Выпуклое основание — это брак?
Такой вопрос можно встретить от покупателей продукции Noctua, Ice Hammer, Thermalright, ID‑COOLING, Arctic Cooling и других именитых брендов.
Noctua по этому поводу говорит следующее (ссылка):
«Мы проектируем наши радиаторы специально такими выпуклыми, чтобы прижим по центру дал лучшее теплораспределение.»
Thermalright:
«Выпуклая конструкция медного основания обеспечивает максимальную теплопроводность между процессором и радиатором.»
DeepCool:
«Для того, чтобы обеспечить максимальное охлаждение, основание наших кулеров было обработано с помощью ЧПУ и получило выпуклую форму.»
Эксперты:
«Разница между теплопроводностью кулера с ровной поверхностью и кулера с выпуклым основанием несущественна. В каких‑то случаях эффективны одни, в каких‑то другие. Разница 2–3 градуса.»
Чем это обусловлено?
Идеально ровных процессоров не бывает...
Любой процессор с завода имеет кривизну. Виной тому — крышка процессора, это штампованный лист металла с различными неровностями, шероховатостями, изгибами и пр.
Вот так выглядит процессор Intel под микроскопом:
А это процессор AMD:
Изготовление ровной крышки процессора (выращивание атомов в лаборатории) стоит дороже, чем сам процессор. Но это и не нужно. Поверхность кулера под микроскопом выглядит аналогично.
Поверхность кулера:
Термопаста
Термопаста хорошо подходит для устранения зазора между двумя поверхностями.
Но это только в теории. На практике же термопаста не дает 100-процентного контакта между двумя поверхностями.
На следующей фотографии мы видим, как термопаста прилегает только к 60% поверхности:
Остальная поверхность имеет зернистость и заполнена пузырьками с воздухом. Воздух в 100 раз менее эффективно проводит тепло, чем термопаста. Коэффициент теплопроводности термопасты 5 Вт/(мК). Воздуха — 0.03 Вт/(мК).
Так почему же термопаста не смогла обеспечить 100-процентный контакт между двумя поверхностями?
Во‑первых, термопаста имеет ограниченную область применения: её наносят тонким слоем.
Во-вторых, давление на термопасту должно быть равномерным по всей контактной площади соприкосновения. А наличие изгибов и перепадов на поверхности ухудшает равномерность прижима, и, как следствие, ухудшает давление на термопасту.
В-третьих, как мы уже сказали, все процессоры «кривые».
Многочисленные лабораторные эксперименты подтверждают, что у каждого процессора свой отпечаток на ровной поверхности.
И здесь на сцену выходят кулеры с выпуклым основанием:
Процессор
Для начала рассмотрим, как устроен процессор.
На печатной плате (текстолите) размещен кристалл CPU. На кристалле находится термоинтерфейс толщиной до 1 мм. Остальное пространство заполнено воздухом.
Крышка процессора сделана из меди толщиной 1.5 мм.
Такая конструкция позволяет легко выдержать вес до 5 кг (без деформации кристалла).
Intel vs AMD
Intel размещает свои кристаллы по центру:
Для AMD характерно же несколько кристаллов:
Кристаллы AMD равноудалены от центра.
Вогнутая крышка CPU Intel
В 2022 году покупатели процессоров Intel 12-го поколения обнаружили, что их процессоры деформируются (сами по себе) при установке в сокет материнской платы. Intel признала проблему, но заявила, что такая деформация не угрожает их продукции. Изгиб крышки соответствовал допустимым нормам.
Мы не знаем, какие сейчас нормативы по допустимой вогнутости процессоров. Но такая информация точно есть у производителей. И если вы купили кулер с выпуклым основанием, то смело прижимайте его до упора (чтобы он создал небольшую вогнутость).
Сильный прижим?! Насколько сильный?
Довольно часто можно встретить вопрос: А насколько сильно я могу прижать кулер? Не сломается ли мой процессор?
Чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим связку:
Кулер + Процессор + Материнская плата.
Кулер давит на процессор. Процессор давит на сокет. Сокет давит на материнскую плату. А на кого давит материнская плата?
Материнская плата, встречая мощное давление кулера, распределяет его по поверхности бэкплейта (backplate).
Компания Intel и AMD гарантируют, что их бэкплейты выдерживают нагрузку от всех видов кулеров и никакой деформации не происходит.
Теперь перейдем к практике.
Установка кулера
Сначала установите на материнскую плату все необходимые крепления, как того требует производитель.
Затем нанесите термопасту тонким слоем на процессор и основание кулера. Марка термопасты в данном случае не играет роли (мы использовали GD900). Играет роль сила прижима по центру.
Внимательно (со всех сторон) следите за тем, чтобы прижим пришелся ровно по центру. В нашем случае основание кулера оказалось больше, чем размер процессора (40*40 мм), выравнивание потребовало сноровки.
На последнем шаге затяните прижимные винты до упора. Кулер не должен болтаться, свисать, прогибаться или показывать какие‑либо признаки плохого крепления. Кулер должен «намертво» вцепиться в материнскую плату и создать прочный контакт с процессором.
Тесты
Тестовый стенд: фото
Процессор: AMD Ryzen 7 5700X.
Кулер: Thermalright Macho rev. A (с выпуклым основанием).
Мать: ASUS TUF Gaming B450-Plus II.
ОЗУ: Kingston Fury Beast DDR4 3200 МГц — 32 ГБ (2×16ГБ).
Корпус: DeepCool Tesseract.
Блок питания: Be quiet 500W.
Температура в помещении: 25 градусов.
Боковая крышка корпуса открыта.
Стресс‑тест OCCT разогрел наш процессор до 63 градусов (максимальное значение в пиковой точке).
Стресс‑тест AIDA64 разогрел наш процессор также до 63 градусов.
Итоги
Мы рассмотрели практику и теорию, и можем точно сказать, что выпуклое основание — это не брак. Пишите в комментариях, какой у вас кулер и как он охлаждает?
