Можно ли использовать жидкий металл для ноутбука

Жидкий металл для охлаждения ноутбуков — польза или вред?

Я всегда с болью в душе наблюдал за температурами центрального процессора в игровых ноутбуках, которые достигали 100 градусов по Цельсию, а повышенный нагрев в итоге приводил к снижению тактовой частоты (некоторые до сих пор называют это троттлингом, хотя на самом деле это понятие умерло вместе с выходом архитектуры Core у Intel и появлением интеллектуальных систем управления частотой процессора Turbo Boost).

Тренд на компактность в игровых ноутах ведет к уменьшению габаритов системы охлаждения.

Все игровые ноуты горячие? Да!

Почему же производители игровых ноутбуков позволяют нагреваться процессорам практически до 100 градусов по Цельсию?

Во-первых, продукт разрабатывается в несколько этапов и даже несколькими командами. Эти команды взаимодействуют друг с другом, но работая только лишь над определенной частью единого целого, всегда велик риск не увидеть фундаментальные проблемы. Для команды, занимающейся созданием системы охлаждения, задача звучит так — как отвести N-ое количество Ватт тепла от процессора в N-габаритах корпуса, не допустив перегрева (в нашем случае значения в 100+ градусов по Цельсию). Если на выходе система охлаждения сможет держать температуру процессора до 95 градусов по Цельсию, то будет ли задача считаться выполненной? Скорее всего, да. Но удовлетворит ли это пользователя? Скорее всего, нет.

Во-вторых, есть «негласное» соревнование между производителями за звание самого быстрого. При прочих равных ноутбук с процессором, работающим на более высокой частоте, сможет продемонстрировать лучшую производительность. И чаще всего в таком сравнении никто не обратит внимание на то, что эти дополнительные 100-200 МГц частоты прибавили к нагреву процессора дополнительные 5-10 градусов по Цельсию. Получается, что за скорость надо платить повышенным тепловыделением? И да, и нет.

Чем больше тепловых трубок, тем эффективнее отвод тепла

Именно этот вопрос нас беспокоил последние несколько лет в российском представительстве ASUS. Я практически уверен на 100 процентов, что в России и русскоговорящих странах находятся самые требовательные пользователи и в то же время самые технически грамотные. Мы на постсоветском пространстве прекрасно понимаем, что у любого продукта есть ресурс, и чем дольше он работает на пределе, тем выше вероятность его выхода из строя. А для остального мира, это всего лишь будет RMA процедура (где не надо никому доказывать, что ты не сам его сломал) с последующей заменой или возвратом денег и дальнейшим переходом на новое устройство, ведь эта-то «игрушка» уже морально устарела (для сравнения цикл жизни персонального компьютера в России — 7 лет, а в Европе — 4 года).

Как же можно снизить температуры процессора, улучшив эффективность системы охлаждения в ноутбуке?

  • зафиксировать тепловыделение процессора на пороговом значении, т.е. искусственно ограничить производительность CPU

  • увеличить габариты корпуса, уместив внутри радиатор большей площади, вернувшись обратно к тяжелым ноутбукам весом от 4-5 кг

  • использовать жидкостное охлаждение

  • использовать другой форм-фактор для увеличения эффективности воздушных потоков

  • использовать более эффективные, чем медь, материалы для радиатора

  • использовать более эффективный термоинтерфейс для отвода тепла от кристалла процессора к радиатору системы охлаждения

Вариантов для улучшения не так много, но они есть. Давайте поговорим подробнее о каждом. Первые два варианта, однозначно, не подходят. Ни о каком снижении производительности речи быть не может. Ни о каком увеличении габаритов — тоже. Это уже пройденный этап, к которому производители ноутбуков не будут возвращаться.

Эволюция систем охлаждения в ноутбуках ROG

Вариант с системой жидкостного охлаждения инженеры ROG обкатывали, начиная с 2015 года, на двух моделях: GX700 и его преемнике GX800. Использование подключаемой жидкостной системы охлаждения сделало ноутбук самым быстрым на рынке, но абсолютно непригодным для переноски. Полный комплект умещался только лишь в чемодане. Но надо отдать должное: с точки зрения эффективности системы охлаждения и температур не было никаких вопросов. Только такие инновации были слишком дорогими: цена на ноутбук была на уровне полумиллиона рублей.

