Термоинтерфейс для ноутбука что это
Перейти к содержимому

Термоинтерфейс для ноутбука что это

  • автор:

МИР ПЕРИФЕРИЙНЫХ УСТРОЙСТВ ПК

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта

Термоинтерфейсы. Все о термопрокладках (терморезинках).

E-mail Печать

автор и преподаватель курса «Ремонт ноутбуков и нетбуков»

В современных электронных устройствах, и в первую очередь в портативных и мобильных, мы часто встречаем так называемые «терморезинки», выполняющие функцию термоинтерфейсов. Эти терморезинки обеспечивают передачу тепла от чипов к их радиаторам, т.е. заменяют собою хорошо известные теплопроводные пасты. Так в чем же преимущество «терморезинок» перед пастами, так ли они хороши, почему применяют именно их, все ли терморезинки одинаковы, и чем отличатся друг от друга. Все эти вопросы мы решили обсудить с нашими читателями.

В настоящее время «терморезинки» (но далее мы их будем называть термопрокладками) нашли самое широкое применение. И если в настольных Desktop-платформах продолжается использование традиционных термоинтерфейсов в виде термопаст, то в носимых устройствах и устройствах, подвергающихся механическим вибрациям (DVD-приводы, HDD и т.п.) мы встречаем преимущественно термопрокладки, имеющие значительную толщину.

Применение именно термопрокладок обусловлено несколькими соображениями.

Во-первых, основное преимущество термопрокладок – их значительная толщина – от 0.5 до 5 мм (а иногда и больше). Это позволяет использовать их для заполнения достаточно больших зазоров между электронным компонентом и радиатором. А следует понимать, что большие зазоры означают меньшую прецизионность системы охлаждения, а это, в первую очередь, очень существенно для таких приложений, как ноутбуки. Получается, что производители устройств могут снизить стоимость всей системы за счет снижения затрат на точную «подгонку» системы охлаждения. А в настоящее время именно низкая стоимость становится самым главным потребительским качеством любого продукта.

Кроме того, большие зазоры в системе охлаждения имеют и чисто конструктивную необходимость. Дело в том, что портативная и мобильная техника подвергается значительным вибрациям. Также немаловажно, что малые габариты этих устройств препятствуют использованию в них полноценных систем охлаждения, что приводит к значительному разогреву чипов, и как следствие к их значительным температурным деформациям. При слишком жестком креплении системы охлаждения в этом случае могут возникать механические напряжения, способствующие повреждению чипов и нарушениям пайки. В связи с этим, разработчики вынуждены обеспечивать определенную подвижность в креплении системы охлаждения, а это возможно лишь созданием достаточно больших зазоров.

Во-вторых, термопрокладки эластичные, и поэтому система охлаждения становится достаточно подвижной, и без жесткого крепления удается создать приемлемый теплоотвод. Отсутствие жесткого крепления в системе охлаждения позволяет предотвратить повреждения чипов при температурных деформациях, как самих чипов, так и элементов системы охлаждения.

Термопрокладки, являясь термоинтерфейсом, должны обладать как можно большей теплопроводностью. Давайте для начала определимся в критериях и основных характеристиках теплопроводности.

Для характеристики термоинтерфейсов традиционно применяют два основных параметра:

  • Тепловое сопротивление (Thermal Resistance);
  • Теплопроводность (Thermal Conductive).

Тепловое (термическое) сопротивление – это способность тела (его поверхности или какого-либо слоя) препятствовать распространению теплового движения молекул. Физики различают несколько типов теплового сопротивления. Мы же остановимся только на тех, которые обычно указываются в описаниях термоинтерфейсов.

В развернутых характеристиках термоинтерфейсов серьезные производители приводят два варианта теплового сопротивления.

Во-первых, это, непосредственно, тепловое сопротивление (Thermal Resistance), обозначаемое [ Rth ]. Иногда для этого параметра можно встретить термин «абсолютное термическое сопротивление». Этот параметр является величиной, обратной коэффициенту теплопроводности. Единицей измерения является [ K/W ] (Кельвин/Ватт).

Во-вторых, это, термический импеданс (Thermal Impedance), обозначаемый [ Rti ]. Эта характеристика учитывает площадь теплопередачи, и измеряется в [ K*m 2 /W ] (Кельвин*квадратный миллиметр/Ватт). Но часто в таблицах используют производные величины, например площадь могут указать в квадратных дюймах или в квадратных миллиметрах, а температуру указывают, либо в градусах Кельвина, либо в градусах Цельсия. Приведем два примера обозначения одного и того же значения температурного импеданса:

  • 108 ºС*mm 2 /W (градусов Цельсия на квадратный миллиметр);
  • 0.18 K*in 2 /W (градусов Кельвина на квадратный дюйм).

Физический смысл теплового сопротивления предполагает, что его величина для хорошего термоинтерфейса должна быть, как можно меньше.

Теплопроводность – это процесс переноса внутренней энергии от более нагретых частей тела к менее нагретым частям, осуществляемый хаотически движущимися частицами (атомами, молекулами, электронами и т. п.). Теплопроводностью называется также количественная характеристика способности тела проводить тепло.

Способность вещества проводить тепло характеризуется коэффициентом теплопроводности (удельной теплопроводностью). Численно эта характеристика равна количеству теплоты, проходящей через образец материала толщиной , площадью 1м 2 , за единицу времени (секунду) при единичном температурном градиенте. Коэффициент теплопроводности измеряется в [Вт/(м•K)] , а в зарубежных источниках эта величина обозначается [ W/mK ]. Обозначается теплопроводность символом [   .

