Термопаста на процессор

Железный эксперимент: как правильно наносить термопасту

Термопаста на процессор

КомпьютерыУ любого термоинтерфейса незавидная участь. О нем не вспоминают ровно до того момента, пока в компьютере или ноутбуке не начинает что-нибудь перегреваться. В адрес термопасты сыплется множество обвинений и ругательств.

А может вы просто не умеете ее готовить?

Конечно же, умеете! Нанести термопасту на процессор — это очень просто. Сей тривиальный процесс легко описать одной короткой фразой: берешь и наносишь.

Однако я задался вопросом: влияет ли способ нанесения термоинтерфейса на эффективность охлаждения чипа. Как всегда, проведем небольшой эксперимент.

У некоторых пользователей есть сомнения по поводу того, что между процессором (телом, выделящим тепло) и основанием системы охлаждения (телом, забирающим тепло) вообще необходима проводящая прослойка. Мы знаем, что теплопроводность меди — чаще всего основание любого кулера выполнено именно из него — составляет 401 Вт/м*К.

Высокий показатель, поэтому большинство систем охлаждения и выполнены из этого цветного металла. Теплопроводность самой дешевой термопасты КПТ-8, в свою очередь, равна 1 Вт/м*К. Это что же получается? Появление такой прослойки только ухудшит эффективность охлаждения? На практике все происходит с точностью до наоборот.

В мире не существует процессоров и кулеров с идеально ровными поверхностями. Микротрещины, полости и откровенный брак при производстве — все эти дефекты «сглаживает» термопаста.

В противном случае туда попадет воздух, теплопроводность которого при температуре 25 градусов Цельсия равна 0,0262 Вт/м*К, а при температуре 70 градусов Цельсия — 0,0292 Вт/м*К.

Термопаста в несколько сотен раз хуже меди проводит тепло. Но без нее никуда.

Основания кулеров зачастую имеют разную форму. Иногда это баг, иногда — фича. Например, подошвы кулеров Noctua имеют специальную волнистую поверхность.

Или вот водоблоки референсных «водянок» компании ASETEK получили ярко выраженную конусообразную форму.

Наконец, наверняка многие знают про компанию Thermalright, а заодно про то, как в свое время преображались ее кулеры после ручной притирки и полировки основания. В общем, примеров — масса.

С некачественным нанесением термопасты по долгу службы я сталкиваюсь постоянно. Например, при изучении «внутренностей» ноутбуков то и дело встречаешь откровенно пофигистское отношение к этому несложному процессу.

Понятно, что конвейерная сборка, и никто особо не будет заморачиваться над этим процессом. Однако не секрет, что лэптопы наиболее подвержены перегреву.

Часто смена/обновление термоинтерфейса вкупе с бережным нанесением пасты существенно снижает температуры процессора и видеокарты. Они не троттлят, увеличивается производительность ноутбука.

Низкокачественную термопасту реально встретить даже под крышкой центрального процессора. Там, куда неопытному пользователю лучше вообще не забираться. Наиболее остро проблема проявляется в чипах Intel. С выходом поколения Ivy Bridge в 2012 году вместо припоя производитель начал использовать дешевую термопасту сомнительного качества.

В итоге процессоры стали греться сильнее, но хуже разгоняться. Печальнее всего дело обстоит в чипах семейства Haswell. В них используется откровенно посредственный термоинтерфейс TIM (Thermal Interface Material). Он быстро засыхает.

В итоге топовым чипам, таким как Core i7-4770K, требуется серьезное охлаждение, а для оверклока — исключительно суперкулер или СВО.

Избавиться от TIM в процессорах Intel реально лишь одним способом — при помощи скальпирования. Предупреждаю: подобное действие опасно, так как чип может выйти из строя. К тому же с устройства полностью снимается вся гарантия.

И все же удаление высохшей термопасты с последующим нанесением жидкого металла кардинальным образом улучшает ситуацию. Core i7-4770K после скальпирования переродился, он стал холоднее на (!) 22 градуса Цельсия. Плюс в разгоне показал себя как настоящий оверклокерский процессор.

Подробно о скальпировании процессоров Haswell и Skylake я уже писал.

Как видите, недооценивать значимость термопасты в системе нельзя. Наверное, именно поэтому в продаже находится большое количество всевозможных паст. В основном их выпускают те же фирмы, которые производят кулеры. Естественно, качество и эффективность охлаждения у той или иной продукции различается.

