Thuê con server của Amazon EC2 cấu hình 32 vCPU, 64 GB RAM, so với con Aquarium-PC của mình: 36 vCPU, 64 GB RAM, con của Amazon chạy nhanh hơn một chút, vì dù sao 2 con CPU Xeon của mình là đời cũ lắm rồi. Nhưng khi ép xung – overclock từ 2.3 lên 3.8 GHz thì con Aquarium-PC cho máy của Amazon “ngửi khói” lập tức! Nhưng ép xung cũng có nghĩa là tăng nhiệt, từ 60°C nhảy lên 75°C thường trực, và cũng phải tăng tốc độ quạt, tăng tiếng ồn. Đây là điều đành phải chấp nhận thôi, hoặc là phải có giải pháp tản nhiệt tốt hơn!

Giải pháp thì có, nhưng… kỳ công, phải học thêm nhiều kỹ năng nữa, nhất là cơ khí và CNC, mà tôi hiện tại chỉ có mấy kỹ năng làm mộc quèn mà thôi! Nói chung, xác nhận là tản nhiệt dầu vẫn có thể chạy tốt với máy ép xung được, nhưng thiết kế khâu tản nhiệt phải thật sự thông minh, thật sự hiệu quả! Viết một cái script nhỏ để bật / tắt việc ép xung cho Linux, chạy script là overclock + overvolt, tăng điện thế cấp cho các thành phần máy, chạy lần nữa là tắt tính năng này đi! Mới có mấy hôm mà kỹ năng viết shell-script của mình tăng lên thấy rõ!

Trong post trước có nói về v-table, v-table là gì!? Với lập trình procedural truyền thống, gọi hàm thực chất là một lệnh hợp ngữ (Assembly), chỉ cần một lệnh JMP – Jump là nhảy ngay đến vùng nhớ chứa đoạn mã – hàm cần thực hiện! Nên gọi hàm trong ngôn ngữ C có tốc độ nhanh, nhanh đến mức không tưởng. Nhưng sự việc không đơn giản như vậy với các ngôn ngữ hướng đối tượng, như C++. Lấy ví dụ như: a->some_function(), trong trường hợp đơn giản nhất, ta cần nhảy 2 lần, lần đầu đến vùng nhớ chứa đối tượng (object) ‘a’, sau đó mới tìm trong vùng nhớ đó con trỏ đến hàm ‘some_function’ và nhảy thêm một lần nữa. Nhưng sự việc không đơn giản như vậy vì OOP có tính kế thừa, có nhiều phiên bản khác nhau của cùng một hàm ảo, những phiên bản này được chứa trong một cái bảng gọi là v-table, và việc gọi hàm lúc này bao gồm: 1. nhảy đến vùng nhớ bắt đầu đối tượng ‘a’, 2. tìm xem trong v-table của ‘a’ địa chỉ của hàm cần gọi, 3. nhảy đến vùng nhớ chính xác của hàm đó. Và cái bảng v-table này càng ngày càng lớn nếu kế thừa nhiều cấp, 20 ~ 30 cấp cũng là việc đã từng thấy! Sự việc bắt đầu trở nên phức tạp hơn nữa với những ngôn ngữ hỗ trợ đa kế thừa, đối tượng ‘a’ có thể kế thừa từ 1, 2 hay nhiều lớp khác nhau!

Lúc đó, compiler sẽ phải tạo ra nhiều v-table, và việc gọi hàm là một công cuộc tìm kiếm, tra bảng dài lê thê, thay vì chỉ một lệnh hợp ngữ JMP đơn giản! Thời gian tiêu tốn cho việc gọi hàm có thể giao động đâu đó trong khoảng 5 ~ 50% toàn bộ thời gian chạy chương trình. Đến tận ngày hôm nay, mấy chục năm sau khi các ngôn ngữ hướng đối tượng ra đời, bản chất của việc gọi hàm vẫn không đổi, và vẫn chưa có cải tiến nào mang tính cách mạng xảy ra! OOP đúng là một mô hình rõ ràng, dễ hiểu đối với lập trình viên, nhưng cực kỳ đau khổ cho những người làm compiler! OOP sinh ra, đầu tiên và trên hết là cho lập trình UI, mỗi cửa sổ, mỗi nút bấm trên UI là một đối tượng – object, nguyên thủy là vậy, về sau người ta mới mở rộng OOP từ UI sang những lĩnh vực khác! Nên những người làm ứng dụng lớn, cần lớp lang, cấu trúc rõ ràng, những người đó sẽ cảm thấy khó hiểu khi những coder ở mức thấp bên dưới chỉ thích procedural! OOP đúng là rõ ràng và tiện lợi, nhưng không phải là cách tiếp cận duy nhất đối với các vấn đề lập trình, mọi việc có thể sẽ thay đổi! Và nhiều coder không hiểu vì sao một số người cố sống cố chết bám vào một số phong cách xưa cũ, vì… bản năng mách bảo rằng làm như thế mới là đúng!

