Как да изберем термопаста или друг термичен интерфейс
Топлинният интерфейс е важен за безпроблемната работа на компютърната техника. Това е интерфейсът, който пренася топлината между чипа и радиатора на охладителната система. Ако топлинният интерфейс е неправилно избран или е загубил свойствата си, прегряването на чипа е неизбежно. Как да не сбъркате при избора?
Термопаста
Термопастата прилича на паста за зъби. Има склонност да изсъхва след известно време след нанасяне (точно като зъболекарския си аналог). Термопастата има добра топлопроводимост. Тя изисква минимално разстояние между нагряващия се елемент и охлаждащия радиатор. Много е лесно да го отстраните с нанесена паста (освен ако, разбира се, пастата е напълно суха). Необходима е само малка сила.
Термо лепило
Специално топлопроводимо лепило. Предназначено е за стабилно закрепване на радиатори към охлажданата повърхност. Термолепилото има средна топлопроводимост. Основното му предназначение е да пренася топлина към радиатори, които нямат собствени крепежни елементи.
Лепилото е полезно и когато монтирате самостоятелно радиатори, за които не са предвидени такива. Например върху подсистемата за захранване (VRM) на бюджетните дънни платки – те често нямат радиатори „от кутията“. Това решение има и недостатък.
След като радиаторът е монтиран, термолепилото залепва здраво за охлаждания компонент. Ако радиаторът трябва да бъде отстранен, това не е лесно да се направи. Съществува риск той да се откъсне заедно с компонента. Поради това не използвайте термолепило за големи чипове (напр. CPU и GPU).
Термични уплътнения
Плочи, изработени от мек топлопроводим материал. Могат да се деформират под натиска на радиатора, за да запълнят празнината между радиатора и елемента, който трябва да бъде охладен. Термичните уплътнения се нуждаят от постоянно налягане, за да работят ефективно. Ако няма крепежни елементи, които да осигурят това, няма смисъл да се монтират уплътнения. Топлопроводимостта на уплътненията е добра, но поради дебелината си те не могат да разсейват големи количества топлина. Поради това уплътненията не са подходящи за охлаждане на чипове, които се нагряват много. Но за захранването на дънната платка (VRM) или чиповете памет на графичната карта уплътненията са най-ефективни.
Термичните подложки са единственият термичен интерфейс, който може да се използва повторно. Достатъчно е да ги поставите на правилното място и да ги притиснете отново с радиатора. Основното нещо е да се уверите, че уплътненията не са разхлабени. С течение на времето това може да се случи. В този случай ефективността на термичните уплътнения значително намалява и е по-добре да ги замените с нови.
Течен метал
Специално съединение, което осигурява по-добър топлообмен между повърхностите. Доставя се или на тръби, или под формата на малки подложки. Съставът в тубички се нанася по същия начин като термопастата. Но уплътненията трябва да се нагреят между чипа и охлаждащия радиатор, за да се разтопят.
Недостатъците на течния метал са неговите химични и физични характеристики. Първо, той провежда ток. Никога не трябва да се допуска попадането му върху малки електронни компоненти в близост до чипа. Това ще доведе до късо съединение.
Второ, течният метал е изключително агресивен към алуминиевите повърхности. Той буквално ги разтваря при продължителен контакт. Това не позволява използването на охладители с алуминиева подложка – необходима е медна. Дори и в този случай LM може да повреди външната част на капака на процесора. Това няма да се отрази на производителността, но гаранцията на „камъчето“ ще бъде отнета.
Основната област, в която има смисъл да се използва течен метал, са горещите високопроизводителни чипове. Това са флагманските процесори и видеокартите. В съчетание с мощна охладителна система тя ще осигури температури с няколко градуса по-ниски от термопастите от най-висок клас. А това означава нови начини за екстремен овърклок. Ето защо течният метал остава изборът на компютърните ентусиасти.
Топлопроводимост и ефективност
Всеки термичен интерфейс има определено ниво на топлопроводимост. Например евтините термопасти имат топлопроводимост от 0,7 W/(m-K). Но при тези от най-висок клас тя може да достигне почти 15 W/(m-K). Обърнете внимание: някои производители могат леко да разкрасят характеристиките на своите продукти. Ето защо е по-добре да се обърнете към сравнителни тестове, за да оцените наистина качеството на термичния интерфейс.
Въпреки това ефективността на топлоотдаването зависи не само от тази характеристика. Тя се влияе и от други фактори: дебелината на нанесения термичен интерфейс; качеството на подложката на радиатора на охладителната система; наличието на издутини върху радиатора и капака на охлаждания чип.
Колкото по-малък е термичният интерфейс между охлажданата повърхност и радиатора, толкова по-малка е разликата между скъпите и евтините му варианти. С малка разлика (около 0,05 mm) евтината и качествената термопаста ще се справят еднакво добре. Средната температурна разлика ще бъде 3-4 °C. Но при разлика от 0,1 mm или повече (случва се при неравномерно охлаждане на подметката или покритието) температурната разлика при натоварване може да достигне 8-10 °C.
Работни температури
Термичните интерфейси запазват ефективността си при определени температури. Например за евтините термопасти обикновено се посочва, че имат делта от -30°C до 150-200°C. Усъвършенстваните решения могат да работят при много по-тежки условия – от -200°C до 380°C. Разширеният температурен диапазон е полезен за използване в специализирано или промишлено оборудване. Но за обикновения потребител тези цифри не означават много.
При работа в домашен компютър дори най-евтиният термичен интерфейс никога няма да надхвърли работния температурен диапазон. Изключение правят ентусиастките конфигурации, при които се използват криогенни охладителни системи за рекорден овърклок. Течният азот е в състояние да намали температурата на чипа до свръхниски температури. Ето защо термичният интерфейс може ясно да се възползва от неговата ефективност при работа с тях.