что такое thermal grease
Thermal Grease, или Что такое термопаста и как ею пользоваться?
Предназначение
Термопаста (теплопроводная паста) — это пластичное вещество (как правило, кремнийорганическое) с высокой теплопроводностью, предназначенное для улучшения теплообмена между радиатором и процессором (или любыми другими электронными компонентами, интенсивно выделяющими тепло). Представляет собой однородную пасту, обычно белого или серого цвета (реже — голубого или серебристого).
…Раньше, когда процессоры были «холодными», можно было обходиться без термопасты. Ныне термопаста — непременный атрибут любого более-менее мощного процессора. Тем более, что возможность разгона процессора (в разумных пределах — на 10−15%) предусмотрена производителями и легко реализуется программным путем — изменением соответствующих настроек утилиты BIOS Setup.
Считается, что из-за воздушной прослойки (причина возникновения которой — микронеровности поверхностей процессора и радиатора) на 15−20% ухудшается теплоотвод от процессора. Это особенно актуально сейчас — с массовым применением мощных процессоров, работающих на пределе своих возможностей и интенсивно выделяющих тепло.
Требования к термопастам:
— высокая теплопроводность;
— устойчивость к высоким температурам;
— негорючесть;
— устойчивость к окислению;
— коррозионная стойкость (например, отсутствие «зелени» на медной пластине кулера);
— диэлектрические свойства;
— гидрофобные свойства;
— безвредность для здоровья;
— сохранение стабильной консистенции в широком диапазоне температур (наличие невысыхающей основы).
Что такое термоклей
Термоклей — это та же термопаста, только обладающая клеящими способностями (т.е. термопаста + клей). Применяется для прикрепления (приклеивания) радиаторов к процессорам (когда механическое крепление отсутствует или не предусмотрено/затруднено).
Способ применения
На очищенную от пыли и обезжиренную поверхность нанести пасту тонким (!) слоем. Установить элементы, выдавить излишки термопасты и удалить их механическим путем или с применением нейтральных растворителей.
Внимание! Слой термопасты должен быть равномерным и минимальным! Многие юные сборщики ПК считают, что чем толще слой термопасты на процессоре, тем лучше будет охлаждаться процессор. Ан, нет! Сама по себе термопаста не обладает выдающейся теплопроводностью и наноситься должна равномерным тонким (!) слоем, чтобы заполнить микронеровности и вытеснить воздух, обладающий плохой теплопроводностью (тем самым будет увеличена площадь теплоотдачи на поверхности процессора). Если же нанести термопасту толстым слоем, эффект будет обратный!
Теплоотдача процессора с толстым слоем термопасты почти такая же, как и у процессора без термопасты: «проц» будет нагреваться на 20−25° выше, чем этот же «проц» с тонким слоем термопасты!
Как выбрать термопасту
Сейчас на рынке много термопаст от различных производителей:
• КПТ-8;
• Алсил-3;
• НС-125;
• Thermaltake;
• Titan;
• Zalman;
• Gigabyte;
• Fanner;
• Geil.
Чем руководствоваться при выборе термопасты
Главная характеристика термопасты — теплопроводность. Например, у отечественной КПТ-8 она составляет 0,7−0,8 Вт/(м•К), у более продвинутых — до 2,0.
Важной характеристикой является и диапазон рабочей температуры, при каких температурах термопаста сохраняет свои основные свойства (теплопроводность и диэлектрическую проницаемость).
Еще одна важная характеристика термопасты — фирма-изготовитель.
«Забугорные» термопасты Zalman, Gigabyte, Fanner, Geil встречаются довольно редко (например, термопаста Gigabyte продается только вместе с кулерами Gigabyte). В России наиболее часто применяются отечественные термопасты КПТ-8 (самая доступная и самая дешевая) и Алсил-3. В последнее время хорошо зарекомендовала себя отечественная силиконовая термопаста НС-125.
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.
Как правильно наносить термопасту
Содержание
Содержание
Что может быть проще нанесения термопасты? Шлепнул каплю в центр крышки процессора, плюхнул сверху кулер, покрутил, защелкнул крепления и готово. Само прижмется — само растечется. А менять ее не надо, не царское это дело! Оправдан ли такой подход?
Зачем нужна термопаста? Ведь раньше жили без нее
Да, первым процессорам Intel 8088 охлаждение было просто не нужно. Необходимость в небольших радиаторах, приклеенных на термоклей или закрепляемых с помощью прижимных пластин, возникла в эпоху поздних 486-х процессоров. Intel Pentium и AMD K6-2 уже требовали радиатор с небольшим вентилятором. Но о необходимости использовать термопасту и тогда никто не задумывался. Процессоры были керамическими и выделяли не больше 10 Вт тепла.
Активное использование термопаст нашло свое применение уже после выхода Intel Pentium III и AMD Athlon. Небольшие кремниевые кристаллы этих CPU выделяли от 30 до 70 Вт тепла. Дальше — больше.
Самые «горячие» современные центральные процессоры могут выделять до 250 Вт тепла, а видеокарты — и того больше. Для сравнения, конфорка на электроплите выделяет примерно 1000 Вт.
Современному игровому ПК, как правило, требуется блок питания мощностью от 500 Вт, а, если использовать двухпроцессорную рабочую станцию и несколько видеокарт в режиме SLI или CrossFireX, то и киловаттного блока не всегда достаточно.
Иными словами, у вас в корпусе находится как минимум 1/2 конфорки от электроплиты. Зимой помещение можно отапливать. Естественно, такое количество тепла необходимо как-то выводить из системного блока, для этого нам и понадобится термопаста.
Как поможет термопаста?
Для понимания придется, увы, немного погрузиться в курс школьной физики.
