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超能課堂(336):PC主機的噪音從哪來?

2024年09月23日 首頁 » 其他

相信對噪音敏感的玩家都會在PC主機選購配件時對噪音值這項參數進行特別關注。一般情況下,我們會將每個配件與其同類產品進行比較,分別選出相對較好的一款,從而組裝成一台令自己滿意的靜音主機。這個選購過程儘管可以保證最終的靜音效果足夠出色,但總體還是缺乏針對性,導致我們為「靜音」二字付出較多的資金投入。那麼,PC主機中哪個配件才是噪音大頭,誰又更值得我們為其噪音表現去花更多的錢呢?為此,我們嘗試通過實測,去研究每個能夠發出噪音的配件它們各自在整機中的具體情況。

PC主機配件的噪音源基本上是來自於風扇轉動時發出的切風聲,而目前帶風扇的配件主要有CPU散熱器、顯卡和電源。這些配件上的風扇都承擔著為其內部發熱源解熱的工作:配件負載越高,發熱就越大,風扇轉速隨之提升,加速配件的熱量交換速度。此時,風扇發出的噪音自然就會逐漸增加。其中,CPU散熱器和顯卡內部都集成有溫度傳感器,溫控晶片接收到溫度資訊後會控制風扇到對應的轉速,保證CPU和顯卡核心以較低的溫度下穩定運行。

超能課堂(336):PC主機的噪音從哪來?
某款電源在高負載下的發熱情況

電源也是差不多的道理,但其調控風扇轉速的方案主要有兩種,一種是根據功耗負載,另一種才是根據內部元件的溫度。前者可以使電源在遇到較高負載的時候快速做出提高風扇轉速的應對策略,第一時間為內部主要元件升溫做好準備,保證電源高效運行,不過噪音變化會比較明顯;後者則因為元件在散熱片的輔助下升溫相對緩慢,所以風扇轉速同樣也會以實時性的調度策略逐漸提升,將噪音儘可能地穩住在較低水平,這樣一來電源溫度會相對高一些,給工作效率帶來一定影響。目前,主流的電源風扇轉速調控方案為溫度、負載雙結合,具體兩者中誰是優先級,就看電源廠商怎麼安排了。

超能課堂(336):PC主機的噪音從哪來?
某款機箱煙霧測試

除此之外,機箱作為各大PC配件的載體,因為自身本來就是處於相對密閉的狀態,通常情況下,它同樣是需要加裝風扇來加快內部的空氣流動,避免熱量積聚成為悶罐。而機箱風扇在中高端平台中又是以多把的形式加入到整機當中,並且可以分布在機箱的幾乎每一個位置,噪音累加之餘又緊貼機箱內側,用戶對它們的感知可能絲毫不遜於前面的三大件。

測試說明

於是,我們就上述的四個噪音源,找來了兩套比較有代表性的中、高端平台,並將其安裝到不同的類型的機箱中,分別測試它們單獨、整體的噪音。為了保證較好安裝兼容性,兩套平台的機箱我們統一使用華碩 A23 光影、華碩 AP201 冰立方以及Tt 鋼影·透EX這三款,它們分別作為下置電源、前置電源、側置電源結構的機箱代表,同時加入框架結構與海景房機箱一致的開放式平台進行對比。

超能課堂(336):PC主機的噪音從哪來?
開放平台

超能課堂(336):PC主機的噪音從哪來?
華碩 A23 光影

超能課堂(336):PC主機的噪音從哪來?
Tt 鋼影·透EX

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華碩 AP201 冰立方

考慮到華碩 AP201 冰立方除頂部360mm水冷位外只能安裝三把機箱風扇,且為二進一出,因此其他機箱也採用二進一出的安裝方式加上風扇。機箱風扇選擇了先馬 XT128,也是看中其兼具性能與RGB燈光之餘價格不算特別貴的特性。CPU選擇目前市場主流且使用率較高的Intel LGA 1700平台,主板為的風扇模式統一設置為安靜模式,模擬對噪音有一定要求的普通用戶的使用習慣。

超能課堂(336):PC主機的噪音從哪來?
華碩BIOS風扇轉速曲線設置頁面

測試在環境噪音不高於15dB(A)的消音實驗室中進行,被測平台與噪音儀拾音頭距離控制在30CM,並且還加入正面和側面兩個角度,以儘可能還原用戶放在桌面上使用的距離和朝向。此外,我們針對用戶的兩種使用場景——待機和遊戲(《電馭叛客 2077》開啟2K解析度 超級擋位預設 DLSS 3.5自動,在一個場景當中掛機,測試結果僅代表這個場景下的平均噪音值)分別進行對應的噪音測試,通過HWINFO軟體和轉速測試儀的輔助下記錄風扇轉速相對穩定後的數據。測試室溫約為28℃。

