Термопасты | Введение
Любому процессору требуется охлаждение. Даже если вы не планируете разгон, и чип работает на штатных частотах, он редко обходится без охлаждения. Исключение — маломощные модели с низкими тактовыми частотами и низким тепловыделением. Но такие обычно используются там, где не требуется высокая производительность, к примеру, в ТВ-приставках.
Процессору в персональном компьютере, особенно в игровом, необходимо охлаждение. Если вы отсоедините металлический кожух от печатной платы с контактами, то увидите, что сам кристалл занимает ничтожно маленькую площадь.
Между тем, металлический кожух — это на самом деле теплораспределитель, который крепится к кристаллу специальным клеем или теплопроводящим составом. И уже на этот теплораспределитель устанавливаются либо пассивные радиаторы, либо активные кулеры.
Чтобы обеспечить максимально возможную площадь контакта радиатора или кулера с теплораспределительной крышкой процессора, используются термопасты, исправляющие неточности в геометрии соприкасающихся площадок и заполняющие неровности в металле, который никогда не бывает идеально ровным. Поэтому воздух, обладающий низкой теплопроводностью, необходимо вытеснить специальным термосоставом.
Термопасты | Не все термопасты одинаковы
Поскольку производство термопасты весьма выгодный бизнес, глаза разбегаются от количества предложений. Разумеется, каждый производитель держит в секрете точный состав своей термопасты, но если погуглить, можно получить список типичных ингредиентов. Обычная максимальная температура для большинства термопаст — 150 °C, но у некоторых специализированных оверклокерских марок она может достигать 300 °C и даже выше.
От состава термопасты зависят её теплопроводность, электропроводность, вязкость и долговечность. Из чего же состоят термопасты? Основные компоненты — это оксид цинка и силикон в качестве связующего вещества. Но настолько простых по составу термопаст вы давно уже не встретите. Большинство производителей берут за основу эти два компонента и добавляют другие материалы, например, алюминий. Так, термопаста Prolimatech PK1 на 60-85% состоит из алюминия на 15-25% из оксида цинка на 12-20% из силиконового масла.
У некоторых производителей состав намного загадочней. К примеру, на упаковке quiet!’s DC 1 значится: 60% оксида металла (какого?), 30% оксида цинка (а цинк не металл?) и 10% силикона.
В состав отдельных термопаст входит даже серебро — это, к примеру, Arctic Silver 5. Другие основаны на графите, как термопаста профессионального класса WLPG 10 от Fischer Elektronik. Он превосходит силикон по теплопроводности, которая достигает очень высоких показателей (10.5 Вт/(м•K)), но такую пасту намного сложнее наносить, и она обычно проводит электричество.
Существуют термопасты с углеродными наночастицами, но они вряд ли подойдут обычным пользователям из-за электропроводности и высокой цены. При этом вы вряд ли найдёте в продаже термопасты на основе меди, их уже не производят.
Силикон — дешёвое связующее вещество, но ему свойственно расплываться, поэтому производители стараются решить эту проблему «промасливанием», когда паста практически растворяется в базовых компонентах, а силикон просто исчезает.
Реальных производителей термопаст немного. Разные фирмы размещают у них свои заказы, в том числе на разработку новых продуктов с разной консистенцией и цветом. В результате, многие термопасты практически идентичны по составу, но могут разительно отличаться по цене.
Термопасты | Срок годности
Возможно, вы этого не знали, но у термопаст есть срок годности. Обычно производители указывают срок до трёх лет при условии, что упаковка не вскрывалась, но при этом они нередко забывают напечатать, когда, собственно, она была выпущена. Поэтому мы рекомендуем покупать термопасты в крупных магазинах, где большой товарооборот, и где даже дорогие марки не залёживаются.
Термопасты | Не слишком ли дороги лучшие марки?
Разница в качестве известных марок и OEM-изделий намного меньше, чем вы думаете. Повысить производительность «железа» можно просто покрепче завернув винты. Но при этом многие ошибочно думают, что этим они обязаны новой термопасте.
Кроме того, недорогие термопасты на основе силикона, которые так просто нанести, не стоят тех проблем, к которым они приводят, когда теряют свои свойства.
Жидкий металл подходит для более опытных пользователей. Такие термопасты довольно сложно наносить, к тому же вы можете столкнуться с потерей гарантии на «железо», поскольку такие пасты невозможно полностью удалить без следов механического воздействия. Учитывая все эти особенности, мы отдельно поговорим об этом типе термопаст с высокой теплопроводностью.
Подводя итог, отметим, что для достижения более высокой, чем средняя, производительности, которая будет заметно выше текущей, необходимо, во-первых, использовать лучшие марки, а во-вторых, нужно правильно их нанести.
Термопасты | Выпуклые и вогнутые теплораспределительные крышки
Как мы уже упоминали, металлические поверхности не бывают идеально гладкими. Более того, они не бывают идеально ровными — из-за способа производства. На рисунке ниже отличия специально изображены с преувеличением.