Đã nói về nút Reset, nay nói về nút Turbo, chắc không mấy người còn nhớ, một thời phổ biến trên các dòng x86 nhưng dần biến mất kể từ Pentium 1, 2 trở đi! Cái nút Turbo này thực chất nó làm gì? Chính là overclock – ép xung để cho CPU chạy nhanh hơn! Đang có ý định làm lại cái nút Turbo này cho con Aquarium-PC! Chỉ cần nhấn nút một cái là CPU chuyển từ xung nhịp cơ sở 2.3 GHz lên xung nhịp tối đa 3.6 GHz ngay!

Trên một số dòng mainboard, CPU, thực hiện “Turbo” rất dễ, ép xung / hạ xung và tăng thế, hạ thế (undervolt) đối với các chip hoàn toàn làm được từ phần mềm một cách dễ dàng, có hiệu quả ngay lập tức, mà không cần bất kỳ can thiệp gì đến phần cứng! Tuy nhiên, và cũng có khi, cách tốt nhất để tăng tốc, gia tốc, turbo một cái máy tính, đó chính là… loại gia tốc có giá trị 9.8 mét trên giây bình phương ấy!

Để cho nó chạy chục ngày, lúc này dầu bắt đầu loang màu và mờ đục, không còn trong như trước, dù muốn dù không, các thành phần, vật liệu cấu thành nên cái “hồ cá” đều có sự “ô nhiễm” nhất định. Phát hiện quan trọng nhất là loại keo nến (silicone) dùng để gắn kết, cố định các chi tiết bắt đầu… tan ra trong dầu khoáng, điều phi lý hết sức, vì dầu khoáng là chất tương đối “trơ – inert” ở nhiệt độ thông thường! Nhưng đó là sự phi lý bạn phải chịu khi làm một cái gì đó ở VN, các loại vật liệu, hóa chất đều bị “độn”, bị “pha”, trở nên không đúng với thuộc tính ban đầu! Vì silicone tan ra nên làm cho dầu khá đục, phải tháo dầu ra! Suy nghĩ ban đầu là có thể lọc dầu cho nó trong trở lại, nhưng nghĩ kỹ thì thấy không đúng, các phần tử màu đa số đều có kích thước tới nanomet, các loại lưới lọc micromet không thể làm gì được! Thế là đành phải… thay dầu, hy vọng là chỉ phải thay một lần này mà thôi!

Cũng nhân lúc xả dầu ra này mà chỉnh trang lại hệ thống chút đỉnh, thay cái máy bơm mới công suất nhỏ hơn chỉ 25W (ban đầu mua bơm đến 50W, tính hơi dư), cái bơm mới là hiệu Channing! Chúng ta gọi đó là “hàng Trung Quốc”, nhưng chuyện nó không giống như trước đây đâu, hàng TQ cũng có vô số chủng loại, phân khúc, bơm hiệu Channing được xem như là cấp chất lượng cao nhất trong làng “thủy sinh, cá cảnh” rồi, cao hơn cả bơm chuyên dùng cho máy tính! Chỉnh tốc độ ở mức vừa phải, bơm chạy không hề gây ra bất kỳ một tiếng động nào! Trục máy bơm làm bằng gốm sứ, không bị ăn mòn như thép, cộng với việc đặt chìm trong dầu xem như chất bôi trơn, nên có chạy liên tục nhiều năm cũng không sao! Chỉnh trang lại ngoại thất / nội thất cái “bể cá” lại một tí, không dám xài keo nến nữa, phải xài epoxy! Đem cái khung gỗ chà nhám, ra đi thêm một lớp epoxy nữa cho nó đều màu!

Thay cái bảng điều khiển mới, bỏ các công tắc điện “đểu”, đi dây lại cho gọn gàng hơn! Nhìn nó chạy cỡ một chục ngày qua mà suy nghĩ mãi về vấn đề tản nhiệt! Tản nhiệt không dùng quạt rất khó, vẫn có thể làm được nhưng khi đó cái tháp tản nhiệt nó sẽ to bằng hay hơn cái máy tính, còn dùng quạt thì lại quá dễ dàng! Cái máy tính nguyên gốc rất ồn vì nó có đến 8 cái quạt, mỗi cái có công suất, tốc độ, và chất lượng khác nhau, 8 cái quạt chạy cùng lúc tạo thành bản “hợp xướng âm thanh” vô cùng khó chịu, nếu giảm xuống chỉ còn một cái quạt, nhưng chất lượng tốt thì tiếng ồn tuy vẫn còn nhưng sẽ giảm đáng kể! Thế là đặt mua cái quạt 36 x 36cm, và mạch điều chỉnh công suất thay đổi tốc độ quạt quay, lắp vào phía sau tản nhiệt như trong hình! Lắp ráp tất cả vào, và lại stress-test – thử đầy tải, kết quả mỹ mãn, có thể chạy các tác vụ heavy-duty liên tục nhiều ngày, sẽ nói rõ hơn ở phần sau!