Физический смысл теплопроводности предполагает, что чем выше ее значение, тем это лучше для термоинтерфейса. Именно эту характеристику и принято указывать в качестве основного параметра термоинтерфейса, и именно по значению теплопроводности сравнивают различные термоинтерфейсы.

После небольшой теоретической подготовки вернемся к термопрокладкам. Как и практически любой товар в современном мире, термопрокладки выпускаются целым рядом производителей, причем каждый из этих производителей предлагает сразу несколько типов термопрокладок.

Во-первых, и самое главное, термопрокладки различаются теплопроводностью.

Во-вторых, каждый тип термопрокладок, представлен несколькими вариантами толщины (от 0.5 мм до 5 мм).

В-третьих, термопрокладки могут отличаться «конструктивно», т.е. могут иметь одну или две клеящих поверхности, могут быть однослойными и двухслойными.

Поэтому при выборе термопрокладки для обеспечения надежного и качественного теплоотвода, необходимо определить ее тип и подобрать требуемую толщину.

Как же различать термопрокладки? Естественно, для этого необходимо обратиться к документации производителя термоинтерфейсов. При отсутствии такой документации, следует попытаться выяснить все параметры термоинтерфейса у продавца, которому вы доверяете. Если же и здесь неудача, то возможно, лучше отказаться от использования подобных «безродных» термопрокладок, т.к. действие наугад в таком важном деле, как система охлаждения, выглядит совсем непрофессионально.

Чтобы иметь возможность отличать один тип термопрокладок от другого, их производители используют цветовую маркировку, т.е. термопрокладки с разными характеристиками имеют различные цвета.

Четких и однозначных правил по маркировке термопрокладок не существует, и каждый производитель может реализовать собственную градацию своей продукции, и использовать такие цвета для выпускаемых термопрокладок, какие ему захочется. Приходилось встречать попытки отдельных специалистов найти зависимость теплопроводности прокладок и их цвета.

Анализ большого количества документации на термопрокладки разных производителей позволяет выявить некоторую тенденцию (но весьма неочевидную) с цветовой маркировкой.

Так как основной характеристикой термоинтерфейсов, к которым относятся и термопрокладки, является теплопроводность, то именно эта характеристика положена в основу цветовой классификации.

  • серый – теплопроводность 5 W/mK;
  • голубой – теплопроводность 3 W/mK;
  • зеленый – теплопроводность 1.5 W/mK;
  • розовый – теплопроводность 1 W/mK.

Здесь мы перечислили основные цвета, используемые в производстве термопрокладок, хотя существуют и другие. Так, например, производитель Kerafol , выпускающий термопрокладки под торговой маркой Keratherm, использует и другие цвета для маркировки:

Один и тот же цвет (в особенности серый) может соответствовать термопрокладкам с разной теплопроводностью, поэтому не следует слепо доверять цветовой классификации, хотя при отсутствии какой-либо другой достоверной информации, можно воспользоваться приведенной выше классификацией.

У еще одного производителя термопрокладок – компании Laird – цветовая гамма, используемая для термопрокладок очень скудная. Почти все их прокладки светло-серого или белого цвета имеют самые различные значения теплопроводности: от 1 до 5 W/mK. И только термопрокладки с теплопроводностью 2.8-3.0 W/mK, имеют розовый, голубой, сине-фиолетовый и темно-серый цвет. Все эти многоцветные термопрокладки с одной величиной теплопроводности принадлежат к разным семействам (Tflex 500 Series, Tflex 600 Series, Tflex SF600 Series, Tflex HR600 Series). Различия в характеристиках всего многообразия этих термопрокладок можно изучить по информации размещенной на корпоративном сайте компании Laird.

Из приведенных конкретных примеров реальных производителей можно еще раз сделать вывод о непредсказуемости цветовой маркировки термопрокладок. В этой связи еще раз следует подчеркнуть важность достоверной информации о продукте, размещенной на официальном сайте производителя.

Здесь же хочется обратить внимание на термопрокладки торговой марки Coolian, которые в настоящее время продаются повсеместно, и имеются в наличии почти у всех компаний, реализующих электронные компоненты и различные расходные материалы к ним. Термопрокладки Coolian представлены очень широким ассортиментом, как по теплопроводности (от 1 до 5 W/mK), так и по толщине (от 0.5 до 5 мм). Термопрокладки Coolian разной теплопроводности имеют различные цвета:

На соответствующем сайте даже можно найти основные характеристики этих термопрокладок. Но есть один момент, который настораживает. Дело в том, что официального сайта производителя этих прокладок найти не удалось. Ни страны, ни города, ни названия фирмы-производителя, ни тем более адреса и контактных данных – ничего этого нет. Есть только Интернет-сайт реселлера, на котором не удалось найти DataSheet’ов в виде PDF-файлов с графиками термопроводности и прочими соответствующим атрибутами. Серьезные компании так себя не ведут. Короче, неясно кто производит термопрокладки Coolian (можно, конечно, догадываться), а соответственно и полного доверия к такой продукции мы не испытываем. Но критерием, как мы считаем, все-таки, должна быть практика, и сходу отвергать неизвестный продукт, пожалуй, не стоит. При использовании этих термопрокладок, наверное, следует посерьезнее отнестись к вопросу тестирования температурных режимов системы.

