Что будет если не менять термопасту на видеокарте
Первый звоночек, что пора менять термопасту в видеокарте и процессоре!
Всех приветствую, сегодня у нас немного иная тема. Из всех разложенных вокруг современных компьютеров граблей наиболее часто наступают на те, что носят название «перегрев». Что это значит, сейчас объясню.
Зайду я с конца. То есть с обозначения ситуации, когда звенит первый звонок, что пора поменять термопасту. А он звучит ровно в тот момент, когда вы заметите, что вентиляторы на кулере видеокарты или на процессоре стали издавать больше шума. Теперь они и вращаются быстрее и производительность что-то стала хуже. Это первый симптом перегрева. Лучше не ждать последствий и заняться обслуживанием своей системы. Почистить вентиляционные отверстия, пропылесосить корпус и поменять-таки подсохшую термопасту. Почему эту пасту надо менять, почему она высыхает – сейчас объясню.
Физика нагрева проводника
Любой проводник, либо полупроводник при прохождении через него электрического тока начинает выделять тепло. Количество выделяющейся энергии описывает закон Джоуля–Ленца, который учитывает силу тока, сопротивление и время.
Формула такая Q = I² × R × t. Здесь Q – количество выделившегося тепла, I – сила тока, R – сопротивление проводника, ну и t – это время, на которое проводник подвергается воздействию тока. Очевидно, что чем больше промежуток времени, за который ток проходит через проводник, тем сильнее нагревается последний. Даже сверхпроводник будет нагреваться, ведь нулевое сопротивление – это из разряда фантастики, как и нулевая сила трения. В общем, вывод из всего вышесказанного прост, все, что проводит электрический ток – греется. В том числе и полупроводниковые транзисторы, из которых состоят процессоры в наших любимых домашних компьютерах.
Ядра мощных интегральных схем пропускают через себя большое количество слабых по напряжению, но высоких по силе токов. Тепловыделение при таком процессе – бешеное. И греются транзисторы под напряжением охотно и много. И тут стоит вспомнить еще одно свойство проводников – от нагрева сопротивление материала падает, и он проводит еще больше тока за единицу времени, увеличивая нагрев. А перегретый транзистор теряет свои свойства. Собственно, именно из-за такого нагрева в 2005 году, получив от одной интегральной схемы на полупроводниках максимум частоты в 3 гигагерца, технологический процесс стал более тонким. Это в свою очередь позволило вмещать больше интегральных схем на единицу площади. И теперь мы видим многоядерные процессоры Intel и AMD.
Грабли по имени «перегрев»
Эта небольшая лекция по физике полупроводников нужна была, чтобы объяснить суть граблей, на которые наступают многие. Не обеспечивая достаточное охлаждение своим кремниевым друзьям (а полупроводники в процессорах – это кремний с примесями редкоземельных элементов) мы тем самым вызываем их деградацию и, в конечном итоге, критические изменения в структуре схем, после которых процессор не сможет работать.
Самые больше нагрузки в системе персонального компьютера, естественно, несут самые производительные микросхемы – центральный процессор и графический процессор видеокарты. И именно их охлаждением пренебрегать не следует.
В этом обзоре будет рассказано о некоторых мифах, бытующих в Интернете, несмотря на безграничные возможности по поиску объективной информации. Проведем ликбез – ликвидацию безграмотности.
Паста как термоинтерфейс
Миф №1
Миф номер раз гласит: «Чтобы обеспечить наилучшую теплопередачу, необходимо отшлифовать поверхность теплораспределительной крышки процессора и пятки радиатора до зеркального блеска». Это, к сожалению, полуправда, поэтому многие действительно начинают драить медяшку. Только джинна не вызвать, и все усилия пропадут втуне, так как гладкая поверхность не гарантирует ровности относительно плоскости. Соответственно, не плоские, но гладкие поверхности будут иметь неравномерную плотность прилегания, в отличии от шероховатых, но плоскопараллельных. И зачем делать бессмысленную работу?
Миф №2
Второй миф связан с количеством наносимой термопасты. И тут, в лучших традициях устного фольклора, есть два варианта заблуждения. Один призывает наносить пасту тонким-тонким слоем, другой с точностью до наоборот вопит: чем толще, тем лучше.
А я вам так скажу. Размером и толщиной меряются в других состязаниях. В нормальной системе охлаждения главное, что термоинтерфейс есть, и он гарантирует отсутствие участков с плохой теплопередачей. А вот чисто с гигиенической точки зрения лучше все-таки нанести тонкий слой, который не растечется из-под пятки кулера. Ведь лишняя грязь на сокете – это не очень приятно.
Миф №3
И, наконец, есть еще один популярный миф, который, как и первый, содержит в себе полуправду, и выглядит очень убедительно. На просторах Интернета я подцепил такое утверждение: термопасту вообще менять не надо.
