Рекомендуем прочитать

Поиск:
системы охлаждения

06.07.2010 00:05

Экспресс-тестирование шести термопаст и выводы о влиянии их качества на эффективность систем охлаждения

Заметили ошибку? Выделите фрагмент текста и нажмите CTRL+ENTER!
 
О причинах обязательного использования термоинтерфейсов в местах контакта каких бы то ни было систем охлаждения с охлаждаемыми поверхностями говорилось уже достаточно. Любой, хоть мало-мальски знакомый с компьютерным оборудованием пользователь знает и то, насколько важно качество применяемого состава. Однако для тех, кто не в курсе, подзабыл или не понимает, для чего применяется термопаста, поговорим об этом еще раз. Ну а заодно протестируем несколько легкодоступных на рынке теплопроводных паст и посмотрим, какое влияние их качество может оказывать на эффективность системы охлаждения.
 
Теплопроводный интерфейс – зачем он нужен?
 
Как известно, в зависимости от охлаждаемых элементов, их количества и системы охлаждения теплопроводные интерфейсы могут быть разными. В данном материале мы не будем рассматривать все их разнообразие, а поговорим лишь о самом распространенном из применяемых обывателями термоинтерфейсов – о так называемой термопасте или теплопроводном составе. Так для чего же она вообще нужна?
 
Как известно, поверхность охлаждаемого элемента, будь это теплораспределительная крышка центрального процессора или "голая" кремниевая пластина GPU и соприкасающаяся с ней поверхность системы охлаждения, в роли которой может выступать медная или алюминиевая пластина или часть тепловой трубки, не идеальна. Существует понятие шероховатости поверхности, определяющее совокупность неровностей и их шаг на определенной длине. Измеряется оно в микронах – величине, трудно уловимой на глаз. Поверьте, что даже отполированная до зеркального блеска поверхность имеет свое значение шероховатости.
 
Экспресс-тестирование шести термопаст и выводы о влиянии их качества на эффективность систем охлаждения
 
Ну а максимальный коэффициент передачи тепла от охлаждаемого элемента охлаждающему будет достигнут только при контакте поверхностей на 100% площади. При нормальных условиях понятие шероховатости исключает такую возможность. В любом случае сколь бы гладкими на вид не были соприкасающиеся поверхности, в месте контакта между ними останутся невидимые зазоры-микропоры, серьезно уменьшающие площадь соприкосновения. Именно для заполнения этих зазоров и пор применяются теплопроводные пасты.
Экспресс-тестирование шести термопаст и выводы о влиянии их качества на эффективность систем охлаждения
Расхожим заблуждением является то, что термопаста должна составлять сплошную прослойку между охлаждаемой поверхностью и поверхностью теплосъема. Такое понятие назначения термоинтерфейса в корне не верно. Теплопроводность любой, даже самой лучшей и качественной пасты гораздо ниже, чем у напрямую контактирующих охлаждаемой и охлаждающей поверхностей. Поэтому, используя пасту, нужно стремиться к тому, чтобы она выполняла именно то, для чего предназначена – заполняла образовавшиеся микропоры в местах контакта, но не составляла прослойку между поверхностями.
 
Прослойка может образоваться и допустима только в одном случае – при значительном отклонении от плоскости одной или обеих соприкасающихся поверхностей. В этом случае слой пасты все же намного лучше, чем воздушный зазор, однако эффективность системы охлаждения при таком контакте будет значительно снижена. С другой стороны, при таком развитии событий качество термоинтерфейса будет оказывать значительное влияние на эффективность системы.
 
Кроме главного свойства – коэффициента теплопроводности, у термопаст есть еще одна важная характеристика – диапазон рабочих температур. Дело в том, что экстремальные системы охлаждения могут создавать отрицательные температуры, что значительно повышает возможности разгона охлаждаемых полупроводников, но не все составы могут эффективно работать в таких условиях. Так что любителям жидкого азота и систем охлаждения, основанных на принципе фазового перехода, нужно обращать внимание еще и на этот момент.
 
Кроме этого, составы можно различать еще и по легкости нанесения и удаления. Да-да, есть чрезвычайно трудно удаляемые термоинтерфейсы, как, например, "жидкий металл". Поэтому в данном мини-обзоре и в дальнейшем мы будем обращать внимание и на этот аспект.
 
Но хватит теории. Далее переходим непосредственно к практике.
 
Arctic Silver Céramique
 
Компания Arctic Silver – достаточно известный производитель различных теплопроводных составов. Весьма примечательно, что это ее основная специализация. В данном случае мы будем иметь дело с составом Arctic Silver Céramique.
 