Từ console Linux, gõ một lệnh là chương trình stress-test – thử đầy tải bắt đầu chạy, các con CPU đều sử dụng hết 100% công suất, chạy liên tục 6 tiếng. Kết quả là nhiệt độ CPU bị đẩy lên đến 70~75°C, và nhiệt độ dầu lên đến ~55°C! Trong các hình, nếu tinh mắt sẽ nhận ra một cái nhiệt kế điện tử dùng để đo nhiệt độ của môi trường dầu, và nhiệt độ dầu luôn thấp hơn nhiệt độ CPU khoảng 15~20°! Trở lại với stress-test, kết quả này là tệ hơn so với việc dùng tản nhiệt nước, khi dùng tản nhiệt nước, nhiệt độ CPU luôn dưới 65°C trong các bài kiểm tra đầy tải, nhưng thực ra, điều này đã nằm trong dự tính từ trước khi bắt đầu bắt tay vào làm con Aquarium-PC này! Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ, đầu tiên là dầu khoáng tải nhiệt của toàn hệ thống: CPU, GPU, SSD, RAM, main, và cả cục nguồn (đây vốn là nguồn sinh nhiệt nhiều nhất), còn tản nhiệt nước chỉ dùng cho mỗi con CPU mà thôi!

Điều đáng nói là nhiệt độ của toàn hệ thống vẫn luôn được giữ ở mức thấp: RAM, SSD, GPU… luôn dưới 55°C! Còn nhiệt CPU tuy khá cao, nhưng vẫn chưa chạm mức nguy hiểm (85+°C). Yếu tố thứ hai là do tản nhiệt không dùng đến quạt gió, và tôi nhất quyết không dùng quạt để không gây ra tiếng ồn, để hệ thống chạy hầu như hoàn toàn im lặng! Và điều thứ ba nữa là thiết kế của tản nhiệt là tối ưu cho các quạt gió (forced air cooling) chứ không tối ưu cho tản nhiệt tự nhiên, và thứ tư nữa là có thể kích thước cục tản nhiệt chưa đủ lớn! Điểm đáng lưu ý là dầu khoáng có nhiệt dung riêng (specific heat capacity) khá lớn, lớn hơn nước rất nhiều (đó cũng là lý do tại sao bỏng dầu luôn nghiêm trọng hơn bỏng nước sôi, vì dầu có khả năng mang nhiệt lượng lớn hơn nhiều), cái nhiệt dung riêng này làm trễ các kết quả đo, cần phải thực sự stress-test nhiều giờ mới đọc được các con số có ý nghĩa!

Kết luận: hệ thống hoạt động như mong đợi, tải nhiệt tốt với các ngữ cảnh sử dụng thông thường, hoặc tải nặng trong vài giờ, nhưng chưa tản nhiệt tốt đến mức có thể dùng cho các tác vụ heavy – duty, chạy 100% công suất liên tục 24/24, ví dụ như dùng để đào “coin”, mặc dù dùng máy không phải cho mục đích đào tiền ảo, mà dùng để phân tích và xử lý số liệu, lên đến hàng trăm GB! Thường là như thế, khởi đầu một công việc gì đó thì chưa đâu, nhưng có khi, ngay khi vừa kết thúc nó xong, là tự ngộ ra được chỗ ngu rồi! Từ đây, có 3 khả năng phát triển tiếp: #1: không làm gì cả, hệ thống đã đủ tốt cho các công việc phổ biến thông thường! #2: Tìm một cái tản nhiệt có kích thước & thiết kế tốt hơn cho việc tản nhiệt tự nhiên, và #3: lắp các quạt gió phía sau tản nhiệt, và lập trình điều khiển quạt gió quay với tốc độ tỷ lệ với nhiệt độ cảm biến (chỉ xài đến quạt khi chạy tải nặng thời gian dài)!

