Когда речь заходит об охлаждении компьютера, то первое что приходит на ум большинству пользователей — это поставить кулер покрупнее да вентиляторов побольше. О термопасте вспоминают в последнюю очередь, если вспоминают вообще. И напрасно, так как от неё зависит правильное функционирование всей системы охлаждения.

В этом материале я предлагаю узнать больше о термопастах: для чего они нужны, какие имеют характеристики и на что эти характеристики влияют. Это первая, теоретическая часть статьи. Во второй я протестирую 9 популярных термопаст и на практике покажу их отличия.



Для чего требуется термопаста
Основная задача термопасты — передать тепло от его источника (в нашем случае это процессор, видеокарта, чипсет) к системе охлаждения (воздушной, жидкостной или любой другой), с которой тепло будет рассеяно в окружающую среду. Некачественная, засохшая или неправильно нанесённая термопаста снижает эффективность теплопередачи. Это в свою очередь приводит к тому, что система охлаждения начинает работать вхолостую, а температура в системе повышается. Даже самый навороченный кулер будет бесполезен, если тепло от процессора не дойдёт до подошвы его радиатора.

Схематично систему охлаждения можно представить в виде такого «пирога»:



Условная схема элементов системы охлаждения


Симптомы старой термопасты
Многие сталкивались с такой ситуацией на старых ПК и ноутбуках: система охлаждения работает на максимуме возможностей, воет, как взлетающий самолёт, но температуры так и остаются высокими. Так происходит из-за засохшей и потерявшей свойства термопасты.


Засохшая термопаста

В особо запущенных случаях, когда обслуживание не производится годами, перегрев может проявляться в виде внезапных выключений и так называемых синих экранов смерти. Но чаще всего, умные алгоритмы просто начинают снижать рабочие частоты и напряжения комплектующих, чтобы они выделяли меньше тепла. Так компьютер старается защитить себя от перегрева и аварийного выключения.

В итоге он работает, но с сильно пониженной производительностью. Пользователь воспринимает это, как зависания на ровном месте и медлительность компьютера в задачах. Особенно заметно снижение скорости в играх — когда-то «летающие», теперь они полны фризов и подтормаживаний. Комфортно работать и играть на такой машине невозможно.

Поэтому следует своевременно обслуживать систему охлаждения своего компьютера: минимум раз в год чистить от пыли и периодически менять термопасту. В этом случае вы получите стабильно высокую производительность в работе и играх. А имея запас по температуре, можно получить даже немного больше.


Про разгон и хорошее охлаждение
Выжать максимум производительности из компьютера позволяет так называемый «разгон» (оверклокинг). Грубо говоря, многие комплектующие теоретически способны работать на больших частотах и при более высоких напряжениях, чем рекомендуют их производители. Естественно, при этом полупроводники выделяют больше тепла, чем обычно, и важность системы охлаждения возрастает в разы. Любителям оверклокинга будет излишне пояснять ценность каждого градуса в ситуации, когда разгон упёрся в температуру чипа. Хорошая термопаста способна дать эти дополнительные градусы, в чём мы ещё убедимся при тестировании.

Есть и другой путь повысить производительность системы. Не такой эффективный, как традиционный разгон, зато без риска спалить дорогостоящую технику. Грамотное охлаждение, андервольтинг (принудительное понижение рабочих напряжений) и тонкая настройка кривых частот часто позволяют добиться очень хороших результатов.


Выбор термопасты — на какие характеристики обращать внимание
Перейдем к самому интересному — выбору термопасты. А выбирать есть из чего, на момент написания статьи только в каталоге e2e4 — более 100 вариантов стоимостью от 48 до 4200 рублей. Разобраться в таком многообразии непросто, но потратив немного времени на изучение основных характеристик, сделать выбор будет намного проще. Тем более, что у термопаст их немного:
  • вес в упаковке,
  • теплопроводность,
  • динамическая вязкость или удельный вес (указывается производителями не всегда).

Вес в упаковке
На одну замену термопасты на процессоре компьютера, чипсете, графическом процессоре видеокарты, а также любых чипов в составе ноутбука или моноблока расходуется ≤1 г термопасты.

Для периодического обслуживания домашней техники подойдут упаковки до 5 грамм, их должно хватить на 3−5 лет использования.

Сервисным инженерам, системным администраторам и энтузиастам, перебирающим свою систему по нескольку раз за день, есть смысл присмотреться к таре побольше — экономия в пересчёте на грамм может оказаться значительной.

Помимо веса, стоит обратить внимание на наличие в комплекте приспособлений для нанесения пасты: скребков, лопаток, кисточек и подобных. Не лишними будут и салфетки для удаления старой пасты и обезжиривания поверхности. Все эти штуки не обязательны, но с ними наносить термопасту намного удобней, чем банковской картой и прочими подручными средствами.

