Detaily a metodika
Podložky na odvod tepla nájdu upotrebenie všade tam, kde sa nedá rozumne použiť termopasta. Vzorovým príkladom a suverénne najhorúcejšími miestami v počítačoch sú napájacie kaskády grafických kariet a procesorov. Voľba testovacieho prostredia je preto jednoznačná. Menej jasné už však bolo, aká hrúbka podložky je najefektívnejšia, či sa oplatí priplatiť za drahšiu a vôbec, aké zlepšenie oproti pôvodnej očakávať.
Detaily
Zahrievanie napäťových regulátorov okrem životnosti pri pretaktovaní určuje hranice, resp. stabilitu systému. A to ani nemusíme zachádzať do extrémov – stačí mať požiadavku vysoký výkon pri súčasne nízkej hlučnosti. Konečný výsledok tak môže byť lepší s každým zrazeným stupňom.
Na test sme objednali azda najpopulárnejšie teplovodivé podložky – od Arcticu. Vyznačujú sa pomerne nízkou cenou a veľkým odhodlaním. Výrobca na svojom webe uvádza, že sú výrazne efektívnejšie než konkurenčné riešenia od Phobya. Okrem toho, že sa predávajú v dvoch veľkostiach (nás bude zaujímať tá bežnejšia, na jedno-dve použitia – 50 × 50 mm) sú v troch hrúbkach: 0,5, 1 a 1,5 mm. V teste máme zastúpené všetky.
Arctic má na webe pomerne vyčerpávajúce špecifikácie, z ktorých si o vlastnostiach materiálu urobíte celkom slušnú predstavu. Keď už teda neuvádza, z čoho podložky vyrába. Dôležitou na lepšiu orientáciu je teraz udávaná tepelná vodivosť (6 W/mK) a tepelná zaťažiteľnosť (-40 ~ +200 ºC). Náprotivok od Thermal Grizzly, Minus Pad, by mal dobre fungovať i pri vyšších mrazoch (až do -100 ºC), vďaka čomu sa javí ako atraktívna i pre extrémny overclocking. Vrchná hranica je takisto o niečo vyššia (+ 250 ºC), ale s reálnou prevádzkou ťažko zlučiteľná. Okrem vyššieho tepelného rozsahu a tepelnej vodivosti (8 W/mK), je do tretice vyššia i cena. Stojí okolo 15 eur (120 × 20 mm), čo je oproti Arcticu až 3-4-krát viac, pochopiteľne pri porovnateľnej ploche aj hrúbke.
Thermal Grizzly prezrádza i zloženie, hovorí o keramickom kremíku a nano-hliníku. Tak ako i podložky Arcticu má pomerne nízku elasticitu a vyššiu tuhosť. Testovacia doska – Gigabyte Aorus AX370 Gaming 5, má továrenské podložky naopak pružné a s nižšou hustotou.
Metodika
Teploty meriame v časti na Vcore CPU (susedný okruh SOC sa zahrieva tak o polovicu menej), a odčítavame ich zo štyroch rôznych zdrojov. Prvú z interného snímača na doske, druhú tesne nad základňou pasívu, kde sme nainštalovali termočlánok a zvyšné dve zvrchu temovíziou. Cez Fluke SmartView hľadáme maximálnu, ale i priemernú teplotu. Okrem teplôt z interného snímača tak trochu neobvykle v grafoch platí, čím vyššia nameraná teplota, tým lepšie (tým viac podložka vytiahne tepla do pasívu).
Aby sme dali podložkám poriadne zabrať, Vcore je nastavený na 1,45 V (pri frekvencii R7 1800X 4,03 GHz). Testy tentokrát prebiehajú v otvorenom priestore na benchtable, ale popri silnom airflow dvoch ventilátorov Nocua NF-A12S na max. (~ 1200) otáčkach. Rozloženie môžete vidieť na fotke. Ako obvykle testujeme pri stálej kontrolovanej teplote vzduchu – 21 – 21,3 ºC. Záťaž je simulovaná v IntelBurnTeste (custom: 12 GB) po dobu 900 sekúnd.
Ďakujem za test. Poslednú dobu mám pocit, že mi čítate myšlienky presne nad týmto som rozmýšľal keď som na reddite čítal o nedostatočnom chladení VRM na AM4 doskách. Ak by bolo možné tak by som poprosil test fujipoly podložiek hlavne verzie s 11w/mk, 14w/mk a 17w/mk. Na nete som sa dočítal, že ide o najlepšie podložky aké sa dajú bežne zohnať. Ak nezoženiete fujipoly tak Alphacool Eisschicht by mali byť v podstate tie isté podložky len re-brand. Sú dostupné na tomto shope http://www.tichepc.sk/Teplovodive-pasty-a-ine/Teplovodive-podlozky/c001021003.html, len sú dosť drahé, hoci tie 11w/mK 0.5 mm sa dajú kúpiť za cca 14€.
