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本帖最后由 qlin4n1 于 2014-4-29 00:32 编辑

这台计算机是本人在2014年3月制作的, 算是第六台DIY性质的无风扇计算机了, 姑且称为6号机.

有关本人DIY的几台无风扇计算机, 已经写了若干的详情, 请见
1号机 http://www.nas1.cn/thread-83405-1-1.html
2号机 http://www.nas1.cn/thread-83403-1-1.html
3号机 http://www.nas1.cn/thread-83406-1-1.html
5号机 http://www.nas1.cn/thread-83414-1-1.html
6号机 http://www.nas1.cn/thread-83398-1-1.html
7号机 http://www.nas1.cn/thread-83471-1-1.html
之所以我非常喜欢无风扇电脑, 是因为风扇不可靠, 而且噪声大. 我对高频噪声比较敏感, 以前为了降低噪声, 我将风扇电压调低, 转速调低, 但是可能因为北方风沙较大, 风扇容易脏, 于是我遇到了好几次风扇停转的情况, 造成麻烦一堆. 所以后来我都自己组装无风扇的计算机了.

6号机的制作目标是: 无风扇全静音, 能装一块3.5寸大硬盘, 能做虚拟机服务器, 能跑一个软路由pfSense加一个Win7客户机, 低功耗, 能放置在吊柜中长期运行. 6号机用的是3.5寸主板 , 598元买的; 然后机箱是45元买的; 背板是20元订制的, 当然都不含邮费. 另外由于3号机丑陋的外观, 使得它无法改换使用的位置, 只能在角落作为服务器. 因此在做6号机时, 我考虑到以后可能会作为前台的个人电脑使用, 因此一定程度上照顾了外观的美观.

因此, 我选用的主板带有双千兆网卡(单网卡也行, 但需要交换机支持vlan, 配置复杂, 总体功耗更高, 价格也更贵), 而且主板底部散热的方式也很适合我的需要, 还带一对USB 3.0. 可惜的是只能插一条内存, 所以我只能装8GB上去, 这对一台虚拟机服务器是不太富裕的. 这主板插上mSATA的SSD后还能接两个SATA硬盘, 对我目前的情况够用, 但是如果我要进一步扩充的话, 将会需要安装3块SATA硬盘, 那么它又不够了. 另外作为服务器它的背面接口是足够的, 但是如果作为台式机来使用的话, 背面的USB口不太够, 如果能把VGA或音频口去掉改成USB接口, 而且能够内接/前置USB 3.0就最好了. 主板型号我也不知道, 有兴趣的可以在网上搜一下, 关键词是"1037U USB 3.0".

小机箱是给仪器仪表用的, 铝板很软, 这往往意味着铝的纯度高, 导热性能好. 但是铝板没有做阳极氧化, 那么它的辐射散热能力就很差了, 我估计我的这台计算机的主要散热方式还是以辐射为主, 对流为辅, 传导就谈不上什么了, 更没有蒸发. 所以我曾经打算给它涂上一层油漆, 以增强它的辐射散热能力, 不过后来看它的散热表现还好, 就作罢了. 小机箱原本有65mm厚, 在我的应用场合, 主板和3.5寸硬盘摞在一起放, 内部只需要48mm就够了, 所以我将其切掉了10mm. 这款机箱的高度改造也很容易, 锯就可以, 而且也不影响其外观, 很不错的特性. 如果不需要装大硬盘, 这款小机箱甚至可以一个拆成两片, 每片做一个适合于此主板的小机箱.

背板在tao宝上订做的, 主要是测绘背板的那些端口外形比较麻烦. 有了CAD图, 在网上订做倒是很简单, 又快又便宜又漂亮. 正面板加了个带灯开关和USB接口, 倒是更麻烦些. 背板开口的CAD文件在本文最后面.

SATA数据线和电源线都作了一些小改动, 主要是弯头之类的. 需要提一下的是3.5寸硬盘所需要的12V电源, 主板上没有正式提供12v的硬盘电源, 不过有一个风扇电源接口, 既然我不接风扇, 那么就顺手让它为3.5寸硬盘供电好了.

在我做的无风扇计算机中, 这台计算机的DIY加工工作量算是少的, 如果不要前置USB接口, 不增加后置USB接口, 不那么追求机器的厚度, 那么只需要打8个孔用于安装主板,硬盘和开关按钮, 内部3.5寸硬盘的电源线需要自己焊接一个接头, 定制一块后面板就可以了.