中端平台

中端平台的CPU我們找來了酷睿i5-12600KF。這款CPU不論是剛上市還是如今,都保持著較強的市場競爭力,功耗適中性能不俗,且對主板規格要求相對友好。單塔六熱管設計的酷冷至尊 T600 PRO能保證i5-12600KF在較低的溫度下穩定運行。主板為顏值與用料均做得不錯的華碩ROG B760-G GAMING WIFI D4,顯卡則是搭配映眾的RTX 4060 8G 曜夜。隨著RTX 3060逐漸淡出市場,相信低價位段的RTX 4060會是不錯的接班人。電源按照英偉達官方給到的電源功率推薦,並且結合普通用戶更喜歡把預算花在刀刃上的習慣,選擇了滿足ATX 3.0和PCIe 5.0規範的九州風神 PL550D。經測試,這是一款採用溫度優先的風扇轉速調控策略的電源。其餘配件如下表所示。

超能課堂(336):PC主機的噪音從哪來?

超能課堂(336):PC主機的噪音從哪來?

由於是開放平台,所以就不需要加裝機箱風扇了。整機在待機狀態下的主要噪音來源居然是電源風扇。CPU和顯卡負載不高,它們的風扇一個是在較低的轉速下運行一個直接停轉,而九州風神 PL550D不支持低負載停轉,一上來就是1000 RPM左右,噪音最大接近30dB(A),其實不算明顯,夜深人靜的時候才能感受得到。CPU散熱器噪音極低,疊加到電源噪音上面不是很明顯。

至於遊戲時的噪音大戶就變成了顯卡了,最大噪音值為側面時的43.5dB(A),疊加完CPU散熱器和電源的噪音後稍有增加,最大來到了44.0dB(A),日常使用中還是能夠感覺到的。

超能課堂(336):PC主機的噪音從哪來?

接著趕緊來看看同為左右分倉式結構、但多了外殼的海景房的噪音表現。不論是待機還是遊戲時,機箱風扇的加入並沒有給整機噪音帶來較大的影響,海景房的整機噪音最大為40.63dB(A),比開放平台低了超過3dB(A),這降幅屬於是較為明顯的水平。同時,待機時CPU散熱器的噪音已經是接近環境噪音甚至是更低。不過,待機和遊戲時的主要噪音來源分別還是電源和顯卡。

超能課堂(336):PC主機的噪音從哪來?

來到下置電源機箱這邊,待機和遊戲時的主要噪音來源依然分別還是電源和顯卡。但是,下置電源機箱的電源噪音相較於海景房要大上一些,可能是由於測試時機箱放置在光滑的平面,噪音經過多次反彈疊加造成,如果換成粗糙面應該會好不少。另外,兩把前置風扇在正面是直接對著噪音儀的,即便自身噪音並不明顯,但對整機噪音的影響還是比在其他安裝位置要大。

值得注意的是,雖然下置電源機箱的電源噪音增加了,但其在遊戲時的整機噪音反倒沒和海景房拉開差距,CPU散熱器噪音大幅降低明顯是做出了巨大貢獻,這應該是與機箱的風道設計有關。下置電源機箱的機箱風扇是前進後出,形成了比較好的水平風道,而海景房是側進後出,彎曲風道顯然是對整機散熱打了些許折扣的,因此CPU散熱器在下置電源機箱的機箱中其實是處於一個比較好的工作環境,同轉速下有著更高的效率。

超能課堂(336):PC主機的噪音從哪來?

緊湊型機箱一般都採用前置電源的結構設計,雖然空間利用率上來了,但風道相對海景房和下置電源機箱就沒那麼好了。同時,測試時,我們將電源的風扇安裝朝向為朝內,面向主板,以模擬大部分前置面板不設開孔的機箱安裝情況。按道理來說,這就很容易使得整機高負載的使用場景下,電源會吸入顯卡的熱量,影響電源內部元件的散熱,進而導致電源風扇轉速提高。不過,實測顯示,這時電源噪音值確實會高些,但沒有到特別離譜的程度,反倒是緊湊性的機箱設計導致了整機散熱偏差,所有風扇的轉速全面提高。

待機時,電源雖然還算得上是主要噪音源,但相對沒那麼主要了,機箱風扇的噪音已經趕了上來,相互疊加之後將噪音提高到最高28.5dB(A),不過仍低於開放平台。遊戲時情況相同,機箱風扇也是站了出來做貢獻,還好顯卡的噪音偏大,疊加得不多。

高端平台

高端平台我們將CPU換成了酷睿i9-13900K,散熱升級為雅浚 GA5 360一體式水冷,顯卡則是搭配華碩 TUF GAMING GeForce RTX 4080 O16G。隨著整機價格提高,相信大部分玩家不會對顯卡做工用料吝嗇,即便是丐版,整體散熱水平較中低端顯卡也有質的飛躍。電源依然按照英偉達官方給到的電源功率推薦,同時為了讓電源噪音因素更加凸顯,同樣選擇了九州風神PLD系列,規格來到的750W。考慮到日常使用供電性能足夠,主板維持華碩ROG B760-G GAMING WIFI D4不變。其餘配件與中端平台基本無異。測試時,CPU散熱器豎立在主板旁邊,風扇進風面與主板正面朝向一致。

超能課堂(336):PC主機的噪音從哪來?

