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
Overclocker, bányász, blockchain-, kriptovaluta- és decentralista mániás vagyok. A számítógépes hardvernél a kihasználatlan teljesítmény nem hagy hidegen, nálam a folyékony nitrogén vagy más extrém hűtési mód sem tabu. Megalapítottam a delid.cz-t, az Intel processszorok optimalizálását célul kitűző szolgáltatást, előadásokat tartok a minigról és igyekszem aktívan részt venni a digitális világ valamennyi innovációjában.
