Супертест термоинтерфейсов

В наше время, когда практически в каждом доме есть компьютер, а разгон уже не является чем-то диковинным для многих пользователей, настоящие энтузиасты борются за каждый градус — вооружаются сверхмощными системами охлаждения, отбирают удачные холодные экземпляры процессоров, организуют мощный продув своих корпусов и т.п. Не стоит забывать и об одном из важнейших компонентов в системах охлаждения — термопасте. Данный материал посвящён тестированию двенадцати современных термоинтерфейсов, широкодоступных на рынке.

Но для начала остановимся немного на теории. Термопаста — что это такое и для чего её используют

Теплопроводная паста — вещество с высокой теплопроводностью и пластичностью, используемое для улучшения теплового контакта между двумя соприкасающимися поверхностями.

Крышка любого процессора и подошва любого радиатора имеет шероховатости. Даже если визуально поверхность выглядит хорошо отполированной и абсолютно гладкой, она всё равно имеет неровности. Да, на хорошо обработанной поверхности они могут достигать всего пару микронов, но и этого уже достаточно, чтобы между крышкой процессора и подошвой радиатора появились воздушные зазоры. А, как известно, воздух очень плохо проводит тепло, то есть передача тепла от процессора к кулеру затруднена. Для того, чтобы улучшить тепловой контакт, применяют термопасты (теплопроводящая паста, термоинтерфейс). Суть использования заключается в том, чтобы заполнить воздушные зазоры, так как любая нормальная термопаста проводит тепло значительно лучше, чем воздух.

О нанесении термопасты

Среди некоторых пользователей бытует мнение, что чем толще будет слой термопасты, тем лучше будет охлаждение. Такое мнение в корне неверно! Теплопроводность пасты значительно выше теплопроводности воздуха, но значительно ниже теплопроводности любого металла. Для сравнения медь обладает теплопроводностью 390 Вт/(м·К), а популярная термопаста отечественного производства КТП-8 — всего 0.65-1 Вт/(м·К). А значит, нанесение избыточного слоя термоинтерфейса будет только ухудшать тепловой контакт процессора с охладителем. Поэтому наносить нужно как можно более тонким, равномерным слоем.

Теплопроводность и тепловое сопротивление

Производители термоинтерфейсов часто указывают на упаковках своих продуктов показатели теплопроводности и теплового сопротивления. Что же означают эти показатели?

Теплопроводность, как известно, это перенос теплоты частицами (молекулами, атомами, электронами) вещества от более нагретых к менее нагретым областям тела. Такой процесс происходит до установления равновесия — пока обе части вещества не будут иметь равную температуру.

Численно теплопроводность равна количеству теплоты, проходящей через материал толщиной 1 м и площадью 1 кв.м. за час при разности температур на двух противоположных поверхностях в 1 К. Отсюда берётся и размерность величины теплопроводности — Ватт/(метр·Кельвин).

Есть также тепловое сопротивление вещества, которое является способностью препятствовать передаче тепла. По сути, эта величина обратная величине теплопроводности.

Если говорить о выборе термоинтерфейса, то он тем лучше, чем ниже тепловое сопротивление и чем выше теплопроводность. А вот насколько достоверны значения этих показателей, указанные на упаковках с термопастами — это уже другой вопрос.

После небольшого вступления, перейдём к нашим испытуемым. Упаковка и описание свойств термоинтерфейсов КПТ-8 (металлический тюбик 17 г)

Пожалуй, наиболее массовый продукт среди термоинтерфейсов, присутствующих на нашем рынке. КПТ-8 выпускается согласно требованиям ГОСТ 19783-74 и представляет собой густую белую массу. Производится на основе полидиметилсилоксановой жидкости и порошка оксида цинка. В последнее время КПТ-8 в такой упаковке «испортилась» — консистенция чрезмерно густая, часто попадаются крупинки. Заявленная теплопроводность не менее 0,65 Вт/(м·К) при +100 градусах Цельсия. Рабочая температура от –60 до +180 градусов Цельсия. Выпускает ее московское ООО «Пайка и монтаж». Из-за высокой вязкости наносится и удаляется с определёнными усилиями.

