Испытание термопаст. STARS-801.

С течением времени все больше и больше «горячих» компонентов появляется вокруг нас. И область применения термопасты медленно, но верно расширяется, поэтому китайцы пропорционально увеличивают количество предложений. Но насколько можно доверять заявленным характеристикам? Цены ведь очень разные, но всегда ли они оправданы? Я решил найти для себя ответы на эти вопросы.

Моя работа связана с ремонтом и обслуживанием компьютеров, а хобби связано с экспериментами. В том числе с LED COB, которые имеют свойство греться. Ранее для своих целей я использовал либо «старую добрую» КПТ-8, либо «стратегические запасы» пасты Zalman. Но Zalman закончилась, а КПТ-8 существенно подорожала у наших любителей быстрого заработка с местного рынка «ритейлеров». Решением выглядел заказ термопасты в Китае. И тут, как это обычно бывает на eBay, я увидел очень контрастную картину: море наименований и характеристик и большой диапазон цен даже на один и тот же продукт с «отснятым под копирку» описанием. Было весьма сложно определиться, что именно купить. Решил попробовать для начала относительно дешевую «Halnziye HY510» в варианте «Grey» (другие варианты HY510 (но иногда они называется, например, HY410 и т.д.) имели более слабые даже заявленные характеристики). Минимальная цена на «серую» составляет $0.99 за 19 грамм.

Вроде неплохо. Заявленные характеристики даже лучше, чем у КПТ-8. Но позже, когда я уже заказал эту пасту, я нашел героя обзора. Но цена была значительно выше – около $7.80. Решил заказать и ее, для себя решив, что она будет использоваться только по «большим церковным праздникам». Что собой представляет ST801:

К сожалению, я не могу оценить истинный вес содержимого в обоих случаях, поскольку контейнеры с содержимым у меня к моменту испытаний были уже весьма «початыми». Однако могу сказать, что ST801 была заполненной почти до краев по прибытии, в то время как HY510 в большинстве случаев продавцы стали присылать наполовину заполненными (первый же раз мне прислали баночку, заполненную почти до краев), следовательно, истинный вес, полагаю, составляет около 10 граммов. Другими словами, на сегодняшний день заявленный вес ST801 – похож на правду, а вес HY510 – отнюдь.

По истечении некоторого времени пользования этими пастами я засомневался в том, насколько эти пасты вообще хороши. Реальные ли характеристики были заявлены? Найти в пользование оборудование для измерения абсолютных характеристик термопасты не представлялось возможным, поскольку оборудование дорогое и очень узкоспециализированное. Поэтому я решил проверить относительные характеристики самостоятельно. Для проверки я выбрал следующие компоненты:

• процессор Intel Celeron D 336 (LGA775)
• материнская плата MSI MS-7235
• охладитель Cooler Master (вероятно, одна из ранних ревизий Hyper 412 PWM)
• инфракрасный термометр («НИМБУС» ссылка на термометр )
• китайский термометр (только для сверки правильности «порядка цифр» «НИМБУСа»)
• преобразователь напряжения для вентилятора охладителя (регулируемый) (ссылка на продавца)

Выбор процессора был обусловлен тем, что «прослойкой» между его крышкой и ядром является не термопаста, а припой – насколько я понял, индий. Сам крышку процессора не срезал, а воспользовался вот этой информацией. Чем плоха термопаста по сравнению с припоем? Тем, что она со временем высыхает, таким образом, отвод тепла даже к крышке процессора становится весьма посредственным. С этой-то проблемой я и столкнулся, когда до Celeron в испытаниях пытался использовать известную «печку» — AMD Athlon 6000 X2. Первое же испытание менее чем через минуту «нагрузки» показало температуру на основании охладителя около 40 градусов, в то время как температура ядер, согласно встроенным в них термодатчикам, достигала 85 градусов, что быстро приводило к защитному отключению питания. Именно поэтому я был вынужден использовать Celeron – максимум, что нашел с «припоем».

Выбор материнской платы был обусловлен лишь тем, что плата рассчитана под LGA775, то есть почти ничем.