Я уже писал, что теплопроводность КПТ-8 (кремнийорганическая паста теплопроводная) равна 1 Вт/м*К. Эффективность «Алсил-3», основанной на базе оксида алюминия, составляет примерно 1,6-1,8 Вт/м*К. Есть еще термопасты, в основе которых используется оксид серебра. Они обладают теплопроводностью на уровне 7-8 Вт/м*К.

У моего любимого жидкого металла — 70-80 Вт/м*К, но его нельзя использовать при соединении двух металлических поверхностей. Вызовет реакцию с необратимыми последствиями.

У термопаст разный состав, разная стоимость и разная теплопроводность. Но не ждите кардинальных отличий в эффективности охлаждения

Ниже приведено сравнение эффективности охлаждения дешевой КПТ-8 с дорогой Noctua NT-H1. В стенде использовался процессор Intel Core i7-5960X (обзор), функционирующий на частоте 3,5 ГГц. Более дорогой интерфейс ожидаемо оказался эффективнее более дешевого.

Приблизительно на семь градусов Цельсия. С одной стороны, разница небольшая. Особенно с учетом стоимости грамма вещества. С другой стороны, иногда именно этих шести-семи градусов достаточно для обеспечения более стабильной работы компьютера.

Так что на термопасте лучше не экономить.

Ниже приведена условная стоимость грамма той или иной термопасты. Как правило, тюбика на 3-4 грамма хватает на 4-5 раз. Если рационально использовать продукт, конечно же. Впрочем, именно для этого мы здесь и собрались.

Стоимость одного грамма термопасты
Titan TTG-G30015186,6 руб.
GELID GC-Extreme159 руб.
Noctua NT-H1140 руб.
Zalman ZM-STG2137,1 руб.
Deepcool Z5130 руб.
Arctic Silver 5126,6 руб.
Thermalright Chill Factor 3117,5 руб.
Алсил-370 руб.
Arctic Cooling MX-468,5 руб.
Алсил-550 руб.
Arctic Cooling MX-244,6 руб.
КПТ-84,4 руб.

Для эксперимента я использовал мощный центральный процессор Core i7-5960X с TDP 140 Вт. Частоту для всех восьми ядер зафиксировал на стабильной частоте 3,5 ГГц при напряжении VCore 1,05 В.

Охлаждала чип необслуживаемая система водяного охлаждения Corsair H110i GT (обзор). Частота вращения вентиляторов аналогичным образом фиксировалась строго на частоте 550 об/мин.

Температура помещения составляла 24,5 градуса Цельсия.

Haswell-E — это самый большой (по габаритам) настольный процессор Intel

Главным героем эксперимента стал 125-граммовый тюбик народной (читай — самой дешевой) термопасты КПТ-8. После каждого нанесения интерфейса поверхности процессора и кулера обезжиривались. Затем процедура повторялась. Нагружал тестовый стенд программный пакет LinX 0.6.5. Каждый тест длился 15 минут.

Так как правильно наносить термопасту? На примере тех же сборщиков ноутбуков мы видим, что этому моменту не придается никакого значения.

Может и не надо? Существует мнение, что единственно правильным методом является равномерное нанесение термопасты по всей площади теплораспределительной крышки центрального процессора.

Такой способ гарантирует наличие прослойки интерфейса во всех местах между подошвой кулера и чипом. Лично я придерживаюсь именно этого метода. Назову его «классикой».

Второй распространенный метод — нанесение капли пасты по центру крышки чипа. По идее кулер сделает всю остальную работу за вас, а именно во время прижима равномерно распределит термоинтерфейс между основанием и теплораспределительной крышкой «камня».

Классика — это когда термопаста наносится ровным тонким слоем по всей поверхности крышки процессора

А что насчет других способов? Процессор внешне имеет квадратную или прямоугольную форму, но непосредственно кристалл, находящийся под теплораспределительной крышкой, бывает разный. Я уже приводил в качестве примера скальпированный Core i7-4770K.

У него кремниевый чип имеет ярко выраженную прямоугольную форму. На самом деле, такой «камень» очень тяжело охлаждать, что и показывает практика. Кристаллы Skylake скорее стремятся к квадратной форме. Haswell-E, используемые в этой статье, — тоже.

Поэтому к «классике» и «капле» добавлено еще шесть методов нанесения. Большинство — забавы ради.

