что значит термопаста для процессоров с металлической поверхностью
Жидкий металл в качестве термоинтерфейса, все за и против
В последнее время все большую популярность приобретает применение в компьютерной технике в качестве термоинтерфейса жидкого металла.
реклама
Но давайте разберемся, все ли так хорошо, как нас убеждает производитель этого «волшебного зелья» и его фанаты.
Да! Несомненно у жидкого металла есть большой плюс, это его теплопроводность, она выше, чем у хорошей термопасты в 7-10 раз. И на практике применение жидкого металла позволяет в некоторых случаях снизить температуру чипа до 20%.
реклама
Для наглядности показатели теплопроводности для термопаст и жидкого металла привел в таблице.
Но на этом все. Дальше одно разочарование. Все по порядку.
Жидкий металл состоит (является сплавом) из трех основных элементов: галлий-индий-олово (62, 25 и 13% соответственно), с некоторыми небольшими дополнительными присадками в зависимости от «волшебных рецептов» разных производителей с температурой плавления в районе 5 °С.
реклама
Взаимодействие с алюминием даже не будем рассматривать, так как сам производитель категорически запрещает применять жидкий металл на алюминиевых поверхностях, к слову алюминий при взаимодействии с жидким металлом разрушается прямо на глазах. А рассмотрим взаимодействие с медью, с которым производитель как раз и рекомендует использовать жидкий металл, и поверхностью кристаллов чипов.
Для начала взглянем на поверхность медного радиатора после его интенсивного использования с жидким металлом в течении полугода.
Жидкий металл перешел в твердое состояние, снятие его было произведено с усилием, так как он «прикипел» к поверхности кристалла.
реклама
Так что же произошло с жидким металлом?
Все таки разрушающая химическая реакция с медью происходит, пусть и достаточно медленно, по причине которой значительно снижается теплопроводность этого термоинтерфейса и увеличиваются температуры чипов.
Химики так же говорят, что устранить подобное явление поможет никелирование меди, но не все медные радиаторы имеют никелированную поверхность.
Теперь разберемся как влияет жидкий металл на поверхность кристаллов чипов. На фото представлено фото поверхности кристалла процессора, который несколько лет эксплуатировался с жидким металлом.
Как видно и здесь происходят химические реакции, которые постепенно разрушают поверхность кристалла чипа.
Кстати разрушающее воздействие жидкого металла касается еще и паяных соединений, вступив в контакт с припоем, он сделает его хрупким, а пайку ненадежной, и в какой-то момент это сработает.
Представьте такую ситуацию: вы в ноутбуке заменили термоинтерфейс на жидкий металл, выдавили его немного больше, чем нужно было. При установке системы охлаждения излишек выдавился из-под процессора, или графического чипа, и волшебная капелька зависла в ожидании какого ни будь резкого толчка или небольшого падения (с высоты 2 см.) вашего ноутбука. А такие случаи имели место быть. И здесь начинается путешествие это волшебной капли по вашему ноутбуку. И что случится раньше? Замкнет SMD компоненты на подложке процессора, замкнет, какие-либо другие компоненты, или же просто прилипнет к какому-нибудь месту пайки и через некоторое время разрушит ее.
Поэтому лично я бы держал жидкий металл как можно дальше от любой электроники.
Термопаста для процессора
Термопаста для процессора – многокомпонентное пластичное вещество, которое служит для улучшения теплопроводности между центральным чипом и системой охлаждения. Во время работы кристаллы процессора сильно нагреваются, радиатор принимает выделяемое тепло и передает его в окружающую среду с помощью вентилятора. Для того, чтобы этот процесс проходил с наибольшей эффективностью, между процессором и радиатором не должно быть воздушных пространств. Термопаста для процессора улучшает теплообмен между этими двумя поверхностями, а при правильном нанесении полностью исключает появление воздушных пузырьков.
Типы термопаст для процессора
Высокие теплопроводящие свойства паст обеспечивают микродисперсные добавки, которые и дают необходимый уровень теплообмена. Типы термопаст для процессора могут различаться по входящим в их состав компонентам:
Основой для любой термопасты является синтетическое (иногда минеральное) масло или смесь с низкой испаряемостью.
Характеристики термопаст для процессора
Отличаясь по компонентному составу, термопасты могут давать разную степень теплообмена. Теплопроводность, вязкость и тепловое сопротивление – основные характеристики термопаст для процессора. От уровня этих показателей будет зависеть эффективность смазки.