Cổng Torii thường thấy trong các công trình kiến trúc cổ Nhật Bản là một kiểu kiến trúc rất kỳ lạ! Để đánh dấu, phân biệt về địa giới, khu vực, như cổng Tam quan của VN, cổng Bài Phường của TQ, trong hầu hết các trường hợp, chính là đánh dấu một ranh giới rất rõ ràng! Nhưng cổng Torii đôi khi được xây ở những nơi rất “trời ơi đất hỡi”…

Nó đôi khi chẳng đánh dấu một ranh giới địa lý nào rõ ràng, xuất hiện “in the middle of nowhere”, như ở giữa khoảng không trống rỗng vậy! Nên, thay vì gợi ý sự dịch chuyển trong không gian vật lý, địa lý, cổng Torii tạo nên ẩn dụ rằng sự dịch chuyển, biến chuyển này không nằm trong thế giới vật chất, mà nằm ở trong… tâm!

Cuối cùng là khâu hoàn thiện và lắp đặt… quét hai lớp epoxy pha loãng với màu cánh gián, nửa chừng thì… hết màu, lười chạy đi mua, đành chấp nhận để cái màu hơi nâu nâu, không được thật nâu bóng như vậy! Ráp cái hồ cá vào vị trí bên trong khung gỗ, cố định lại bằng 4 con vít tại các mấu làm sẵn, rồi đi các dây nối lên bảng điều khiển, các mối nối đều được hàn chì và bọc nhựa và bọc keo nến lại chắc chắn, kiểm tra kỹ vài lần xem có sai sót gì không! Mấy cái công tắc điện mua trên Shoppee về lắp vào, cắm điện vào bật lên nghe nổ cái kịch… một cái công tắc cháy, may mà mình đã cẩn thận, phòng xa lắp sẵn một cái cầu chì bảo vệ! Khả năng đi dây lỗi hầu như không có, gì chứ đi dây, hàn chì là mình có nghề lắm! Xem xét một hồi kết luận là các công tắc này là dùng cho điện một chiều, miễn cưỡng dùng cho điện xoay chiều vẫn được, nhưng các bóng đèn LED đều không chịu nổi điện thế và… cháy!

Thế là đành chấp nhận sự không hoàn hảo thứ hai, các nút nguồn không có đèn LED chiếu sáng, mặc dù vẫn bật tắt được! Tiếp đó phát hiện ra trong 5 cái công tắc có 1 cái không chịu chạy, mịa, thế là tính năng bơm khí, sủi bọt tạm thời chưa làm việc, đành để đó sửa sau vậy! Rất bực với hàng mua trên các trang thương mại điện tử, đôi khi rất phiêu, không có cách nào kiểm tra quy cách và chất lượng, gây mất nhiều công sức và thời gian chỉ để đi sửa sai! Lắp tản nhiệt vào phía sau, rồi nối hai đầu ống máy bơm và xiết lại bằng cổ-dê (hose clamps). Đến đây là xem như việc chế tạo cơ bản hoàn tất! Tiếp theo là “giây phút của sự thật – the moment of truth”, mở nắp đậy ở phía sau và đổ vào 10 lít dầu khoáng, khởi động máy bơm cho dầu luân chuyển bớt sang phía bên cái tản nhiệt, rồi đổ tiếp vào thêm 8 lít nữa là vừa đầy! Rồi vừa chắp tay cầu nguyện, vừa bấm nút nguồn khởi động máy tính!

Máy khởi động vào màn hình đăng nhập của hệ điều hành Debian, mừng hết lớn, thế là đã chạy được! Chạy êm ru không một tiếng động, ngồi bên cạnh không nghe thấy gì, chỉ áp tai vào thùng máy mới nghe tiếng máy bơm rì rì, be bé! Kiểm tra sơ qua xem có rỏ rì dầu chỗ nào không dọc theo đường ống, có vẻ như tất cả đều hoạt động tốt! Như thế là coi như qua được phần wet–smoke-test – bài kiểm tra ướt! Máy rất nặng, cân đến 37kg, trong đó có khoảng 17 kg dầu, không hiểu phần còn lại sao khối lượng lớn thế! Theo dõi nhiệt độ của 2 con CPU thấy thường xuyên ở mức 45 ~ 50 độ C! Đương nhiên, chạy với tải nhẹ thì nhiệt độ như thế chưa nói lên điều gì, phải stress – test – thử đầy tải nhiều tiếng đồng hồ liên tục rồi mới có thể có kết luận được! Nhưng đó sẽ là nội dung của phần sau, còn giờ thì châm điếu thuốc, xoa tay hài lòng ngồi ngắm thành quả lao động lấp lánh, lung linh đã!