Впрочем, результаты получились вполне серьезные. Сильнее всего процессор нагрелся при способе под названием «Горизонтальная полоса». С этим же методом зафиксирован максимальный показатель нагрева одного из ядер — 79 градусов Цельсия. Меньше всего чип грелся при схеме под условным названием «Плюс».

Однако разница между худшим и лучшим результатами составила всего 2,5 градуса Цельсия. Подобный итог наталкивает на единственно возможный вывод: особо заморачиваться над нанесением пасты на крышку процессора нет никакого смысла.

Наиболее распространенные методы — «Классика» и «Капля» — заняли третье и четвертое места соответственно.

Более наглядно результаты тестирования отображены на графике ниже.

И победителем становится…

Вот что «крест животворящий» делает! Он же «Плюс». Статья — шуточная, но, как известно, в каждой шутке есть доля правды. Термопаста для компьютера — это важно.

Эксперимент показал, что не только качество интерфейса сказывается на эффективности охлаждения, но и метод нанесения. Однако будем честны: разницу в 2,5 градуса Цельсия между лучшим и худшим способами при всем желании не назовешь существенной.

Поэтому наносите пасту так, как вам того хочется. Главное — не переборщите с количеством.

Как видите, многое в этом вопросе зависит и от качества кулера. Крепеж Corsair H110i GT обеспечивает надежный и сильный прижим основания к процессору. Подошва ровная. Поэтому при любом способе нанесения термопаста более-менее равномерно распределяется по поверхности теплораспределительной крышки процессора. И на эффективности охлаждения тот или иной способ практически не сказывается.

Источник: https://www.ferra.ru/review/computers/experiment-thermal-paste-application-techniques.htm

Как выбрать термопасту, и что это вам даст?

Термопаста на процессор

Термоинтерфейс в охлаждении комплектующих ПК и другой электроники играет не меньшую, а порой даже и большую роль, нежели тип, размеры и конструктивные особенности самой системы охлаждения.

Использование некачественного термоинтерфейса может свести на нет все усилия по снижению температур (характерный и ярчайший пример – центральные процессоры, в которых термопаста находится не только НА крышке теплораспределителя, но и непосредственно ПОД ней).

Но и обратное тоже верно: эффективный термоинтерфейс способен “сбить” температуру охлаждаемого элемента, отыграв от одного-двух до доброго десятка градусов, что продлит срок службы устройства, исключит возможные сбои из-за перегрева и снизит шум, издаваемый системой охлаждения.

Именно поэтому экономить на термоинтерфейсе, равно как и подходить к его выбору по принципу “беру первое, что попалось” не стоит. Термопаста – далеко не самый дорогостоящий товар, но от неё зависит жизнеспособность гораздо более важных компонентов.

Тип термоинтерфейса

В каталоге ДНС, помимо традиционных пластичных термоинтерфейсов, представлены и другие разновидности, имеющие своё назначение и свою специфику применения. Прежде, чем выбирать конкретный состав, следует определиться с тем, что именно вы собираетесь охлаждать, и каким способом.

Жидкий металл.

Может быть представлен как в непосредственно жидком виде, так и в форме прокладок, которые перед применением необходимо прогреть и расплавить между системой охлаждения и охлаждаемым элементом.

В обоих случаях этот вид термоинтерфейса обладает наилучшей теплопроводностью, а также прекрасно чувствует себя при околонулевых и минусовых температурах, что делает его превосходным вариантом для экстремального разгона.

Минусы жидкого металла заключаются не только в его высокой стоимости. Прежде всего – это крайне агрессивный состав – к примеру, ЖМ нельзя использовать с алюминиевыми кулерами, так как алюминий под его воздействием самым натуральным образом растворяется.

По той же причине ЖМ может запросто привести в негодный вид крышку процессора, что лишит владельца ЦПУ гарантии.

Кроме того, жидкий металл токопроводен, и использование его на кристаллах без теплораспределительной крышки – к примеру, на графических чипах видеокарт – не рекомендуется.

Термопрокладки. Пластичный и универсальный термоинтерфейс, предназначенный для охлаждения тех узлов, где не требуется чересчур высокая эффективность.

В отличие от жидкого металла, является электроизолятором, что позволяет без лишней дотошности накрывать прокладкой как охлаждаемый элемент, так и окружающее его пространство платы.

Характерный пример – охлаждение VRM видеокарт и материнских плат, оснащённых соответствующим радиатором.