Все, сказанное в предыдущем абзаце, можно отнести и к термопрокладкам, распространяемым под торговой маркой Phobia. На сайте не приводится никакой информации об этих термопрокладках, кроме теплопроводности и цены.

nout1

Теплопроводность и деформации

При фиксации системы охлаждения термопрокладки достаточно сильно деформируются, сжимаясь до толщины зазора между чипом и радиатором. В процессе такого сжатия толщина прокладок иногда уменьшается почти в два раза. Изменяются ли, и каким образом изменяются характеристики термопрокладок при таких серьезных деформациях?

Некоторые специалисты высказывают мнение, что значительная деформация ухудшает теплопроводность терморезинок. Возможно это и так. Но давайте, все-таки, попробуем с этим вопросом разобраться.

Если деформация действительно и ухудшает свойства прокладок, то такая деформация должна быть очень большой, т.е. должна быть, фактически, разрушающей. И что означает сильная деформация? Сжатие термопрокладки в какой степени (в два, в три, в четыре раза или больше) можно считать сильным? Однозначных и достоверных данных на этот счет найти не удалось, но попытаемся обратиться к документации производителей термопрокладок.

Производители термопрокладок в своих описаниях утверждают, что, наоборот, при уменьшении толщины прокладки (т.е. при ее сжатии) теплопроводность только возрастает. Однако в DataSheet’ах рассматривается сжатие термопрокладок в 2. 2,5 раза. Возможно, что дальнейшее сжатие (в три и более раз) будет приводить к разрушению их структуры и ухудшению их свойств.

Если же обратиться к официальной документации производителей, то можно говорить, что при уменьшении толщины прокладки ее теплопроводность возрастает. Но зависимость здесь нелинейная. Еще следует подчеркнуть, что зависимость теплопроводности от степени сжатия является индивидуальным свойством каждого вида термопрокладки. Даже для термопрокладок одного типа, но разной толщины, эти зависимости различаются. Обычно у более толстых термопрокладок теплопроводность увеличивается гораздо в большей степени при одинаковой степени деформации.

На рис.1 мы приводим зависимость термического сопротивления от толщины прокладки. В качестве примера мы выбрали прокладки Keratherm типа 86-500. График зависимости можно найти в DataSheet на эти прокладки. Обратите внимание, что график показывает зависимость термического сопротивления от толщины, а, как мы помним из вводной теоретической части, теплопроводность является обратной величиной термического сопротивления. На графике приведены зависимости для термопрокладок одного типа, но четырех разных начальных толщин (от 0.5 мм до 3 мм). Думается, что комментарии здесь излишни.

keratherm_86-500_86-525_86-600

Рис.1 Зависимость теплового сопротивления от степени сжатия термпрокладок Kerafool Keratherm 86-500

Механические характеристики термопрокладок

К важным характеристикам термопрокладок относят и их механические свойства, такие как твердость, способность сжиматься, выдерживать механические деформации. Ожидаемо, что чем мягче термопрокладка (при прочих равных характеристиках) тем лучше, так как она будет оказывать меньшее давление на чип.

Для оценки жесткости термопрокладок обычно используют два параметра:

Твердость по Шору (Hardness) – это один из методов измерения твердости материалов путем вдавливания. Как правило, используется для измерения твердости низкомодульных материалов, таких как, полимеры (пластмассы, эластомеры, каучуки и т.п.).

Метод и шкала были предложены Альбертом Ф. Шором в 1920-х годах. Он же разработал соответствующий измерительный прибор, называемый дюрометром. Метод позволяет измерять глубину начального вдавливания, глубину вдавливания после заданных периодов времени или и то и другое вместе.

Метод является эмпирическим испытанием. Не существует простой зависимости между твердостью, определяемой с помощью данного метода, и каким-либо фундаментальным свойством испытуемого материала.

Твёрдость по Шору обозначается в виде числового значения шкалы, к которому приписывается буква, указывающая тип шкалы.

  1. Пример 1 : [Твёрдость по Шору 80A] (твердость составляет 80 единиц по шкале А).
  2. Пример 2 : [Твердость по Шору (00) 25] (твердость составляет 25 единиц по шкале ОО).
  3. Пример 3 : [Hardness Shore OO – 70] (твердость составляет 70 единиц по шкале ОО).

Тип шкалы зависит от способа измерения деформация материала. Так, например, при измерении по шкале [А] материал деформируют острым клином. А при измерении по шкале [OO] (что традиционно применяется для термопрокладок) вдавливание осуществляется закаленным стальным шариком диаметром 2.38 мм при прижимном усилии, равном 400 г.

Мы не будем приводить все многообразие материалов и соответствующие им значения твердости. Ограничимся лишь примером из шести материалов, всем хорошо известных. Данные мы приводим в соответствии со шкалой [OO] (см. таблицу 1).

Материал

Твердость по Шору (ОО)

Гелевое сиденье велосипеда

Жидкий металл для охлаждения ноутбуков — польза или вред?

Я всегда с болью в душе наблюдал за температурами центрального процессора в игровых ноутбуках, которые достигали 100 градусов по Цельсию, а повышенный нагрев в итоге приводил к снижению тактовой частоты (некоторые до сих пор называют это троттлингом, хотя на самом деле это понятие умерло вместе с выходом архитектуры Core у Intel и появлением интеллектуальных систем управления частотой процессора Turbo Boost).