超能課堂(336):PC主機的噪音從哪來?

由於換上了360一體式水冷,且主板最低限制CPU散熱器風扇轉速PWM值為20%,加上三把風扇遇到高阻抗產生的噪音併疊加,CPU散熱器的待機噪音已經是超過了電源。兩者的共同作用下,整機待機噪音越過了30dB(A)大關。而遊戲時,CPU散熱器依然是扮演著噪音大戶的角色,顯卡次之,但差距接近10dB(A),看來RTX 40系的高端顯卡散熱用料上確實是猛了,要是換成RTX 30系,可能會相對高一些。

另外,雖然中端和高端平台均使用同一個系列的電源,只是最大輸出功耗存在差異,但是在待機/遊戲場景下750W的風扇轉速均明顯比550W的要低,前者面對負載時表現得更加從容,可能與電源的內部用料或整機得實際工況有關。

超能課堂(336):PC主機的噪音從哪來?

裝入海景房機箱之後,各單獨配件及整機噪音有了外殼的隔擋有所下降,但只是限於待機狀態。到了負載較高的遊戲場景時,機箱風扇與CPU散熱器齊齊發力,兩者噪音不分上下,均在43dB(A)左右,反倒是顯卡和電源是相對安靜的,此時整機噪音經過疊加之後來到了46.7dB(A),比開放平台還要高一些。

超能課堂(336):PC主機的噪音從哪來?

下置電源機箱這邊也是差不多的情況,且待機時延續了中端平台上的特性表現,即CPU散熱器工作效率更高,而電源噪音受到底部反彈疊加的影響則隨著電源風扇轉速的降低變得不那麼明顯。

超能課堂(336):PC主機的噪音從哪來?

最後看到前置電源機箱。由於要兼容360水冷和華碩 TUF GAMING GeForce RTX 4080 O16G顯卡的安裝,標準長度14CM的九州風神 PL750D只能以風扇朝主板一側安裝,否則電源延長線插頭會頂到水冷風扇,這樣剛好也是與前面中端平台的安裝模式相對應。

待機時,機箱風扇成為了主要噪音源,CPU散熱器緊跟在後,相互疊加之後將噪音提高到最高31.9dB(A),依然是三款機箱以及開放平台中表現最差的。遊戲時,緊湊的特性使得機箱的內部溫度偏高,所有配件的風扇轉速都隨之提高,機箱風扇的單獨噪音更是高達53.8dB(A),疊加完整機噪音為54.6dB(A),已經是到了比較吵的水平了。

我們在本次測試中使用不同功耗配置的平台、不同結構類型的機箱、不同的負載場景以及具有一定的代表性的平台配件型號和數量等等,以儘可能地還原大部分用戶的實際情況的同時控制變量一致。不過,整機噪音在實際中其實受制於更多條件因素的影響,因此本次測試的數據結果僅供參考。

中端平台在低負載時的主要噪音來源為電源,準確來說是不支持低負載停轉且初始轉速較高的電源。當到了高負載時,只要是散熱器不是特別菜且能夠較好地將CPU的溫度壓制住,整機主要噪音來源基本上就變成顯卡了,具體影響的程度與顯卡的散熱用料和自身功耗有關。

我們建議注重靜音體驗的中端平台用戶可以優先選擇散熱用料較好的顯卡款式,其次是性能更好的機箱風扇,尤其是使用緊湊型機箱的用戶需要特別關注。至於電源方面,30dB(A)以內的噪音其實大部分人都應該能夠接受,而少部分要求較高的玩家則可能需要上支持風扇停轉的高瓦數電源了,增加電源功率輸出的冗餘度也不是什麼壞事。

高端平台上,由於CPU功耗明顯增加,一體式水冷散熱器稍顯吃力,同時帶動默認基於CPU溫度控制的機箱風扇轉速提升,兩者不論是在待機還是遊戲時都是噪音大戶,顯卡和電源的噪音反而要小得多。更重要的是,高端配置裝在緊湊型機箱中,內部熱量較難散出造成堆積,進一步提升內部配件的溫度,從而導致風扇轉速和噪音增加。

我們建議注重靜音體驗的高端平台用戶可以從頂級性能的CPU散熱器、機箱風扇以及風道優秀的大機箱方面入手,優先將CPU的工作溫度降低,畢竟目前的Intel高端CPU功耗普遍較高,AMD CPU也面臨著積熱的問題。之後,用戶可以再根據自身預算搭配兼顧性能與靜音的高端風扇。

除了針對PC主機配件,我們也可以通過使用帶吸音棉的機箱或者戴耳機等方式進行主動降噪。前者犧牲機箱的散熱性能換靜音,不太適用於高端平台,後者就見仁見智了,如果房間裡只有自己一個人,這種掩耳盜鈴式的做法不得不說是極為有效。

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