Основное преимущество термопрокладки – это её эластичность и способность заполнять любые пустоты, сохраняя при этом возможность проводить тепло. Это свойство крайне важно, если охлаждаемые элементы находятся на разной высоте – например, чипы памяти видеокарты относительно графического чипа – или имеют сложный рельеф.

А вот использовать термопрокладки на ЦПУ или ГПУ нельзя – их эффективность слишком мала, чтобы обеспечить этим узлам должное охлаждение.

Термопаста как она есть – состав практически универсальный. Она не столь эффективно проводит тепло, как жидкий металл, и для эффективной теплопередачи требует минимального зазора между охлаждаемым элементом и системой охлаждения. Но при этом – не проводит ток (исключение здесь – пасты с частицами металла) и многократно превосходит термопрокладки по эффективности.

Соответственно, термопаста в её традиционном понимании может использоваться практически где угодно. Вопрос остаётся лишь в выборе интерфейса с походящими характеристиками.

Термоклей отличается от термопасты тем, что сохраняет пластичность только ограниченное время после нанесения на поверхность.

Впоследствии клей схватывается и образует крайне прочное соединение, способное удержать вес радиатора или другого элемента без дополнительной фиксации.

Вследствие этого термоклей идеально подходит, например, для фиксации радиаторов VRM материнских плат и видеокарт, где изначально не предусмотрено винтовое крепление соответствующих элементов.

Минус термоклея вполне очевиден: прочность фиксации не позволяет легко демонтировать радиатор с охлаждаемого элемента. Более того: в процессе снятия есть немалый риск оторвать элемент с платы. Поэтому использовать термоклей для ЦПУ и графических процессоров также не рекомендуется.

Эффективность

К сожалению, самый важный параметр термоинтерфейса нельзя найти ни в каталогах магазинов, ни на сайтах компаний-производителей. Некоторые, конечно, склонны связывать эффективность термоинтерфейса с таким параметром, как теплопроводность – её-то как раз указывают все производители.

Тем не менее, на деле это не совсем так. Как показывают тесты на реальном железе, далеко не всегда паста с большей паспортной теплопроводностью оказывается более эффективной, нежели паста с меньшей теплопроводностью. Зачастую полутора- и даже двукратная разница в паспортных параметрах в итоге выливается в практически одинаковые результаты по температурам.

Выбирать термопасту необходимо по одному критерию: результатам, которые она демонстрирует в профессиональных обзорах от авторитетных изданий. Как правило, там обеспечивается и единообразие условий тестирования, и грамотная методика проведения тестов, что позволяет называть полученные результаты достоверными.

Имея на руках базу результатов, продемонстрированных разными пастами на одном железе в одинаковых условиях, можно будет сделать аргументированный и рациональный выбор.

К примеру, если некий центральный процессор при использовании пасты А разогрелся только до 84 градусов, а с пастой B – до целых 96 градусов – сразу понятно, кто здесь лучше.

Если же при использовании паст A, B и C температура одинакова, но цена и отпускаемый объём паст серьёзно различаются – выбирайте наиболее выгодный вариант.

Упаковка

Как ни парадоксально, но да – это тоже очень важный момент. Как правило, термопаста (и другие интерфейсы) продаются в большем объёме, нежели нужно для разового применения. Это удобно, если вы не хотите ходить в магазин при каждой смене процессорного кулера или чистке ноутбука, но автоматически ставится вопрос хранения термоинтерфейса.

В пакетиках предлагается либо термопаста в малых объёмах (1 грамм), либо термопрокладки. В обоих случаях это не самый удобный вариант – остатки термопасты “на свежем воздухе” быстро засохнут, а с термопрокладок испарится пропитка. Следовательно, приобретая такую упаковку, следует сразу же просчитать нужное вам количество термоинтерфейса, либо позаботиться о его хранении.

Банки, бутылки и тюбики – более надёжный вариант, термопаста в таких упаковках может сохранять свои свойства буквально годами, не засыхая и не разлагаясь на составляющие. Единственный минус такой упаковки – не слишком удобная дозировка и нанесение.

Шприц – идеальный, а потому и самый распространённый вариант. Он герметичен, но кроме того – крайне удобен при дозировке и нанесении пасты на охлаждаемую поверхность.

Объём термопасты и количество термопрокладок

Также немаловажный фактор, поскольку от него зависит итоговая цена покупки и вопросы дальнейшего хранения термоинтерфейса.

Так, если вам просто нужно провести разовую профилактику своего ПК, ноутбука или другого устройства – 1-2 грамм термопасты и одной термопрокладки для этого вполне достаточно.

