Теплопровідна паста - чому це так важливо?

Якщо говорити про ігрові ноутбуки, то часто з'являється тема перегріву. Всі переживають, що надмірна температура теоретично може пошкодити компоненти, але частіше всього доходить до тротлінгу, і як результат, ваш ноутбук буде тимчасово зменшувати свою максимальну продуктивності. Звучить складно? Зараз ми все пояснимо. Ми також пояснимо, чому вибір хорошої термопасти є важливим пунктом при роботі з ноутбуком.

Що таке тротлінг?

Припустимо, що на Твоєму комп'ютері є процесор з робочою частотою 2,3 ГГц або, як це пишеться частіше, до 4,0 ГГц (Core i5-8300H). Перше число - це номінальна частота, з якою працює процесор, якщо він не піддається сильним навантаженням, і в той же час завдання, які він виконує, достатньо вимогливі, що він не переключається на режим економії енергії. Друге число, 4,0 ГГЦ, активується в умовах великого навантаження і, як правило, може підтримуватися тільки досить короткий час, і не на всіх ядрах процесора. Однак, зазвичай, навіть під навантаженням процесор буде працювати в діапазоні частот між номінальною (2,3 ГГц) і максимальною (4,0 ГГц). Цей режим роботи вигідний і здоровий для процесора. Але що станеться, якщо процесор почне сильно нагріватися під великим навантаженням? Сучасні процесори мають простий засіб від перегріву... зменшення частоти, коли температура стає занадто високою. На жаль, продуктивність комп'ютера зменшується (по відношенню до максимальної). Це так зване термічне дроселювання - тротлінг.

Але чому це відбувається? Чи це наслідок неправильно спроектованої системи охолодження у ноутбуці? Рідко, це скоріше винятки. Найчастіше причина інша. Це або засмічена/забруднена система охолодження, або стара або малоефективна термопасти.

Що таке термопаста і в чому її роль?

Теплопровідна паста - це речовина, яка розташована між електронною системою та тепловідводом чи тепловою трубою. Дозволяє легше і швидше передавати тепло між обома поверхнями. В нашому випадку, це паста між кришкою процесора у ноутбуці і поверхнею системи охолодження (теплових трубок). Якби чіп безпосередньо торкався металевої поверхні радіатора, то було би багато пустих місць між ними, адже обидві поверхні не ідеально рівні. І як наслідок такого, теплопровідність цілої системи падає, адже повітря не являється хорошим провідником тепла і, більше того, воно не циркулює в мікропустотах між кришкою процесора і системою охолодження. Коротше кажучи: паста являється термоінтерфейсом і творена якраз для того, щоб заповнити пусті місця між поверхнями. Якість пасти має велике значення на цілу ефективність системи охолодження.

Як вибрати термопасту?

Тут до гри долучаються Твої улюблені уроки в школі: фізика і хімія. Вони не були Твоїми улюбленими? Ну що ж, важко. Але вони все одно долучаються.

Термопаста, як теплопровідник, може мати різні значення теплопровідності. Це можна порівняти до електропровідності - одні речовини проводять краще (мідь, золото, платина), інші трохи гірше (залізо), а інші взагалі ні (дерево, гума). Такі правила працюють і для термопасти, і тут важливий комплексний склад пасти. Теплопровідність вимірюється в одиниця Вт/(мК). Давайте спробуємо розібратися в цих одиницях. Потужність виміряна у ватах (Вт), м - товщина шару, а K - різниця температур між електронною системою та радіатором, звичайно в градусах Кельвіна. На щастя, Тобі не доведеться рахувати це самостійно, адже виробники вже надають готову вартість. Чим вона вища, тим краще паста робить свою роботу. Вся справа в тому, що не кожна паста підходить скрізь. Достатньо фізики, ми переходимо до хімії.

З чого складаються теплопровідні пасти? Основою найчастіше служать речовини високої щільності, які проводять тепло, але є електричними ізоляторами. Як правило, це епоксиди, силікони, уретани або акрилати. Звучить смачно, правда ж? Основа - це лише частина складу, яка відповідає за більшу масу пасти, але додаткові інгредієнти мають значну дію на кінцеве значення теплопровідності. Зазвичай це оксиди металів, але також інші сполуки, наприклад, нітрид алюмінію. У більш дорогих пастах можуть бути сполуки срібла або синтетично утворені алмазні частинки, керамічні компоненти часто складають основу таких паст. Вища полиця - це, так званий, рідкий метал. Найчастіше він являє собою рідкий сплав, який називають галінстан. Назва трохи нагадує країну з Середньої Азії, але на практиці це абревіатура латинських назв основних її компонентів: галію, індію та олова (лат.: Galium, indium, stannum).

Чи істотна різниця між різними пастами? Істотна. Найчастіше, на жаль, більшість виробників ноутбуків використовують пасти які мають близько 1 Вт/(мК), хоча є й такі, які мають навіть нижчі значення. Пасти хорошої якості на силіконовій основі можуть мати 3 Вт/(мК). Але це ще не так багато і важко рекомендувати їх фанатам потужних машин. Срібні пасти мають вже більші значення, навіть до 7,5-8 Вт/(мК). Згаданий вище галінстан майже 13 Вт/(мК).

Гаразд, але чи велика різниця на практиці? Велика. Особливо у ноутбуках, де в корпусі комп'ютера у нас досить обмежений об'єм повітря. Якісна паста дозволяє швидше передавати тепло, тобто більш ефективно. Між різними по якості пастами, використовуваними на одному комп'ютері, може бути різниця до 6-7 градусів Цельсія при навантаженні на процесор, в крайньому випадку (якщо порівнювати до дуже поганої заводської пасти) навіть більше. А це впливає на здатність процесора підтримувати високу частоту і не скидати її під час тротлінгу. Отже, хороша паста може безпосередньо повпливати на комфорт і продуктивність під час гри, а значить, і на важливі нам FPS-и.

Термопаста, здавалося б непомітна річ, має велике значення в роботі комп'ютера. Особливо у ноутбуці, де ефективна теплова передача навіть важливіша, ніж у настільному комп'ютері. Ось чому так важливо вибрати найкращу можливу пасту. Вибравши найдешевший варіант, Ти не заощадиш багато. Вибравши дійсно хороший, ми вбережемо себе від розчарування, до якого може призвести тротлінг.