Hővezető paszta
(ÚTMUTATÓ és TESZT)
• Szerző: Michal Mikle
Egy számítógép megépítése során számos paramétert figyelembe veszünk, tesztek vagy vélemények alapján gondosan kiválasztjuk az egyes komponenseket. Azonban gyakran megfeledkezünk egy ugyanilyen fontos dologról, nevezetesen a hővezető pasztáról. A dobozos CPU hűtők általában egy gépi úton felvitt pasztaréteggel rendelkeznek, az utángyártott hűtők külön kis tubussal együtt érkeznek. Ez azonban nem mindig a legjobb választás. Mai tesztünkben 9 hővezető pasztát, azok teljesítményét és alkalmazási lehetőségeit vesszük górcső alá. Egy plexi eszköznek köszönhetően megnézhettük, hogyan viselkedik egy ilyen paszta a CPU és a hűtőborda között. Végül azt is eláruljuk, hogy mire kell figyelni a paszta felhordásakor.
Hővezető paszta (MINDEN, amit tudni kell róla) - TARTALOM
- Mire való a hővezető paszta?
- Alkalmazási módszerek, avagy hogyan kell alkalmazni?
- Valódi tesztek, avagy melyik hővezető pasztát érdemes választani?
- Konklúzió
Mire való a hővezető paszta?
A számítástechnikában a hőátadó pasztákat mindenütt használják, ahol hatékonyan kell elvezetni a hőt a processzorból vagy más hőforrásból. Felhasználási területe lefedi az asztali számítógépeket, laptopokat, sőt még a modern okostelefonokat és más eszközöket is. A hővezető paszta hidat képez két felület között, kitöltve a köztük lévő hiányosságokat és hézagokat. A hővezető paszta minősége és kora befolyásolhatja magának a processzornak a teljesítményét és élettartamát. Teljes hiányában a túlmelegedés miatti károsodást vagy gyakorlati használhatatlanságot kockáztathatunk. A régi, rossz vagy egyébként nem megfelelő paszta cseréje a hűtési zajra is jelentős hatással lehet, a jobb hőátadással általában a ventilátorának csak kisebb fordulatszámon kell működnie ahhoz, hogy elérje a optimális hőmérsékletet.
Hővezető paszták: FOGALOMTÁR
TIM – thermal interface material, a különböző alkatrészek hőjének a hűtőbordákba történő átvitelére tervezett anyagok gyűjtőneve. Ide tartoznak a hővezető paszták, termikus ragasztók, folyékony fémek, termikus párnák.
Hővezető paszta – a chip és a hűtőborda közötti teret kitöltő, a hő minél hatékonyabb átvitelére szolgáló, a két felület egyenetlenségei és tökéletlenségei miatt alkalmazott közeg.
Folyékony fém – a hővezető paszta alternatívája, amely fémeken, például indiumon és galliumon alapul, és amelynek előnye a többszörös hővezetés, de ezzel együtt fenn áll az elektromos vezetőképességgel járó kockázat (rövidzárlat és a hardver visszafordíthatatlan károsodása következhet be, ha helytelenül alkalmazzák/kezelik). Fontos megemlíteni azt is, hogy NEM ÉRINTKEZHET ALUMÍNIUMMAL. Viszont nincs gondja a rézzel és a nikkellel, amiből az alumínium mellett a legtöbb hűtőbordát készítik.
IHS – integrated heat spreader, egy nikkelezett felülettel ellátott réz CPU-burkolat, amelyet a hő biztonságos és egyenletes elvezetésére terveztek. Régebben léteztek olyan processzorok is, amelyek nem rendelkeztek ilyennel, de ez számos problémát jelentett. Ma már minden asztali számítógépben található processzor rendelkezik IHS-szel, de csupasz chipek találhatók a grafikus kártyákban vagy a laptopokban és más, általában kisebb eszközökben.
Sub-ambient hűtés – olyan hűtés, amely a hőmérsékletet a környezeti levegő hőmérséklete alá vagy jóval fagypont alá igyekszik csökkenteni.
Delid – a processzor kupakolása, azaz az IHS eltávolítása, majd a felület alatti TIM visszahelyezése. Széles körben olyan processzoroknál végzik, amelyeknél az IHS alatt paszta található, ha forrasztást használnak, akkor általában nincs rá szükség.