Выбор охладителя (кулера) был обусловлен тем, что он является «Direct heat-pipe» охладителем, то есть используется непосредственный тепловой контакт между крышкой процессора и тепловыми трубами. Таким образом, достаточно неплохая площадь рассеивания вкупе с четырьмя тепловыми трубами и 120-мм вентилятором вселяла уверенность, что теплообмен с «окружающей средой» будет эффективным.

Выбор инфракрасного термометра был обусловлен лишь тем, что он был под рукой. Заявленная максимальная погрешность составляет около 2 градусов. Он был единым для всех испытаний. Другими словами, точных абсолютных показаний от него добиться может и не совсем реально, однако, для относительных он вполне годен.

Выбор электронного термометра был обусловлен желанием знать хотя бы «порядок цифр» температуры основания охладителя процессора. Это лишь для подстраховки от того, что инфракрасный термометр будет «нести чушь». Показания этого термометра никак не отражены в сводных данных.

Выбор преобразователя напряжения был обусловлен лишь тем, что мне необходим был регулятор, позволяющий выставить минимальные обороты вентилятора.

Испытания предполагалось проводить в 2 этапа:

• при полной скорости вращения вентилятора на охладителе;
• при самой минимальной скорости вентилятора, при которой он мог хотя бы поддерживать обороты самостоятельно.

Первый этап, по замыслу, должен иллюстрировать применяемый на практике режим «компьютер используется в качестве удаленного сервера и находится в гараже / на чердаке / в подвале / etc и уровень шума не важен». Соответственно, второй этап (режим) – «компьютер находится в доме, и лучше бы ему, наконец, «заткнуться»».

Думаю, будет не лишним упомянуть, что измерения производились в серверной, и кондиционер ради измерений был выставлен на поддержание температуры 24 градуса («среднепотолочное» значение для большинства жилищ). Следовательно, температура воздуха в «окружающей среде» была достаточно стабильной. Также упомяну, что испытания проводились не в корпусе системного блока, а просто на столе, на «открытом воздухе».

В испытаниях участвовали следующие термопасты:

• КПТ-8 (заявленная теплопроводность: 0.65 … 1.0 Вт/м-К)
• HY510 (заявленная Теплопроводность: 1.93 Вт/м-К)
• ST801 (заявленная Теплопроводность: 3.8 Вт/м-К)
• Thermalright Chill Factor (заявленная теплопроводность неизвестна, комплектная паста от кулера Macho HR-02)
• Arctic MX-2 (заявленная теплопроводность: 5.6 Вт/м-К)
• noname паста от какого-то китайского кулера (заявленная теплопроводность неизвестна)

Теперь о порядке испытаний. На свежеустановленном охладителе с полными оборотами вентилятора загружается ОС, запускается AIDA64, выжидается минут 10 для «устаканивания» температуры без нагрузки. Записываются показания температуры согласно встроенного в процессор термодатчика, замеряется температура у основания медной тепловой трубки при помощи НИМБУСа, сверяется порядок цифр с электронным термометром. Записываются показания температуры согласно НИМБУСа. Выбирается режим «Тест стабильности системы» в AIDA64 на 4…5 минут. Измеряется, фиксируется в записях. Выключается режим теста стабильности (снимается нагрузка с процессора). Несколько минут охлаждается до «устаканивания», после этого вентилятор переводится на минимальные обороты, снова «устаканивание» температуры, и тест повторяется (с минимальными оборотами вентилятора).

Вот что получилось.

Данные я свел в таблицу. «INT» есть температура согласно встроенному в процессор термодатчику. «AVG» есть среднее значение температуры за промежуток времени согласно AIDA64. «EXT» есть значение температуры, измеренное при помощи НИМБУСа. «LOW FAN» есть режим работы вентилятора на минимальных оборотах. Я не ставил перед собой задачу узнать точную величину оборотов вентилятора, следовательно, провод тахометра не подключался. Это было просто симуляция режима максимально возможной тишины при условии работы вентилятора. «FULL FAN» есть режим работы вентилятора на максимально доступных оборотах – без разрешения “Smart FAN Control” в BIOS setup.


