В компьютерах многие детали могут выделять много тепла и нуждаются в охлаждении. ЦП и ГП являются двумя основными источниками тепла. Им обоим вообще нужно активное охлаждение, даже в корпусе с хорошим обдувом. ОЗУ, твердотельные накопители, видеопамять, VRM и чипсет выделяют значительное количество тепла. Часто им может сойти с рук пассивное охлаждение в корпусе с хорошим воздушным потоком, если у них есть радиатор разумного размера.
Все эти источники тепла охлаждаются путем передачи тепла активному или пассивному радиатору, а затем радиатор передает тепло воздуху, который затем удаляется из корпуса. Процесс довольно фундаментальной физики. Однако для эффективной передачи тепла требуется хороший контакт. Обеспечение хорошего контакта радиатора с воздухом более просто, чем тривиально. Как газ, чистый воздух соответствует форме радиатора. Единственным соображением является максимизация площади поверхности радиатора.
Однако получить хороший контакт между фактической теплопроизводящей частью и радиатором сложнее. Как правило, обе части металлические, и даже если они обе обработаны плоско и плотно скреплены вместе, результат не идеален. Процесс сплющивания может оставить микроскопические канавки, в которые попадет немного воздуха, который фактически изолирует теплопередачу. Кроме того, в некоторых случаях монтажное усилие может привести к тому, что одна или обе детали снова слегка прогнутся, что приведет к плохому контакту и плохой теплопередаче.
Чтобы свести к минимуму эти проблемы, обычно используется термопаста. Обычно они бывают четырех форматов с разными вариантами использования, преимуществами и недостатками. Как правило, конечным пользователям нужно иметь дело только с одним типом термопасты, термопастой, поэтому они обычно являются синонимами.
Термопаста
Термопаста — наиболее распространенный тип термопасты. Его также можно назвать термопастой и TIM, сокращенно от Thermal Interface Material. Точные смеси различаются, но обычно это полимерная паста с крошечными металлическими частицами. Намерение состоит в том, что небольшое количество помещается на охлаждаемую поверхность.
Затем кулер кладут горизонтально сверху, естественным образом равномерно распределяя термопасту и заполняя любые зазоры, какими бы маленькими они ни были. Для процессора стандартного размера обычно достаточно капли термопасты размером с горошину, чтобы обеспечить полное покрытие.
Термопаста обычно поставляется в небольшом шприце, что позволяет легко нанести небольшое количество на нужную область. Некоторые, однако, поставляются в пакетиках, которые сложнее наносить и, как правило, они довольно грязные. Теплопроводность измеряется в Вт/мК или ваттах на метр Кельвина. Чем выше число, тем лучше, поскольку можно передать больше тепла. Термопасты обычно предлагают около 8 Вт/мК.
Важнейшие термопасты — почти всегда — не являются электропроводными, а это означает, что не имеет значения, если небольшое количество выдавится. Это не может вызвать короткое замыкание. Термопаста обычно используется между процессорами и их кулерами и графическими процессорами и их кулерами. Термопаста обычно со временем высыхает и часто теряет свои характеристики примерно через два года. В этот момент его следует смыть и нанести повторно. Как правило, термопаста не обладает клеящими свойствами.
Термопрокладки
Термопрокладки представляют собой крошечные тонкие губки, которые хорошо проводят тепло. Как правило, они не так хорошо проводят тепло, как термопаста, отчасти потому, что они толще, чем паста. Эти термопрокладки легко наносить, потому что вы можете четко видеть, какое покрытие вы получите. Подушечка имеет тенденцию быть слегка липкой, что затрудняет удаление, особенно если подушечка ломается.
Термопрокладки обеспечивают защиту компонентов, чувствительных к давлению. Давление при монтаже иногда может привести к растрескиванию компонентов, особенно если не все компоненты идеально выровнены. Небольшая губка термопрокладки позволяет ей поглощать это давление и помогает выравнивать компоненты. Термопрокладки обычно не используются для охлаждения процессоров или графических процессоров.
Однако они часто используются в VRAM, VRM, RAM и SSD. Эти устройства обычно не выделяют столько тепла. Таким образом, пониженная теплопроводность по сравнению с пастой не является проблемой. Тем не менее, экономия приветствуется.
Припой ТИМ
Процессор фактически имеет два слоя радиатора. Кристалл ЦП покрыт встроенным распределителем тепла или IHS. Затем IHS охлаждается радиатором со стандартным слоем термопасты между ними. Чтобы обеспечить хороший контакт IHS с кристаллом ЦП, используется еще один слой термопасты для оптимальной теплопроводности. В некоторых случаях используется стандартная термопаста. Однако площадь поверхности мала, что затрудняет теплопередачу.
В современных процессорах припой передает тепло между кристаллом ЦП и IHS. Обычно это применяется в виде миниатюрного листа, который сжимается во время применения IHS для образования хорошего соединения. Как металл, теплопроводность припоя намного выше, около 50 Вт/мК. Он также является электропроводным, поэтому необходимо позаботиться об изоляции близлежащих компонентов.
Жидкий металл
Некоторые энтузиасты и экстремальные оверклокеры предпочитают использовать термопасту из жидкого металла. Они основаны на галлии, жидком металле при комнатной температуре. Однако обычно его сплавляют с другими металлами. Это означает, что его можно наносить аналогично стандартной термопасте.
Обладает отличной теплопроводностью порядка 60 Вт/мК. Используя его, можно увидеть падение температуры на несколько градусов, поскольку тепло более эффективно отводится. Как бы это ни звучало здорово, есть несколько трудностей.
При использовании жидких металлов следует соблюдать большую осторожность. Прежде всего, с галлием нельзя обращаться напрямую. Жидкий металл гораздо менее плотный, чем термопаста, поэтому его нужно использовать гораздо меньше. Он электропроводен, поэтому может вызвать короткое замыкание, если попадет на компоненты.
Галлий также вызывает коррозию алюминия, что несовместимо с радиаторами на основе алюминия. Жидкие металлы трудно смыть, если вы хотите нанести их повторно. Не следует использовать термопасты на основе жидких металлов, если вы не очень опытны и не знаете обо всех связанных с ними рисках.
Вывод
Термопаста относится к любой форме материала теплового интерфейса. Эти материалы предназначены для обеспечения хорошего физического контакта и высокой теплопроводности, чтобы обеспечить эффективную передачу тепла. В большинстве случаев термопаста будет означать термопасту, поскольку это, как правило, единственная форма, с которой имеют дело конечные пользователи.
Однако доступны и другие типы с другими преимуществами и недостатками. Производительность измеряется теплопроводностью в единицах Вт/мК. Чем выше значение, тем лучше, но следует учитывать и другие факторы, такие как простота использования и электропроводность.