Dobozos hűtő – a gyártó által a processzorral együtt szállított alap hűtőborda és ventilátor.
Utángyártott hűtő – külön vásárolt CPU hűtő, általában teljesítményével és alacsonyabb zajszintjével felülmúlja az alap/dobozos hűtőt.
Alkalmazási módszerek, avagy hogyan kell alkalmazni?
Az alkalmazási módszerek a paszta típusától és jellemzőitől, a hűtőbordától és a hőforrástól (ahonnét a fölösleges hőt el kell távolítani) függően változnak. A számítógépekben leggyakrabban háromféle hővezető paszta alkalmazásával találkozhatunk.
A hővezető paszta felhordása előtt mindkét felületet meg kell tisztítani és zsírtalanítani. Egyes pasztákhoz már a csomagban kapható néhány tisztító kendő, egyébként a közönséges papírzsebkendők és műszaki alkohol, vagy jobb esetben izopropil-alkohol az ideális. Kerüld az olyan durva anyagokat, mint a benzin, a hígítók és bármilyen ivóalkohol (cukrot tartalmaz). Mielőtt beszerelnénk a processzort az LGA foglalatba, mindenképpen tisztítsuk meg az alsó oldalon lévő érintkezőket is.
A folyékony fémmaradványokat legjobban sósavval és acetonnal lehet eltávolítani.
Egyes paszták dobozában találhatsz egy műanyag spatulát is arra az esetre, ha a pasztát el szeretnéd oszlatni. Ez remekül helyettesíti a hagyományos hitel- vagy törzsvásárlói kártyát, vagy egyéb, rugalmasabb műanyagdarabot. Ha folyékony fémet használsz, és konkrétan a Thermal Grizzly Conductonautnál, találsz a csomagban egy vattapamacsot is.
Hővezető paszta felhordása a processzorra IHS segítségével
A hővezető paszta felvitele IHS-sel bevont processzorra biztonságos és alapvetően egyszerű. Tisztítsd meg az IHS és a hűtőborda felületét, vigyél fel megfelelő mennyiségű pasztát az IHS-re, majd helyezd fel a hűtőbordát, amely meghúzáskor egyenletesen eloszlatja a pasztát, és kinyomja a felesleget. A kereskedelemben kapható paszták túlnyomó többsége nem vezető, így nem kell aggódnunk a rövidzárlat miatt, csak a foglalat körül (vagy legrosszabb esetben azon kívül) kell operálnunk. Ebben az alkalmazásban jó, de nem szükséges, hogy az IHS teljes felületét befedjük. A pasztát csak a processzor felületére vigyük fel.
Kereszt
5 pötty
Kis pötty
Nagy pötty
Szétterítés
Hővezető paszta felhordása a csupasz processzorra
A közvetlenül a processzorra történő alkalmazás (mint a videókártyák vagy a mobil és egyéb processzorok esetében) elvileg hasonló, de két dologra kell figyelni. Először is extra óvatosságra van szükség, a processzort nem fedi IHS, a közelében valószínűleg SMD alkatrészek vannak, és ha a hűtőbordát egyenlőtlenül húzzuk meg, mechanikai sérülést kockáztatunk. Másodszor, a chip TELJES FELÜLETÉT be kell fedni pasztával, amennyiben nem a teljes felületet fedjük be, ismét fennáll a sérülés veszélye. Az ideális ebben az esetben az, ha a pasztát a chip teljes felületén vagy a közepén kellő mennyiségben eloszlatjuk. Ebben az esetben nem számít a köré nyomott paszta, amíg az nem vezetőképes és csak a processzor felületére kerül.
Folyékony fém alkalmazása
A folyékony fémet a jó kötés érdekében mindkét felületre - az IHS-szel ellátott processzorra és a csupasz felületre - fel kell vinni. A pasztával ellentétben nem elég csak kis pöttyök vagy kereszt alakban odanyomni a folyékony fémet, hanem el kell teríteni a felületen. Ehhez a TG Conductonaut esetében a mellékelt vattapamacsot használjuk (használhatunk egy hagyományos, drogériában kapható higiénikus pamacsot is). A tubusból kinyomva hajlamos gömböcskéket képezni, mint a higany, és nem nagyon tapad a felületre. A vattapamaccsal körkörös vagy váltakozó mozdulatokkal dörzsöld be a felületbe. Abban a pillanatban, amikor mindkét felületet szilárd fémréteg borítja, feltehetjük a hűtőt, általában viszonylag kis mennyiség is elég.
