Wprowadzenie

Żadna powierzchnia stworzona przez człowieka nie jest idealnie gładka, a mikro odstępy między procesorem i radiatorem są zazwyczaj wystarczająco duże, aby mieć negatywny wpływ na chłodzenie. By temu zaradzić, stosuje się pasty termoprzewodzące, jednak nie przewodzi one ciepła tak jak metal. Ważne jest, by użyć jej jak najmniej. Jak jednak nałożyć pastę tak, by uzyskać najwyższą wydajność?

Badanie sprzętu komputerowego

Najlepsza technika aplikowania pasty termoprzewodzącej jest czymś, o czym często dyskutuje się w Internecie, dlatego w tym artykule chcemy opisać nasze własne badania w celu znalezienia najlepszej metody jej stosowania. Po pierwsze, zobaczymy jak każda technika rozprowadza pastę na procesorze, a następnie sprawdzimy każdą z nich w kompletnym systemie komputerowym, aby zbadać, która ma najlepszą wydajność cieplną.

Metodyka badania

By lepiej widzieć jak przy każdej z metod rozprowadza się pasta termoprzewodząca i czy tworzą się pęcherzykami powietrza, przygotowaliśmy płytkę pleksi o grubości 1cm, mającą działać jako tymczasowy radiator. Jej elementy zostały usunięte w celu oczyszczenia kondensatorów wokół procesora, a mocowanie ma takie same wymiary i rozstaw jak w przypadku typowego chłodzenia procesora. W ten sposób możemy zapewnić, że nasze wyniki będą zgodne z tym, co zaobserwowałbyś używając pasty termoprzewodzącej.

Badanie sprzętu komputerowego Badanie sprzętu komputerowego
Badanie sprzętu komputerowego Badanie sprzętu komputerowego

Do testu wydajności pomiędzy różnymi sposobami nakładania pasty termoprzewodzącej będziemy potrzebowali:
KategoriaWykorzystany komponentZdjęcie zestawu
Płyta główna: Procesor: Chłodzenie: Pamieć RAM: Karta graficzna:
Dysk twardy:
Obudowa:
Pasta termoprzewodząca:
Płyta główna: Asus P8Z77-V Pro Intel Core i7 3770K 3.5GHz Gelid Tranquillo Rev2 2x Kingston DDR3-1600 4GB Intel HD 4000
Intel 320 120GB SSD
Brak
Arctic MX-2
Badanie sprzętu komputerowego

Temperatury procesora były rejestrowane przy pomocy CoreTemp i Speedfan, z temperaturą odnotowaną jako średnia czterech rdzeni. Zostawiliśmy system na biegu jałowym na co najmniej 45 minut przed rejestrowaniem temperatur w trakcie biegu jałowego, a w celu osiągnięcia przez system pełnego obciążenia - uruchomiliśmy zarówno Prime95, jak i Furmark. Dynamiczne zmienianie obrotów wentylatora zostało wyłączony w płycie głównej, ponieważ jesteśmy zainteresowani głównie rozbieżnościami temperatury pomiędzy wszystkimi technikami aplikacji i nie chcemy, aby dławienie wentylatora wpływało na nasze wyniki.

Korzystamy z wbudowanego kontrolera wideo, aby jeszcze trochę dodatkowo obciążyć procesor, co powinno uwypuklić jakiekolwiek różnice temperatury. Zamiast obudowy zastosowano odkrytą (z dostępem do powietrza) platformę testową, gdyż powinno to umożliwić otrzymanie bardziej spójnych wyników.

Techniki aplikacji

Techniki, które badamy, to te powszechnie rekomendowane w sieci, jak i kilka, które sami opracowaliśmy. Upewniliśmy się, aby nanieść pastę równomiernie, ale nie zrobiliśmy tego w 100% perfekcyjnie. Jest to celowe, aby nasze wyniki były zgodne z tym, z czym spotkałbyś się w rzeczywistości.