ROG GX700 с водяным охлаждением

Эксперименты с альтернативными форм-факторами привели инженеров Republic of Gamers в 2019 году к созданию ROG Mothership — гибридное решение, сочетающее в себе элементы ноутбука, моноблока и планшета. По мне, это ближе всего к моноблоку, но до конца определиться с форм-фактором я так и не смог. Преимуществом такой конструкции стало то, что материнская плата и вся элементная база была перенесена в вертикальную плоскость, сделав воздушные потоки более эффективными, а само устройство опять стало самым производительным в игровом сегменте портативных компьютеров. Ценник, естественно, опять добирался до полумиллиона рублей.

ROG Mothership

Еще одним вариантом развития событий мог стать переход от медных радиаторов к серебряным, что могло бы дать какую-то позитивную динамику в снижении температур центрального процессора, но думаю, что стоимость ноутбука с серебряной системой охлаждения возросла бы непропорционально выгоде, которую могли бы получить пользователи.

Читайте также:  Можно ли использовать тампон при обильных месячных

Система охлаждения ROG Mothership

Сразу вспоминается собственный опыт: эксперименты по замене термоинтерфейса между крышкой теплораспределителя и кристаллом процессора пришли в бытность процессоров Intel Core i7-3770K, а с приходом Intel Core i7-7700K оверклокеры пошли еще далее и начали эксперименты над самими теплораспределительными крышками. Российские оверклокеры также активно участвовали в погоне за рекордами, и мы даже заказывали теплораспределительную крышку из серебра. Она нам обошлась примерно в 15 000 рублей (чуть дешевле стоимости самого процессора), но ничего дельного с ней у нас так и не получилось. Хотя рекорд разгона Core i7-7700K по частоте до сих пор принадлежит России:

Рекорд разгона Intel Core i7-7700K

Получается, что самым разумным и эффективным с точки зрения финансовой целесообразности является использование более эффективных термоинтерфейсов. Для человека, который на собственном опыте проделал путь от КПТ-8, Arctic Silver Ceramique, Gelid GC-Extreme до Thermal Grizzly Kryonaut и k|ngp|n cooling KPX, было очевидно, что термопасты бывают разными и могут оказывать очень сильное влияние на температурные показатели.

Как мы «докатились» до жидкого металла?

Локальные эксперименты в российском офисе ASUS показывали, что замена термопасты с заводской на Thermal Grizzly Kryonaut дает снижение температуры центрального процессора в диапазоне 7-10 градусов по Цельсию. Лично для меня жидкий металл в качестве термоинтерфейса всегда стоял в стороне, поскольку при отрицательных температурах использовать его достаточно сложно. Из-за частых заморозок-разморозок образуется ледяной нарост, который начинает отжимать стакан для жидкого азота от крышки процессора, и в какой-то момент жидкий металл «отклеивается» от основания азотного стакана и перестает передавать ему тепло с теплораспределительной крышки. Если вовремя не обратить внимание на характерный звук и выросшую дельту температур на основании стакана (там будут отрицательные температуры) и ядрах процессора (там будут положительные температуры), то все закончится очень печально. В лучшем случае «умрет» только процессор, а в худшем случае утащит за собой что-то еще. В случае же использования термоинтерфейса жидкого металла в домашнем компьютере или ноутбуке на каждый день тоже есть определенные риски и сложности, с которыми инженерам ROG пришлось бороться под натиском локальных офисов.

Объединившись с другими странами, мы смогли убедить штаб-квартиру начать тестирование жидкого металла в качестве термоинтерфейса в системах охлаждения ноутбуков еще в 2018 году. Правда, нам пришлось столкнуться с рядом бюрократических трудностей. Одним из самых курьезных моментов стал ответ инженеров, что они не могут купить жидкий металл в Тайване. Но я-то прекрасно знал, что у коллег из департамента материнских плат жидкий металл есть в наличии, поэтому мы продолжили воевать «с системой».

Решив проблему «нежелания», мы столкнулись с другой проблемой. Ведь наносить жидкий металл на поверхность кристалла не так уж и просто, а в рамках массового производства это практически невозможно. В итоге жидкий металл дебютировал в 2019 году в ROG Mothership, в выпущенном ограниченным тиражом в 1000 экземпляров.

Если собрать все трудности с жидким металлом вместе, то я бы выделил следующие:

  • сложность нанесения

  • жидкий металл проводит ток

  • коррозия металлов, контактирующих с термоинтерфейсом

  • стоит дороже термопасты

На протяжении следующего года инженеры ROG решали вышеперечисленные проблемы.