КПТ-8 (пластиковый тюбик 17 г)

Аналог предыдущей пасты. Производитель и заявленные характеристики те же. Однако у пластиковой фасовки есть очевидный плюс — термопаста значительно менее вязкая. Это позволяет наносить её более тонким и равномерным слоем. Также отсутствуют твёрдые крупинки. Возможно, тут дело не в фасовке, а в конкретной партии, но три металлических тюбика из разных партий оказались одинаково вязкими. Поэтому было решено выделить КПТ-8 в пластиковом тюбике, как отдельного конкурсанта. Наносится и удаляется эта паста достаточно просто и без усилий. Позволяет наносить тонкий равномерный слой.

Akasa AK-455

Поставляется в двухграммовом шприце. Представляет собой довольно жидкую субстанцию желтовато-серого цвета. Производитель заявляет теплопроводность не менее 2,4 Вт/(м·К) и рабочий диапазон температур от –50 до +240 градусов Цельсия. Очень легко наносится и удаляется.

Arctic Cooling MX-2

Производится швейцарской фирмой Arctic Cooling. Поставляется в прозрачной пластиковой упаковке с черным вкладышем внутри. В шприце находится 4 г вещества. Консистенция очень густая, вязкая и липкая. Наносится с определёнными усилиями, но распределить тонким и равномерным слоем возможно, если как следует постараться. Удаляется с поверхности с некоторым трудом, но использование растворителя (например, спирта) заметно облегчает сей процесс. Теплопроводность Arctic MX-2 в спецификациях не указана.

Arctic Cooling MX-4

Поставляется в прозрачной блистерной упаковке с серебристым картонным вкладышем, на котором описаны все ключевые особенности и приведено тестирование паст с уверенной победой МХ-4 (кто бы сомневался). Достоверность такого тестирования ещё предстоит выяснить.

В целом по физическим свойствам данная термопаста повторяет свою предшественницу МХ-2. Цвет тот же — серый. Заявленная теплопроводность — 8.5 Вт/(м·К), в шприце находится 4 г пасты.

Arctic Silver Ceramique

Эта паста была любезно предоставлена на тестирование известным бенчером MaJ0r — увы, в свободной продаже найти ее нам не удалось. Arctic Silver Ceramique является любимой термопастой многих оверклокеров, использующих азот при разгоне, благодаря свойству сохранять свою теплопроводность при сверхнизких температурах. Поставляется в двухграммовом шприце. Данных о характеристиках на упаковке не приводится. Цвет белый. Консистенция довольно густая, вязкая и липкая. Паста пластичная и хорошо наносится на охлаждаемую поверхность, но из-за липкости относительно трудно удаляется.

Noctua NT-H1

Термопаста NT-H1 является собственной разработкой учёных австрийского университета «передачи тепла и вентиляторов». Она не только поставляется с новыми кулерами Noctua, однако и предлагается в виде отдельного продукта.

Noctua NT-H1 уложена в пластиковую оболочку с картонным вкладышем. Термопаста чрезвычайно густая, однако при этом достаточно пластичная. Наносится и распределяется по поверхности теплораспределителя очень хорошо. Удаляется так же просто. Температурный режим для постоянной работы — от 40 градусов ниже нуля до плюс 90 градусов по Цельсию. Данных о теплопроводности на упаковке не приводится.

Prolimatech PK-1

Данный образец попал в нашу тестовую лабораторию в комплекте с кулером Megahalems. В виде отдельного продукта продаётся в картонной упаковке голубого цвета. Шприц содержит 4 г термоинтерфейса. Никаких данных о теплопроводности и других показателях на шприце не приводится. Цвет серый. Консистенция — в меру густая и вязкая. Очень пластичная. Паста прекрасно наносится и без особого труда удаляется с любой поверхности.