Теплопроводность — количественная характеристика вещества, определяющая способность передачи тепла от более разогретых частиц к менее горячим. Чем выше этот параметр, тем качественнее термопаста для процессора.
Коэффициент теплопроводности выражается в Вт/м*К (Ватт на метр на Кельвин). Характеризует он количество теплоты, проходящей за единицу времени через единицу площади при единичной разнице температур в 1 К.
В среднем, показатель теплопроводности наиболее популярных термопаст составляет от 3 до 10 Вт/м*К, однако может достигать и 75 Вт/м*К.
Тепловое сопротивление — способность вещества препятствовать распространению тепловой энергии. Можно сказать, что это величина, обратная теплопроводности. В хорошей термопасте этот показатель будет низким (измеряется он в К/Вт).
Вязкость – динамическая характеристика вещества, определяющая степень сопротивления текучих тел к внутреннему перемещению частиц.
Хорошая термопаста для процессора не должна растекаться по поверхности, но и слишком плотная консистенция помешает правильному нанесению. Оптимальная вязкость от 160 до 500 Па*с (Паскаль в секунду). По внешнему виду термопаста должна походить на густую зубную пасту.
Теплопроводимость тепрмопасты в 50 раз выше, чем у воздуха, и в несколько раз ниже, чем у металлической части системы охлаждения. Термическая смазка должна обеспечить равномерное сцепление радиатора и процессора, но при этом не мешать максимально плотному прилеганию этих деталей. Слишком густая термопаста для процессора помешает нанести идеально тонкий слой, а слишком жидкая неравномерно распределяется по поверхности.
Какая термопаста для процессора лучше
Вышеперечисленные характеристики позволяют сделать качественный выбор смазки для процессора. Можно легко определить, какая термопаста для процессора лучше, руководствуясь данными производителя на упаковке:
Цена на термопасту для процессора
Термопасты для процессора отличаются не только качественными характеристиками, но и стоимостью. Неверно будет утверждать, что только дорогая смазка даст оптимальный результат. Цена на термопасту для процессора не является определяющим фактором при выборе, ведь на стоимость влияют разные обстоятельства.
Бюджетные термоинтерфейсы
Известны они любому пользователю, который хотя бы один раз пытался самостоятельно почистить компьютер. КПТ-8 и Алсил, стоят в районе 100 рублей, имеют силиконовую основу и оксид цинка в составе. Отечественная термопаста для процессора стоит недорого, но и имеет низкие показатели термопроводимости.
Силиконовая основа быстро высыхает, и пасту приходится часто менять. Такой пастой можно пользоваться, если компьютер не подвергается высоким нагрузкам. Тюбик большой, его хватит на 20 нанесений.
Вывод: дешевая термопаста для процессора лучше, чем работа компьютера совсем без нее.
Термопасты средней ценовой категории
На цену термопасты может влиять даже стоимость доставки в нашу страну. Существенно отражаются на ценнике так же входящие в состав термопасты для процессора компоненты.
Углеродные стоят недешево, но имеют очень высокую теплопроводимость. Отличный вариант такой термопасты – Arctic Cooling MX-2 с 5,6 Вт/м*К. Цена – около 50 рублей за грамм. На всех тестах этот термоинтерфейс проявляет самые высокие качества: легкость в нанесении, высокий диапазон выдерживаемых температур, долгий срок службы.
Популярная сегодня паста Zalman имеет высокую вязкость и трудно наносится, однако долго не теряет своих свойств. Прекрасно подойдет для тех пользователей, которые часто используют ресурсы своего компьютера на полную мощность. Zalman не всегда можно найти на полках розничных магазинов, чаще она идет в комплекте с фирменными системами охлаждения.
Подбирая термопасту, нельзя забывать, что смазка на основе жидких металлов подходит только для медных радиаторов, алюминиевую деталь можно просто испортить. Пример — Coollaboratory Liquid PRO + CS, высокое качество, цена за тюбик в районе 1000 рублей. Вся линейка термопаст этой компании прекрасно справляется с задачей.
Вывод: правильно подобранная паста с максимально высокими характеристиками будет с высокой эффективностью охлаждать процессор.
Дорогие термопасты
Цена на термопасту для процессора может достигать заоблачных высот – до 8000 рублей. Прежде чем купить термопасту высокой стоимости, нужно определиться, нужна ли она. Часто такие смазки предназначены для водяных систем охлаждения. Например, Thermal Grizzly Kryonaut TG-K-100-R или Thermal Grizzly Kryonaut TG- H-100-R). Эти термопасты для процессора обладают высочайшими характеристиками, однако использовать их для обычных кулеров совершенно не обязательно. Безусловно, смазка от Thermal Grizzly идеально подходит для владельцев топовых ПК и любителей оверклокинга.