Тренд на компактность в игровых ноутах ведет к уменьшению габаритов системы охлаждения.

Все игровые ноуты горячие? Да!

Почему же производители игровых ноутбуков позволяют нагреваться процессорам практически до 100 градусов по Цельсию?

Во-первых, продукт разрабатывается в несколько этапов и даже несколькими командами. Эти команды взаимодействуют друг с другом, но работая только лишь над определенной частью единого целого, всегда велик риск не увидеть фундаментальные проблемы. Для команды, занимающейся созданием системы охлаждения, задача звучит так — как отвести N-ое количество Ватт тепла от процессора в N-габаритах корпуса, не допустив перегрева (в нашем случае значения в 100+ градусов по Цельсию). Если на выходе система охлаждения сможет держать температуру процессора до 95 градусов по Цельсию, то будет ли задача считаться выполненной? Скорее всего, да. Но удовлетворит ли это пользователя? Скорее всего, нет.

Во-вторых, есть «негласное» соревнование между производителями за звание самого быстрого. При прочих равных ноутбук с процессором, работающим на более высокой частоте, сможет продемонстрировать лучшую производительность. И чаще всего в таком сравнении никто не обратит внимание на то, что эти дополнительные 100-200 МГц частоты прибавили к нагреву процессора дополнительные 5-10 градусов по Цельсию. Получается, что за скорость надо платить повышенным тепловыделением? И да, и нет.

Чем больше тепловых трубок, тем эффективнее отвод тепла

Именно этот вопрос нас беспокоил последние несколько лет в российском представительстве ASUS. Я практически уверен на 100 процентов, что в России и русскоговорящих странах находятся самые требовательные пользователи и в то же время самые технически грамотные. Мы на постсоветском пространстве прекрасно понимаем, что у любого продукта есть ресурс, и чем дольше он работает на пределе, тем выше вероятность его выхода из строя. А для остального мира, это всего лишь будет RMA процедура (где не надо никому доказывать, что ты не сам его сломал) с последующей заменой или возвратом денег и дальнейшим переходом на новое устройство, ведь эта-то «игрушка» уже морально устарела (для сравнения цикл жизни персонального компьютера в России — 7 лет, а в Европе — 4 года).

Как же можно снизить температуры процессора, улучшив эффективность системы охлаждения в ноутбуке?

  • зафиксировать тепловыделение процессора на пороговом значении, т.е. искусственно ограничить производительность CPU
  • увеличить габариты корпуса, уместив внутри радиатор большей площади, вернувшись обратно к тяжелым ноутбукам весом от 4-5 кг
  • использовать жидкостное охлаждение
  • использовать другой форм-фактор для увеличения эффективности воздушных потоков
  • использовать более эффективные, чем медь, материалы для радиатора
  • использовать более эффективный термоинтерфейс для отвода тепла от кристалла процессора к радиатору системы охлаждения

Вариантов для улучшения не так много, но они есть. Давайте поговорим подробнее о каждом. Первые два варианта, однозначно, не подходят. Ни о каком снижении производительности речи быть не может. Ни о каком увеличении габаритов — тоже. Это уже пройденный этап, к которому производители ноутбуков не будут возвращаться.

Эволюция систем охлаждения в ноутбуках ROG

Вариант с системой жидкостного охлаждения инженеры ROG обкатывали, начиная с 2015 года, на двух моделях: GX700 и его преемнике GX800. Использование подключаемой жидкостной системы охлаждения сделало ноутбук самым быстрым на рынке, но абсолютно непригодным для переноски. Полный комплект умещался только лишь в чемодане. Но надо отдать должное: с точки зрения эффективности системы охлаждения и температур не было никаких вопросов. Только такие инновации были слишком дорогими: цена на ноутбук была на уровне полумиллиона рублей.

ROG GX700 с водяным охлаждением

Эксперименты с альтернативными форм-факторами привели инженеров Republic of Gamers в 2019 году к созданию ROG Mothership — гибридное решение, сочетающее в себе элементы ноутбука, моноблока и планшета. По мне, это ближе всего к моноблоку, но до конца определиться с форм-фактором я так и не смог. Преимуществом такой конструкции стало то, что материнская плата и вся элементная база была перенесена в вертикальную плоскость, сделав воздушные потоки более эффективными, а само устройство опять стало самым производительным в игровом сегменте портативных компьютеров. Ценник, естественно, опять добирался до полумиллиона рублей.

ROG Mothership

Еще одним вариантом развития событий мог стать переход от медных радиаторов к серебряным, что могло бы дать какую-то позитивную динамику в снижении температур центрального процессора, но думаю, что стоимость ноутбука с серебряной системой охлаждения возросла бы непропорционально выгоде, которую могли бы получить пользователи.

Система охлаждения ROG Mothership

Сразу вспоминается собственный опыт: эксперименты по замене термоинтерфейса между крышкой теплораспределителя и кристаллом процессора пришли в бытность процессоров Intel Core i7-3770K, а с приходом Intel Core i7-7700K оверклокеры пошли еще далее и начали эксперименты над самими теплораспределительными крышками. Российские оверклокеры также активно участвовали в погоне за рекордами, и мы даже заказывали теплораспределительную крышку из серебра. Она нам обошлась примерно в 15 000 рублей (чуть дешевле стоимости самого процессора), но ничего дельного с ней у нас так и не получилось. Хотя рекорд разгона Core i7-7700K по частоте до сих пор принадлежит России:

Рекорд разгона Intel Core i7-7700K

Получается, что самым разумным и эффективным с точки зрения финансовой целесообразности является использование более эффективных термоинтерфейсов. Для человека, который на собственном опыте проделал путь от КПТ-8, Arctic Silver Ceramique, Gelid GC-Extreme до Thermal Grizzly Kryonaut и k|ngp|n cooling KPX, было очевидно, что термопасты бывают разными и могут оказывать очень сильное влияние на температурные показатели.