Dùng mũi phay (router) để tạo cái đường viền (phào chỉ) kiểu khung tranh, bao quanh cái khung hồ cá, vừa tạo ra một điểm nhấn, vừa giúp giấu đi một số “phốt” trên mặt kính acrylic gần ngay các mối nối. Tranh thủ làm luôn cái khung cho con iPad cũ, biến nó thành bức tranh treo tường và đồng hồ báo thức (chắc phải viết cái app nhỏ, kết hợp báo thức, ảnh nền, nhắc lịch, chơi nhạc, và vô số những việc linh tinh khác cho “bức tranh treo tường”, nhưng đó sẽ là một project DIY khác kế tiếp)! Phần khá phức tạp là tạo cái “bảng điều khiển”, bao gồm các nút: nguồn tổng, nguồn máy bơm, nguồn máy tính, các lỗ cắm USB và audio! 25 năm trước, loay hoay hoài mà không cắm được dây power/reset của máy tính, 25 năm sau vẫn phải lên mạng tra cách đấu dây. Nói chút về nút reset, đây là một tính năng đã rất lạc hậu, máy tính giờ hiếm khi xài đến nút reset, nếu cần reset thì chỉ cần tắt nguồn bật lại!

Nên rút jumper reset ra khỏi mainboard, cắm vào bộ điều khiển đèn LED, lúc này nút reset mang công năng mới, trở thành nút điều khiển LED, bật, tắt, chuyển qua lại giữa các chế độ chiếu sáng khác nhau! Khi cần tập trung làm việc thì chỉ nhấn một cái là tắt hết các thể loại nhấp nháy xanh đỏ, tím vàng kia đi cho bớt xao nhãng. Làm mộc cực kỳ bụi và bẩn, nhất là những ngày chuẩn bị nắng nóng này, có rất nhiều việc vô danh, linh tinh, không kể hết ra ở đây được, nhưng làm cái Aquarium-PC này tốn một số ngày công đáng kể! Ví dụ như làm 2 cái tay nắm bên trên, nhìn đơn giản như vậy, nhưng bên trong phải gia cố bằng 1 thanh sắt tròn + 2 con vít lớn, vì Aquarium-PC này rất nặng (lên đến 25 ~ 30 kg), tay nắm bằng gỗ thông thường sẽ không chịu nổi sức nặng khi bưng bê cái máy đi, lại phải đem cái máy hàn que ra, việc mà tôi rất ghét vì kỹ năng hàn của tôi dở tệ, luôn nham nhở như chó liếm!

Cái tản nhiệt cũng phải chế độ lại chút xíu, cắt bớt đi những phần không cần thiết để lắp vào trong khung gỗ được gọn gàng hơn! Các đầu nối ống của dàn tản nhiệt cũng phải chế lại để việc lắp ống dẫn dầu thuận tiện hơn, bớt đi các “khúc co” không cần thiết để dòng chảy chất lỏng bên trong được suôn sẻ, bớt cản trở! Cái két tản nhiệt này có một cửa xả đáy, dùng trong trường hợp cần phải rút dầu ra ngoài, đây cũng là tính năng ít khi xài tới nhưng thực ra cũng khá cần thiết, vì cũng có khả năng là sau một thời gian chạy, các thiết bị, chi tiết máy móc điện tử sẽ… loang màu và các màu này sẽ làm dầu khoáng không trong, không đẹp nữa, phải thay dầu, hoặc cũng có thể cần xả dầu để tháo máy ra sửa chữa nâng cấp. Vẫn còn khá nhiều việc phải làm để hoàn tất cái Aquarium-PC này, nhưng chỉ cuối tuần mới làm nhiều được, trong tuần chỉ có thể làm 1, 2 tiếng / ngày nên tiến độ rất chậm!

Nói chút về các loại tản nhiệt máy tính: tản nhiệt nước vốn đã rất hiệu quả, nhưng chỉ áp dụng được với các thành phần chủ yếu như CPU, GPU, không dùng cho toàn hệ thống được. Tản nhiệt khí tuy cũng khá hiệu quả nhưng phải dùng đến các quạt thổi, mát nhưng ồn ào. Muốn loại bỏ quạt (forced air cooling) thì buộc phải làm cái tản nhiệt thật lớn và dựa vào trao đổi nhiệt tự nhiên với môi trường! Đó cũng là lý do cái Aquarium-PC này xài cái tản nhiệt đến 40×50 cm, mà tôi vẫn cảm thấy là… chưa đủ (nếu mà không đủ nữa thì ta… xách cái quạt để sau lưng máy tính!) Nhiều người đã làm cả cái cooling-tower to… hơn cái máy tính, không xài đến quạt, chỉ gồm các lá tản nhiệt! Lắp các thiết bị vào rồi nhìn tới nhìn lui vẫn không hài lòng, lại tháo ra, bố trí cho hợp lý hơn về sử dụng không gian, có quá nhiều dây nhợ, 2 sợi cáp mạng, 2 sợi cáp audio, 4 sợi cáp USB, 2 sợi cáp màn hình, và vô số cáp điện!