Вывод: подбирая термопасту, ориентируйтесь не на цену, а на предназначение и характеристики.
Как часто нужно менять термопасту для процессора
Нет единых правил о сроках, через которые замена термопасты становится необходимостью. Все индивидуально и зависит от условий работы компьютера. Насколько часто процессор перегревается, в каком температурном режиме работает системный блок, и каково было качество нанесенной ранее термопасты.
Можно понять, как часто нужно менять термопасту для процессора, руководствуясь несколькими общими моментами:
Грамотный пользователь знает, что можно следить за температурой процессора с помощью специальных программ либо установив регулятор оборотов с датчиком контроля температур в корпус компьютера. При чрезмерном перегреве центрального чипа может возникнуть необходимость сразу же поменять термопасту, так как нанесенный слой может просто пересохнуть от высоких нагрузок.
Сколько нужно термопасты на процессор
Термопаста для процессора наносится очень тонким слоем 0,5-1 мм, слишком толстый слой будет препятствовать плотному сцеплению процессора с радиатором. Выдавить из тюбика необходимо только каплю смазки – именно столько нужно термопасты на процессор. Обычно, в комплекте с термопастой идет специальная лопатка для нанесения.
Как наносить термопасту правильно:
После того, как паста наложена на поверхность процессора, устанавливается радиатор, который крепко прижимается к центральному чипу специальными креплениями.
Срок годности термопасты для процессора
При покупке учитывайте, что если термопаста для процессора будет использоваться в домашних целях, то большой тюбик совершенно ненужен. Для одного нанесения используется около 1 грамма пасты. Менять термоизолирующий слой придется через 6-12 месяцев. То есть, стандартного небольшого тюбика объемом 3-5 грамм хватит на несколько лет. За это время как раз закончится срок годности термопасты. В среднем он составляет 3-4 года, за редким исключением, как, например, Arctic Cooling, которая сохраняет все свои свойства в течение 8 лет.
Как выбрать термопасту для процессора
Первым делом при выборе термопасты нужно ориентироваться на мощность и потребности компьютера.
Перед тем, как выбрать термопасту для процессора, следует внимательно изучить упаковку. Определиться с нужными характеристиками, проверить, не подходит ли срок годности к концу.
Если опыта в нанесении термопасты нет, не стоит покупать смазку с высоким уровнем вязкости. Может возникнуть слишком много сложностей при нанесении, если результат будет не очень удачным, может возникнуть перегрев и неисправности в компьютере.
Где купить термопасту для процессора
Приобрести качественные интерфейсы можно только в специализированных магазинах и крупных супермаркетах техники. В таких местах выше контроль над качеством продукции, менеджеры следят за сроками годности и меньше шансов купить подделку вместо оригинала.
Определяясь с местом, где купить термопасту для процессора, стоит учесть тот факт, что в местах с высокой проходимостью покупателей не бывает залежавшегося товара. Магазинчики на окраине не могут похвастать потоком клиентов, товарные позиции могут лежать на полках по несколько лет.
В хорошем магазине дадут грамотную консультацию и продадут термопасту исключительно высокого качества.
9 Мифов о термопасте
Миф №1. Термопасту нужно наносить на крышку процессора обязательно крестиком, кружком или звездочкой (нужное подчеркнуть, ненужное вычеркнуть).
Цель термопасты — эффективно передать тепло от горячего процессора или видеочипа к радиатору кулера, чтобы тот его рассеял. При этом теплопроводные свойства термопасты ощутимо меньше, чем у большинства металлов, но все же гораздо выше, чем у воздуха. Отсюда вытекает простой вывод: наносить термопасту нужно тонким ровным слоем без пустот.
Очевидно, что всякие художества на крышке процессора этого могут и не обеспечить: например, банальная капля в центре может оставить края CPU неприкрытыми, потенциально уменьшая площадь, с которой может забираться тепло, и тем самым увеличивая температуру камня. Про всякие кружочки, квадратики и прочие произведения искусства и говорить нечего — могут получиться пустоты вообще в центре крышки, а вы будете долго гадать, почему ваш процессор под мощной башней с дорогой термопастой греется до 100 градусов.
