM в таких дисках применяется редко.

Вентиляторы кулеров издают довольно широкий спектр звуков, среди которых для высокоскоростных преобладает пик на частоте вращения, а для низкоскоростных – низкочастотный широкополосный шум воздуха. С воем на частоте вращения без потери производительности справиться нельзя никак, но зачастую снижение оборотов не приводит к значительному росту температуры. Во многих случаях снизить частоту вращения помогут штатные решения – системные платы с регулировкой оборотов вентиляторов (как минимум это многие модели ASUS и Intel, а также современные платы с четырехштырьковым коннектором для вентилятора), у них достаточно настроить соответствующие параметры в BIOS Setup. Иногда встречаются и кулеры с собственными регуляторами оборотов. Нерегулируемые же 12-вольтовые вентиляторы я традиционно «торможу» включенными в питающий (красный) провод резисторами 0,25 Вт сопротивлением от 30 до 130 Ом [5]. Точный номинал приходится подбирать, ибо он зависит и от мощности, и от номинальной частоты вращения вентилятора, и от количества/формы лопастей. Самое главное – не перестараться, ибо с трудом стартующий вентилятор в один «прекрасный» день может не раскрутиться вовсе благодаря вечной спутнице системного блока – пыли (о ней поговорим чуть ниже).