Tiếp theo là công đoạn smoke test – đương nhiên chỉ mới test khô chứ chưa phải là test ướt thật sự với dầu khoáng! Khởi động máy tính vài phút, kiểm tra mọi thứ có làm việc tốt hay không, rà soát lại kỹ càng bởi cho vào “bể cá” rồi là sẽ khó thay đổi, sửa chữa, mặc dù vẫn làm được. Rồi lại sắp các vật trang trí vào, lúc này mới để ý thấy loại sỏi trắng rải nền… hơi “ướt”. Trừ một số loại đá như magma rất đậm đặc, khô ráo, nhiều loại khác vẫn có chút tính “xốp” và chứa một lượng nước nhất định, nước này dù ít mà cho vào hệ thống máy tính là không được! Thế là đem đống đá bỏ vào lò vi sóng, quay tới quay lui một hồi cho đến khi nó khô hẳn thì thôi! Tiếp theo đi lại hệ thống dây điện cho gọn gàng, có đến 3 hệ thống điện riêng, điện cho máy tính, điện cho các loại đèn, và điện cho máy bơm + máy thổi khí. Đến đây phần “hồ cá” cơ bản là hoàn thành, quay lại với công việc yêu thích là… làm mộc!

Đóng một cái khung gỗ bao ngoài hồ cá, có khiêng cái hồ làm bằng nhựa acrylic trên tay, trong chứa 20 lít nước (test xem có rò rỉ chỗ nào không) mới thấy hồ cá dù sao cũng khá là mong manh dễ vỡ, cần phải có thêm một lớp bảo vệ bên ngoài, cái thùng gỗ này cũng chứa luôn cái két tản nhiệt ở phía sau! Từ khi bắt đầu làm mộc đóng thuyền đến nay đã chục năm có dư, nhưng luôn làm mọi thứ theo kiểu… để chạy được – functional mà thôi, chưa bao giờ quá quan tâm trau chuốt hình thức bên ngoài! Nhưng cái Aquarium-PC này là ngoại lệ, tuy cũng không công phu gì, nhưng lần đầu tiên có sự chú ý để cho nó mang dáng vẻ “đồ nội thất”, bo viền, bo góc, đánh véc-ni màu gỗ… Đến đây mới nghĩ lại, nếu 15 năm trước mà mình làm cái Aquarium-PC này thì thất bại là chắc chắn, vì… tay nghề vụng về, kỹ năng không có, những năm đóng xuồng ít ra cũng đào tạo mình trở thành một con người khác!

Ban đầu định đi hệ ống ống dẫn cứng, trông có vẻ nghiêm chỉnh hơn, nhưng sau thấy các mối nối khá phức tạp, khó tìm phụ tùng, và cũng khó sửa chữa, nên chuyển sang đi ống mềm: linh hoạt, dễ sửa chữa, và quan trọng nhất là có thể đi ống liền không nối, thẳng một đường từ máy bơm ra tản nhiệt, không thêm mối nối nào, tức là giảm bớt cơ hội rò rỉ! Tình trạng vô số các loại ống khác nhau trên thị trường, cộng với thói quen đo lường tùy tiện, không chính xác ở VN, nên kết cục mua về mà ráp vào vẫn lệch nhau đến 1 ly là thường xảy ra! Phải quấn băng keo non và dùng keo PVC, nhưng như thế vẫn chưa bảo đảm trám hết kẻ hở! Có một cách rất hay là lấy một ít acetone, cắt những mẩu nhựa PVC nhỏ bỏ vào đó, qua một đêm acetone sẽ hòa tan nhựa thành một hỗn hợp sền sệt! Dùng loại keo tự chế này trám vào các kẻ hở, đắp thêm vào các chỗ thiếu, acetone bay hơi sẽ tạo nên lớp nhựa mới cứng!

Ban đầu định đi ống nhựa trong acrylic loại chuyên cho hồ cá cho nó đẹp, nhưng sau chuyển qua ống nước PVC thông thường, đơn giản vì dễ mua hàng hơn, cứ chạy thẳng ra đầu ngõ. Bốn ngõ ống: 1 đầu vào và 1 đầu ra của máy bơm, 1 cột bơm khí, và 1 cửa để tra dầu. Hồ được gia cố rất cẩn thận, các chỗ nối được tráng epoxy phía bên trong, và bồi thêm một nẹp nhựa acrylic bên ngoài. Bên trong hồ cá gắn 2 đoạn dây LED RGB trang trí và 2 cái đèn LED trắng chiếu sáng từ trên cao rọi xuống! Đã là hồ cá thì đương nhiên phải có ánh sáng lung linh một tí rồi! Lắp cả một cái máy bơm khí nhỏ xíu công suất 1W cấp nguồn qua cổng USB, nó tạo ra nhiều bọt khí nổi lên từ dưới đáy hồ, như vậy nhìn nó mới giống bể cá thủy sinh thật! Máy bơm khí này được đặt trong một ống nhựa PVC kín, dìm chìm xuống dưới lớp dầu, xài chất lỏng như một hiệu ứng đệm giảm chấn (damping) để triệt tiêu tiếng ồn!