Так что если вы хотите избежать проблем с этим — найдите ненужную кредитку или другую пластиковую карту, и аккуратно размажьте термопасту тонким слоем по всей крышке. Долго, скажете вы? Ну, зато точно не придется вновь разбирать ПК из-за перегрева, дабы уже нормально нанести хладомазь.
Миф №2. Дорогая термопаста позволит сэкономить на кулере
Как я уже писал, цель термопасты — это эффективно передать тепло от крышки CPU радиатору кулера. Да, разумеется дорогие термопасты с более высокой теплопроводностью будут делать это лучше, но они никак не помогут охладить горячий камень, если не справляется сам кулер, так как именно последний отвечает за охлаждение.
Поэтому увы, но Arctic MX4 не поможет боксовому кулеру охладить Core i9 — сей кусок алюминия быстро нагреется и процессор начнет троттлить. Поэтому в любом случае берите охлаждение, максимальный уровень рассеиваемого тепла которого выше TDP вашего процессора.
Миф №3. Термопасты — это мировой заговор: что у процессора, что у радиатора контактные поверхности гладкие, так что хладомазь не нужна.
Гладкие они только для наших глаз, а вот под микроскопом они будут похожи на типичную российскую дорогу, всю в колдобинах и ямах. Поэтому если не использовать термопасту, то площадь контакта подошвы кулера и крышки процессора будет ощутимо меньше последней, а в пустотах между ними будет скапливаться воздух с очень низкой теплопроводностью. Термопаста для того и нужна, чтобы заполнить собой эти полости, ведь она передает тепло куда лучше, чем воздух.
Разумеется, если у вас стоит какой-нибудь Celeron под мощным суперкулером, то скорее всего даже небольшой площади контакта действительно хватит, чтобы охладить процессор. Но если мы берем реальные системы, то термопаста нужна в обязательном порядке — в противном случае вы рискуете получить под 100 градусов на CPU даже на рабочем столе.
Миф №4. Дорогие термопасты не нужны, я всю жизнь мажу КПТ-8 и проблем не знаю.
Все очень сильно зависит от процессора. Если у вас простой чип с 2-4 ядрами и низкими частотами, то поток тепла через крышку будет низок, и даже различные графитовые смазки вполне справятся с поставленной задачей. Но если мы берем различные Core i9 или Ryzen 9, которые имеют реальные TDP под нагрузкой нередко больше 200 Вт, неэффективная термопаста просто не сможет передать такой поток тепла с крышки на радиатор, из-за чего CPU будет греться больше.
Вот и получается, что в случае с дешевыми кулерами дорогая высокоэффективная термопаста не поможет, а в случае с мощными системами охлаждения дешевая термопаста все испортит. Насколько сильно? Разница может составлять до 4-5 градусов. Конечно, в играх это не критично, но например в рабочих задачах процессоры нередко могут греться до 90 градусов, и тут такая разница может быть фатальной.
Так что если учесть, что разница между граммовыми шприцами с дешевой и дорогой термопастами нередко составляет всего несколько сотен рублей, при сборке дорогого ПК уж точно не стоит экономить на хладомази.
Миф №5. Термопаста — прошлый век, нужно наносить жидкий металл.
Термоинтерфейс из жидкого металла плавится при температуре ниже комнатной, из-за чего вы в прямом смысле того слова можете держать в руках расплав. И разумеется его теплопроводные свойства нередко на порядок выше, чем у лучших термопаст — получается, что и температура процессора с ним должна быть ниже?
Не совсем. Жидкий металл действительно снижает температуру там, где нужно передать большое количество тепла с маленькой площади — например, с кристалла процессора на крышку. Поэтому скальпирование процессоров с терможвачками под крышкой и замена так называемого пластичного термоинтерфейса на жидкий металл действительно имеет смысл: площадь кристалла CPU в несколько раз меньше площади крышки, а передать нужно нередко пару сотен ватт тепла. Поэтому в таком случае жидкий металл с крайне высокой теплопроводностью может снизить конечную температуру процессора нередко на внушительные 15-20 градусов.
А вот просто втирать жидкий металл в крышку процессора смысла нет — в сравнении с хорошей термопастой вы выиграете от силы 1-2 градуса. Почему? Все просто — сама крышка процессора достаточно большая, и снять с нее те же пару сотен ватт гораздо проще, чем с небольшого кристалла. И в таком случае с передачей тепла отлично справляются и термопасты, жидкий металл оказывается избыточен и даже вреден.