Thermalright Chill Factor 2

Поставляется в двухграммовом шприце. Цвет серый. Сухой и не очень пластичный термоинтерфейс, который довольно сложно наносится на поверхность теплораспределителя. При нанесении термопасты ее приходится как бы растягивать по поверхности. Нанести эту пасту тонким равномерным слоем очень непросто. Но, что приятно, паста не липкая, поэтому наносить её, например, пальцем всё же удобнее, чем МХ-2 и МХ-4. Никаких данных о характеристиках на упаковке не приводится.

Thermalright Chill Factor III

К нам на тестирование попал двухграммовый шприц из комплекта поставки кулера Thermalright Archon. Спецификации Chill Factor III — теплопроводность по заявлению производителя не менее 3,5 Вт/(м·К), а термическое сопротивление равно 0,032 К·см²/Вт. Цвет серый. Консистенция густая и вязкая, но очень пластичная. Паста абсолютно не липкая. Наносить ее очень просто, а слой получается тонким и равномерным. В отличие от первой и второй версии, данный термоинтерфейс продаётся как отдельный продукт в четырёхграммовых шприцах.

Thermaltake TG-2

Поставляется в блистерной упаковке с красочным вкладышем, на котором приведены характеристики продукта. Заявленная теплопроводность равна 1.5 Вт/(м·К), а рабочий диапазон температур от –40 до +150 градусов Цельсия. Паста серого цвета. Консистенция довольно жидкая, но все же гуще, чем у AK-455. Очень легко распределяется по поверхности. Без труда наносится тонким и равномерным слоем. Так же хорошо и удаляется.

Zalman ZM-STG2

Термопаста Zalman ZM-STG2 не только поставляется в комплекте с новыми кулерами, но и предлагается как отдельный продукт. Шприц содержит 3,5 грамма серого вещества. Заявленная теплопроводность Zalman ZM-STG2 составляет 4,1 Вт/(м·К), что в 3,5 раза выше теплопроводности предшественницы — ZM-STG1. Термическое сопротивление — 0,080 К·см²/Вт. Температурный режим работы — от минус 45 до плюс 150 градусов Цельсия. Термопаста густая, вязкая и достаточно пластичная, немного липкая. По свойствам напоминает МХ-2 и МХ-4, но наносится даже труднее последних. Достаточно сильно скатывается, поэтому нанести её тонким равномерным слоем очень и очень сложно.

Методика тестирования и конфигурация тестового стенда

Тестирование термопаст — это задача, более сложная, чем тестирование кулеров. Дело в том, что разница между термоинтерфейсами не так велика, как разница между системами охлаждения. Кроме того, играет роль сам процесс нанесения — если нанести более качественную термопасту толстым и неравномерным слоем, то она проиграет более слабому конкуренту, нанесённому правильно. Важно создать такие условия, в которых термопаста будет бутылочным горлышком в теплообмене процессора и кулера. Для этого нужен очень горячий процессор и очень мощное охлаждение. С горячими процессорами проблем нет — разогнанный Intel Core i7-920 прекрасно подойдёт. А вот с охлаждением ситуация неоднозначная. С одной стороны лучше использовать систему водяного охлаждения, так как она эффективнее, с другой — большая часть читателей использует воздушные кулеры. Поэтому тестирование будет проведено и с воздушным охлаждением и с СВО. Кроме того, нужно добиться высокой повторяемости результатов, чтобы тестирование имело практическую пользу — для этого нужно наносить пасты одинаковым слоем и провести несколько замеров с последующим усреднением результатов.

Конфигурация тестового стенда:

• материнская плата: ASUS Rampage III Formula (Intel X58 Express);
• центральный процессор: Intel Core i7-920 (2,66@4,095 ГГц, HT on, VCore 1,36 В);
• система охлаждения процессора 1: Thermalright Archon (2 x TY-140 на 1300 об/мин);
• система охлаждения процессора 2: СВО на базе процессорного водоблока XSPC Delva v3, помпы Laing D5 Vario (MCP655), радиатора Black Ice GTS240, четырех вентиляторов Zalman 1000 на об/мин и резервуар Magicool;
• оперативная память: OCZ Gold DDR3 3×2 Гбайт;
• видеокарта: GeForce 8600GT;
• жесткий диск: Western Digital WD6401AALS;
• блок питания: Zalman ZM1000-HP (1000 Вт).