Các sợi cáp máy tính chui ra khỏi hồ cá qua hai lỗ tròn ớ phía trên, những lỗ này sau đó bịt lại bằng silicone tạo ra một bình chứa kín khí! Như vậy là tạm xong phần “bể”, ta làm làm tiếp phần “cá”! Các phụ kiện thủy sinh, cá, cây cảnh (đương nhiên đều là hàng giả làm bằng nhựa) được đặt vào và cố định lại bằng epoxy! Ban đầu định rải một lớp cát trắng dưới đáy hồ, nhưng ngay sau đó tự nhận ra cái sự “ngu”: cát này nếu không đổ keo cố định lại thì chỉ một thời gian là nó làm tắc máy bơm ngay, nên bỏ ngay ý định dùng cát, chuyển qua dùng sỏi trắng, loại hơi lớn một chút! Một vài bụi cây, vài con cá, mấy con sò, ốc, sao biển, thêm cả một cái mô hình cổng Torri Nhật Bản mà mình rất thích nữa. Hôm nay, những phụ kiện cuối cùng đã giao tới, 20 lít dầu khoáng, và cái tản nhiệt, đây là loại tản nhiệt xài cho xe hơi Suzuki Wagon, lý do vì sao phải xài hàng khủng như vậy sẽ nói rõ ở phần sau!

Muốn cho máy tính chạy vừa mát, vừa im lặng thì ta phải… ngâm nó vào trong cái “bể cá”! Đầu tiên là chuẩn bị, tiền xử lý các bộ phận máy, con Dual-Xeon đem về chưa xài được bao lâu thì tháo bung ra, tháo 2 cái tản nhiệt nước ra, thay vào đó 2 cái tản nhiệt đồng đơn giản hơn! Card màn hình cũng vậy, các quạt làm mát đều gỡ ra hết, mua một sợi cáp dựng (riser cable) để đặt cái card nằm ngang song song với mainboard! Vì card có kích thước khá lớn, nên cắm vào khe PCI nằm dọc sẽ làm tăng thể tích bể chứa một cách đáng kể, quay ngang cái card sẽ giúp bề dày bể cá giảm xuống còn khoảng 10cm. Tiếp là đến cái PSU – nguồn cấp điện cũng tháo ra từng phần, gỡ bỏ quạt, nguồn điện thực ra chính là phần sinh nhiệt nhiều nhất trong toàn bộ hệ thống máy tính, và việc nhúng nó vào dầu khoáng cũng tiềm ẩn nhiều rủi ro, dù trên lý thuyết là nó vẫn phải làm việc đúng, để xem thực tế thế nào!

Bể chứa làm bằng tấm nhựa acrylic 5mm, dán bằng methylene chloride – CH2Cl2 (đặt mua trên Shopee)! Công đoạn làm bể này rất quan trọng, phải cẩn thận từng tí, cắt nhựa, dùng giấy nhám mài cho phẳng các mối nối, dán lại với nhau. Nếu làm không tốt về sau rò rỉ chất lỏng bên trong ra là sẽ rất phiền, dù rằng dầu khoáng thì an toàn, không có gì đáng lo ngại: không dẫn điện, không bay hơi, không bắt cháy ở nhiệt độ dưới 135 C thông thường! Bể được chia thành 2 phần lồng vào nhau như cái ngăn kéo, như thế có thể kéo ra sửa chữa, nâng cấp hệ thống dễ dàng! Cái máy bơm chìm hồ cá sẽ đóng vai trò luân chuyển chất tải nhiệt (dầu khoáng) từ trong bể ra tản nhiệt (radiator) và ngược lại! Máy bơm là thành phần có chuyển động duy nhất trong toàn hệ thống, tuy có thể gây ra tiếng ồn nhưng do đặt ngập hoàn toàn trong chất lỏng nên tiếng ồn sẽ giảm đến mức bên ngoài không nghe thấy!

