การเปรียบเทียบการวางความร้อน ส่วนที่หนึ่ง: การใช้จาระบีและอื่นๆ

ทุกสิ่งที่คุณอยากรู้เกี่ยวกับการระบายความร้อน CPU

ฉันได้ทำงานทดสอบส่วนผสมทางความร้อนที่ใช้เวลานานนี้มานานกว่าครึ่งปี โดยหาข้อมูลจากขนมที่จัดเตรียมโดย Caseking (ร้านค้าออนไลน์ในเยอรมนี) และร้านที่เรามีอยู่แล้วในห้องปฏิบัติการ เรื่องราวเช่นนี้ไม่เพียงแต่ต้องใช้เวลามากเท่านั้น (โดยรวมแล้วมีผลิตภัณฑ์เกือบ 40 รายการ) แต่ต้องใช้วิธีการทดสอบที่สอดคล้องกันอย่างชัดเจนเพื่อให้แน่ใจว่าข้อสรุปที่เราวาดนั้นถูกต้อง

เนื่องจากเรามีผลิตภัณฑ์มากมาย เราจึงแบ่งเรื่องราวออกเป็นสองส่วน หัวข้อแรกเจาะลึกถึงทฤษฎีและการใช้สารประกอบเชิงความร้อนในโลกแห่งความเป็นจริง ในขณะที่ส่วนที่สองนำเสนอผลการวัดประสิทธิภาพทั้งหมดของเราและการตั้งค่าการทดสอบที่เกี่ยวข้อง 

ในส่วนที่หนึ่ง เราจะพูดถึงคุณสมบัติทางความร้อนของ CPU ประเภทพื้นผิว ข้อมูลเบื้องหลังเกี่ยวกับสารประกอบเชิงความร้อนต่างๆ และวิธีการใช้งาน ตลอดจนประเภทตัวทำความเย็นพื้นฐานสองประเภท (ของเหลวและอากาศ) พร้อมกับปัญหาที่เกิดจากความแตกต่าง แรงกดทับ แผ่นแปะระบายความร้อนที่ใช้ได้ดีกับตัวทำความเย็นตัวหนึ่งอาจไม่เหมาะกับตัวอีกตัวหนึ่ง ดังนั้นเราจึงต้องทดสอบแผ่นระบายความร้อนของเรากับซีพียู AMD และ Intel ด้วยเครื่องทำน้ำเย็น เครื่องทำความเย็นแบบพรีเมียมที่มีแรงดันติดตั้งสูง รวมทั้งการติดตั้งหมุดกดสำหรับคนเดินถนนมากขึ้น ซึ่งหมายถึงฮีตซิงก์ชนิดบรรจุกล่องที่คุณได้รับมา กับโปรเซสเซอร์ส่วนใหญ่

นอกจากซีพียูแล้ว ฉันยังทดสอบความเหมาะสมของการวางแต่ละรายการสำหรับการระบายความร้อนของ GPU และประเมินความหนืดและความง่ายในการใช้งาน แต่ขอเริ่มต้นด้วยพื้นฐาน สารที่หนาดั้งเดิมนี้เกี่ยวกับอะไร?

เครื่องกระจายความร้อน

เมื่อคุณผ่า CPU ครึ่งหนึ่ง คุณจะสังเกตเห็นว่าตัวชิป (ตัวตาย) นั้นเล็กกว่าแพ็คเกจ CPU มาก ดังนั้นไดย์จะสัมผัสเพียงส่วนหนึ่งของตัวกระจายความร้อน งานของ spreader คือการกระจายความร้อนของไดย์ CPU ไปยังพื้นที่ที่ใหญ่ขึ้น ซึ่งช่วยให้ส่งผ่านไปยังฮีตซิงก์ของตัวระบายความร้อนซีพียู

ภาพวาดนี้แสดงให้เห็นถึงข้อเท็จจริงสองประการที่ไม่ค่อยมีใครรู้จัก ขั้นแรก ผู้ผลิตซีพียูจะเติมช่องว่างระหว่างดายและตัวแผ่กระจายความร้อนด้วยวัสดุที่นำความร้อน ในขณะที่ AMD เช่นเดียวกับที่ Intel ทำในอดีต เติมเต็มช่องว่างด้วยการบัดกรีบางประเภท ตอนนี้ Intel ใช้เพียงสารประกอบทางความร้อนซึ่งมีความต้านทานความร้อนสูงกว่า แต่อาจช่วยประหยัดเงินในการผลิตได้ไม่กี่เพนนี สิ่งนี้อธิบายได้ว่าทำไมการระบายความร้อนซีพียู Intel ที่โอเวอร์คล็อกจึงยากขึ้นตั้งแต่สถาปัตยกรรม Ivy Bridge