Kropka pasty termoprzewodzącej wielkości ziarenka ryżuDwie kropki pasty termoprzewodzącej wielkości ziarenka ryżuCienka linia pasty termoprzewodzącej
Kropka pasty termoprzewodzącej wielkości ziarenka ryżuDwie kropki pasty termoprzewodzącej wielkości ziarenka ryżuCienka linia pasty termoprzewodzącej
Gruba linia pasty termoprzewodzącejTrzy cienkie linie pasty termoprzewodzącejWzór spiralny pasty termoprzewodzącej
Gruba linia pasty termoprzewodzącejTrzy cienkie linie pasty termoprzewodzącejWzór spiralny pasty termoprzewodzącej
Nierówne naniesienie pasty termoprzewodzącejGładkie naniesienie pasty termoprzewodzącejPasta termoprzewodząca w kształcie litery
Nierówne naniesienie pasty termoprzewodzącejGładkie naniesienie pasty termoprzewodzącejPasta termoprzewodząca w kształcie litery "X"
Pasta termoprzewodząca w kształcie okręguPasta termoprzewodząca w kształcie okręgu z kropkąPasta termoprzewodząca w kształcie uśmiechniętej twarzy
Pasta termoprzewodząca w kształcie okręguPasta termoprzewodząca w kształcie okręgu z kropkąPasta termoprzewodząca w kształcie uśmiechniętej twarzy

Każda z tych technik ma jakieś zalety. Pojedyncza kropka lub linia powinny mieć mało pęcherzyków powietrza, ale zapewne nie pokryją całego procesora. Z kolei wzór spiralny prawdopodobnie pokryje cały procesor, ale może mieć jakieś pęcherzyki. By się dowiedzieć, przyjrzyjmy się jak każda technika wyglądała po zamontowaniu naszego zastępczego radiatora wykonanego z pleksi.

Wyniki rozprowadzenia

Prawie niemożliwe jest, aby zobaczyć malutkie pęcherzyki powietrza na poniższych obrazkach, dlatego zakreśliliśmy je na niebiesko. Większe pęcherzyki mają większe okręgi, mniejsze pęcherzyki maja mniejsze. Podobnie, każda przestrzeń procesora niepokryta pastą termoprzewodzącą jest zaznaczona na czerwono.

Kropka pasty termoprzewodzącej wielkości ziarenka ryżuDwie kropki pasty termoprzewodzącej wielkości ziarenka ryżuCienka linia pasty termoprzewodzącej
Kropka pasty termoprzewodzącej wielkości ziarenka ryżuDwie kropki pasty termoprzewodzącej wielkości ziarenka ryżuCienka linia pasty termoprzewodzącej
Gruba linia pasty termoprzewodzącejTrzy cienkie linie pasty termoprzewodzącejWzór spiralny pasty termoprzewodzącej
Gruba linia pasty termoprzewodzącejTrzy cienkie linie pasty termoprzewodzącejWzór spiralny pasty termoprzewodzącej
Nierówne naniesienie pasty termoprzewodzącejGładkie naniesienie pasty termoprzewodzącejPasta termoprzewodząca w kształcie litery
Nierówne naniesienie pasty termoprzewodzącejGładkie naniesienie pasty termoprzewodzącejPasta termoprzewodząca w kształcie litery "X"
Pasta termoprzewodząca w kształcie okręguPasta termoprzewodząca w kształcie okręgu z kropkąPasta termoprzewodząca w kształcie uśmiechniętej twarzy
Pasta termoprzewodząca w kształcie okręguPasta termoprzewodząca w kształcie okręgu z kropkąPasta termoprzewodząca w kształcie uśmiechniętej twarzy

Analiza opisowa

Pierwsze na co należy wskazać jest to, że pojedyncza kropka i linia prawie nie miały pęcherzyków powietrza, ale nie rozprowadziły się po całej powierzchni procesora. Nawet podwojenie wielkości kropki nadal nie pozwoliło na pokrycie całej powierzchni IHS, jako że większość dodatkowej ilości pasty termoprzewodzącej po prostu wypływała po bokach. Użycie trzech linii zamiast jednej pomogło w kryciu, ale skutkowało liczniejszymi pęcherzykami.