A čo sa týka hrúbky podložky, predpokladám, že vo Vašom teste vyšli tie 0.5 mm preto tak zle lebo mali veľmi zlý prítlak. Zaujímavé by bolo testovať to s nejakým custom VRM chladičom, kde by sa dala regulovať sila prítlakua tým aj riadne odmerať či je rozdiel medzi jednotlivými hrúbkami podložiek. Ak dobre rozumiem prenosu tepla, tak práve tie najtenšie by mali prenášať teplo najlepšie, podobne ako je to pri aplikovaní pasty = ak sa presiahne určitá hrúbka začína množstvo pasty fungovať ako tepelný izolant a nie ako vodič. Možno by stálo za zváženie osloviť nejakú firmu s CNC strojmi a nehať si z medi (meď má lepšiu tepelnú vodivosť ako hliník) vyrobiť custom VRM chladič na nejakú dosku kde VRM riadne hreje, s tým že upínací mechanizmus by bol nastaviteľný podľa zvolenej hrúbky podložky. (alebo ďalší nápad by bol postaviť si nejaké zariadenie generujúce teplo, s tým, že by bolo možné regulovať koľko tepla sa vyžaruje, a na základe toho testovať akú efektivitu odvodu tepla majú podložky alebo aj VRM chladiče jednotlivých dosiek. Síce ide o umelé podmienky ale myslím si, že by šlo o zaujímavé testy kde by sa ukázalo ako jednotlivý výrobci dimenzujú chladenie napájacích kaskád a na základe toho vypočítať aké najvyššie napätie je možné pustiť cez VRM pri OC a ako sa to odrazí na životnosti jednotlivých komponent napájacej kaskády. Z môjho pohľadu sa zdá, že poslednú dobu sa skôr hladí na výzor ako na efektivitu a miesto chladičov s čo najväčšou plochou odvodu tepla a teda množstvom rebier, sa dnes používajú takmer hladké kusy kovu, ktoré asi nie sú také efektívne. Síce tie dosky potom vyzerajú pekne, ale otázna je životnosť VRM ak sa neustále prehrieva. Vyjadrujem sa trochu chaoticky ale dúfam, že je to zrozumiteľné. )
Spomínané podložky zabezpečíme a otestujeme, ďakujeme za tipy.
K hrúbke, prítlaku a efektivite prestupu tepla: zrovna prítlaku by som neprisudzoval nejakú extra dôležitosť. V minulosti som sa hral so silou prítlaku u chladičov CPU (s doskou horizontálne), a teda s podstatne vyššími tepelnými stratami, a pri Noctue rozdiel medzi vlastnou váhou (1,3 kg) a SecuFirmom, ktorý tlačí násobne vyššou silou, je dosť zanedbateľný. Teraz si nespomeniem presne, ale viac než stupeň to nebol.
Napriek tomu, že na tú 0,5mm podložku bol pochopiteľne najnižší prítlak, nemyslím si, že toto by ju hendikepovalo. Medzera medzi pasívom a puzdrami VRM je odhadom ešte o cca desatinu mm menšia a odtlačky v podložke boli viditeľné. Môj názor je, že dôležitá je koncentrácia materiálu podložky, tj. miera absorpcie tepla. To vysvetľuje ten rozdiel medzi 1 a 1,5mm Arcticom. Pri 1mm asi už o slabom prítlaku polemizovať nemusíme, napriek tomu podáva horšie výsledky než 1,5mm. Vrstva, cez ktorú teplo prechádza, má v konečnom dôsledku vždy rovnakú hrúbku. Rozdiel je iba v tom, ako veľmi je podložka stlačená, resp. inými slovami, ako vysoká koncentrácia materiálu je medzi VRM a heatsinkom, a ako veľmi teplovodivá vrstva zasahuje na VRM (po zaborení) i po stranách. V tomto sa ukazujú hrubšie podložky ako lepšie.
Ostatne, podobná analógia platí i u teplovodivých pást. To, že priveľa pasty prechádza do role tepelného izolantu osobne považujem za nafúknutú bublinu a tak trochu mýtus. Iste, narastajúca vzdialenosť medzi chladeným a chladiacim telesom prestup tepla degraduje, ale ono tomu tak v praxi takmer nikdy nebýva. Aj pasty s vyššou viskozitou sú natoľko tekuté, že sa prebytočné množstvo vytlačí stranou a tieto nežiaduce vplyvy efektívne eliminuje i konvexia na základniach.