Жидкий металл наносится специальным станком при помощи силиконовой кисти.

Для нанесения жидкого металла в масштабах массового производства был создан специальный станок, который позволял решить, пожалуй, самую главную и сложную задачу — равномерное нанесение термоинтерфейса по поверхности кристалла процессора. В нашем случае используется жидкий металл от Thermal Grizzly, отличающийся от других производителей на рынке пониженной концентрацией олова в составе, что делает его более эффективным. На начальных этапах процесс тестирования жидкого металла был настолько засекречен, что первые партии термоинтерфейса Thermal Grizzly покупались на рынке у нескольких продавцов, а не напрямую у производителя, чтобы не допустить утечек информации.

Важно помнить, что жидкий металл проводит ток, поэтому меры предосторожности очень важны. На первом этапе на заводе используется специальная пластина, которая закрывает собой все вокруг кристалла процессора и принимает на себя излишки жидкого металла. С помощью специальной силиконовой кисти жидкий металл будет распределяться по всей поверхности кристалла. Надо отметить, что даже подбор материала для этой кисти был не таким простым, было испробовано около 30 различных материалов и выбор остановился на силиконе, который не деформирует нанесенный слой.

Добавляем еще немного ЖМ для создания безупречного контакта между кристаллом и радиатором СО

На следующем этапе пластина убирается и с помощью своего рода «шприца» на поверхность кристалла добавляется несколько капель жидкого металла, которые должны будут занять все свободное пространство между кристаллом и радиатором системы охлаждения для эффективного теплообмена. После этого устанавливается система охлаждения. В коротком видео можно посмотреть подробности процесса:

Жидкий металл нужно менять через год? Неправда!

Энтузиасты, кто хоть раз сталкивался с жидким металлом, знают о главном недостатке — «его на долго не хватает». Спустя год — максимум полтора, у всех людей, кто заменил термоинтерфейс на жидкий металл в своих десктопах или ноутбуках, начинается одна и та же проблема. Температуры процессора возвращаются к прежним значениям «до перемазки», а на форумах бытует понятие, что жидкий металл «высыхает». На самом деле все не совсем так. В современных системах охлаждения крышка теплораспределителя сделана из меди, которая подвергается коррозии при контакте с жидким металлом. Процесс этот не моментальный, поэтому пользователи замечают это примерно спустя год с момента нанесения. Из-за нарушения герметичности контакта происходит постепенный рост температуры процессора.

Читайте также:  Можно ли использовать шампунь для

Успех «долголетия» жидкого металла заключается в использовании никелированного основания радиатора

В рамках массового производства и сервисного обслуживания замена термоинтерфейса каждый год просто непозволительная роскошь для производителя, поэтому радиаторы систем охлаждения под ноутбуки с жидким металлом пришлось доработать. Медное основание радиатора заменили на никелированное, и оно коррозии не поддается. При констультации с инженерами Thermal Grizzly инженеры ROG пришли к выводу, что подобное инженерное решение будет иметь «срок годности» более 5 лет.

По итогам внутреннего тестирования инженеры ROG департамента R&D установили:

  • снижение температур процессора на 13-15 градусов по Цельсию в сбалансированном режиме работы системы охлаждения и незначительный рост частот процессора в Turbo Boost

  • снижение температур процессора в диапазоне от 7 до 22 грудусов по Цельсию и рост частот процессора на 300-400 МГц в зависимости от приложения

  • увеличение производительности ноутбука до 10% в режиме Turbo работы системы охлаждения

А что дальше?

Если вы уже являетесь владельцем игрового ноутбука, в котором высокие температуры процессора и шумная система охлаждения не дают вам покоя, и вы грезите заменой термоинтерфейса, то мой вам совет: не используйте для этого жидкий металл. Скорее всего при отсутствии определенного опыта и практики нанесение этого термоинтерфейса доставит вам много проблем, а вред от коррозии основания радиатора можно будет исправить лишь последующим шлифованием основания радиатора системы охлаждения. Что в конечном итоге, также не сулит ничего хорошего. Если уж очень хочется, то используйте топовые термопасты от Thermal Grizzly и наслаждайтесь снижением температур на 5-10 градусов по Цельсию и, как следствие, снизившимся уровнем шума.