最后, 装了一块1.8寸的三星PM830 SSD, 一块Seagate ST4000DM000 3.5寸HDD, 一条8GB内存, 正常运转功耗15瓦左右, HDD硬盘休息后功耗10.8瓦上下. 放在吊柜中, AIDA64测量, 两个CPU核心平时温度45度(但CPU是30度,不明白有什么区别), 硬盘37度; 如果用LinX烧CPU, 3小时后温度停留在68度, 功耗是15.7w, 似乎烧CPU不会让功耗更高. 在这个房子里, 冬天和夏天的室温, 应该最多相差10度(22度和32度), 那么我觉得对应的导致计算机相关部件的温度升高最多有15度. 前面所说的所有温度测量值, 即便再加15度, 也还在厂家允许范围之内, 所以我觉得可以接受. 这个主板的CPU能降频工作, 这就是笔记本CPU的优势了(台式机的只能升频, 不能降频), 平时它都是工作在800MHz的, 只有在忙的时候才会提升到1.8GHz.

装好后, 考虑到节能, 我的物理机操作系统用的是Windows Server 2012. 其实我对VMware ESX更熟, 我在单位管理6台物理机100+台虚拟机, 都是ESX的. 但是作为一个家用服务器, 节能也是一个重点要求. VMware ESX不能做到让物理硬盘停转休眠, 但Windows Server能, 而且我怀疑ESX也不能控制CPU闲置时降频工作. 所以我选择了Hyper-V. 其实Hyper-V也有几点不好, 1是不能把USB设备直通给虚拟客户机, 2是对于FreeBSD内核的虚拟操作系统来说, 它只能用旧版的虚拟网卡, 性能不好, 据说pfSense软路由的导通率超不过28Mbps, 这个只比我家的20Mbps带宽多了一点而已. 这台机器, 如果大硬盘完全由Windows Server自己控制, 再以SMB或NFS或ISCSI共享出去. 另装一个黑群辉, 做共享门户(SMB转发之类的)和多媒体(各种Station和UPNP之类的), 估计能做到既节能, 又易用. 我家因为有白群辉了, 所以就不这么玩了. 这台计算机中的大硬盘主要会被用于做白群辉的备份, 做多个历史版本的备份功能. 从这点来说, 这块3.5寸硬盘每天的使用时间只有20分钟左右, 所以能够控制硬盘的休眠, 既有节能的好处, 也能延长硬盘的寿命.

有朋友问到既然是放在柜子里, 为什么不做裸机? 理由想必是那样散热会更好. 那么我们可以类比一下, 为什么CPU不裸着, 反而要盖一个散热片上去? 我认为这是因为散热片是热的优良导体, 可以把CPU的热量很快地传到到整个散热片上, 而整个散热片的散热能力比CPU那指甲盖大的面积的散热能力强好多. 同理, 我的机箱是全铝的, 机箱与CPU, 芯片组以及硬盘之间有良好的导热通道(这是我DIY的重点), 而整个机箱的表面积, 比CPU,芯片组和硬盘的表面积加起来还要大很多, 散热能力也强很多.

在没有强制对流(风扇)的情况下,散热主要靠热辐射, 其次是自然对流. 光滑的铝的发射率(或称辐射系数)只有0.1左右, 深度氧化(例如阳极氧化)的铝的发射率能达到0.5, 如果涂了油漆, 这已经不是铝而是油漆在辐射了, 发射率能达到0.9, 因此表面处理过的机箱的辐射散热能力会比普通铝材高很多. 同时, 机箱垂直摆放, 有利形成层流, 减少湍流, 能更有效地利用自然对流散发热量. 无论是辐射散热,还是对流散热, 表面积都是一个重要的因素, 表面积越大, 散热能力越强. 当然这还有一个前提, 就是机箱材质本身, 是热的良好导体, 这样才能把热量传递到整个机箱, 有效利用整个机箱的表面积. 因此我从来都选用铝质机箱, 而不用铁质机箱. 所以, 一个散热良好的机箱, 一套将CPU等器件的热量迅速传导到机箱的机构, 是我DIY无风扇计算机的核心思路.