Ďakujem za vysvetlenie, zdá sa že som mal mylné predstavy čo sa týka prítlaku a hrúbky podložky. Ak sa Vám podarí získať fujipoly alebo alphacool bude to super, aspoň sa ukáže aký je rozdiel medzi super-drahými podložkami a bežnejšími.
Super test Ľubo :). Čo sa týka Fujipoly – tak Alphacool Eisschicht testoval zákazník s 14W/mk verziou na vodnom bloku EK Water Blocks EK-FC1080 GTX Ti Strix – Nickel Acetal + ASUS Strix 1080Ti. Výsledok bol oproti tomu čo dodáva EKWB v balení 2 až 3C samozrejme pre Eisschicht. Nevýhoda je, že sú pomerne často aj za tieto ceny nedostupné.
Za kvalitu a výkon se platí 🙂
Super testík! Pár rokov dozadu keď som k aftermarket chladeniu na grafiku riešil custom VRM pasív, tak som mal takú filozofiu, že heatsink dostanem bližšie k VRM než bol ten pôvodný na karte. tam bola pôvodne dosť veľká medzera, cca 0,80-1,0 mm, ja som to znížil asi na polovicu. Motivácia bola, že čím menej prestupnej hmoty sa medzi mosfety a pasív dostane, tým rýchlejší a kvalitnejší bude prenos tepla. Stále si myslím, že to nebola zlá myšlienka /sebalepšia teplovodivá podložka má vždy nižšiu tepelnú vodivosť než kov, čiže minimalizovať jej hrúbku sa mi zdá rozumné/, ale zároveň som použil aj tenšie podložky než tie pôvodné, čo bola na základe tohto testu asi chyba. 🙂 Mal som staviť aj na vyšší prítlak.
Na druhej strane záleží asi aj od podložky a uchytenia pasívu, ak sa to s prítlakom preženie, tak sa môže plošný spoj pod pasívom prehnúť natoľko, že v strede bude naopak prítlak slabý alebo až žiadny a to už môže byť aj nebezpečné. Ak si dobre vybavujem, o tom bol nedávno aj problém u Evga kariet 1070/1080.
Ešte k tým lepších výsledkom Arcticu 1,5 mm, neviem nakoľko bola tá podložka zatlačená až o plošák, ale aj toto mohol byť faktor, keďže mosfety zahrievajú celú oblasť okolo a je celkom možné, že tá hrubšia podložka preberala slušnú dávku tepla aj priamo z povrchu plošného spoja.
Problém u Evga 1080/1070 byl způsoben vadnými/špatnými kondenzátory. Napájecí kaskáda měla teplotu cca 90° (což mosfetům nevadí), ale kondenzátory takový teplotní nápor nevydrží a dříve či později explodují. Proto mi přijde, že to, jakým způsobem Evga ten problém „vyřešila“ (rozdávali teplovodivé pady nebo něco tak) je směšný. Tím, že snížili teplotu VRM (a tudíž i kondenzátorů) explozi pouze oddálili, ale každý kondenzátor z té vadné série stejně časem exploduje/explodoval.
Nesledoval som to pozorne, len si vybavujem fotky kde užívatelia menili thermal pady a na niektorých kartách v strede pôvodnej podložky prakticky nebol odtlačok po mosfetoch. Či to malo súvis s tým prečo horeli neviem, ale vadná várka kondenzátorov tiež dáva zmysel.
Ak je to tak, tak nebola nutnosť meniť podložky, ale možno to Evga spravila ako psychologický faktor jak ukľudniť zákazníkov. Pokiaľ mali potvrdenú vadnú várku kondíkov, tak to bol jednorazový problém, ktorý y sa mal dať ľahko napraviť a nemusí to z hľadiska životnosti ostatných kariet veľa znamenať. Beztak to bolo asi mizivé percento kariet, len keď sa to objavilo na videu, tak to bolo v momente virálne.
Sorry za OT
Je možné, že VRM mělo ve středu špatný kontakt s pasivem, a tak stouply teploty, kvůli kterým pak ty vadné kondenzátory explodovaly dříve.
Možná měli, radši než rozdávat podoložky, říct, že karty s výrobním číslem xxxx až yyyy jsou vadné, a udělat svolávačku a vyměňovat karty s vadnými kondenzátory.
pre porovnanie by som vyskusal naniest vrstvu pasty (napr. mx-2) medzi chladic a podlozku tj. chladic>pasta>podlozka>kaskada, pripadne aj chladic>pasta>podlozka>pasta>kaskada, zaujima ma ci ma v tomto pripade pridanie pasty nejaky realny prinos pre chladenie alebo nie.