Теплораспределительные крышки процессоров AMD слегка выпуклые в центре, а крышки процессоров Intel наоборот более высокие по краям. На наш взгляд, подход AMD оптимальнее для эффективного охлаждения. Благодаря давлению устанавливаемого на процессор кулера слой термопасты тоньше всего там, где выше всего необходимость в отводе тепла. Поэтому для процессоров Intel требуется немного больше термопасты, чтобы обеспечить отсутствие воздушных прослоек в центре.
Термопасты | Распределение термопасты под давлением
Термопаста расходится по поверхности теплораспределительной крышки под давлением кулера. Ниже мы подробнее обсудим взаимосвязь между текучестью термопасты (в противоположность вязкости) и максимальным монтажным давлением. Пока же достаточно сказать, что паста с низкой вязкостью больше «жёсткой» подходит для монтажа с низким давлением, такого, как у штатных кулеров Intel.
Технические характеристики теплового сопротивления термопасты не обязательно предсказывают её реальный потенциал с конкретным процессором и кулером. Хороший радиатор может стать бесполезным в сочетании с неподходящей термопастой. Правильное сочетание кулера и термопасты может принести куда больше пользы, чем просто дорогая термопаста.
Термопасты | Философский вопрос: способ нанесения
Выбрать способ нанесения термопасты непросто. Любой способ будет работать лишь при условии, когда количество пасты и её вязкость подходит для конкретного случая. Тем не менее, мы считаем, что нанесение термопасты на всю поверхность процессора не имеет никакого смысла и такой способ остался в далёком прошлом. Вместо этого мы сфокусируемся на особенностях процессоров, их теплораспределительных крышек и прижимном давлении кулеров.
Кисти и термопасты с низкой вязкостью
Жидкие термопасты, такие как Revoltec Thermal Grease Nano, можно наносить кистью, и это очень просто. Однако низкая вязкость объясняется высоким содержанием силикона, что негативно влияет на теплопроводность. Такие термопасты обычно находятся в нижних строчках рейтингов. И когда вы пытаетесь нанести такую пасту кистью, обычно слой получается слишком толстым, а это не очень хорошо.
Каплей, сосиской или сплошняком?
Пытаться распределить по поверхности термопасту высокой вязкости с помощью кредитной карты — это бесплодная затея. Вы потеряете уйму времени, но так и не получите тонкого ровного слоя. Да, можно надеть перчатку из латекса и попробовать размазать пасту указательным пальцем. Но даже при этом велик риск того, что вы нанесёте слишком толстый слой, особенно если у вас нет опыта. Чем выше вязкость, тем меньше шансов, что вы преуспеете, пытаясь «выкрасить стену».
Способ нанесения полоской: всё о сосисках
Если вы представляете расположение кристалла под теплораспределительной крышкой, может показаться хорошей идеей нанести полоску термопасты именно над ним. Но не стоит наносить слишком много пасты, в противном случае она выдавится по краям. А если ваша термопаста ещё и электропроводна, можно быть на сто процентов уверенным, что процессор выйдет из строя.
Если вы будете более экономны, результат получится лучше. Не переживайте насчёт пустых мест, края теплораспределителя не очень нуждаются в отводе тепла. Если у вашего кулера есть задняя опорная планка, и он оказывает сильное давление, термопаста разойдётся дальше. Исходя из опыта, чем меньше вязкость пасты и чем сильнее давление радиатора, тем дальше разойдётся по теплораспределительной крышке термопаста.
Идеальная капля
Способ нанесения термопасты каплей могут использовать как новички, так и продвинутые энтузиасты, и он срабатывает даже с пастам высокой вязкости, при условии, что у вас качественный кулер, оказывающий сильное давление прижима.
Не жалейте пасты из опасения, что нанесёте слишком много — дело кончится тем, что она не покроет самую горячую точку, что может привести к перегреву процессора.
Необходимо учитывать и тип устанавливаемого кулера. Дорогому охладителю с прикручиваемой сзади пластиной потребуется меньше пасты, чем стандартным кулерам AMD с защёлкой или кулерам Intel с четырьмя поворотными штырьками. Если вы используете термопасту с высокой вязкостью, кулер должен оказывать большее давление и можно нанести побольше пасты. Когда мы говорим «побольше», мы имеем в виду чуть-чуть побольше, а не в два-три раза.
На иллюстрации сверху показано оптимальное в большинстве случаев количество пасты, которая тонким слоем покрывает всю площадь кристалла. Пятно не достаёт до краёв крышки, поэтому мы уверены, что не переборщили с количеством, и слой пасты получился не слишком толстым. Не нужно стараться нанести побольше пасты — шарика диаметром от 2 до 4 мм будет достаточно.
Без паники!
Судя по штатным кулерам, производители процессоров исповедуют философию «меньше — это больше». К примеру, площадка радиатора боксового кулера AMD закрывает лишь порядка двух третей теплораспределительной крышки процессора. Нанесённая на неё термопаста отличается высокой вязкостью, она почти твёрдая и не вытекает за пределы площадки, благо монтажное давление относительно невелико. Но этот способ так хорошо работает только в исполнении AMD.