Лично мне показалось, что «сухие цифры» отражают ситуацию не очень наглядно, хотя, безусловно, есть на что посмотреть. На данном этапе каждый вправе делать свои выводы и умозаключения. Однако для себя я решил сделать еще одну таблицу. Возможно, мои методы вычислений и заполнения следующей таблицы кому-то покажутся странными, нерациональными, необоснованными и т.д., но я повторюсь: таблица сделана для себя. Я просто ей делюсь. Таблица же с сухими цифрами – выше.


Первая строка есть среднее значение температуры (согласно скриншотов AIDA64) за промежуток времени, когда процессор находился под нагрузкой (около 4…5 минут). Фактически, это дублирование соответствующих значений из первой таблицы. Вторая строка характеризует разницу между физически измеренной НИМБУСом температурой и средней температурой процессора под нагрузкой (если так можно сказать, сколько градусов «теряется» в измеренной физически величине относительно средней). Почему именно средней, а не максимальной? Потому что радиатор охладителя, тем более с тепловыми трубками, наполненными маслом (как я это себе представляю), имеет некоторую «тепловую инерционность» (теплоемкость). Следовательно, сравнивать «пиковые» значения температуры ядра (в узком смысле слова «пиковые») было бы не совсем показательно в данном случае, поскольку радиатор вносит «смуту», нелинейность в график зависимости температуры от времени. Как я и предупреждал, кто-то может счесть метод несколько специфичным, однако он идентичен для всех сравниваемых термопаст. Следующая строка показывает, сколько в процентном отношении составляют цифры второй строки («потерянные градусы») относительно средней температуры. Ну и, наконец, последняя строка. Обобщение температур для режимов «FULL FAN» и «LOW FAN». Дело в том, что показательно высчитать «в среднем» — задача всегда непростая. Чтобы не плодить «средних температур по больнице», важно учитывать некоторые ключевые факторы. В данном случае я применил среднее геометрическое, которое, как правило, применяется при определении средних относительных изменений. Таким образом, последняя строка есть «потери в среднем».

Считаю, что во второй таблице я увеличил наглядность «картины в целом», сделав более «удобоваримую» альтернативу «сухим цифрам». Также напоминаю, что все цифры – относительные, поскольку инфракрасный термометр имеет погрешность. Какая же из таблиц «ближе» Вам – решайте самостоятельно.

Небольшое обновление. По просьбам участников обсуждения выкладываю этап тестирования без использования термопасты в «тело» обзора.

Прискорбно. Было как-то не по себе бездействовать, когда видел Thermal throttling.
Вот дополнения в виде таблиц:

---

Итак, выводы. А конкретнее, какие выводы сделал для себя я.

• Я нашел отличную пасту для «больших церковных праздников» – Arctic MX-2. Однако я поищу еще Arctic MX-4, которая, предположительно, еще лучше. Но… дорого!
• Очевидно, что пасты КПТ-8 и HY510 близки по параметрам. Глядя на значения из первой таблицы, я убеждаюсь в родственности их теплопроводных характеристик. Разумеется, никаких заявленных характеристик паста HY510 не проявляет. Жаль. Во всяком случае, альтернатива КПТ-8 для меня найдена.
• Герой обзора – ST801 – оказалась весьма неплохой пастой, показав близкие по теплопроводности характеристики с Thermalright Chill Factor и сравнимые с Arctic MX-2. Очевидно, что эти две пасты (ST801 и Chill Factor) – далеко не «топовые». Однако для большинства задач с не сильно «горячими» компонентами отлично пригодятся. Более того, ситуацию сильно улучшает тот факт, что цена целой упаковки ST801 сравнима с ценой всего 8 граммов «лидера» (Arctic MX-2), а по характеристикам лидеру не сильно уступает.

На всякий случай хочу пояснить выражение «большой церковный праздник». Не сочтите за грубость или какой-либо намек, но это просто выражение. Я никоим образом не ставил целью кого-либо обидеть или доставить какой-либо моральный дискомфорт. Если таковой дискомфорт появился – прошу меня простить.

Не знаю, имеет ли смысл писать, что это мой первый обзор на PlusPda. Ведь информация есть информация, независимо от «новичковости» или «старожилости» автора. Заметите серьезные огрехи – пишите. Будут вопросы – задавайте.

Спасибо, что уделили время. Всем добра!