On-Line Библиотека www.XServer.ru - учебники, книги, статьи, документация, нормативная литература.
       Главная         В избранное         Контакты        Карта сайта   
    Навигация XServer.ru






 

Защищает ваш процессор

Сергей Бучин

Приснился мне на днях страшный сон. Будто бы термопаста, нанесенная на кулеры от Thermaltake, высохла, и, дабы собрать десять компьютеров, которые ждут от меня завтра, пришлось мне потратиться на тюбик КПТ-8. А та оказалась поддельной: И попал я на сумму большую, ибо спалил восемь коппермайнов и девять тхандербердов, и сидел три месяца на хлебе с водичкою, зато на стене у меня появилась замечательная мозаика из черно-синих вспученных чипов. Проснулся я в холодном поту.

Уже, по-моему, не раз говорилось, что с термопастой у нас в стране беда. И бардак. Бедную КПТ-8 подделывают все, кому не лень, и нередко вместо термопроводящей электроизолирующей КПТ-8 пользователь получает термоизолирующую электропроводящую МММ-2 производства ООО "Рога и копыта".

А тут еще на рынке появился прямой конкурент КПТ-8 - термопаста АлСил-3, выпускаемая, в отличие от КПТ-8, всего лишь одной московской фирмой - GM-Inform. И вот возник у нас с господами оверклокерами в конференции онлайновой спор на извечную тему "что лучше?". И решил я разрешить его тестами, включив для сравнения третьего участника.
Итак, турнир между АлСил-3, КПТ-8 и Silicone Compound прошу считать открытым!

Представляю вам участников состязания. Номер первый - титулованный боец, не раз занимавший первые места на различных конкурсах и олимпиадах (чаще всего потому, что участвовал в них в одиночку), термопаста КПТ-8! Номер второй - еще не имеющий никаких титулов, недавно получивший путевку в большой спорт, АлСил-3! А вот тот, в синем полиэтиленовом кимоно, с узкими глазами и желтым лицом - гость из Китая, Silicone Compound. После окончания программы соревнований с показательными внеконкурсными выступлениями на ринг выйдет термоклей АлСил-5.

КПТ-8

Я долго думал - какую же именно из паст КПТ-8 выбрать для тестирования, чтобы наиболее точно отразить ее характеристики. Ведь если в тюбике окажется зубная паста - и я, и читатели составят несколько неверное мнение. Но, связавшись с производителем АлСил-3, я с радостью узнал, что они же выпускают (с соблюдением всех требований ГОСТ) честную пасту КПТ-8, используемую большей частью для собственных нужд, а меньшей - для продажи. Расфасована такая КПТ-8 по 3 грамма в шприцы с этикеткой: "Невысыхающая теплопроводная паста КПТ-8. ГОСТ 19783-74".

Дабы отмести все многолетние обросшие бредом слухи и прекратить все споры насчет состава КПТ-8, сообщаю, что в этой термопасте никакого оксида бериллия никогда не было, ибо это - довольно сильный яд, и никто, даже оборонная промышленность, никогда не добавляла его в эту термопасту. В качестве основы в ней используется так называемый аэросил, а в качестве наполнителя - оксид цинка с размером зерна до 50 микрон.

Гневные письма "А вот в моей КПТ-8 есть оксид бериллия, и оксид серебра, и оксид золота с платиной, потому что я 150 лет назад достал ее из секретных бункеров Наполеона (Ленина, Сталина...), а в качестве основы в ней используется кровь христианских младенцев" мной не рассматриваются, ибо говорят лишь сами знаете о чем:

Я отсылаю всех сомневающихся к упомянутому выше ГОСТу, который довольно жестко регламентирует состав пасты и, кстати, чистоту оксида цинка. Также нашим родным стандартом регламентируется срок годности термопасты (точнее, ее "невысыхания"), который равняется 5 годам.

Паста имеет почти чисто белый цвет с ОЧЕНЬ РЕДКИМИ серыми прожилками и консистенцию меда. Масса довольно однородна, видимых глазом вкраплений нет, что и неудивительно - попробуйте-ка разглядеть 50 микрон! Какой-либо запах отсутствует. Смывается с рук термопаста очень легко.

