Железный эксперимент: как правильно наносить термопасту
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.
Железный эксперимент: как правильно наносить термопасту
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.
Основание Noctua NH-D15S
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.
Небрежное нанесение термопасты производителем 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.
Низкокачественная термопаста под крышкой Intel Core i7-4770K
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.
Результаты скальпирования центрального процессора
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.
Сколько термопасты следует наносить на процессор компьютера
Вам не нужно перегружать себя термопастой при установке процессора. Использование консервативного объема лучше, чем пойти ва-банк и устроить беспорядок. Если вам нужно подобрать для своего GPU или CPU термопасту, я полагаюсь на MX-4 от Arctic, которая хорошо помогла мне за эти годы.
Термопаста – чем меньше, тем лучше
Термопаста способствует передаче тепла между процессором и установленным кулером, поэтому нанесение большего объема может показаться лучшим подходом. Но, это не так с термопастой. Чего пользователи могут не осознавать при установке радиатора: металлическая пластина радиатора будет оказывать определенное давление на термопасту.
Механизм блокировки сокета заставит нанесенную термопасту сдавливаться под нагрузкой и распространяться на внешние края центрального процессора. Если вы нанесете слишком много пасты, она просочится через края на материнскую плату. Мало того, что это выглядит грязно, это также доставит вам много проблем с очисткой при следующем обновлении термопасты. Есть даже шанс, что это может вызвать проблемы с электричеством и перегрев в крайних случаях.
Даже производители компонентов призывают к более контролируемому нанесению термопасты.
Наносите правильное количество термопасты
Итак, сколько термопасты мы рекомендуем? Небольшой капли материала будет достаточно. Используйте объем размером с небольшую горошину, которую можно сварить на ужин. Стремитесь к размещению этого объема термопасты в самом центре процессора, которая затем будет равномерно распределена по поверхности при установке радиатора.
Некоторые упаковки могут даже поставляться с удобным инструментом, который позволяет равномерно распределять термопасту по всему процессору. Если у вас его нет такого под рукой, эту работу прекрасно выполнит радиатор, при условии, что при установке кулера вы прикладываете равномерное давление, чтобы вся термопаста не смещалась к одному углу.
Если вам случилось нанести слишком много термопасты, используйте спирт и бумажные полотенца, чтобы вытереть процессор перед повторным нанесением. До тех пор, пока вы будете следовать «технике гороха», у вас будет получаться надежное теплоотведение.
Итог: не наносите тонну термопасты, думая, что больше пасты обеспечит лучший результат. Меньше значит лучше в этом сценарии.
Выясняем сколько надо в граммах термопасты на компьютерный процессор
Приветствую, дорогие читатели моего блога! Из сегодняшней публикации вы узнаете, сколько нужно грамм термопасты на процессор и чем чревато использование неправильного ее количества. Информация будет полезна всякому, кто собирает комп самостоятельно или решил заняться плановым обслуживанием «железа».
Что это такое и зачем оно надо
Термопаста – пластинчатое многокомпонентное вещество, обеспечивающее теплообмен между процессором и радиатором кулера (кстати, о выборе кулера для процессора вы можете почитать здесь).
Использование состава обосновано тем, что металлические детали, хотя прилегают и плотно, но отнюдь не идеально. Зазоры в несколько микрон заполнены воздухом, что сводит на нет любые попытки отведения лишнего тепла без использования дополнительной «прокладки».
Кроме центрального процессора, используется термопаста для отвода тепла от графического процессора – «мозга» видеокарты. Универсальную термопасту можно использовать для того, чтобы смазать обе детали.
Какие термопасты бывают
По физическим свойствам это вязкая плотная субстанция, по консистенции напоминающая чуть подтопленное сливочное масло (настоящее хорошее масло, а не суррогат из свежевыдоенного молока дикой пальмы).
Чаще всего термопаста серого цвета – производители специально делают ее такой, чтобы нанесенный слой был хорошо различим на поверхности процессора во время обслуживания.