Ha IHS nélküli csupasz processzorra viszik fel, különösen ügyelni kell arra, hogy a fém ne kerüljön az illesztésbe. Elővigyázatosságból érdemes a környező SMD alkatrészeket lakkozással szigetelni, vagy más módon kezelni, elkerülve ezzel a fémmel való érintkezést. Jó tapasztalataim vannak a chip megfelelően magas hővezető lappal történő kipárnázásával is. Ha a fém szivárog és oda kerül, ahová nem kellene, fennáll a rövidzárlat és a hardver visszafordíthatatlan károsodásának veszélye.
A folyékony fém használata a kiváló hővezető tulajdonságai ellenére egy negatív kompromisszummal jár. Az ón, gallium és indium vegyülete molekuláris szinten kötődik az IHS felső rétegéhez, és a legtöbb esetben olvashatatlanná teszi a lézergravírozott adatokat (modell, sorozatszám és tétel). Ez reklamáció esetén bonyodalmakkal járhat, ezért javasoljuk, hogy a folyékony fém alkalmazását alaposan fontold meg.
Valódi tesztek, avagy melyik hővezető pasztát érdemes választani?
A teszthez a Cooler Master HAF XB gépházat használtuk nyílt tesztpadként. Az alapot egy ASUS ROG STRIX B550-A GAMING alaplap adta, amelyet egy új AMD Ryzen 7 5800x processzorral szereltünk fel, valamint egy Noctua NH-D14 hűtővel. Emellett egy SK hynix BC501 NVME 256 GB-os m.2 meghajtó, egy pár átlagos 4 GB-os DDR4 memóriamodul és egy MSI NVIDIA GeForce GTX 1650 4 GB LP videókártya egészítette ki. Mindezt egy teljesen passzív Seasonic SS-400FL2 F3 Platinum-X400 tápegység látta el energiával.
Az alábbi táblázatban összehasonlítjuk a hővezető pasztákat, amelyek mai tesztünk alanyául szolgálnak.
| Modell | CM MasterGel Maker | CM MasterGel PRO V2 | EVOLVEO Ptero TC1 | Noctua NT-H1 | Noctua NT-H2 | ARCTIC MX-2 | ARCTIC MX-4 | TG Kryonaut | TG Conductonaut |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Hővezetés (W/mk) | 11 | 9 | 13,4 | N/A | N/A | 5,6 | 8,5 | 12,5 | 73 |
| Elektromos vezetőképesség | ✕ | ✕ | ✕ | ✕ | ✕ | ✕ | ✕ | ✕ | ✓ |
| Üzemi hőmérséklet (°C) | N/A | N/A | -30/250 | -50/110 | -50/200 | N/A | N/A | -250/350 | -10/140 |
| Sűrűség (g/cm3) | 2,6 | 2,6 | 2,5 | 2,49 | 2,81 | 3,96 | 2,5 | 3,7 | 6,24 |
| Viszkozitás (Pas) | N/A | N/A | 90 | N/A | N/A | 850 | 870 | 170 | 0,0021 |
A Windows 10 Pro 64 bites verzióját telepítettük a tesztösszeállításra, a teszt során a beállítás konfigurációja és a telepített programok változatlanok maradtak. A processzor terheléséhez a Prime95 30.3 build 6-ot használtam, konkrétan annak stressztesztjét Small FFTs letiltott AVX utasításokkal, a hőmérsékletek rögzítéséhez a HWiNFO-t használtam, konkrétan a Tcl/Tdie hőmérsékletet.
A hűtőborda ventilátora minden teszt során maximális fordulatszámon ment (közvetlenül a tápegység 12V-os ágára csatlakoztatva), továbbá 23 °C-os szobahőmérsékletet tartottam fenn. A pasztát az úgynevezett kereszt módszerrel vittem fel, lásd a képeket. Mind a 16 szál állandó terhelésével a processzor 130 W-ot fogyasztott, és 4500 MHz-en tartotta magát. A grafikonokon látható hőmérsékletek a 20 perces stresszteszt utolsó tíz percének eredményei (a rögzített maximális hőmérséklet).