ตัวกระจายความร้อน จุดร้อน และผลที่ตามมา

ภาพวาดยังแสดงให้เห็นว่าเนื่องจากความแตกต่างของขนาดระหว่างตัวกระจายความร้อนของ CPU และตัวกระจายความร้อน มีบางพื้นที่บนตัวกระจายความร้อนที่จะเย็นกว่าพื้นที่ที่อยู่เหนือแม่พิมพ์โดยตรง บริเวณเหนือแม่พิมพ์เรียกว่าจุดร้อน เนื่องจากแม่พิมพ์ที่อยู่ด้านล่างได้รับความร้อนโดยตรง ภาพสองภาพด้านล่างแสดงให้เห็นว่าจุดร้อนคืออะไร แม้ว่าจะดูเรียบง่ายเกินไปก็ตาม ความเป็นจริงไม่ใช่เรื่องง่าย คอร์ของ CPU อาจโหลดต่างกัน และยังมีปัญหาเกี่ยวกับกราฟิกออนไดย์ ซึ่งอาจใช้งานมากกว่าหรือน้อยกว่าคอร์ในการประมวลผล แต่ลองดูที่แม่พิมพ์โดยรวมและตัวกระจายความร้อนที่อยู่ด้านบนเมื่อมองจากด้านบน

เนื่องจากเทคโนโลยีการผลิตชั้นนำในอุตสาหกรรม 22 นาโนเมตร ซีพียูของ Intel จึงมีฮ็อตสปอตที่เล็กกว่าซีพียู AMD และคุณควรคำนึงถึงเรื่องนี้ด้วยเมื่อเลือกฮีตซิงก์ ท้ายที่สุด คุณต้องกระจายความร้อนออกจากจุดร้อนก่อนเป็นสำคัญ

ประโยชน์และข้อเสียของ DHT Coolers

ตัวระบายความร้อน CPU ที่มีท่อความร้อนแบนราบเป็นแฟชั่นล่าสุด พวกเขาประหยัดเงินได้บ้างในระหว่างการผลิต ซึ่งฝ่ายการตลาดจะขายให้กับลูกค้าเป็นคุณลักษณะที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ แต่มีข้อเสียในการออกแบบกลไกนี้ ลองพิจารณาตัวทำความเย็นที่มีท่อระบายความร้อนสี่ท่อ เช่น Xigmatek Achilles ในภาพด้านล่าง ท่อความร้อนชั้นนอกสุดพลาดจุดร้อนอย่างสมบูรณ์ แม้แต่ฮีทไปป์ที่อยู่ด้านในสุดสองท่อก็ครอบคลุมฮอตสปอตแคบๆ ของ CPU ที่ใช้ Ivy Bridge ได้เพียงบางส่วนเท่านั้น นอกจากจะเป็นการดูถูกการบาดเจ็บแล้ว ตัวทำความเย็นโดยทั่วไปไม่สามารถหมุนได้ 90 องศา

ถ้าเราเปลี่ยนฮีตซิงก์ได้ เราก็จะทำให้สถานการณ์นี้ดีขึ้น โดยทั่วไปแล้วซีพียูของ AMD จะไม่ได้รับผลกระทบเนื่องจากพื้นที่ดายที่ใหญ่ขึ้นและการวางแนวของซีพียู ในกรณีส่วนใหญ่ ท่อความร้อนทั้งหมดจะตัดผ่านจุดร้อนรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า หากคุณต้องการตัวทำความเย็นแบบ DHT ให้พิจารณาหนึ่งตัวที่มีท่อความร้อนห้าตัวสำหรับซีพียู Intel ที่ทันสมัยกว่า และพยายามหลีกเลี่ยงการออกแบบที่มีช่องว่างขนาดใหญ่ระหว่างท่อพื้นเรียบ

การประเมินระหว่างกาล

เพียงแค่เลือกคูลเลอร์ที่ไม่เหมาะสม คุณก็จะสูญเสียประสิทธิภาพการระบายความร้อนได้มากกว่าสารประกอบที่แพงที่สุดที่จะกลับมาได้อีก! แต่มีข่าวร้ายมากขึ้น เรามาดูกันว่าเกิดอะไรขึ้นระหว่างตัวกระจายความร้อนและตัวระบายความร้อน