Tak nierówne, jak i gładkie naniesienie pasty termoprzewodzącej na procesor miało świetne krycie, ale w efekcie pojawiło się kilka małych pęcherzyków powietrza. Są one malutkie w porównaniu do kształtu spiralnego i okrągłego oraz prawdopodobnie będą miały minimalny wpływ na wydajność, lecz niewątpliwie są obecne. Naniesienie pasty termoprzewodzącej w sposób idealny, powinno skutkować mniejszą ilością pęcherzyków, ale - z naszego doświadczenia - jest to niemożliwe, aby było ono perfekcyjne.

Co zaskakujące, kształt litery "X" dał najlepsze ogólne rozprowadzenie ze świetnym kryciem i bardzo małą ilością pęcherzyków powietrza. Trochę nas to zdziwiło, ale to naprawdę ma sens, jeśli się nad tym zastanowisz. Kształt ten pozwala paście rozprowadzić się równomiernie po procesorze, a ponieważ jest rozprowadzana odwrotnie, pomaga on zapobiec uwięzieniu korków powietrza.

Niestety, uśmiechnięta twarz nie miała dobrego krycia i skutkowała kilkoma względnie dużymi pęcherzykami powietrza. Najważniejsze jest dla nas jednak to jak każdy ze sposobów nakładania pasty termoprzewodzącej wpływa na uzyskaną temperaturę. Przyjrzyjmy się więc wynikom naszych badań cieplnych:

Wyniki temperatury

Nakladanie Pasty Termoprzewodzacej Wyniki

Ogółem wyniki cieplne są dość zbliżone do tego, czego spodziewaliśmy się po naszych badaniach rozprowadzenia. Kształt litery "X", z najlepszym kryciem i najmniejszą ilością pęcherzyków powietrza, osiągnął najlepszy wynik pod pełnym obciążeniem (54,25°C). Gładkie naniesienie było tuż za i tylko o 0,25°C cieplejsze pod takim samym obciążeniem. Co zaskakujące, kropka wielkości ziarenka ryżu zremisowała zarówno ze szczęśliwą twarzą, jak i okręgiem z kropką, zajmując trzecie miejsce przy 54,75°C.

Interesujące jest to, że obie kropki wielkości ziarenka ryżu i gruba linia były zdecydowanie za dużymi ilościami pasty. Każda z tych technik powodowała wypływanie nadmiaru spomiędzy procesora i radiatora. Miały one również najgorsze wyniki w badaniu cieplnym. Wspiera to tezę, że tak samo jak zbyt mała ilość pasty termoprzewodzącej, tak też i zbyt duża może skutkować niższą wydajnością.

Wniosek

Do naszych konstrukcji przez lata stosowaliśmy technikę albo kropki wielkości ziarenka ryżu, albo gładkiego naniesienia. Gładkie naniesienie pasty termoprzewodzącej wymaga czasu i wysiłku, jednakże fakt, że prosty kształt litery "X" działa lepiej, jest świetną wiadomością. To nie tylko znacznie prostsza technika aplikacji, ale i łatwiejsza do zachowania równej dystrybucji pasty termoprzewodzącej między procesorem a radiatorem. Metoda sprawdza się tak samo dobrze większych procesorów, takich jak Intel socket 2011. W ich przypadku grubość linii musi być tylko lekko zwiększona, a kształt litery "X" powinien być rozciągnięty tak, aby sięgać rogów IHS procesora.

Być może najbardziej interesującym wynikiem jest to, że jeśli zamierzasz używać sprawdzonej i skutecznej kropki wielkości ziarna ryżu, możesz również zabawić się kreśląc małą uśmiechniętą twarz zamiast niej. Nie tylko chłodzi tak samo dobrze, ale możesz spokojnie odpocząć wiedząc, że pod Twoim radiatorem masz szczęśliwy, uśmiechający się procesor ;-) Dlatego podstawa to dobrze nałożona pasta termoprzewodząca. Tak więc, najlepsza metoda nakładania pasty termoprzewodzącej to "X":

Najlepsza Metoda Nakładania Pasty Termoprzewodzacej

Tłumaczenie i opracowanie Marcin Chrobak za Matt Bach / Puget Systems