Как мы «докатились» до жидкого металла?

Локальные эксперименты в российском офисе ASUS показывали, что замена термопасты с заводской на Thermal Grizzly Kryonaut дает снижение температуры центрального процессора в диапазоне 7-10 градусов по Цельсию. Лично для меня жидкий металл в качестве термоинтерфейса всегда стоял в стороне, поскольку при отрицательных температурах использовать его достаточно сложно. Из-за частых заморозок-разморозок образуется ледяной нарост, который начинает отжимать стакан для жидкого азота от крышки процессора, и в какой-то момент жидкий металл «отклеивается» от основания азотного стакана и перестает передавать ему тепло с теплораспределительной крышки. Если вовремя не обратить внимание на характерный звук и выросшую дельту температур на основании стакана (там будут отрицательные температуры) и ядрах процессора (там будут положительные температуры), то все закончится очень печально. В лучшем случае «умрет» только процессор, а в худшем случае утащит за собой что-то еще. В случае же использования термоинтерфейса жидкого металла в домашнем компьютере или ноутбуке на каждый день тоже есть определенные риски и сложности, с которыми инженерам ROG пришлось бороться под натиском локальных офисов.

Объединившись с другими странами, мы смогли убедить штаб-квартиру начать тестирование жидкого металла в качестве термоинтерфейса в системах охлаждения ноутбуков еще в 2018 году. Правда, нам пришлось столкнуться с рядом бюрократических трудностей. Одним из самых курьезных моментов стал ответ инженеров, что они не могут купить жидкий металл в Тайване. Но я-то прекрасно знал, что у коллег из департамента материнских плат жидкий металл есть в наличии, поэтому мы продолжили воевать «с системой».

Решив проблему «нежелания», мы столкнулись с другой проблемой. Ведь наносить жидкий металл на поверхность кристалла не так уж и просто, а в рамках массового производства это практически невозможно. В итоге жидкий металл дебютировал в 2019 году в ROG Mothership, в выпущенном ограниченным тиражом в 1000 экземпляров.

Если собрать все трудности с жидким металлом вместе, то я бы выделил следующие:

  • сложность нанесения
  • жидкий металл проводит ток
  • коррозия металлов, контактирующих с термоинтерфейсом
  • стоит дороже термопасты

На протяжении следующего года инженеры ROG решали вышеперечисленные проблемы.

Жидкий металл наносится специальным станком при помощи силиконовой кисти.

Для нанесения жидкого металла в масштабах массового производства был создан специальный станок, который позволял решить, пожалуй, самую главную и сложную задачу — равномерное нанесение термоинтерфейса по поверхности кристалла процессора. В нашем случае используется жидкий металл от Thermal Grizzly, отличающийся от других производителей на рынке пониженной концентрацией олова в составе, что делает его более эффективным. На начальных этапах процесс тестирования жидкого металла был настолько засекречен, что первые партии термоинтерфейса Thermal Grizzly покупались на рынке у нескольких продавцов, а не напрямую у производителя, чтобы не допустить утечек информации.

Важно помнить, что жидкий металл проводит ток, поэтому меры предосторожности очень важны. На первом этапе на заводе используется специальная пластина, которая закрывает собой все вокруг кристалла процессора и принимает на себя излишки жидкого металла. С помощью специальной силиконовой кисти жидкий металл будет распределяться по всей поверхности кристалла. Надо отметить, что даже подбор материала для этой кисти был не таким простым, было испробовано около 30 различных материалов и выбор остановился на силиконе, который не деформирует нанесенный слой.

Добавляем еще немного ЖМ для создания безупречного контакта между кристаллом и радиатором СО

На следующем этапе пластина убирается и с помощью своего рода «шприца» на поверхность кристалла добавляется несколько капель жидкого металла, которые должны будут занять все свободное пространство между кристаллом и радиатором системы охлаждения для эффективного теплообмена. После этого устанавливается система охлаждения. В коротком видео можно посмотреть подробности процесса:

Жидкий металл нужно менять через год? Неправда!

Энтузиасты, кто хоть раз сталкивался с жидким металлом, знают о главном недостатке — «его на долго не хватает». Спустя год — максимум полтора, у всех людей, кто заменил термоинтерфейс на жидкий металл в своих десктопах или ноутбуках, начинается одна и та же проблема. Температуры процессора возвращаются к прежним значениям «до перемазки», а на форумах бытует понятие, что жидкий металл «высыхает». На самом деле все не совсем так. В современных системах охлаждения крышка теплораспределителя сделана из меди, которая подвергается коррозии при контакте с жидким металлом. Процесс этот не моментальный, поэтому пользователи замечают это примерно спустя год с момента нанесения. Из-за нарушения герметичности контакта происходит постепенный рост температуры процессора.