Почему вреден? Во-первых, жидкий металл отлично проводит ток. Так что если вы при его нанесении случайно капнете на плату, или он выдавится из-под радиатора и попадет в сокет — вы в лучшем случае пойдете за новым CPU, в худшем еще и за материнкой.
Во-вторых, жидкий металл химически активен — одна его капля всего за сутки может превратить прочный алюминиевый радиатор в труху: вы в прямом смысле слова сможете крошить его пальцами. С медью процесс схож, но идет гораздо медленнее. Однако в течение года вы скорее всего увидите, что температура процессора снова выросла, а сняв радиатор заметите следы черного сплава на медном основании вашего кулера.
Миф №6. Термопасту нужно менять раз в год.
Обычно полный совет выглядит как «раз в год нужно чистить компьютер и менять термопасту», и кочует он из блога в блог на протяжение уже второго десятилетия. И если первая часть совета действительно имеет смысл — за год компьютер может запылиться, то вторая — бессмысленна с современными термопастами. Все дело в том, что даже дешевые хладомази нередко остаются жидкими на протяжении нескольких лет, а те же известные Arctic MX4 или Noctua NT-H1 не теряют своих свойств и по 5 лет. Поэтому, сняв радиатор спустя год после сборки ПК, вы скорее всего увидите термопасту в том же виде, что и год назад.
И совет тут прост — менять термопасту стоит только в том случае, если температура CPU или GPU выросла, а чистка радиатора не помогает. В профилактической замене хладомази каждый год смысла нет никакого.
Миф №7. Термопасты, идущие в комплекте с кулерами, плохого качества и их нужно стирать или выкидывать.
В данном случае сложно сказать, откуда идет миф. Возможно, его придумали разочарованные пользователи, купившие дешевые бруски алюминия с нанесенной термопастой в пару к горячим Core i7 или Ryzen 7 и получившие в результате высокие температуры при работе. Однако, как я уже объяснил, термопаста на крышке неспособна сильно влиять на температуру CPU, поэтому винить в данном случае стоит имеенно плохой кулер, а не некачественную хладомазь.
Что касается качества комплектных термопаст, то обычно они соответствуют уровню кулера: очевидно, что к простому народному GAMMAXX 200T никто не поставит в пару 16-ядерный Ryzen 9 5950X, а такой же народный Ryzen 3 3100 не настолько горяч и жорист, чтобы недорогая комплектная термопаста играла тут хоть какую-то роль.
Миф №8. Термопаста в шприце густая и плохо мажется? Значит, она низкокачественная или неправильно хранилась, использовать ее не стоит.
Видимо, такие советы дают люди, всю жизнь использовавшие КПТ-8, которая действительно достаточно жидкая. На деле в термопастах используются различные оксиды металлов — например, цинка или алюминия, и связующие их масла с низкой испаряемостью. И, разумеется, от концетрации входящих веществ сильно зависит получаемая вязкость термопасты.
Так что на деле густая и плохо мажущаяся хладомазь вовсе не является плохой — просто ее производитель выбрал такой состав. Причем нередко такие термопасты оказываются более энергоэффективными, чем более жидкие, потому что в них меньше плохо проводящих тепло масел. Так что главное нанести такую термопасту правильно, не бросив процесс на пол пути.
Миф №9. Зачем нужны термопасты за несколько сотен рублей, когда есть зубная паста аквафреш за полтинник?
О, эта зубная паста, о которой не говорил только ленивый. И ведь она частенько работает — даже у нас в обзоре RTX 3080 температуры с ней оказались сравнимыми с заводской термопастой на далеко не самой дешевой видеокарте линейки ASUS TUF. Так почему же зубная паста действительно работает?
Все просто потому что в ней содержится ментол! Шучу конечно — она, как и любая термопаста, заполняет собой неровности. При этом вода в ней, очевидно, проводит тепло гораздо лучше воздуха, а ее теплоемкость вообще близка к рекордной. Поэтому зубная паста действительно может показать себя на уровне неплохой термопасты — но только до тех пор, пока не испарится вода.
А произойдет это при рабочих температурах в 60-80 градусов максимум за сутки, и в результате зубная паста превратится в зубной порошок, теплопроводные свойства которого крайне сомнительны. При этом масла в термопастах, очевидно, куда более долговечные. Так что да, в кратковременных тестах зубная паста действительно тащит, но уже через несколько часов вы поймете, что экономить на термопасте не стоило.
Как видите, мифов о термопастах хватает, и, мы надеемся, развеяли большинство самых популярных из них. Знаете какие-либо еще? Пишите о них в комментариях.