На данный момент все игровые ноутбуки Republic of Gamers с процессорами Intel Core 10-го поколения получили «с завода» жидкий металл. Будет ли жидкий металл в ноутбуках с процессорами AMD или на графических чипах NVIDIA? Пока сложно сказать. Штаб-квартира ASUS объясняет свой выбор в пользу Intel тем, что кристалл процессора маленький, а тепло от него распределяется по поверхности равномерно, делая процессоры Intel идеальными кандидатами на операцию «жидкий металл», в которой можно по максимуму раскрыть все прелести от использования подобного термоинтерфейса. Забегая вперед, скажу, что в Intel настолько вдохновились идеей использования жидкого металла в качестве термоинтерфейса, что они стали советовать перейти на жидкий металл и другим производителям игровых ноутбуков. Попытки использовать жидкий металл на платформе AMD также предпринимались инженерами ROG в модели Zephyrus G14, но в итоге в массовое производство это решение не пошло из-за большого количества элементов, расположенных вокруг кристалла, и, как следствие, рисков, связанных с коротким замыканием. Поэтому пока от внедрения жидкого металла в продуктах на базе AMD решили воздержаться, но поиск оптимального решения уже ведется.

Станет ли такое решение нормой для игровых ноутбуков или останется лишь в премиальных моделях ROG, покажет лишь время.

Источник

Жидкий металл вместо термопасты. Есть ли смысл?

Всем привет, дорогие друзья. Рад вас видеть! Иногда в низкой производительности ПК винят то, что по своей природе не может прямо на нее влиять. Например — термопасту, которая может каким-то образом повлиять на температуру процессора так, что аж плавиться тот начнет. Ну, давайте разберемся.

И так, термопаста

Любой термоинтерфейс наносится с одной целью: обеспечить хороший тепловой контакт места нагрева с охладителем. Достигается это из-за замещения воздуха более теплопроводной термопастой, которая заполняет пустоты, при этом сама тепло проводит. Вот тут-то и начинается, мол «моя паста тепло проводит плохо, поменяю-ка я ее на жидкий металл.

Мажут термопасту, а не жидкий металл

Но для начала определимся вот с чем. Большинство термопаст ток не проводят, по сути являясь диэлектриками. Они достаточно пластичны, при этом если такую пролить на железо, с ним в 99% случаев ничего не случится.

Диэлектрик она по той причине, что в ее основе часто лежит силиконовое масло. То есть — что-то, что тепло проводит гораздо хуже, чем металл. В это масло добавляют разные частицы, чтобы получить в итоге теплопроводящую субстанцию.

Жидкий металл

А вот жидкий металл предназначен совсем для других целей. Он проводит тепло на порядок лучше термопасты, поскольку в его составе… Жидкий металл, удивительно.

Если точнее, это сплав металлов индия и галлия. Поодиночке они имеют довольно высокую (как для термоинтерфейса) температуру плавления — 30 градусов для галлия и 150 градусов для индия. Однако если два куска этих металлов заставить соприкоснуться, то они моментально начнут образовывать сплав с температурой плавления 8 градусов по цельсию, что уже не так плохо.

Жидкий металл под крышкой процессора

При этом такой сплав имеет высокую теплопроводность, от чего его используют при скальпировании процессоров. Но надо понимать пару вещей.

  • Во-первых, не всегда можно предсказать, как сплав поведет себя при тепловой нагрузке. Для достижения результата туда могут добавить различные другие металлы, что может привести к прикипанию крышки процессора к кулеру.
  • Во-вторых, такой сплав проводит ток слишком хорошо. Это значит, что если вы неаккуратно выдавите капельку металла на плату, или еще хуже — намажете его слишком много, то, скорее всего, что-то сгорит, причем быстро.
  • В-третьих, намазать такой на алюминиевую подошву нельзя. Жидкий металл реагирует с алюминием, значительно снижая его прочность. Рано или поздно кулер просто рассыпется.
  • Ну и конечно, его цена. ЖМ гораздо дороже, нежели термопаста.
Читайте также:  Можно ли использовать флешки для macbook

Подводя итог

Не нужно пихать жидкий металл везде, где только нужен тепловой контакт. Конкретно на крышке процессора, разница между хорошей термопастой и ЖМ не будет критичной — не более пары градусов. Так происходит, так как под крышкой площадь кристалла гораздо меньше, чем площадь самой крышки. Через малую площадь нужно передать много тепла, поэтому под крышкой процессора гораздо логичнее видеть ЖМ.

А вот площадь крышки уже гораздо больше, так что нужды наносить ЖМ на крышку просто нет. Также как и нет нужды наносить его на кристалл ГП, после чего оплакивать мертвую видеокарту. И да, температуры на крышке процессора снизится на пару градусов. Температура ядер — на те же пару градусов, но подумайте — оно того стоит?