Люди, не первый год занимающиеся производством КПТ-8, пояснили нам, что термопасты, имеющие либо вкрапления, либо запах, либо серый цвет, производятся с нарушением технологического процесса и из неподходящего сырья. Чревато это тем, что из-за примесей, например, очень сильно упадет теплопроводность, а крупные вкрапления ухудшат контакт процессора с кулером. Так что при выборе термопасты обращайте внимание не только на наличие ГОСТа и производителя на этикетке, но и на консистенцию и цвет.

АлСил-3

Новичок на рынке. Паста расфасована по 3 грамма в шприцы, к которым прилагается этикетка и все это запаяно в полиэтилен. Так сказать, retail-упаковка. Этикетка прямо-таки поражает количеством информации. Тут вам и предназначение: "Паста предназначена для обеспечения эффективного теплообмена между радиатором и процессором (или любым другим теплоэлементом)", и способ применения, и таблица характеристик АлСил-3, КПТ-8 и АлСил-5, и производитель.

ГОСТ на данную пасту отсутствует, есть только технические условия (ТУ).
Многие люди (в том числе и я), узрев на рынке эту термопасту и не узрев на полиграфии состава, решили, что наполнителем служит алюминиевая пудра. Если бы это было действительно так, то удельное электросопротивление, указанное на упаковке 
(1013 Ом/см2 у АлСил-3 против 1011 Ом/см2 
у КПТ-8), не соответствовало бы действительности.

Но, как оказалось, в качестве наполнителя в этой пасте используется нитрид алюминия, имеющий гораздо большее сопротивление. Остальные характеристики этой пасты тоже весьма привлекательны - например, заявленная теплопроводность в два раза выше, чем у КПТ. Ну, это мы, конечно, еще посмотрим.

Применение нитрида алюминия черевато небольшими технологическими трудностями: поскольку полностью и равномерно, без комков, растворить его в невысыхающей основе (аэросил) не представляется возможным, он перемешивается с уже знакомым нам по КПТ-8 оксидом цинка и только после этого растворяется в основе.

Паста имеет радикально серый цвет, более жидкую, чем у КПТ, консистенцию и равномерный, без вкраплений и примесей, состав. Случайно испачкав в пасте руки, вы будете долго ругаться непечатными словами, их (руки) отмывая, ибо процесс этот довольно непрост.

На упаковке есть фраза о полной безвредности этой пасты для здоровья. Фирма-производитель подтвердила нам, что так оно и есть, но все же, по ее словам, не рекомендуется намазывать эту пасту на хлеб и совать грязные руки в рот или нос.

Silicone Compound

Я уже говорил, что не питаю особой симпатии к вещам, на упаковке которых стеснительные и скромные производители не хотят указывать свое имя. Также я не люблю вещи, на которых не написана даже страна-производитель или есть надпись "Made in China". Конечно, и в Китае иногда делаются очень приличные вещи (моим беговым китайским кроссовкам пошел уже третий год, а они и не думают разваливаться), но с компьютерным железом дело там обстоит не лучшим образом.

На упаковке этой пасты не оказалось даже упоминания о желтой родине. Уже одно это убивало во мне желание ее тестировать и внушало опасения за жизнь процессора. Пакетик, содержащий 1 г термопасты, был безжалостно вскрыт. Мда: Консистенция - сметана, причем советская сметана. Цвет - белый, состав - разнородный - зерна видны даже без микроскопа. Одно приятно - с рук смывается легко. Надеюсь, так же легко вымоется и из памяти. И хватит о ней.

Тестирование

Мы решили тестировать пасты с помощью одного из самых сильных на данный момент обогревателей - процессора AMD Athlon 1000 МГц. Кулер, который должен был отводить тепло, заслуживает отдельного внимания.

Этот кулер сделан у нас фирмой - производителем термопасты, ЗАО "GM-Inform", очень ограниченным тиражом и никогда не поступал (и вряд ли поступит) в широкую продажу.

Алюминиевый радиатор 65 x 65 x 42 мм собран из отдельных алюминиевых ребер, скрепленных между собой методом вакуумной пайки, улучшающей тепловой контакт между ними. Толщина ребер - около 1 мм. Обдувается все это приличных размеров пятилопастным вентилятором (естественно, на подшипнике) фирмы SUNON. Эта конструкция выглядит очень внушительно, предназначена для использования в серверах и может проработать в режиме нон-стоп без потери эффективности около семи лет. Вообще, эту конструкцию надо видеть, и даже на фото всей ее серьезности не оценить. Но то, что в пользу этого монстра я отказался от моего штатного двухвентиляторного Majesty Twin, уже говорит о многом.