Тестирование проводилось на открытом стенде при температуре воздуха в помещении равной 23 градусам Цельсия. Прогрев процессора осуществлялся в операционной системе Windows 7 Ultimate Edition x32 программой LinX 0.6.4 (цикл теста по 10 проходов Linpack в каждом цикле при объёме используемой оперативной памяти 1792 Мбайт). Для мониторинга температуры использовалась утилита CoreTemp и Everest Ultimate Edition.

Все термопасты наносились на крышку процессора максимально тонким и равномерным слоем. Для каждого тестируемого термоинтерфейса нанесение осуществлялось трижды с промежуточной очисткой спиртом обеих поверхностей.

Результаты тестирования

Для удобства просмотра результаты тестов были сгруппированы на двух графиках в зависимости от используемой системы охлаждения. Пасты расположены от худшего результата к лучшему.

 

Итак, анализ результатов. В группе высокоэффективных термопаст сразу выделилось шесть продуктов: Zalman ZM-STG2, Thermalright Chill Factor III, Arctic Cooling MX-4, Noctua NT-H1, Arctic Cooling MX-2 и Prolimatech PK-1. Далее расположились середнячки Thermalright Chill Factor 2 и Arctic Silver Ceramique. Замыкают круг малоэффективные решения — Thermaltake TG-2, Akasa AK-455 и КПТ-8 (пластик).

Абсолютным аутсайдером оказалась КПТ-8 (металл). Такую термопасту мы вообще не рекомендуем к использованию. Отставание от лидера более чем на 15 градусов не компенсируется даже дешевизной продукта.

Выводы

Итак, мы протестировали двенадцать термоинтерфейсов. Как выяснилось, далеко не все они одинаково эффективны. Разница между самым лучшим и самым худшим из конкурсантов составила более пятнадцати градусов Цельсия. Это довольно много даже для пользователей, не занимающихся разгоном, а что уж говорить об экстремальных оверклокерах.

Обязательно нужно обратить внимание на тот факт, что заявленные характеристики продуктов сильно отличаются от реальных. Результаты тестирования наглядно демонстрируют, как термопаста МХ-4 c заявленной теплопроводностью более 8 Вт/м·К проигрывает, хоть и незначительно, более дешёвой Zalman ZM-STG2. Паспортная теплопроводность последней в районе 4 Вт/м·К. Поэтому не стоит слепо доверять тому что написано на упаковке. Если хотите выбрать действительно самый лучший термоинтерфейс и получить ещё несколько заветных градусов, то лучше почитать обзоры и посмотреть результаты тестов.

Также продукты разных производителей существенно отличаются по процессу нанесения. Если собирать компьютер один раз для длительного использования, тогда можно и помучаться с тягучим и липким термоинтерфейсом. А вот если придется часто менять охлаждение, то лучше не тратить лишнее время и обратить внимание на термопасты, более простые в нанесении. Из протестированных нами продуктов этим требованиям отвечают Noctua NT-H1 и Thermalright Chill Factor III — одни из качественных термоинтерфейсов.

Самой эффективной оказалась паста Zalman ZM-STG2. При средней стоимости в 5 долларов этот продукт демонстрирует отличную теплопроводность, и ее смело можно назвать лучшей покупкой!

Оборудование для тестирования было предоставлено следующими компаниями:

• 1-Инком — термопаста Prolimatech PK-1;
• Arctic Cooling — термопаста Arctic Cooling MX-4
• ASUS — материнская плата ASUS Rampage III Formula;
• Eletek — термопаста Zalman ZM-STG2
• Noctua — термопаста Noctua NT-H1;
• Thermalright — термопаста Thermalright Chill Factor III и кулер Thermalright Archon.

Источник