На этом все. Если статья понравилась — не забудь поставить лайк, подписаться на канал (и на исторический тоже), а также на нашу группу ВК. До скорого!

Читайте также:

Источник

Термопаста или жидкий металл: в чем разница и что лучше

О чудо-свойствах жидкого металла слышал практически каждый пользователь. Но если этот термоинтерфейс действительно так хорош, почему при сборке ПК и ноутбуков продолжают использовать термопасту?

Что такое жидкий металл

Жидкий металл – это вовсе не ртуть, как иногда думают новички. На самом же деле он включает в себя различные сплавы с повышенной текучестью. В состав обычно входят цинк, галлий, олово и пр.

Никаких вредных для здоровья компонентов в жидком металле нет, поэтому в плане экологичности он, как минимум, не уступает обычной термопасте. По консистенции обычно более текучий и эластичный.

Отметим, что некоторые виды жидкого металла находятся в твердом состоянии и напоминают фольгу, поэтому укладываются между процессором и радиатором как прокладка. При нагреве поверхности свыше 50 градусов этот металл переходит в жидкое состояние.

Достоинства и недостатки жидкого металла

Основным достоинством жидкого металла является то, что его показатель теплопроводности в 9-10 раз выше теплопроводность обычной термопасты. На практике его применение позволяет в некоторых случаях снизить температуру чипа до 25%. Еще один плюс – это широкий диапазон рабочих температур, который составляет от -250 до +1200 градусов по Цельсию. Но на этом, к сожалению, его достоинства заканчиваются.

Что касается минусов, то их довольно много:

  • Сложность нанесения – чтобы правильно нанести жидкий металл, с ним придется повозиться.
  • Электропроводность – работать с жидким металлом необходимо очень осторожно, чтобы не замкнуть контакты на материнской плате или других комплектующих.
  • Невозможность применять с алюминиевыми радиаторами – жидкий металл вызывает коррозию алюминия, что приводит к значительному ухудшению теплопроводности и необходимости замены радиатора.
  • Очистить поверхность от него значительно сложней, чем от термопасты.
  • Цена значительно выше термопасты даже дорогих марок.

Термопаста, как известно, лишена всех этих недостатков.

Когда жидкий металл актуален

Так как жидкий металл не сочетается с алюминием, его не получится использовать с дешевыми алюминиевыми охлаждающими системами. Что же касается дорого охлаждения, то при работе ПК в штатном режиме они не нуждаются в более эффективном термоинтерфейсе, чем термопаста. Но это не значит, что жидкий металл бесполезен. Его, к примеру, можно рекомендовать оверклокерам, которым при разгоне «железа» постоянно приходится воевать с высокой температурой.

Единственное, следует учитывать, что эффект от жидкого металла будет заметен лишь в том случае, если между кристаллом и крышкой процессора тоже нанесен этот термоинтерфейс. Другими словами, процессор нужно скальпировать.

Также имеет смысл использовать жидкий металл в ноутбуках. Причем в этом случае даже не понадобится скальпирование, так как процессоры ноутбуков обычно не имеют защитных крышек. Единственное, по периметру текстолита следует нанести лак или другой изоляционный материал, чтобы термоинтерфейс не замкнул контакты.

Во всех остальных случаях целесообразней использовать старую добрую термопасту.

Как правильно нанести жидкий металл

Чтобы применение жидкого металла дало положительный результат, наносите его согласно инструкции:

  • Аккуратно удалите остатки старой термопасты лезвием.
  • Обезжирьте поверхность. Для этого можно использовать растворитель 646 либо обычный ацетон. Обезжиривать нужно как чип или защитную крышку, так и поверхность радиатора. Если этого не сделать, жидкий металл будет хуже наноситься, к тому же пострадает его эффективность.
  • В центр чипа или крышки капните маленькую капельку жидкого металла и при помощи ватного аппликатора равномерно распределите по поверхности. По началу он может скатываться, как будто вы лудите медную поверхность, но потом начнет «прихватываться». Слой должен получиться очень тонкий – 0,003-0,005 мм;
  • Установите охлаждение, стараясь не сдвигать его по поверхности процессора, то есть нужно приложить радиатор и в этом же положении его зафиксировать.
  • Срок службы жидкого металла примерно такой же, как и термопасты.

Источник