В качестве средства, разогревающего процессор, использовалась программа burnppro.exe, а показания с датчика снимались с помощью Motherboard Monitor 5. Измерения для каждой термопасты выполнялись 10 раз, и, посмотрев потом на получившиеся результаты, я понял, что решение было верным. Один-два результата из серии обязательно содержали в себе грубую ошибку и отличались от среднего на 3-5 градусов (в большую сторону, разумеется). Причин такого разброса может быть масса, начиная от попавшей в термопасту пыли и заканчивая глючностью термодатчика. Такие результаты отсеивались.

Итак, смотрим на таблицу температур.

Характеристики

Характеристика   

Термопаста КПТ-8

Термопаста АлСил-3

Термоклей АлСил-5

Динамическая вязкость при 20°С, ПА*с   

90-150

130-180

200-300

Диэлектрическая проницаемость
при частоте 10 МГц, не более   

4,0

4,8

4,0

Тангенс угла диэлектрических потерь
при частоте 10 МГц, не более 

0,005

0,009

0,005

Удельное объемное электрическое сопротивление,
не менее, Ом*см  

10/11 

10/13

10/13

Электрическая прочность, кВ/мм   

2-5

10-15

15-18

Продолжительность вулканизации,
при 20°С и влажности воздуха 80%, часов 

-

-

0,5

Прочность при разрыве, не менее, МПа (кг/см2) 

-

-

1,5 (15)

Прочность связи с металлом при сдвиге,
не менее, МПа (кг/см2)

-

-

1,0 (10)

Теплопроводность, Вт/м*К   

0,7-0,8

1,8-2,0

1,4-1,6

Китайский участник оказался там, где ему положено быть, то есть на первом месте с конца. Надеюсь, выводы о целесообразности покупки такой пасты делать не надо? Разницы между АлСил-3 и КПТ-8 практически не видно. "А как же двукратное различие в теплопроводности? Обманули???" - разочарованно воскликнет возмущенный читатель. Вовсе нет, ответим мы.

Плотность теплового потока для этой ситуации составляет 46 Вт/см2, и при такой большой плотности вы вряд ли получите значительное различие в температуре. Так что один градус говорит об огромной разнице в теплопроводности паст. А вот те 50 градусов, при которых приходилось жить процессору Athlon с термопастой из Китая, говорят о ее абсолютной неэффективности.

Температура Athlon 1000 МГц

КПТ-8  

АлСил-3

Silicone Compound

48 

47 

50

Также мы протестировали термопасты при меньших плотностях теплового потока. Тест проводился на собранной специально для этого установке, никакого отношения к микропроцессорной технике не имеющей. Устройство было собрано из двух больших латунных пластин 60 x 60 мм с полированными поверхностями, обогревателя и двух очень точных термодатчиков. Тест проводился в спецкамере, в которой поддерживались постоянными давление (765 мм рт. ст.), температура (21°С) и влажность воздуха (около 70%). Зазор между пластинами (1 мм) заполнялся термопастами.

Затем один лист подогревался до определенной температуры (каждый раз новой), а на другом в это время снимались показания термодатчика. При том, что температура горячей стенки равнялась 70°С, максимальная разница в показаниях датчика составляла 4°С, причем КПТ-8 оказалась не лучшим проводником тепла. Серия дальнейших измерений при различных температурах "горячей" стенки подтвердила эти выводы.

Конечно, был велик соблазн протестировать электрическое сопротивление паст, что я и проделал следующим образом: в слой термопасты толщиной примерно 1 мм погружались два электрода от блока питания постоянного тока с разницей потенциалов 36 В на расстоянии 3-5 мм друг от друга. Все пасты справились с таким тестом на ура, так что пробоя в случае подкулерной эксплуатации этих паст не будет.

В общем, итоги вполне предсказуемы - АлСил-3 сделала-таки КПТ-8, но при современных площадях кристаллов и рассеиваемой на них мощности разницу вы вряд ли заметите. Она важна разве что матерым оверклокерам, у которых на счету каждый градус, и счастливым обладателям процессоров типа Pentium 4 и Pentium Pro с большей, чем у Athlon, площадью кристалла. Но в целом могу отметить, что у КПТ-8 появился достойный конкурент. Правда, скоро и АлСил начнут подделывать: Использование же китайской термопасты я бы не стал рекомендовать даже врагам, они ведь тоже люди.
А теперь, как я и обещал, показательные выступления.

АлСил-5

Целесообразность его применения очевидна, если посмотреть на термофото на предыдущей странице, где разными цветами обозначены температуры основных компонентов системы. Да, красная прослойка под радиатором для Slot 1 и синий цвет радиатора на S.E.C.C. настораживают и наводят на определенные размышления (это означает, что радиатор вообще не работает), но нас интересует не это. Внимательно посмотрите на чипсет материнской платы. Видите? Радиатор имеет зеленый цвет, то есть он - холодный, а чипсет прямо-таки горит. Это значит, что соединение чипсета и радиатора выполнено из рук вон плохо, и большая часть тепла будет отводиться через материнскую плату, прогревая вокруг чипсета все дорожки и элементы.

Да и сам чипсет будет иметь немаленькую температуру. Кто производитель этой материнской платы - не скажем, но такая ситуация имеет место быть практически у всех вендоров, в том числе тех, продукция которых считается сверхнадежной и продуманной. Отчасти так получилось потому, что производители об этом не думают, отчасти - потому, что радиатор неровный, но нас причины волнуют мало, важен получившийся результат.

При использовании же термоклея такой ситуации не возникает, ибо он равномерно заполняет все неровности радиатора и чипсета, а его высокая теплопроводность позволяет обеспечить эффективный тепловой контакт. Кроме того, клей может пригодиться для крепления дополнительных радиаторов и вентиляторов там, где место и крепления для них не предусмотрены, например, на микросхемы контроллера многострадальных "дятлов" (IBM DTLA 75GXP) или памяти видеокарты при ее разгоне.

Клей выпускается в тюбиках по 170 г (для тех, очевидно, кто собирается приклеивать кастрюлю к электрической плите) или в шприцах по 3 грамма. На шприце наклеена этикетка с краткой инструкцией по эксплуатации, предназначением и техническими условиями, в соответствии с которыми он изготовлен.

Цвет массы - радикально-серый, состав ровный, без вкраплений. Консистенция клея меняется от медовой в начале до твердого состояния в конце засыхания. Электрическое сопротивление внушает уважение - 1013 Ом/см2. Достигается это применением изолирующей основы и нейтральных катализаторов.

Время полимеризации клея при температуре 20 градусов и относительной влажности 80% составляет по инструкции 40 минут (это минимально возможное время, поскольку применение кислотных катализаторов невозможно - тогда клей начнет проводить ток), но специалисты фирмы-производителя рекомендуют подождать больше, ибо влажность, являющаяся необходимым элементом для прохождения реакции полимеризации, в наших квартирах чаще всего ниже требуемых 80%.

Вот, пока писал - клей полимеризовался. Стартуем, 40 минут играем в Quake III, и трогаем радиатор чипсета. О! Теплый, однако! А сам чипсет уже не пышет жаром, да и к обратной стороны материнской платы прикоснуться уже можно. Ого! А отрывать теперь как? Радиатор приклеился довольно прочно, но, когда я его все же оторвал, очистить остатки клея было довольно легко. Я сразу же приклеил его обратно, поняв, до чего неграмотно было сделано раньше охлаждение моего писюка. А еще я приклеил с его помощью вентилятор на только что пришедший из гарантии "дятел" и радиаторы на особенно сильно греющиеся микросхемы матери.

Тест на электрическую проводимость был пройден клеем не менее успешно, чем пастами, и АлСил-5 допущен мной к применению в персональных компьютерах читателей "Upgrade". Довольно полезная и грамотно сделанная вещь.

P.S. В тестировании должна была принимать участие еще одна теплопроводящая паста КПТ-8, тюбик которой был куплен мной на Савеловском рынке довольно давно и не имел никаких реквизитов (да и вообще какой-либо информации, кроме надписи КПТ-8, этикетка не содержала). Но, глянув на крупные зернистые вкрапления и уловив странный запах, я решил не рисковать довольно дорогим процессором.

***
Благодарим руководителей фирмы GM-Inform, ибо начать в России производство чего-либо, особенно собственной разработки, и сделать в итоге грамотную вещь, продавая ее потом еще и по разумной цене, - довольно тяжело. Благодарим их также за предоставленные образцы продукции.



Литература по процессорам