Термопасты | Жидкий металл и его особенности
Очистка и пескоструй
Важнейшее предварительное условие использование термопасты типа жидкий металл — чистота поверхностей теплораспределительной крышки и подошвы радиатора. Можно приобрести специальный чистящий набор, состоящий из трёх разных жидкостей, или просто изопропиловый спирт. При этом избегайте ацетона и керосина. Даже денатурированный алкоголь может содержать добавки, не позволяющие получить чистую обезжиренную поверхность. Наконец, убедитесь в том, что с обеих поверхностей полностью испарились малейшие остатки чистящих средств.
Если поверхность будет слишком гладкой, жидкий металл быстро с неё стечёт. Поэтому, вопреки тому, что мы делаем перед нанесением обычных термопаст, нужно немного поцарапать поверхность — например, грубой кухонной губкой. Только не перестарайтесь: безобидная на вид губка может прорезать глубокие царапины. Натирайте мелкими нежными кругами.
Идеальный способ нанесения
Нанести термопасту из жидкого металла весьма непросто, даже несмотря на то, что некоторые самые современные продукты больше похожи на обычную пасту. Тем не менее, они намного более жидкие, а их состав всё ещё вызывает вопросы, поскольку некоторые ингредиенты вызывают коррозию у лёгких металлов вроде алюминия, а также у отдельных сплавов. Это свойство может неблагоприятно отразиться на теплопроводности, может даже сформироваться изолирующий слой. Площадки с медным и никелевым покрытием не подвержены такой коррозии.
После того как вы сделали поверхность теплораспределительной крышки шероховатой, можно аккуратно нанести пасту по каплям с помощью небольшой кисти. Количество термопасты зависит от размеров процессора, но рассчитывайте израсходовать примерно половину тюбика для больших моделей и около трети для обычных.
Рекомендуем наносить жидкий металл на процессор, не установленный на материнскую плату, чтобы защитить её от попадания случайных капель.
Термопасты | Лучшие составы для разных кулеров
Тестирование термопаст проводилось при постоянной максимальной загрузке процессора и температуре помещения 22 °C. Полученные цифры — разница температуры процессора и помещения, чем она меньше, тем эффективнее термопаста.
СВО с закрытым контуром, высокое прижимное давление
Системы водяного охлаждения с закрытым контуром — самый популярный тип СВО у энтузиастов. Довольно высокая эффективность и простота установки особенно нравятся не самым опытным пользователям.
- Coolaboratory Liquid Ultra (жидкий металл) – 30,0
- Coolaboratory Liquid Pro (жидкий металл) – 30,0
- Phobya LM (жидкий металл) – 30,2
- Thermal Grizzly Conductonaut (жидкий металл) – 30,2
- Thermal Grizzly Kryonaut – 31,0
- Innovation Cooling Diamond 24 – 31,2
- Kingpin Cooling KPx – 31,6
- Cooler Master Mastergel Maker Nano – 31,7
- Gelid Solutions GC Extreme – 31,8
- Prolimatech PK-3 – 31,9
Воздушные кулеры, высокое прижимное давление
С воздушными кулерами разница между термопастами проявляется больше, но между хорошими марками она совсем невелика.
- Coolaboratory Liquid Pro (жидкий металл) – 32,0
- Thermal Grizzly Conductonaut (жидкий металл) – 32,3
- Coolaboratory Liquid Ultra (жидкий металл) – 33,0
- Phobya LM (жидкий металл) – 33,0
- Thermal Grizzly Kryonaut – 34,8
- Innovation Cooling Diamond 24 – 35,0
- Gelid Solutions GC Extreme – 35,3
- Kingpin Cooling KPx – 35,4
- Alphacool Compound – 35,5
- Cooler Master Mastergel Maker Nano – 35,5
Воздушные кулеры, низкое прижимное давление
Типичный пример таких кулеров — боксовые модели как для процессоров AMD, так и для процессоров Intel. Они оказывают низкое давление, поэтому слой термопасты должен быть толще.
- Coolaboratory Liquid Pro (жидкий металл) – 33,0
- Thermal Grizzly Conductonaut (жидкий металл) – 33,2
- Phobya LM (жидкий металл) – 33,5
- Coolaboratory Liquid Ultra (жидкий металл) – 34,0
- Thermal Grizzly Kryonaut – 35,8
- Cooler Master Mastergel Maker Nano – 36,3
- Gelid Solutions GC Extreme – 36,7
- Alphacool Compound – 36,8
- Xigmatek Xi-3 HDT – 36,8
- Arctic MX-4 – 36,9
Термопасты | Заключение
В заключение отметим, что не имеет значения, сколько вы заплатили за термопасту или какая теплопроводность указана на её упаковке. Гораздо важнее, как вы нанесли её на процессор: от этого зависит, будет она работать или нет.
Некоторые из протестированных термопаст имеют классический состав, и они сравнительно недороги. Мы считаем, что нет особого смысла тратить большие деньги на горячие новинки. Гораздо важнее обеспечить эффективные воздушные потоки внутри корпуса, и вам не понадобится какая-то особая термопаста.