Успех

В рамках массового производства и сервисного обслуживания замена термоинтерфейса каждый год просто непозволительная роскошь для производителя, поэтому радиаторы систем охлаждения под ноутбуки с жидким металлом пришлось доработать. Медное основание радиатора заменили на никелированное, и оно коррозии не поддается. При констультации с инженерами Thermal Grizzly инженеры ROG пришли к выводу, что подобное инженерное решение будет иметь «срок годности» более 5 лет.

По итогам внутреннего тестирования инженеры ROG департамента R&D установили:

  • снижение температур процессора на 13-15 градусов по Цельсию в сбалансированном режиме работы системы охлаждения и незначительный рост частот процессора в Turbo Boost
  • снижение температур процессора в диапазоне от 7 до 22 грудусов по Цельсию и рост частот процессора на 300-400 МГц в зависимости от приложения
  • увеличение производительности ноутбука до 10% в режиме Turbo работы системы охлаждения

А что дальше?

Если вы уже являетесь владельцем игрового ноутбука, в котором высокие температуры процессора и шумная система охлаждения не дают вам покоя, и вы грезите заменой термоинтерфейса, то мой вам совет: не используйте для этого жидкий металл. Скорее всего при отсутствии определенного опыта и практики нанесение этого термоинтерфейса доставит вам много проблем, а вред от коррозии основания радиатора можно будет исправить лишь последующим шлифованием основания радиатора системы охлаждения. Что в конечном итоге, также не сулит ничего хорошего. Если уж очень хочется, то используйте топовые термопасты от Thermal Grizzly и наслаждайтесь снижением температур на 5-10 градусов по Цельсию и, как следствие, снизившимся уровнем шума.

На данный момент все игровые ноутбуки Republic of Gamers с процессорами Intel Core 10-го поколения получили «с завода» жидкий металл. Будет ли жидкий металл в ноутбуках с процессорами AMD или на графических чипах NVIDIA? Пока сложно сказать. Штаб-квартира ASUS объясняет свой выбор в пользу Intel тем, что кристалл процессора маленький, а тепло от него распределяется по поверхности равномерно, делая процессоры Intel идеальными кандидатами на операцию «жидкий металл», в которой можно по максимуму раскрыть все прелести от использования подобного термоинтерфейса. Забегая вперед, скажу, что в Intel настолько вдохновились идеей использования жидкого металла в качестве термоинтерфейса, что они стали советовать перейти на жидкий металл и другим производителям игровых ноутбуков. Попытки использовать жидкий металл на платформе AMD также предпринимались инженерами ROG в модели Zephyrus G14, но в итоге в массовое производство это решение не пошло из-за большого количества элементов, расположенных вокруг кристалла, и, как следствие, рисков, связанных с коротким замыканием. Поэтому пока от внедрения жидкого металла в продуктах на базе AMD решили воздержаться, но поиск оптимального решения уже ведется.

Станет ли такое решение нормой для игровых ноутбуков или останется лишь в премиальных моделях ROG, покажет лишь время.

  • Блог компании ASUS
  • Высокая производительность
  • Компьютерное железо
  • Ноутбуки
  • Процессоры

Почему игровой ноутбук очень сильно греется?

Ответ на такой вопрос не однозначен. В большинстве случаев к перегреву приводит:

  1. Забитая система охлаждения (кулер и радиатор)
  2. Пересохшая термопаста
  3. Не рабочий термоинтерфейс (термопрокладка)

Давайте по очереди рассмотрим все эти факторы влияния на температуру процессора (CPU) и видеокарты ноутбука (GPU).

1. Забитая система охлаждения (кулер и радиатор)

Каждый ноутбук или ПК нуждается в обслуживании. В среднем домашний или офисный ноутбук нужно обслуживать 1 раз в год при нормальном использовании. Если же использование активное или в нестандартных условиях (склад, пыльное помещение и т.п.) то чистку системы нужно проводить чаще. Отдельная история с игровыми ноутбуками — их нужно обслуживать 1 раз в 6-8 мес. Все игровые ноутбуки очень мощные и поэтому сильно греются при работе, чем сильнее температура и ее перепады тем скорее термопаста и другие материалы перестают эффективно работать. Как только это случается — в играх падают FPS, ноут может подтормаживать а иногда и выключатся. Если ноутбук выключается от перегрева — это срабатывает защита, система защищает микросхемы от выхода из строя и намекает владельцу что нужно что-то сделать с перегревом. В таких случаях нужно просто обслужить СО (систему охлаждения).

Кроме запылённости радиатора, пыль собирается на лопастях крыльчатки кулеров. В таких случаях кулер не дает нужный поток воздуха необходимый для охлаждения радиатора — это также приводит к перегреву.

Очень важно прочистить крыльчатка кулера до исходного состояния.

2. Пересохшая термопаста

Срок службы нормальной (качественной термопасты) для игрового ноутбука составляет примерно 6-8 мес при интенсивном использовании ноутбука по его назначению. При систематических нагрузках тепло проводимость термопасты снижается при этом температуры растут. Это в свою очередь приводит к увеличению оборотов кулеров. Если кулера будут работать на полную мощность:

  1. Уменьшается время работы ноутбука от акб (батареи)
  2. Срок службы кулера уменьшается

В нормальном состоянии термопаста влажная, со временем она пересыхает а иногда и высыхает полностью, тогда термомодуль может прикипеть к кристаллам.

