מה זה תרמית תרמית?

במחשבים, חלקים רבים יכולים לייצר חום רב וצריכים קירור. המעבד וה-GPU הם שני מקורות החום העיקריים. בדרך כלל שניהם זקוקים לקירור אקטיבי, אפילו במקרה עם זרימת אוויר טובה. זיכרון RAM, SSD, VRAM, VRM וערכת השבבים מייצרים כמות נאה של חום. לעתים קרובות אלה יכולים להתחמק עם קירור פסיבי במארז עם זרימת אוויר טובה כל עוד יש להם גוף קירור בגודל סביר.

כל מקורות החום הללו מתקררים על ידי העברת חום לגוף קירור אקטיבי או פסיבי ואז גוף הקירור מעביר את החום לאוויר, אשר לאחר מכן מוסר מהמארז. התהליך הוא פיזיקה בסיסית למדי. עם זאת, זה דורש מגע טוב כדי להעביר את החום ביעילות. הבאת גוף הקירור למגע טוב באוויר היא פשוטה יותר מאשר טריוויאלית. כגז, האוויר המסודר מתאים לצורת גוף הקירור. השיקול היחיד הוא למקסם את שטח הפנים של גוף הקירור.

עם זאת, קבלת מגע טוב בין החלק המייצר חום בפועל לבין גוף הקירור הוא מסובך יותר. בדרך כלל, שני החלקים הם מתכת, וגם אם שניהם מעובדים שטוחים ומוחזקים יחד בחוזקה, התוצאה לא מושלמת. תהליך ההשטחה יכול להשאיר חריצים מיקרוסקופיים, ולאפשר למעט אוויר להיכנס פנימה שלמעשה מבודד את העברת החום. כמו כן, במקרים מסוימים, כוח ההרכבה יכול לגרום לאחד או לשני החלקים להתכופף מעט שוב, מה שמוביל למגע לקוי ולהעברת חום לקויה.

כדי למזער את הבעיות הללו, משתמשים בדרך כלל בתרכובת תרמית. אלה מגיעים בדרך כלל בארבעה פורמטים עם מקרי שימוש, יתרונות וחסרונות שונים. בדרך כלל, משתמשי קצה צריכים להתמודד רק עם סוג אחד של תרכובת תרמית, משחה תרמית, כך שהשניים הם בדרך כלל מילים נרדפות.

משחה תרמית

משחה תרמית היא הסוג הנפוץ ביותר של תרכובת תרמית. ניתן להתייחס אליו גם כגריז תרמית ו-TIM, קיצור של Thermal Interface Material. תערובות מדויקות משתנות, אבל בדרך כלל מדובר במשחת פולימר עם חלקיקים מתכתיים זעירים. הכוונה היא שכמות קטנה מונחת על המשטח לקירור.

לאחר מכן מניחים את הצידנית שטוחה למעלה, באופן טבעי מפזר את המשחה התרמית באופן שווה וממלא את כל הרווחים, לא משנה כמה קטנים. עבור מעבד בגודל סטנדרטי, בדרך כלל, די בגוש של משחה תרמית בגודל של אפונה כדי לספק כיסוי מלא.

משחה תרמית מגיעה בדרך כלל במזרק קטן, מה שמקל על מריחת כמות קטנה על האזור הרצוי. עם זאת, חלקם מגיעים בשקיות שיכולות להיות קשות יותר ליישום ובדרך כלל הן די מבולגנות. מוליכות תרמית נמדדת ב-W/mK, או וואט למטר קלווין. מספרים גבוהים יותר טובים יותר מכיוון שניתן להעביר יותר חום. משחות תרמיות מציעות בדרך כלל סביב 8W/mK.

משחות תרמיות באופן קריטי אינן - כמעט תמיד - אינן מוליכות חשמלית, כלומר, זה לא משנה אם כמות זעירה נסחטת החוצה. זה לא יכול לגרום לקצר. משחה תרמית משמשת בדרך כלל בין המעבדים והמצננים שלהם לבין המעבדים הגרפיים והמצננים שלהם. משחה תרמית מתייבשת בדרך כלל עם הזמן ולעתים קרובות תראה ביצועים ירודים לאחר כשנתיים. בשלב זה, יש לנקות אותו ולהחיל אותו מחדש. בדרך כלל, משחה תרמית אינה כוללת יכולות דבק.

