для чего нужен жидкий металл в пк
Жидкий металл в качестве термоинтерфейса, все за и против
В последнее время все большую популярность приобретает применение в компьютерной технике в качестве термоинтерфейса жидкого металла.
реклама
Но давайте разберемся, все ли так хорошо, как нас убеждает производитель этого «волшебного зелья» и его фанаты.
Да! Несомненно у жидкого металла есть большой плюс, это его теплопроводность, она выше, чем у хорошей термопасты в 7-10 раз. И на практике применение жидкого металла позволяет в некоторых случаях снизить температуру чипа до 20%.
реклама
Для наглядности показатели теплопроводности для термопаст и жидкого металла привел в таблице.
Но на этом все. Дальше одно разочарование. Все по порядку.
Жидкий металл состоит (является сплавом) из трех основных элементов: галлий-индий-олово (62, 25 и 13% соответственно), с некоторыми небольшими дополнительными присадками в зависимости от «волшебных рецептов» разных производителей с температурой плавления в районе 5 °С.
реклама
Взаимодействие с алюминием даже не будем рассматривать, так как сам производитель категорически запрещает применять жидкий металл на алюминиевых поверхностях, к слову алюминий при взаимодействии с жидким металлом разрушается прямо на глазах. А рассмотрим взаимодействие с медью, с которым производитель как раз и рекомендует использовать жидкий металл, и поверхностью кристаллов чипов.
Для начала взглянем на поверхность медного радиатора после его интенсивного использования с жидким металлом в течении полугода.
Жидкий металл перешел в твердое состояние, снятие его было произведено с усилием, так как он «прикипел» к поверхности кристалла.
реклама
Так что же произошло с жидким металлом?
Все таки разрушающая химическая реакция с медью происходит, пусть и достаточно медленно, по причине которой значительно снижается теплопроводность этого термоинтерфейса и увеличиваются температуры чипов.
Химики так же говорят, что устранить подобное явление поможет никелирование меди, но не все медные радиаторы имеют никелированную поверхность.
Теперь разберемся как влияет жидкий металл на поверхность кристаллов чипов. На фото представлено фото поверхности кристалла процессора, который несколько лет эксплуатировался с жидким металлом.
Как видно и здесь происходят химические реакции, которые постепенно разрушают поверхность кристалла чипа.
Кстати разрушающее воздействие жидкого металла касается еще и паяных соединений, вступив в контакт с припоем, он сделает его хрупким, а пайку ненадежной, и в какой-то момент это сработает.
Представьте такую ситуацию: вы в ноутбуке заменили термоинтерфейс на жидкий металл, выдавили его немного больше, чем нужно было. При установке системы охлаждения излишек выдавился из-под процессора, или графического чипа, и волшебная капелька зависла в ожидании какого ни будь резкого толчка или небольшого падения (с высоты 2 см.) вашего ноутбука. А такие случаи имели место быть. И здесь начинается путешествие это волшебной капли по вашему ноутбуку. И что случится раньше? Замкнет SMD компоненты на подложке процессора, замкнет, какие-либо другие компоненты, или же просто прилипнет к какому-нибудь месту пайки и через некоторое время разрушит ее.
Поэтому лично я бы держал жидкий металл как можно дальше от любой электроники.
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-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
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
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
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.
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:
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.
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!
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.
Жидкий металл для процессора: плюсы и минусы
Всем привет! Мы довольно подробно разобрали тему термопаст. На это ушло целых три статьи (1, 2, 3). Теперь пришло время заключить эту серию статьей про жидкий металл для процессора. Вы узнаете плюсы и минусы его использования и другую полезную информацию, которая вам обязательно пригодится. Сможете определиться, что лучше использовать термопасту или жидкий металл.
Состав жидкого металла (ЖМ) для процессора
Ни в коем случае не подумайте, что ЖМ – это ртуть! Вовсе нет! Жидкий металл для процессора состоит из различных металлов (и сплавов) с высокой степенью текучести. Имеет очень высокую теплопроводность и электропроводность, благодаря чему очень хорошо подходит для роли термоинтерфейса процессора.