Лучше будет даже приобрести меньшее количество термоинтерфейса, но выбрать состав, обладающий лучшими характеристиками.

И не стоит убеждать себя, что вы берёте термоинтерфейс “про запас”. Во-первых, когда этот самый “запас” вам понадобится – купленная загодя паста может уже засохнуть от неправильного хранения. Во-вторых, вовсе не факт что к тому времени вы не смените железо на новое, которому, ввиду новизны, обслуживание попросту не нужно.

Обратная ситуация: если у вас домашний сервис по ремонту электроники, либо вы обслуживаете устройства, по своим размерам и количеству греющихся элементов сильно отличающиеся от ноутбуков и ПК – лучше закупиться сразу большими объёмами. Лишний поход в магазин в разгар ремонта может сбить все сроки, а уж если термоинтерфейс закончится в разгар профилактики на удалённом объекте, где магазинов в принципе нет – последствия будут куда более яркими и впечатляющими.

Минимальная и максимальная рабочая температура

Владельцам рядового “домашнего” железа, разумеется, переживать об этих параметрах не стоит. Минусовых температур обычный домашний ПК или ноутбук с вероятностью в 99% не увидят, да и продолжительный нагрев выше 100 градусов обычно означает то, что идти в магазин придётся отнюдь не за новой термопастой.

А вот фанатам экстремального оверклокинга стоит обратить внимание на минимальную температуру, при которой термоинтерфейс сохраняет свои свойства.

Большинство термопаст при температурах ниже нуля промерзают насквозь и перестают выполнять свои задачи, что грозит, как минимум, потерей запланированного рекорда.

Так что паспортные -80 или -100 – для систем охлаждения на базе фреона, и – 200 градусов – для жидкого азота просто обязательны.

Впрочем, на минимальную рабочую температуру термоинтерфейса стоит обращать внимание и инженерам, обслуживающим различную электронику, работающую “на свежем воздухе”.

Живём мы всё-таки в северной стране, и -40 зимой – не редкость даже для средней полосы, не то что для Заполярья.

Сэкономить на термоинтерфейсе, конечно, можно, но ведь кому-то потом придётся делать внеплановый профилактический ремонт в не самых лучших погодных условиях…

Максимальная рабочая температура – параметр, важный в том случае, если паста наносится на элемент, не имеющий отношения к ПК и тому подобной электронике.

К примеру, температура мощного светодиода, охлаждаемого радиатором, легко может уходить за 150 градусов, а у хорошо нагруженного транзистора – и за 200 градусов.

И вовсе неплохо иметь термопасту, которая в таких условиях не засохнет и не превратится в камень в течение всего паспортного срока службы.

Критерии и варианты выбора

Термоинтерфейсы, предлагаемые в магазинах сети ДНС/Технопоинт, можно рассортировать следующим образом:

Жидкие металлы и пасты с повышенным содержанием металлов подойдут любителям экстремального разгона, борющимся за каждый градус и мегагерц. Использовать такие интерфейсы необходимо с большой осторожностью, однако при правильном применении они дают превосходные результаты.

Термопрокладки (за исключением металлических вариантов!) необходимы для охлаждения таких элементов ПК, как цепи питания видеокарт и материнских плат, чипы памяти (причём как на видеокартах, так и на модулях оперативной памяти, оснащённых радиаторами) и жёсткие диски. Кроме того, они найдут своё применение везде, где требуется охлаждать элементы сложной формы и рельефа, но не нужна слишком высокая эффективность охлаждения.

Термоклей пригодится в том случае, если предполагается установить радиатор на элемент, для которого не предусмотрено общего радиатора, а на плате нет монтажных отверстий, позволяющих винтовое крепление. Прочность термоклея достаточна, чтобы удерживать радиатор (или наоборот – охлаждаемый элемент на радиаторе) без дополнительной фиксации.

Ассортимент термопаст в ДНС включает в себя теплопроводные составы различных типов и видов: от бюджетных термопаст, не обладающих большой эффективностью, но поставляемых в больших объёмах, до топовых составов, демонстрирующих сверхвысокую эффективность, и способных работать в условиях низких температур. Есть, разумеется, и “универсальные” варианты, одновременно доступные по цене и показывающие пусть не рекордные, но очень неплохие результаты.

Источник: https://club.dns-shop.ru/blog/t-110-termointerfeisyi/16994-kak-vyibrat-termopastu-i-chto-eto-vam-dast/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.