Arctic Silver Céramique
 
Эта паста белого цвета имеет очень вязкую консистенцию, поэтому для ее равномерного распределения по крышке процессора нужно приложить достаточно много терпения и усилий. Для получения однородного тонкого слоя интерфейс нужно буквально растирать по поверхности. Нетерпеливый пользователь, не сумев быстро размазать малую дозу Céramique, скорее всего, нанесет ее слишком много, что чревато ощутимым снижением эффективности. Зато паста достаточно легко удаляется с металла с помощью ветоши или салфеток без какой-либо химии, хотя производитель рекомендует использовать для этого изопропиловый спирт. При этом производитель отмечает, что во время работы состав разжижается, благодаря чему его частицы полностью заполняют все неровности и микропоры.
 
Паста позиционируется как крайне стабильная в плане сохранения однородности состава и свойств при многократных циклах нагрева, охлаждения и даже замораживания. Весьма примечательно, что минимальная температура долговременного использования состава составляет -150 С. Это гораздо меньше температуры возникновения эффекта "колд баг" всех современных процессоров, поэтому Arctic Silver Céramique отлично подходит для экспериментов с жидким азотом. Данный факт был проверен во время чемпионата по разгону TECHLABS OVERCLOCKING, когда тестовые системы охлаждались жидким азотом до -80…-100 градусов по Цельсию именно с этим термоинтерфейсом. При этом верхний температурный предел составляет 125 С, и по этому поводу комментарии, думается, излишни.
 
Noktua NT-H1
 
Австрийская компания Noktua так же хорошо известна в первую очередь как производитель систем охлаждения и вентиляторов, но также занимается и выпуском термопаст. В тестировании участвовал теплопроводный состав Noktua NT-H1.
Noktua NT-H1
Noktua NT-H1
Noktua NT-H1 имеет менее вязкую консистенцию, нежели Arctic Silver Céramique, поэтому паста очень легко размазывается ровным слоем по крышке процессора с помощью любых подручных средств. Также легко интерфейс и удаляется. В плане удобства использования NT-H1 на высоте. Цвет состава темно-серый.
 
Нижний температурный предел использования состава NT-H1 составляет -40 С. Это не так много, как у Arctic Silver Céramique, но в подавляющем большинстве случаев должно быть достаточно, ибо получить -40 С на границе контакта с крышкой процессора не так просто даже с жидким азотом. А вот верхний предел в 90 С обескураживает. Например, для серьезно разогнанного процессора Intel Core i7 – это, пусть и не нормальная, но все же вполне реальная температура, поэтому для такого случая Noktua NT-H1 фактически не подойдет.
 
Arctic Cooling MX-2
 
Швейцарская компания Arctic Cooling является одним из ведущих производителей различных систем охлаждения, компьютерных корпусов, блоков питания и, конечно же, теплопроводных составов. В данном тестировании участвовала паста Arctic Cooling MX-2.
 
Arctic Cooling MX-2
 
Интерфейс имеет серый цвет и негустую консистенцию, благодаря чему MX-2 очень легко наносится на процессор и еще проще удаляется впоследствии.
 
Никаких данных о температурном диапазоне, при котором состав сохраняет свои свойства, производитель не сообщает, что в некоторых случаях может стать ощутимым минусом.
 
Coolink Chillaramic
 
Этот состав мы подробно рассматривали ранее, поэтому о нем лишь пару слов. Термопаста имеет белый цвет, не очень густую консистенцию, легко наносится и удаляется с твердых и не очень пористых поверхностей. Смесь Chillaramic содержит керамические наночастицы, благодаря которым может эффективно работать и при отрицательных температурах. Номинальный температурный диапазон, в котором паста не теряет своих свойств, лежит в пределах от -35 С до +85 С.
Coolink Chillaramic
Thermaltake
 
Данный теплопроводный состав поставляется вместе с процессорными кулерами Thermaltake и участвовал в тестировании потому, как присутствовал в комплекте системы охлаждения Termaltake ISGC-400, на которой проводилось тестирование, и был добавлен, что называется, для массовки. Никаких сведений о пасте производитель не сообщает. Состав имеет серый цвет и достаточно жидкую консистенцию, благодаря чему легко наносится и удаляется с крышки процессора.
 