Чаще всего в состав жидкого металла входят в разных пропорциях такие «ингредиенты», как галлий, индий, цинк и олово. Вот видите, токсичных компонентов нет.
Использование жидкого металла
Мы уже рассказывали для чего нужна термопаста. ЖМ используется для тех же целей, однако имеет свои плюсы и минусы по сравнению с термопастой, которые мы рассмотрим немного позже в этой статье.
Важно! Никогда не используйте жидкий металл с алюминиевыми поверхностями. Они вступают в реакцию, вследствие которой происходит коррозия алюминия.
Вот что происходит с алюминием при длительном контакте с жидким металлом
Прежде чем использовать ЖМ, нужно обезжирить рабочие поверхности – крышку процессора и радиатор. Лучше всего дня этого подойдет ацетон или растворитель 646. В крайнем случае, используйте спирт, но спирт не сможет удалить все остатки прежней термопасты, если в ее составе были силиконовые масла. Зато спирт отлично справится с остатками жидкого металла.
Если вы не обезжирите рабочие поверхности, то будет очень проблематично нанести жидкий металл. К тому же его эффективность заметно снизится.
Процесс нанесения жидкого металла на процессор
Теперь нанесите маленькую каплю ЖМ по центру процессора и равномерно размажьте ее по все плоскости процессора ватным аппликатором. Можно размазать пальцем, но предварительно одев резиновую перчатку (БЕЗ ТАЛЬКА), чтобы не допустить появления на процессоре новых жирных пятен. Слой жидкого металла должен быть толщиной примерно 0,003-0,005 мм. Намазывать нужно и процессор и радиатор кулера (еще раз повторю, радиатор НЕ АЛЮМИНИЕВЫЙ).
Когда будете прикручивать кулер, старайтесь им НЕ ерзать по процессору.
Если вы используете свой компьютер или ноутбук в штатном режиме, то лучше используйте обычную термопасту. Читайте статью, чтобы узнать какая термопаста лучше. А жидкий металл, давайте оставим ребятам, которые увлекаются оверклокингом (читайте подробнее, что такое оверклокинг).
Плюсы и минусы жидкого металла для процессора
Конечно, ЖМ выполняет функцию термоинтерфейса между процессором и кулером лучше, чем любая термопаста, но, как и все в этом мире, жидкий металл имеет свои плюсы и минусы. Нет ничего идеального. Привожу перечень преимуществ и недостатков:
Преимущества (плюсы) использования жидкого металла:
Недостатки (минусы) использования жидкого металла:
Виды и типы жидкого металла для процессора
Coollaboratory Liquid MetalPad
Вывод: стоит ли использовать жидкий металл?
Если вы оверклокер, любите разгонять процессоры, то однозначно вам придется иметь дело с ЖМ в качестве термоинтерфейса. Если же вы обычный пользователь – любите поиграться в игры и посмотреть кино на компьютере, то – используйте обычные термопасты и будет вам счастье.
Отвечая на вопрос, какой жидкий металл лучше выбрать – берите оригинал (Coollaboratory Liquid Pro), если есть возможность. Или можете поддержать отечественного производителя и программу импортозамещения – купить себе российский процессор (Эльбрус или Байкал) и смазать его российским ЖМ-6. А также бесплатно установить российский антивирус Касперского (кто не знал – это действительно российский антивирус).
Не знаю, что еще добавить
такого отечественного можно.
Может вы знаете? )))
Ладно, хватит шутить. Главное, что мы разобрались с таким термоинтерфейсом, как жидкий металл. На сегодня можно заканчивать.
Почему-то вспомнился фильм «Терминатор-2» и главный антигерой фильма Т-1000. Не знаю, есть ли люди, которые не смотрели этот фильм. Может только младшее поколение. Я даже задумался над тем, чтобы пересмотреть его еще раз. Эх, ностальгия.
У меня еще есть такая привычка – пересматривать старые нашумевшие фильмы на английском языке, то есть в оригинале. Не скажу, что я идеально знаю язык, вовсе нет, но когда хорошо знаешь сюжет, то смотрится очень даже легко. К тому же полезно. Уже не скажет никто, что зря потратил время.