Mình chỉ được cái “hay làm” thôi, chứ thực tình mà nói không hề “khéo tay”, làm cái bể cá giản đơn mà vẫn có khá nhiều lỗi, keo methylene chloride văng tung tóe làm hoen ố mặt kính! Nhưng sau đó phát hiện được cách sửa lỗi cũng khá hay: dùng epoxy quét nhẹ lên vết ố là nó sẽ mờ đi, đến khi đổ chất lỏng vào trong bể là sẽ không thấy vết nữa! Chính vì không tự tin với kỹ thuật dán keo lắm nên quyết định dặm thêm một lớp epoxy tại các mối nối, vừa bịt các kẽ hở nếu có, vừa làm cái bể cá cứng cáp hơn, vì nhựa acrylic không thực sự cứng! Tuần tự từng bộ phận của máy tính được xếp vào ngay ngắn: nguồn, mainboard, card màn hình, tất cả đều được bắt vít hay dán keo xuống tấm acrylic nền bên dưới. Sắp xếp các hệ thống ống và dây rất mất thời gian, làm sao cho gọn gàng, đủ thứ loại dây cáp: cáp màn hình, cáp nguồn, cáp USB, cáp audio, 2 sợi cáp mạng, cáp khởi động máy, etc…

Có ý tưởng làm máy tính – bể cá từ hơn 15 năm trước, như thường nói, cái gì muốn mà chưa làm được thường dẫn đến “bất mãn – không đầy”. Giờ đây trở lại với ý tưởng làm Aquarium-PC bằng tản nhiệt 2-pha (dùng dung dịch Novec-xxxx) nhưng sau một hồi nghiên cứu, thấy có nhiều rủi ro, chủ yếu là không thể tìm nguồn hóa chất bảo đảm chất lượng tại VN. Thế nên đành quay lại ý tưởng ban đầu, làm tản nhiệt 1-pha đơn giản hơn. Tuy vậy, vẫn muốn nói thêm chút về tản nhiệt 2-pha, nó là giải pháp ưu việt hơn hẳn, nếu bạn hiểu kỹ càng các nguyên tắc vật lý! Rất nhiều video trên YouTube là… làm sai, sử dụng các dung dịch Novec 649, 7000… theo kiểu 1-pha chứ chưa phải là 2-pha, và chạy được là do… may mắn! Đương nhiên có rất nhiều người đã làm thành công, chuyện không phải là khó, nhưng tôi đoán là cũng rất nhiều người đã làm nhưng thất bại, nguyên nhân thất bại sẽ phân tích sau đây!

Ví dụ với Novec-649, nhiệt hóa hơi (heat of evaporation) của nó là 88 Joule/gram, một PC trung bình công suất lấy khoảng 300 Watt, đủ làm bốc hơi 300/88=3.409 gram Novec-649 mỗi giây, hay khoảng hơn 200 gram mỗi phút! Con số 200 gram nghe có vẻ không nhiều, nhưng chuyển sang thể khí sẽ là một thể tích rất lớn. Nếu vì lý do gì đó mà hệ thống tản nhiệt không đủ hiệu quả, thì lượng khí này sẽ tích tụ lại trong bình cho đến khi đạt đến áp suất tới hạn (critical pressure) là 18.55 atm (tại áp suất này, hơi sẽ ngưng tụ ngược lại thành thể lỏng). Áp suất 18.55 atm, tương đương với lặn xuống độ sâu 175.5 mét nước, là không lớn đối với các bình chứa bằng thép (như bình cứu hóa) nhưng là rất lớn với các bể chứa, hồ cá tự làm tại nhà! Nên các DIYer – chuyên gia tự làm tại nhà – thất bại phần lớn là do bình chứa không chịu nổi áp suất, nhất là bình làm bằng kính/nhựa trong suốt kiểu hồ cá!

Cần phải làm bằng loại vật liệu có sức bền lớn, và có các phương pháp thi công, gia cố thích hợp! Nói như thế để hiểu rằng về nguyên tắc vật lý, tản nhiệt 2-pha khác hẳn 1-pha, và có hiệu suất cao hơn hẳn. Hiểu theo nghĩa nào đó, tản nhiệt 2-pha chỉ cần thêm cái bơm cao áp nữa là trở thành cái tủ lạnh thật sự. Và việc tự làm hệ thống tản nhiệt 2-pha, tuy dễ dàng về mặt lý thuyết, nhưng vẫn có một số khó khăn nhất định về thi công, chế tạo. Cộng thêm với lý do không tìm được nguồn cung hóa chất bảo đảm chất lượng như đã nêu trên, tôi đành phải hoãn triển khai ý tưởng tản nhiệt 2-pha, quay trở lại làm cái Aquarium-PC tản nhiệt 1-pha với dầu khoáng (mineral oil) đơn giản hơn, dễ thi công hơn, an toàn hơn, và cũng có thể tạm đáp ứng nhu cầu! Mà nhu cầu là con PC hiện tại có tổng cộng 8 cái quạt làm mát, nó hú như động cơ phản lực vậy, phải làm sao để cho máy chạy vừa mát, vừa im lặng!?