Кремнийорганическая термопаста КПТ-8
 
Эта термопаста – живая легенда. Разработана она была  еще в СССР и широко применялась в военной и бытовой радиоэлектронике. Надо отдать должное, "та" паста по своим реальным характеристикам значительно превосходила недорогие "импортные" интерфейсы. Однако, во-первых, прогресс не стоит на месте, а во-вторых, КПТ-8, производимая сегодня для бытовых нужд, уже совсем не та, что была раньше. Так, свободно доступная на любом радиорынке КПТ-8 ЗАО "Химтек"  тем, кто видел "ту" КПТ-8, скорее напоминает дешевую подделку. Интерфейс пахнет нефтепродуктами (похоже, керосином), имеет цвет и консистенцию очень густой сметаны, легко наносится, но достаточно трудно удаляется как с металлических поверхностей, так и с кремниевых пластин. Кстати, на КПТ-8 существует ГОСТ 19783-74, где, естественно, прописано все, в том числе и состав. Пахнуть керосином там нечему, что наводит на размышления о реальном составе участвующей в тестировании смеси.
 
Тестирование
 
Для тестирования термопаст использовался стенд следующей конфигурации:
  • процессор: Intel Core i7 920 (2667@3700 МГц), LGA 1366;
  • материнская плата: DFI LANPARTY DK X58-T3eH6, Intel X58 Express;
  • оперативная память: 3х2 GB, Kingston HyperX KHX2000C9D3T1K3/6GX, 1850 МГц, 8-8-8-20 CR1;
  • видеокарта: Sapphire Radeon HD 5750, 1 GB;
  • винчестер: Samsung 160 GB, 7200 rpm, 16 MB;
  • блок питания: FLOSTON 560 Вт (LXPW560W);
  • шасси: Cooler Master LAB.
В качестве системы охлаждения использовался кулер Termaltake ISGC-400.
 
 
Используемый на тестовом стенде экземпляр процессора Intel Core i7 920 был разогнан до 3700 МГц. На этой частоте процессор запускался и проходил многие тесты даже при штатном напряжении питания, но полная стабильность была достигнута только после увеличения вольтажа со стандартного значения 1.20 В, которое установлено Intel для всех Core i7, до 1.28 В. Замеренное энергопотребление данного процессора, работающего в таком режиме при максимальной нагрузке, составило около 160 Вт.
 
Экстремальная нагрузка на процессор создавалась при помощи теста Linpack 64 bit, запускаемого в 8 потоков с помощью оболочки LinX. Как известно, реальные приложения вряд ли смогут когда-либо разогреть процессор настолько, насколько это может сделать Linpack, поэтому полученную с помощью теста температуру можно считать максимально возможной. Фиксировалась пиковая температура самого разогретого ядра процессора. Комнатная температура во время тестирования составляла 28 С.
 
Результаты тестирования приведены на диаграмме.
 
 
Итоги
 
Собственно, комментировать по поводу эффективности каждой из тестируемых термопаст особо нечего – все и так видно на диаграмме. Лидером в данных условиях стал состав Arctic Cooling MX-2. В то же время поразил результат комплектной пасты Thermaltake, эффективность которой находится на уровне именитых составов Arctic Silver Céramique и Noktua NT-H1, совсем незначительно отстающих от лидирующей MX-2. Здесь нужно отдать должное Thermaltake, которая совершенно логично увеличивает эффективность своего продукта за счет применения качественного теплопроводного состава. Термопаста КПТ-8 отлично демонстрирует то, насколько значительно может снижаться эффективность системы охлаждения из-за применения некачественного теплопроводного состава. Один и тот же кулер в абсолютно одинаковых условиях с КПТ-8 охлаждал процессор на 8 ⁰С хуже, чем с лидирующей MX-2. При этом если производитель укомплектовал свою систему охлаждения достаточно качественным составом, то заменив его на более эффективный, много отыграть не получится. Рекомендуемая цена 30-граммового шприца Arctic Cooling MX-2 составляет более $28. Такого объема хватит на сотни процессоров, однако если пользователь не планирует переустанавливать кулер сотни раз, лучше вложить эти $28 в более производительную систему охлаждения, чем покупать MX-2. Другое дело, если вы затеяли эксперименты с жидким азотом или собрали "холодильник". В этом случае, конечно, есть смысл купить что-то действительно стоящее. С другой стороны, из-за отсутствия информации со стороны производителя совершенно неясно, как себя поведет та же MX-2 при отрицательных температурах, поэтому называть ее абсолютным лидером, увы, нельзя.
 
 
 
Благодарим компанию Silent PC за предоставленные на тест термоинтерфейсы.
 
 
TechLabs logo


       Опубликовать в twitter.com   Опубликовать в своем блоге livejournal.com