О том, как правильно наносить термопасту на процессор компьютера, читайте тут.
Теплопроводимость термопасты в десятки раз выше, чем у воздуха.
Это достигается добавлением в состав таких элементов:
- Оксидов цинка и алюминия;
- Нитридов алюминия и бора;
- Серебра или вольфрама;
- Графита;
- Индия, галлия и их сплавов.
От доли компонентов в составе зависит и стоимость тюбика термопасты. И что характерно, состав самых крутых паст, демонстрирующих очень высокие показатели теплопроводности, производители почти всегда держат в секрете – точно так, как знаменитый шеф-повар вряд ли поделится своими фирменными рецептами.
Так сколько же ее нужно?
В граммах количество термопасты измеряют сами производители, обычно указывая эту цифру на тюбике. Естественно, юзер при нанесении термопасты никакими измерительными приборами (чего греха таить, обычно и защитными перчатками) не пользуется, отмеривая количество вещества на глаз.
В среднем, на один процессор требуется пару капель термопасты размером ориентировочно со спичечную головку – то есть примерно от 0,5 до 1 грамма.
Скажу так: четырехграммового тюбика достаточно для планового обслуживания центрального процессора и чипа видеокарты. Если вы экономны и рука набита, такого тюбика может хватить примерно на четыре раза.
Можно ли обойтись без термопасты для компьютера
Можно, но недолго. При недостаточном теплоотводе процессор перегревается, что существенно увеличивает вероятность выхода его из строя. Это же может произойти, если переборщить с количеством термопасты – теплоотвод в этом случае также ухудшается, со всеми вытекающими.
Поэтому регулярная своевременная замена термопасты – залог стабильной, а главное, долгой работы процессора. Конечно, от неприятных сюрпризов никто не застрахован, но использование качественной пасты существенно снижает их вероятность.
И я не хотел об этом говорить, но озорной бесенок над левым плечом подсказывает, что информация может быть полезна некоторым читателям. Гарантированный способ «убить» процессор – удалить старую термопасту и не нанести новую.
Зачем это надо? Например, вы уже устали пользоваться тем древним монстром, который на заре цивилизации называли компьютером, но начальство (как вариант, родители или жена) никак не решатся на очередной апгрейд. Выход из строя процессора – отличный повод выделить деньги из бюджета на незапланированный ремонт. Не так ли?
Выбор редакции
Исходя из вышесказанного, я рекомендую использовать Arctic MX4 – универсальную термопасту средней ценовой категории. Отпускается она как раз в четырехграммовых шприцах, а теплопроводимости 8,5 Вт/мК «за глаза» хватит даже для самого мощного домашнего компа.
И если вы настолько сильно решили вникнуть в эти компьютерные дела, рекомендую также к ознакомлению статью «Как правильно подобрать оперативную память для компьютера».
На этом я прощаюсь, дорогие читатели. Не забудьте подписаться на обновления моего блога и отдельное спасибо всем, кто делится публикациями в социальных сетях.
Рекомендации по нанесению теплопроводящих паст.
В этой статье, на основе рекомендаций " Instructions for Arctic Silver 5 " для процессора AMD 64 ( Ins_as5_amd_quad_wcap .pdf ) и Intel Quad Core ( ins_as5_intel_quad_wcap.pdf ) , рассказывается о нанесении теплопроводящих паст на тепло распределительную крышку процессора. Но главный принцип Arctic Silver аккуратность можно распространить на все другие виды теплопроводящих паст. Главное чтобы их вязкость была не более 400 Па*сек.
Вы привыкли наносить теплопроводящую пасту, от широкой Русской души — не жалея. Правда встречаются и попытки минимизировать расход термопасты.
Примеров хоть отбавляй в разных публикациях в Internet . Этим страдают даже "спецы" — оверклокеры.
Тем более, часто, сама паста слишком густая имеет слишком высокую вязкость), как на рис. 1 и 3.
Необходимое количество термопасты.
Необходимое количество термопасты можно оценить из следующего расчета.