Все металлы и их оксиды наряду с электропроводностью обладают также и теплопроводностью. Диэлектрики электропроводностью не обладают, но тепло проводят. У любого диэлектрика есть некий запас прочности, по исчерпании которого через него проходит электрический разряд. Воздух — это диэлектрик. Тепло он, как и любой газ, проводит плохо.
Итак, кремниевый кристалл центрального или графического процессора при активных вычислениях нагревается и выделяет тепло. Тепло от кристалла на себя принимает металлическая крышка процессора или, реже, непосредственно теплоприемник системы охлаждения. Далее тепло передается в радиатор, которым рассеивается в окружающую среду. Для повышения эффективности рассеивания тепла обычно используют вентиляторы, продувающие радиатор холодным воздухом.
При условии, что поверхность кристалла и теплоприемника идеально ровная, термопаста была бы ни к чему. Но, видели ли вы в этом мире хоть что-то идеальное? Даже зеркало, если на него посмотреть через бытовой микроскоп оказывается далеко не таким ровным, как это кажется на первый взгляд. А бывают еще и выпуклости или вогнутости при формально зеркальной поверхности.
То есть на практике, когда мы устанавливаем на процессор или GPU систему охлаждения, между двумя этими поверхностями остаются места, заполненные воздухом. И чем менее ровная поверхность крышки (кристалла) чипа и теплоприемника, тем больше воздушная подушка между ними.
Именно для того, чтобы устранить воздушную подушку между процессором и кулером, необходима термопаста. Она, как правило, электричество не проводит, но существуют термопасты, обладающие электропроводностью («жидкий металл») или термопасты с добавлением металлических частиц.
Любая термопаста с течением времени засыхает, поскольку испаряется жидкость, связывающая частицы, из которых она состоит. В этом случае в слое термопасты возникают микротрещины, в которые проникает воздух и снижает ее эффективность. По этой причине термопасту время от времени приходится менять. Увы, ничто не вечно в этом мире.
Как правильно наносить термопасту?
Последнее время на ютубе часто встречаются ролики, где «эксперты» разного уровня подготовленности тестируют по 5–10 термопаст, сравнивая их между собой и делая далеко идущие выводы. Причем мажут они термопасты, как правило, как масло на бутерброд или «профессионально» кладут жирную каплю по центру. Оставим ценность результатов таких тестов на совести видеоблоггеров.
Тем не менее, даже после просмотра десятка таких роликов вопрос правильного нанесения термопасты остается открытым. Давайте разберемся, как все-таки правильно наносить термопасту.
1. Перед нанесением новой термопасты необходимо полностью удалить остатки старой. Вы же не наносите обувной крем на покрытую грязью обувь?
2. Термопаста наносится максимально возможно тонким слоем. Часто в комплекте есть специальная лопатка для нанесения — не пренебрегайте ею.
Толстый слой термопасты резко снижает эффективность охлаждения, поскольку теплопроводность термопасты хуже, чем у теплоприемника и крышки процессора.
3. Если вы наносите термопасту непосредственно на кристалл процессора, вокруг которого есть распаянные SMD компоненты, не рекомендуется использовать электропроводящие термопасты. Если вы все же решились на это, во избежание выхода чипа из строя термопасту необходимо наносить так, чтобы она не попала на SMD компоненты.
Что-то еще нужно делать после нанесения?
4. Прежде чем окончательно устанавливать систему охлаждения, желательно убедиться, что
соприкосновение теплоприемника и процессора обеспечивает достаточную теплопередачу. Для этого необходимо приложить кулер к процессору, прижать его, а затем снять. На кулере и процессоре останутся следы термопасты, они должны совпадать и быть максимально тонкими. Если слой термопасты с одной стороны толще, а с другой тоньше, значит одна из поверхностей неровная. Возможно, вы неправильно устанавливаете кулер. В худшем случае вам придется выравнивать теплоприемник или покупать другую систему охлаждения.
5. Прижим системы охлаждения к процессору должен быть одинаковым со всех сторон. При перекосе теплоприемника эффективность охлаждения снижается по причине, описанной выше.
Как часто нужно ее менять?
6. Любую термопасту необходимо менять как минимум раз в год, а лучше — раз в полгода. Жидкий металл сохраняет эффективность до 5 лет. Зависит от условий эксплуатации.
7. Чем термопаста гуще, тем сложнее ее наносить и ниже ее эффективность. Не надейтесь, что купленного 20 лет назад вашим дедушкой тюбика КПТ-8 вам хватит еще на 20 лет.
А зубная паста подойдет?
Нет. Не стоит использовать вместо термопасты подручные средства — зубную пасту, кетчуп, майонез, мазь от прыщей, крем для рук и т. п. Во-первых, неизвестно насколько агрессивен состав того вещества, которое вы нанесете вместо термопасты. Во-вторых, в качестве жидкости в них обычно используется вода, которая испарится за пару дней, а в процессе испарения может вызвать короткое замыкание. В-третьих, органические вещества имеют свойство прокисать (протухать) со всеми вытекающими последствиями.
Итак, ничего сложного в нанесении термопасты нет. Остался лишь вопрос ее выбора из всего многообразия в продаже. Стоит ли переплачивать за «бренд» или подойдет самая дешевая термопаста? Насколько велика разница между разными термопастами одного бренда? Действительно ли электропроводящие термопасты эффективнее диэлектрических? Что такое «термопрокладка» и зачем она? Но, об этом в следующий раз.
Как выбрать термопасту, и что это вам даст?
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.
На что нужно обращать внимание при выборе?
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.
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
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.
Упаковка
Объём термопасты и количество термопрокладок
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.
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.
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.