На фото засохшая термопаста (зеленые прямоугольники) и отработанная термопрокладка (желтые прямоугольники). Эти два расходные материала точно нуждаются в замене. Перед нанесением новых материалов нужно очистить поверхности от старых, это не всегда просто сделать. До очистки термомодуль имеет такой вид:

Посли чистки термомодуля система имеет такой вид:

Далее нужно почистить поверхности на материнской плате, подготовить к нанесению термопасты.

3. Не рабочий термоинтерфейс (термопрокладка)

Термопрокладка это материал в твердом состоянии. Наносится в местах где не получилось использовать термопасту из-за большого зазора между охлаждаемой поверхностью и охлаждающей площадкой термомодуля. Этот материал имеет свои свойства теплопроводности (мы не рекомендуем использование термопрокладок) которые со временем стают хуже, что приводит к перегреву зоны питания видеоадаптера и процессора а также видеопамяти. Чаще всего такая ситуация встечается в игровых ноутбуках, к примеру:

1. Asus TUF GAMING FX505, FX705, ROG Strix G731, GL503, GL502

2. Lenovo Lenovo Legion 5 15ARH05, 5 15IMH05H, Legion Y720-15IKB, Y520-15IKB, Legion Y730-15IKB, Y530-15IKB, Y740-15

3. HP Pavilion Gaming 15-CX, 15-DK, 15-CE, 15-DC

4. Dell Inspiron 7577, Alienware

5. Xiaomi mi Gaming 15.6

Для демонстрации неисправной термопрокладки смотрим фото ниже:

Стрелками указаны участки где должна была быть термопрокладка, но как видно на фото из-за перегревов она была разрушена и в некоторых местах она приняла жидкое состояние — это 100% аргумент что она подлежит замене. Но как говорилось выше, мы не поддерживаем использование таких материалов. Наша рекомендация это — термопрокладка жидкая K5-PRO. О ее характеристиках можете прочитать на официальном сайте производителя. Мы пришли к выводу что K5-PRO отводит тепло лучше любой термопрокладки, ее теплопроводность достигает теплопроводности термопасты. Это очень очень хороший результат, так как обычная термопрокладка даже близко не подбирается по характеристикам. K5-PRO также нужно производить замену каждые 6-8 мес. Наносим жидкую термопрокладку:

Желтый — K5-PRO, красный — термопаста MX-4 такие расходные материалы и чистка кулеров + радиатора обеспечат вам хороший теплоотвод с чипов, стабильную работу системы, увеличат срок службы ноутбука, срок службы кулеров (это тоже очень важно, ведь кулера на игровые ноутбуки не такие уже дешевые). После нанесения можно ставить радиатор на место, если вы делаете чистку системы охлаждения самостоятельно то обратите внимание на очередность зажима винтов термомодуля. На самой запчасти нанесены цифры которые устанавливают очередность. После установки системы охлаждения можно проводить обратную заборку корпуса ноутбука. Будьте внимательны, вкручивайте винты на свои места, если перепутать винты они могут вылазить с наружи корпуса, как рекомендация можно делать фото перед разборкой ноутбука.

Термопаста и K5-PRO не дешевые матриалы, их покупка вам будет стоить приблизительно как услуга чистки системы охлаждения в нашем сервисе. Так вы не будете переживать что сделаете что-то не правильно и точно будете уверены в качестве работы. После провождения таких робот мы убедимся в нормализации рабочих температур:

Обращайтесь в чат на сайте или телеграм

Что такое термопрокладки

Что такое термопрокладки

Любые электроника греется при работе. Некоторые детали греются особенно сильно — скажем, процессоры или силовые ключи. Избежать перегрев, помогают радиаторы и кулеры. Но установить радиатор на процессор — только полдела. Надо обеспечить эффективную передачу тепла между ними. Нужен термоинтерфейс: термопаста или термопрокладка.

Термопаста или термопрокладка

Какими бы гладкими не были поверхности чипа и радиатора, между ними все равно остаются пустоты с воздухом. Теплопроводность воздуха невысока. И даже микроскопические пустоты сильно снижают теплопередачу от чипа к радиатору. В результате радиатор остается холодным, а чип перегревается.

Термоинтерфейс заполняет пустоты и улучшает теплопередачу. Самый известный вариант — это термопаста, густая вязкая жидкость с высокой теплопроводностью. Ее наносят на поверхность чипа под радиатор, устраняя воздушные прослойки.

C термопастой сталкивался, пожалуй, любой, кто хоть раз самостоятельно собирал ПК. Она используется для передачи тепла к кулеру на всех современных процессорах.

Другой вид термоинтерфейсов — термопрокладка. В большинстве случаев ее устанавливают еще на заводе. Поэтому рядовому пользователю иметь с ней дело приходится реже. В ПК термопрокладку ставят под радиаторы элементов видеокарт и материнских плат.

Широко используются термопрокладки и в бытовой электронике (например, в телевизорах).

При сборке ПК пользователь может столкнуться с термопрокладкой разве что при установке твердотельных накопителей M.2. Если накопитель не имеет радиатора, его можно докупить отдельно.

В комплекте к радиатору и будет идти та самая термопрокладка.

Она представляет собой лист мягкого эластичного материала толщиной 1-3 мм. Для удобства установки лист с обоих сторон клейкий, как двусторонний скотч.

Термопрокладка может эффективно заполнять большие пустоты, где не удержится термопаста. Кроме того, она позволяет «накрыть» сразу несколько плоских чипов разной высоты. Так можно обеспечить эффективный отвод тепла от всех чипов одновременно.