Miről árulkodnak a teszt eredményei? Először is meg kell említeni, hogy az ilyen kis gyártási eljárással, azaz 7 nm-en gyártott processzorok esetében a legnagyobb problémát nem a hővezető paszta vagy az IHS-ről a hűtőbordára történő hőátadás jelenti. Az Achilles-sarok a tényleges hőleadás a szilíciumtól az IHS felé. A nagyobb gyártási folyamaton készült régebbi processzorok és paradox módon az Intel processzorok jobban hűlnek, mint például az AMD Ryzen 5000-esek.
Az általánosan használt paszták közötti különbségek valóban kicsik, mégis jelentőséggel bírnak. A Cooler Master MasterGel Pro v2 paszta kellemes meglepetés volt, tisztességes áron tisztességes teljesítményt nyújtott, és mind az Arctic, mind a Noctua termékeit felülmúlta. Az első helyeket eléggé meglepő módon a Thermal Grizzly termékei foglalták el, konkrétan a Kryonaut (szub-ambient hűtésre alkalmas és gyakran preferált) és a Conductonaut folyékony fémpaszta, de ezek mellé jelentősen magasabb ár társul. A folyékony fémek esetében hozzá kell tenni, hogy rájuk nem ugyanaz érvényes, mint a pasztákra. Mivel elektromos vezetők, más az alkalmazási területük is, így nem minden típusú hűtővel használhatók, de jó szívvel ajánlom őket mindenkinek, aki a legtöbbet szeretné kipréselni a hardveréből, és hajlandó kipróbálni valami újat.
Konklúzió
Ami a hővezető paszta felhordását illeti, ragaszkodom a jól bevált átlós kereszthez, a fotók tanúsága szerint is a paszta öt ponton történő felhordásával együtt messze a legjobban fedi le az IHS területet. Így elkerülhető, hogy a sarkokat ne fedjük le pasztával, és csökken az IHS köré préselt paszta mennyisége, amely annak ellenére, hogy nem vezet, bosszúságot okozhat, mivel rendetlenséget hagy maga körül néha még a foglalaton kívül is. A folyékony fém esetében a két felületre való felkenés az egyetlen lehetőség, és ügyelni kell a megfelelő adagolásra. Ha túl nagy mennyiséget használunk, majd az IHS köré préseljük, fennáll a veszélye, hogy a foglalat vagy a körülötte lévő SMD alkatrészek megütköznek, ami végzetes lehet.
Továbbá szeretnék rámutatni egy problémára, ami kizárólag a PGA foglalatú processzorok, azaz az AMD esetében fordul elő (az Intel is használt PGA foglalatot a mobil processzorokban, de itt most asztali processzorokról beszélünk). A hűtőborda processzorról való eltávolításakor fokozott óvatossággal kell eljárni. Mivel a pasztának köszönhetően a processzor meglehetősen szorosan a hűtőbordához tud tapadni, így könnyen kihúzhatjuk a hűtőbordával együtt, és ha nem számítunk rá, akkor a processzor alján lévő csapok elgörbülhetnek vagy visszafordíthatatlanul megsérülhetnek. Az Intel által használt LGA foglalatú processzoroknál ez nem jelent kockázatot.
A Cooler Master, a Noctua NT-H2 és az Arctic MX-2 paszták szerintem érezhetően sűrűbbek, mint a többi tesztelt paszta. Ez akkor vált nyilvánvalóvá, amikor az előbb említett hűtőt a CPU-hoz ragasztottuk. Ezzel szemben a folyékony fémmel semmi ilyesmi nem történik. A hűtő levételkor szinte semmilyen ellenállást nem fejt ki, ezzel ellenőrizhetjük, hogy túladagoltuk-e.
Összefoglalva, a paszták közötti különbségek az erőteljesebb hűtéssel és az egyéb kisugárzott hővel együtt nőnek. Túlhajtás vagy egyszerűen csak erősebb chip esetén még inkább előnyös a jobb minőségű paszta.
Michal Mikle
I'm an overclocker and enthusiast Bitcoiner. With computer hardware, any unused performance won't keep me calm. If there is the possibility of squeezing another drop of power from the hardware, I won't miss it. I love the adrenaline and pushing the limits, of the components and myself. This activity is rich with choices, but I mainly use liquid nitrogen and phase-change methods. I also set up a service to optimise Intel processors, delid.cz, building custom PC setups on demand and I enjoy security and privacy topics. Outside the digital world I'm interested in permaculture and other low time preference systems.