В большинстве случаев термопаста поставляется в шприце. Это наиболее удобный и дешёвый вариант для небольших объёмов. Главное, не забывать закупоривать носик шприца после использования, чтобы защитить пасту от преждевременного пересыхания. Крупные упаковки >10г можно встретить в форме банок и тюбиков, для длительного хранения больших объемов пасты такие тары приспособлены лучше.


В комплекте: шприц с термопастой, лопатка, влажная салфетка

Теплопроводность
Казалось бы, чем она выше, тем лучше, и на этом можно и заканчивать. Ведь всё логично: основная задача термопасты — проводить через себя тепло, бóльшая теплопроводность должна означать, что процесс теплопередачи будет происходить лучше, а значит, паста с наивысшим показателем и станет лучшим выбором. Верно, но только на первый взгляд. В цепочке рассуждений есть важные упущения.

Производители измеряют теплопроводность на специальных лабораторных приборах — анализаторах теплопроводности. Для исключения влияния сторонних факторов на результат используется довольно толстый слой материала (1 мм и более). На практике же термопаста наносится на поверхность тонким слоем в 0.1−0.3 мм и менее. При такой толщине на результат будет влиять не только теплопроводность, но и другие факторы:
  • заполняемость (вытесняемость воздуха),
  • особенности состава термопасты,
  • однородность состава

Заполняемость
Воздух в сотни раз хуже проводит тепло по сравнению с термопастой. Поэтому  термопаста должна вытеснить воздух из неровностей и микроскопических полостей между поверхностями — образовать так называемое пятно контакта. И хорошо, если микроскопических!


Схема элементов системы охлаждения, приближенная к реальной

Крышка теплораспределителя процессора и основание кулера запросто могут иметь самые настоящие горбы и впадины, а также грубые следы механической обработки.


Глубокие борозды в основании кулера ухудшают теплообмен

Состав
Состав термопасты может как помогать, так и мешать теплопередаче. Всё зависит от сценария использования. Сейчас поясню, что имею в виду.

Твёрдые острые частицы (вольфрам, графит) в составе некоторых термопаст улучшают теплопроводность, если крышка теплораспределителя процессора и основания кулера изготовлены из относительно мягких алюминия и меди.
e2e4Эти же частицы ухудшают теплопередачу на твёрдых поверхностях вроде не защищённых крышкой кристаллов кремния (такие используются в ноутбуках, видеокартах, моноблоках), так как поверхность их соприкосновения будет минимальной.


Условная схема взаимодействия частиц и поверхностей

Однородность
Неоднородная структура пасты (местами очень густая, а где-то может вытекать как масло), получившаяся из-за дефектов производства, нарушения условий транспортировки и хранения тоже может сильно повлиять на итоговый результат.


Подытоживая сказанное ранее: учитывать теплопроводность при выборе термопасты, безусловно, необходимо, но ориентироваться только на неё нельзя. Вы не получите вдвое более низких температур, если купите термопасту со вдвое более высокой теплопроводностью. А вот денег за эту разницу заплатите немало.

Для офисных и домашних компьютеров начального уровня, ноутбуков и моноблоков со встроенной видеокартой, чипсетов материнских плат подойдут пасты с теплопроводностью ≤6 Вт/(м⋅К).
e2e4Для мощных игровых компьютеров и ноутбуков, профессиональных рабочих станций либо разогнанных систем лучше выбирать пасты с теплопроводностью выше этого значения.




Вязкость и удельный вес
Сравнить эти параметры впрямую не получится, так как производители не всегда их указывают или используют разные системы измерений. Зарубежные бренды чаще всего указывают удельный вес (Specific Gravity), отечественные — динамическую вязкость. В любом случае, определить насколько жидкий или густой состав находится перед вами возможно.

По своему опыту для процессоров настольных компьютеров могу рекомендовать пасты с вязкостью 80−100 Па⋅с или удельным весом около 2.5 г/см3. На открытых кристаллах ноутбуков, чипсетов и видеокарт получить тонкий равномерный слой проще с более жидкими пастами (60−80 Па⋅с или <2.5 г/см3).


Разница в вязкости термопаст: слева — жидкая, справа — густая

И напоследок. Когда вы уже сформировали круг подходящих вам вариантов, почитайте о них отзывы. Реальный пользовательский опыт может подсказать не менее важную характеристику, которую тоже стоит учитывать при выборе — скорость высыхания (полимеризации) термопасты. Конечно, если вы будете ежегодно обслуживать систему охлаждения с полным разбором, чисткой от пыли и заменой термопасты, то на этот параметр можно не обращать внимания. Если же понимаете, что интервал замены может увеличиться до 2−3 лет, то важно, чтобы термопаста не высохла за это время.

На этом закончим с теорией и перейдем к тестированию — проверим, как 9 популярных термопаст справляются со своей задачей. Об этом — во второй части материала.


Дмитрий Брагин

Работаю в е2е4, с подросткового возраста увлекаюсь компьютерным железом и технологиями.









Термопаста и термопрокладки — в каталоге e2e4
___________________________________________
e2e4 — технологии моих побед!