关于散热的最后, 我的目的是要让计算机在厂家允许的范围内工作, 而不是越冷越好, 尽管那样可以延长计算机的使用寿命, 但我并不愿意以噪声, 体积和可靠性(风扇是不可靠的)为代价换取计算机的长寿. 那么CPU和芯片组的厂家标称的耐热工作温度是多少呢, 每款CPU和芯片组都会有些许差异, 但一般来说Intel的台式机CPU的耐受温度是95度(或90度), 笔记本CPU的是105度, 芯片组一般是105度. AMD的差一些, 但也不低. 这些数据都可以在Intel/AMD的官网查询得到. 其实要是真的长期达到了90度, 首先会缩减寿命的是电解电容, 所以很多主板号称固态, 说的就是没有使用电解电容. 其次主板电池也会很快完蛋. 再然后, 我觉得SSD的写入次数也会缩减得比较厉害. 但是就目前的情况来看, 我的计算机的常规情况下的温度距离这些极限温度还很远, 所以我觉得它的寿命的折损应该不太大.


如果要想拥有更多的SATA口, 也不是完全没有办法, 我刚刚在taobao上卖了一块MPX-3132的卡, 就是Mini PCI-e插槽接出2个SATA端口的. 如果还嫌不够, 还可以接SATA端口倍增器(复用器), 一个SATA端口可以倍增成5个, 两个SATA端口就可以倍增成10个了, 当然这5个端口速度的合计, 撑死了就等于一个SATA端口的速度. 下面也有图片.

最后, 上图:

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38 个回复

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博望坡  纳斯达人 | 2014-4-24 14:57:28
主板型号,网卡是不是千兆的?
hepeng12345  高烧40℃ | 2014-4-24 15:06:53
前排留位,回复完接着看
xjcsuper  骷髅 | 2014-4-24 15:35:07
兄弟,我这前几天刚入了这块主板的准系统,机壳20cmX20CM厚3CM.全铝外壳,645包邮到手,装了个120GSSD,正在弄WIN8.1平台加爱快路由。本来也打算用hyper-v装路由,事实证明hyper-v的网络转换性能不行,我100M的光纤,只有2M的下载。而且ping波动很大,正打算换VM试试
palort  发烧38℃ | 2014-4-24 15:39:41
这个位置也太牛了! 没有散热风扇就算了.居然连散热片也没有..能熬过夏天吗?
wenwin0102  高烧40℃ | 2014-4-24 15:46:04
看到布线我凌乱了~~
kfqzhw  走火入魔 | 2014-4-24 15:58:39
diy的很不错
ybcqb  高烧40℃ | 2014-4-24 16:00:49
佩服楼主。
faninx  走火入魔 | 2014-4-24 17:21:07
LZ有个神奇的柜子
jmdjj  走火入魔 | 2014-4-24 17:57:15
支持DIY精神!感谢分享!
dgiuobin  骷髅 | 2014-4-24 18:41:39
硬件部分有了,什么时候可以上软件部分呢?
foxzone  走火入魔 | 2014-4-24 19:56:55
楼主动手能力强大呀。
hstc  走火入魔 | 2014-4-24 21:12:02
本帖最后由 hstc 于 2014-4-24 21:15 编辑

既然装在吊柜中,为什么不裸机?反而加机箱?就象我的NAS一样。http://nas1.cn/thread-69351-1-1.html另外,建议装上风扇(12V静音),吊柜要留有出风口。
Maotou1999  高烧40℃ | 2014-4-24 21:53:43
顶柜最好有一个风扇,要不热气聚在里面散不出来,夏天还是很热的。
bc_corp  高烧40℃ | 2014-4-24 22:55:10
这个机箱做得相当漂亮
tsb0574  发烧38℃ | 2014-4-25 10:24:23
外面的木箱也是封闭的,长时间能看过去不?
kfqzhw  走火入魔 | 2014-4-25 10:27:49
机箱外壳都是楼主自己切割打孔的吗?
kfqzhw  走火入魔 | 2014-4-25 10:28:29
对楼主的背板开口的CAD文件感兴趣,希望分享
qqxioud  高烧40℃ | 2014-4-25 11:22:04
机箱不错啊~
fallenangel36  发烧38℃ | 2014-4-25 11:35:03
xjcsuper 发表于 2014-4-24 15:35
兄弟,我这前几天刚入了这块主板的准系统,机壳20cmX20CM厚3CM.全铝外壳,645包邮到手,装了个120GSSD ...

选择双网卡的主板,或者带PCI的主板+网卡,有两个物理网口就可以直接装软路由系统了,跑虚拟效率会低很多的
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