Толщина слоя термопасты должна быть от 20 до 40 мкм. Но не более 80 мкм.
Умножив площадь контактной поверхности процессора на толщину слоя термопасты получил необходимый объем.
— для современного двух — четырех ядерного процессора с S ≈ 13 см 2 и толщине слоя около 40 мкм (40*10 -4 см) получаем необходимый объем около 0,05 см 3 (0,05 мл). Реальная толщина слоя, в зависимости от вязкости теплопроводящей пасты, может быть от 40 до 85 мкм. С ростом толщины слоя будет иметь место пропорциональное увеличение его теплового сопротивления.
Даже если перезаложиться и увеличить толщину слоя вдвое получим около 0,1 мл.
Это количество явно не то что показано на рис. 1 и 3.
Кроме того я бы не рекомендовал сильно превышать это количество, тем более, как я уже писал, что тепло распределительная крышка эффективно работает только на расстоянии до 10 мм от ядра.
Рекомендации от Arctic Silver .
Arctic Silver дает рекомендации для применения теплопроводящей пасты Arctic Silver 5, которая требует особого подхода из-за своего специфического состава. Это повышенные требования к чистоте поверхности куда наносится паста. Зона выделенная розовым на рис. 5 должна быть очищена от жировых загрязнений с помощью изопропилового спирта. Это касается в первую очередь нанесения теплопроводящих паст с плохой смачиваемостью. Термопасты на основе силиконовых масел имеют хорошую смачиваемость, но и для них ( при ее наличии ) необходимо удалить всю грязь с крышки процессора. Поскольку жировой слой имеет плохую теплопроводность.
На рис.4 показана термопаста нанесенная на крышку процессора, примерно в центре ядра.
Да, именно такого ее количества достаточно.
В инструкции написано:"приблизительное количество, необходимое для использования соответствует размеру одной половины не сваренного зерна шлифованного риса". Там же написано: "Практика показала, что именно такое нанесение гарантирует однородное без пузырьков растекание пасты по зазору."
На рис.6 показано на примере процессора AMD 64 примерное соотношение размеров: 1- капля теплопроводящей пасты, 2- тепловыделяющий элемент- > кристалл процессора, 3- зона активного теплообмена (около 90%), 4- зона растекания теплопроводящей пасты.
Intel .
Что касается четырех ядерного процессора Intel Quad Core, то на рис. 8 показана (выделена цветом) зона подлежащая очистке. Поскольку у данного процессора под крышкой два кристалла, то здесь применяется иной принцип нанесения термопасты. Она накладывается в том же количестве, тонкой полоской. Полоска наносится вертикально по центру (вдоль общей оси кристаллов), когда метка ключа на процессоре расположена в правом нижнем углу. Смотрите рис. 7.
Это необходимо, чтобы при растекании теплопроводящей пасты она покрыла кристаллы процессора и зону активного теплообмена.
Растекание теплопроводящей пасты из "капли" или "полоски" обеспечивается под действием прижимной силы пружины или упругих фиксаторов кулера. Для улучшения растекания необходимо после установки и фиксации кулера немного подвигать его (в пределах люфтов механизма фиксации) вдоль поверхности крышки процессора.
Заключение.
Теплопроводящая паста должна иметь заданную вязкость, а значит она не должна храниться больше указанного производителем срока.
В этом случае нет необходимости нанесения ее "с запасом".
При нормальном состоянии поверхности крышки процессора и подошвы кулера, указанном количестве (0,1-0,05 мл) ее, достаточно для заполнения зазора и получения минимального теплового сопротивления.
Если Вы не можете найти инструкции по ее нанесению, то можете воспользоваться моими рекомендациями. (Они от Arctic Silver, Inc.)
Рекомендованное нанесение в виде капли или полоски дает хорошее, без пузырьков, растекание пасты в зазоре.
Для правильного определения места нанесения теплопроводящей пасты полезно знать место расположение кристалла под крышкой, для чего я рекомендую обратиться к документации на Ваш процессор на сайте производителя.