При использовании термопасты следует точно дозировать ее количество. Если пасты окажется мало, она растечется не по всей поверхности чипа. Теплоотвод будет не очень хорошим. Если положить лишнего, паста вытечет за пределы радиатора.

Это неэстетично, да и попросту опасно: некоторые виды паст проводят электричество. С термопрокладкой таких проблем нет. Но отказаться от термопаст в пользу термпорокладок не получится. Теплопроводность прокладок намного ниже, чем у паст. Поэтому первые можно использовать, если чип греется не сильно. Термопрокладку можно ставить под радиаторы на чипы памяти и жестких дисков. Иногда — чипсета и вспомогательных элементов видеокарт. Но с горячими видеопроцессорами или ЦП термопрокладка не справится.

Зачем менять термопрокладки

Казалось бы, раз термопрокладка ставится на заводе, то обычному пользователю и знать о ней не нужно. Равно как об особенностях самостоятельной установки. Но это справедливо только для новой техники — особенно, если она на гарантии. Термопрокладка часто повреждается при снятии радиатора. Незаметно поставить его обратно получится не у всех.

Поэтому до окончания гарантийного срока снимать сидящие на термопрокладке радиаторы не стоит. Да и незачем — теплопроводные свойства термоинтерфейсов сохраняются в течение нескольких лет.

А вот потом ситуация может измениться. Так же, как и термопаста, термопрокладка высыхает и начинает хуже проводить тепло. Температура компонентов начинает расти.

Это ведет к снижению производительности ПК, а в конце концов — и к поломке компонентов.

Обращайте внимание на показатели температуры «немолодых» ПК. Если при обычной работе они вдруг начали расти, возможно, пора менять термоинтерфейсы. Чаще всего необходимость замены термопрокладок проявляется на видеокартах.

О том, как менять термопасту, можно прочитать в этой статье.

О необходимости замены термопрокладки можно узнать по нескольким признакам:

    Вокруг прокладки появились маслянистые пятна — прокладка «потекла». Это вытекает силиконовый гель.

Сам по себе он не опасен. Но появление пятен означает, что в скором времени термопрокладка высохнет. Срочно менять ее необязательно, но и затягивать с этим не стоит.
Прокладка потеряла эластичность. Высохшая прокладка твердая, легко рвется и крошится.

Как подобрать термопрокладку на замену

Главный критерий подбора термопрокладки — ее толщина. Она должна быть точно та же, что у «родной». Если у новой прокладки толщина будет меньше нужной, она не сможет заполнить все пустоты. Если толщина будет больше, теплопередача ухудшится. В обоих случаях чип будет перегреваться.

На одном устройстве могут использоваться прокладки разной толщины. При их замене это следует учесть.

Можно попробовать оценить толщину использовавшихся прокладок самостоятельно. Сняв радиатор, сначала сфотографируйте плату. Просто чтобы не забыть и не оставить без прокладки какой-нибудь элемент при сборке.

Затем аккуратно снимите все прокладки и измерьте их толщину. Толщина старой прокладки в разных местах может отличаться. Вам нужно максимальное значение. Измерять можно линейкой или штангенциркулем.

В последнем случае важно не сдавливать прокладку губками штангенциркуля. Иначе она просто продавится: измерение получится некорректным.

Можно найти информацию о толщине прокладок в интернете. С видеокартами будет проще — для распространенных моделей такой информации много.

Чтобы найти информацию по остальным компонентам, придется идти на технические сайты и форумы.

Теперь нужно посчитать, сколько термопрокладок каждого вида потребуется — и какого размера.

Термопрокладки продаются крупными листами. Вырезать их по размеру придется самостоятельно.

Замена термпопрокладки

Сначала подготовьте все необходимые материалы и инструменты. Потребуются новые термопрокладки, ватные палочки, салфетки и технический (изопропиловый) спирт.

    Удалите все старые термпопрокладки. Если не хочется делать это пальцами, можно воспользоваться одноразовым пластиковым ножом или ложкой. С металлическими инструментами осторожнее — ими можно повредить электронику.

  • Если вы еще не нарезали нужное количество новых термпрокладок разной толщины, сейчас самое время.
  • Салфеткой или ватной палочкой, вымоченной в спирте, полностью снимите остатки термпрокладок со всех элементов. Так вы заодно обезжирите их поверхности.

    Снимая защитную пленку с одной стороны, приклейте все подготовленные термопрокладки на свои места.

    Не касайтесь открытой клеевой поверхности термопрокладки пальцами. Не допускайте ее контакта с влагой или пылью. Иначе прокладка приклеится плохо.
    Очистите и обезжирьте поверхность радиатора.

    На видеокартах термопрокладки часто используются совместно с термопастой. Не забудьте нанести и распределить по поверхности видеопроцессора новую термопасту.

    Итоги

    Замена термопрокладок — задача несложная. Но сначала нужно понять, действительно ли это необходимо. Если все работает без проблем, то лучше ничего не трогать. При появлении признаков высыхания прокладок есть два варианта. Не хочется заниматься всем этим самому? Отнесите устройство в сервис к профессионалам. Если же вы уверены в своих навыках, то можете выполнить замену самостоятельно. Потребуется аккуратно разобрать устройство, подсчитать количество прокладок и измерить их толщины. Затем нужно будет купить листы разной толщины, вырезать из них новые прокладки по размеру старых и установить их на плату. Предварительно плату нужно почистить от старых прокладок и обезжирить.

  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *