Зачем нужна термопаста
Термопаста – неотъемлемый атрибут современных ноутбуков и компьютеров, а также другой электронной техники. В данной статье мы рассмотри использование термоинтерфейса в нашей отрасли – персональных компьютерах.
Прежде всего, термопаста нужна для устранения такой проблемы, как перегрев. Используется она для устройств, которые при своей работе выделяют большое количество тепла таких, как центральный процессор и видеокарта, а также некоторые элементы материнской платы. Чтобы выделяемое тепло лучше рассеивалось – на горячие элементы устанавливают радиаторы, а термопаста служит прослойкой между источником тепла (например, теплораспределительной крышкой процессора) и радиатором на нём.
Т.к. поверхность радиаторов не бывает идеально ровной, то нельзя получить идеальный контакт между источником тепла и данным радиатором – будут воздушные микрощели. Термопаста по своей физической природе обладает большей теплопроводимостью, чем воздух. Она заполняет собой эти микрощели и делает теплоотвод от источника тепла к радиатору, установленному на нём – максимально эффективным и нужно её крайне мало т.к. избыточная термопаста только ухудшает теплообмен.
Термопаста на процессоре
Возьмём для примера центральный процессор. У него имеется кремниевый кристалл, который при работе выделяет тепло. На кристалл установлена теплораспределительная металлическая крышка. Эта крышка, в свою очередь, либо припаяна к кристаллу, либо установлена на термопасту (чаще всего). Она приклеена к корпусу процессора и не снимается. Чем мощнее процессор – тем больше он выделяет тепла при своей работе. Для правильного функционирования ЦП на его теплораспределительную крышку наносят термопасту и устанавливают кулер.
Кулер – это алюминиевый радиатор (в основном с медными вставками и тепловыми трубками), на который установлен вентилятор- один или несколько. В процессе работы кристалл выделяет тепло, оно через термопасту переходит к теплораспределительной крышке процессора (по физическому закону теплообмена)
Крышка имеет большую площадь чем кристалл и уже этим самым немного рассеивает (распределяет тепло). Далее это тепло отдается через термопасту на радиатор кулера, который имеет ещё большую площадь за счёт множества рёбер и за счёт этого рассеивает тепло ещё больше. В это время вентилятор обдувает радиатор воздухом и рассеивание тепла происходит ещё более эффективно.
Существуют пассивные кулеры, состоящие только из одного радиатора с множеством рёбер. Они отличаются отсутствием вентиляторов и большими размерами рёбер радиатора. Распространены системы водяного охлаждения – там вместо вентиляторов используется циркуляция воды, которая охлаждает радиатор, как в автомобиле.
Состав и свойства термопасты
Термопаста – это химическое соединение различных компонентов. Она довольно эластична (жидкая) для удобства нанесения и сохраняет свои свойства от года до 2-х лет в среднем. Компоненты, входящие в состав могут быть различными – алмазная пыль, серебро, цинк, вольфрам, графит, оксиды металлов и т.д. Основой термопасты является синтетическое масло. В зависимости от этого термопаста может быть токопроводящей или нет.
Термопасты имеют свои технические характреристики такие, как теплопроводность (способность передавать тепловую энергию от более нагретых частиц к менее) (Вт/мК) и температурный диапазон, при котором она будет выполнять свои функции.
Так же существует такой параметр, как вязкость (консистенция), но его редко указывают на упаковке. В идеале термопаста не должна быть слишком жидкой или густой. Термопасты бывают разных цветов – серая, белая, золотая и т.д.
Помимо термопасты существуют еще несколько вариантов термоинтерфейса. Они выполняют ту же функцию, но имеют различное физическое исполнение.
Виды термоинтерфейсов
- Термопаста. Субстанция средней вязкости, чаще всего нетокопроводящая. Используется для устранения минимальных щелей и зазоров между радиатором и охлаждаемым элементом.
- Твердые термопрокладки. Используются для устранения больших зазоров (0.5-2 мм) в местах не требующих высокой эффективности (например, чипы вмдеопамяти на видеокарте) или другие микросхемы. Токонепроводящие.
- Жидкие термопрокладки. Что-то среднее между термопастой и твердыми термопрокладками. Используют в дорогих игровых ноутбуках на чипах видеопямяти и видеокартах. Заполняют средние зазоры между радиаторами и охлаждаемым предметом. ВАЖНО! При использовании жидких термопрокладок изготовителем ноутбука или видеокарты нельзя их менять на термопасту или твердые термопрокладки!!! Тоже являются токонепроводящими.
- Жидкий металл. Обладает максимально возможной теплопроводностью из всех вариантоа термоинтерфейса, но имеет ряд ограничений в применении. Жидкий металл проводит электричество а так же разъедает алюминиевые подошвы радиаторов. Так же довольно проблематично его наносить на охлаждаемую поверхность и не менее легко убирать. Используется в некоторых моделях игровых ноутбуков заводом-изготовителем. Для чего они оснащены специальной конструкцией и материалом системы охлаждения.
- Термоклей. Используется разово для склеивания радиатора и охлаждаемого предмета. В ПК/ноутбуках используется крайне редко. Например для крепления радиаторов на чипах памяти ОЗУ. Ток не проводит.
Как часто менять термопасту
Следует заметить, что у любого термоинтерфеса есть срок службы и со временем ухудшается теплопроводность, что ведёт к необходимомти регулярной его замены. Так, рекомендуется проводить чистку ПК/ноутбука от пыли с заменой термопасты один раз в год. Чистка радиаторов от пыли является не менее важной процедурой, чем замена термопасты. И следует это проводить в комплексе.
Вновой видеокарте менять термопасту и термопрокладки следует не раньше, чем через 3 года, как правило. В этот момент истекает гарантия на неё. Замена термопасты через 2 года использования, например, не даст никакого результата по температурам и лишит вас гарантии. После первой замены последующие уже можно проводить один раз в год.
При высыхании термопасты или термопрокладок – теплопроводность ухудшается и тепло от горячих элементов отводится хуже, что сказывается на повышении температур. При достижении определенных температур процессор или видеокарта сбрасывают свои рабочие частоты, чтобы не перегреться и не сгореть. Компьютер при этом начинает тормозить, FPS в играх падает. Если температуры продолжают расти вверх и достигают критических значений, то срабатывает механизм защиты и компьютер/ноутбук отключается пока немного не остынет. Работа при высоких температурах плохо сказывается на дальнейшей работоспособности. Поэтому не пренебрегайте регулярной чисткой пк с обязательной заменой термопасты.
Все виды термоинтерфейса выпускаются разными производителями и имеют разные цены и, соответственно, разный уровень качества – теплопроводность и срок службы. Не стоит покупать самые дешёвые термопасты или термопрокладки тем самым подвергая свой пк риску перегрева и дальнейшему выходу из строя.
При замене термоинтерфейса существуют свои нюансы и углубляться в них мы не будем. Если вы не имеете опыта в этом деле, то лучше не рисковать работоспособность своего ноутбука/компьютера, а довериться профессионалам, которые грамотно, качественно и профессионально заменят термопасту и почистят ваш пк/ноутбук от пыли.