רפידות תרמיות

רפידות תרמיות הן בעצם ספוגים דקים זעירים המוליכים חום טוב. הם בדרך כלל לא טובים כמוליכי חום כמו משחה תרמית, בין היתר בגלל שהם עבים יותר ממה שהמשחה בסופו של דבר. קל ליישם את הרפידות התרמיות הללו מכיוון שאתה יכול לראות בבירור איזה כיסוי תקבל. הרפידה נוטה להיות מעט דביקה, מה שמקשה על ההסרה, במיוחד אם הרפידה מתפרקת.

רפידות תרמיות מציעות שכבת הגנה לרכיבים רגישים ללחץ. לחץ הרכבה יכול לפעמים לגרום לרכיבים להיסדק, במיוחד אם לא כל הרכיבים מפולסים לחלוטין. הספוג הקטן של כרית תרמית מאפשר לו לספוג את הלחץ הזה ועוזר ליישור רכיבים. רפידות תרמיות בדרך כלל אינן משמשות לקירור מעבדים או GPUs.

עם זאת, הם מופיעים לעתים קרובות ב-VRAM, VRMs, RAM ו-SSD. מכשירים אלה בדרך כלל אינם מפיצים כל כך הרבה חום. אז המוליכות התרמית המופחתת בהשוואה לדבק אינה בעיה. עם זאת, החיסכון בעלויות מוערך.

הלחמה TIM

למעבד יש למעשה שתי שכבות של גוף הקירור. תבנית המעבד מכוסה על ידי מפיץ חום משולב או IHS. לאחר מכן ה-IHS מקורר על ידי גוף הקירור עם שכבת משחה תרמית סטנדרטית ביניהם. כדי להבטיח של-IHS יש מגע טוב עם ה-CPU, נעשה שימוש בשכבה נוספת של תרכובת תרמית עבור מוליכות תרמית אופטימלית. בתרחישים מסוימים, נעשה שימוש במשחה תרמית סטנדרטית. עם זאת, שטח הפנים קטן, מה שהופך את העברת החום לקשה יותר.

במעבדים מודרניים, הלחמה מעבירה חום בין ה-CPU ל-IHS. זה מיושם בדרך כלל כסדין מיניאטורי שנלחץ במהלך היישום של IHS כדי ליצור חיבור טוב. כמתכת, המוליכות התרמית של הלחמה גבוהה בהרבה, בסביבות 50W/mK. הוא גם מוליך חשמלי, ולכן יש להקפיד על בידוד רכיבים סמוכים.

מתכת נוזלית

כמה חובבים ואוברקלוקרים קיצוניים בוחרים להשתמש בתרכובת תרמית מתכת נוזלית. אלה מבוססים על גליום, נוזל מתכת בטמפרטורת החדר. עם זאת, זה בדרך כלל סגסוגת עם מתכות אחרות. משמעות הדבר היא שניתן ליישם אותו בדומה למשחה התרמית הסטנדרטית.

הוא מציע מוליכות תרמית מעולה, בסדר גודל של 60W/mK. השימוש בו יכול לראות דרגות מרובות של ירידה בטמפרטורה כאשר החום מועבר בצורה יעילה יותר משם. עד כמה שזה נשמע נהדר, יש כמה קשיים.

יש לנקוט זהירות רבה בעת שימוש במתכות נוזליות. קודם כל, אין לטפל בגליום ישירות. מתכת נוזלית היא הרבה פחות צפופה מאשר משחה תרמית, ולכן צריך להשתמש בהרבה פחות. זה מוליך חשמלית, כך שהוא עלול לגרום לקצרים אם הוא נשפך החוצה על רכיבים.

גליום גם מאכל באופן מרהיב לאלומיניום, שאינו תואם לגוף קירור על בסיס אלומיניום. קשה לנקות מתכות נוזליות אם אתה רוצה למרוח אותן מחדש. אין להשתמש בתרכובות תרמיות של מתכת נוזלית אלא אם כן אתה מנוסה מאוד ומכיר את כל הסיכונים הנלווים אליהם.

סיכום

תרכובת תרמית מתייחסת לכל צורה של חומר ממשק תרמי. חומרים אלה נועדו לספק מגע פיזי טוב ומוליכות תרמית גבוהה כדי להבטיח שניתן להעביר חום ביעילות משם. ברוב המקרים, התרכובת התרמית פירושה משחה תרמית, מכיוון שזו בדרך כלל הצורה היחידה שמשתמשי הקצה מתמודדים איתה.

סוגים אחרים זמינים, עם זאת, עם יתרונות וחסרונות שונים. הביצועים נמדדים במוליכות תרמית עם היחידות W/mK. ערכים גבוהים יותר טובים יותר, אך יש לקחת בחשבון גם גורמים אחרים כגון קלות שימוש ומוליכות חשמלית.