Если вам есть что добавить или имеются какие-либо замечания, то комментарии для вас всегда открыты. Ждем и просим! =)
Жидкий металл VS термопаста: что лучше и как правильно использовать
Дата публикации: 23/12/2020
Пожалуй, каждый компьютерный пользователь хоть раз, но слышал о чудодейственных свойствах жидкого металла. Но тогда напрашивается один интересный вопрос почему при таких отличных показателях теплопроводности он так и остаётся не востребованным при сборке ПК и проигрывает термопасте? Начнём с общего обозначения слова термоинтерфейс – это многосоставное вещество обычно вязкой субстанции, которое обладает высоким уровнем теплопроводности. Его главной задачей является заполнение воздушного пространства между охлаждаемой поверхностью и отводящим тепло устройством. В текущее время существует 2 типа популярных проводников: термопаста и жидкий металл.
Жидкий металл или термопаста: что выбрать?
Пожалуй, каждый компьютерный пользователь хоть раз, но слышал о чудодейственных свойствах жидкого металла. Но тогда напрашивается один интересный вопрос почему при таких отличных показателях теплопроводности он так и остаётся не востребованным при сборке ПК и проигрывает термопасте?
Начнём с общего обозначения слова термоинтерфейс – это многосоставное вещество обычно вязкой субстанции, которое обладает высоким уровнем теплопроводности. Его главной задачей является заполнение воздушного пространства между охлаждаемой поверхностью и отводящим тепло устройством. В текущее время существует 2 типа популярных проводников: термопаста и жидкий металл.
Что из себя представляет жидкий металл
С первого взгляда этот вид термоинтерфейса можно спутать со ртутью, но это не так. Жидкий металл состоит из ряда металлов и сплавов с высоким уровнем текучести. В основном в составе используют индий, цинк, олово, или галлий в различных пропорциях. Все эти металлы безопасны и лишены токсичных компонентов, так что по этому критерию не уступает стандартной термопасте.
Плюсы и минусы использования жидкого металла
Положительные стороны
Отрицательные стороны
В каких случаях стоит применять жидкий металл
По причине того, что ЖМ вступает в реакцию с алюминием и медью его не выйдет использовать с дешёвыми системами охлаждения. А брать дорогие медные радиаторы с никелированным покрытием которое подойдёт для ЖМ нецелесообразно, потому как такая система охлаждения и без жидкого металла замечательно справляется с охлаждением на обычной термопасте.
Но это не означает что жидкий металл бесполезен для ПК. Он замечательно подойдёт оверклокерам, или как замена стандартного термоинтерфейса под крышкой процессора посредством скальпирования. Ещё он отлично подходит для ноутбуков т.к. процессоры не имеют защитных крышек. Но придётся позаботиться о наличии никелированного покрытия на радиаторе системы охлаждения и нанесении изоляционного покрытия по периметру текстолита, вокруг процессорного разъёма, где находятся оголённые контакты.
Что из себя представляет термопаста
Этот тип термоинтерфейса в особом представлении не нуждается т.к. широко распространён и используется практически в каждом ПК.
В состав термопасты входят различные виды теплопроводящих компонентов в виде микро/нанодисперсных порошков и их смесей: графит, серебро, вольфрам медь и т.д. В качестве основы (загуститель) применяют жидкости с низким уровнем испаряемости синтетического или минерального происхождения.
Основные отличия от жидкого металла
Выводы
Подводя итог можно сделать вывод, что жидкий металл хоть и является лучшим проводником чем термопаста, но имеет множество неприятных нюансов. На деле, замена хорошей термопасты на ЖМ при обычных условиях без скальпирования, позволяет выиграть всего пару градусов и вряд ли является целесообразным решением. Но всё же, если вы решитесь поменять термопасту в ноутбуке на жидкий металл, то лучше доверьте это профессионалам сервисного центра SteelSmart, чтобы минимизировать риски, и исключить появление нежелательных последствий.
Связаться с нами можете через удобный для Вас мессенджер.