Цитирую адепта этого мнения дословно: «Термопаста – это паста, а паста – это дисперсная система из порошка и жидкости. Жидкость в термопасте нужна для удобства использования, а именно, нанесения, а также для возможности приобретения рельефа соприкасающихся деталей… В теплопередаче жидкость, скорее, негативный персонаж, чем полезный. Естественно, в сравнении с твердыми теплопроводящими материалами.
Большой минус высохшей термопасты заключается лишь в потере способности принимать форму поверхности. Это пагубно сказывается на охлаждении, например, после случайного, даже незначительного шевеления радиатора в результате чего происходит незначительное смещение поверхности затвердевший пасты и металла. Смещение незначительное в геометрическом понимании, но образовавшегося воздушного зазора хватает для перегрева».
Сеанс магии с разоблачением
Разберемся по порядку. Утверждение о низкой теплопроводимости воды в сравнении с металлами – бесспорно, но этот постулат звучит как «масло масляное». А вот дальше, упирая на физику, автор почему-то забывает о химии. Высохшая термопаста почему-то хуже проводит тепло, действуя скорее, как изолятор, нежели как проводник. А почему? Убрав воду или иную жидкость из дисперсной системы, которой по сути является термопаста, мы уничтожаем дисперсную среду, оставляя только так называемую фазу, вещество в раздробленном состоянии. Частички фазы не смогут составить монолит, иначе была бы невозможна сама система.
Но что-то меня совсем понесло в заумь. Есть объяснение попроще, совсем по-детсадовски. Если развести «квачу» из песка и воды и оставить после прогулки на площадке, то завтра там останется только песок.
В общем, высохшая термопаста – это такой же немонолитный песок, который, как ты ни бейся, будет проводить тепло много хуже, чем рабочая, вязкая паста.
Под активным воздействием тепла высыхать будет любой дисперсный термоинтерфейс. Качественные пасты теряют свои свойства медленнее. Но рано или поздно звенит он, первый звоночек, что термопасту пора бы и поменять.
Стоит ли производить замену термопасты на видеокарте?
Активная эксплуатация персонального компьютера часто сопровождается некоторыми неприятными явлениями в виде усиления уровня шума, нестабильности изображения на мониторе, вплоть до «зависания» картинки. Со временем положение усугубляется. Компьютер начинает самопроизвольно перезагружаться или выключаться с полной потерей несохранённых данных.
В большинстве случаев, такое поведение вызвано перегревом графического процессора на видеокарте из-за плохого отвода тепла от поверхности чипа.
Краткое описание проблемы
Видеокарта в персональном компьютере служит для преобразования и передачи на монитор графических образов, создаваемых центральным или графическим процессором. Данное устройство ещё называют видеоадаптером, графическим адаптером, графической картой.
Графический процессор является главным элементом видеокарты. Возможности графической карты напрямую зависят от качества и скорости его работы.
Как и центральный процессор, видеопроцессор имеет систему охлаждения. Нормальная работа устройства возможна только в определённом температурном режиме. Перегрев GPU способен быстро вывести его из строя. В процессе работы графический процессор сильно разогревается.
Система охлаждения видеокарты предназначена для отвода тепла от видеопроцессора и видеопамяти. Главными элементами системы являются радиатор и вентилятор. Всё вместе называется кулером.
Радиатор изготавливается из металла, хорошо принимающего и отдающего тепло, часто изготавливается из алюминиевых сплавов. Для увеличения эффективной площади рассеивания тепла в окружающую атмосферу радиатор делается из единой заготовки с нарезкой множества рёбер внушительной площади. Рёбра обдувает направленный поток воздуха, создаваемый электрическим вентилятором, установленным на радиаторе.
Эффективность работы всей системы зависит от скорости передачи тепла на стыке между поверхностью чипа и плоскостью радиатора. Для этого соприкасаемые поверхности шлифуют и полируют. Оставшаяся шероховатость до 5 мкм не обеспечивает надёжного теплового контакта, а воздушный промежуток имеет очень низкую теплопроводность. Для улучшения теплопроводности стык между процессором и радиатором собирается с использованием специальной теплопроводной пасты. Перед сборкой соединения паста тонким слоем наносится на контактирующие поверхности, обеспечивая наиболее плотное соединение деталей, вытесняя воздух из всех микроскопических трещин и шероховатостей.
Теплопроводная паста имеет свойство высыхать со временем и терять эластичность от воздействия высоких температур. Высохшая паста не даёт нужной теплопроводности, в ней образуются микротрещины, заполненные воздухом. Вследствие этого повышается температура процессора. Графический процессор при максимальной нагрузке не должен разогреваться выше 70-90 о С. В противном случае он станет тормозить или выйдет из строя.
Первым признаком перегрева является сильный шум вентилятора. Не прекращающийся после чистки кулера шум является основным сигналом к замене термопасты.
Положительные аспекты замены
Замена высохшей термопасты в системе охлаждения видеокарты позволит устранить ряд проблем в работе компьютера:
Процессор после замены пасты станет работать в нормальном температурном режиме от 40 до 80 о С.
Если до ремонта пришлось уменьшать разрешение монитора и размер картинки для поддержания устойчивой работы видеокарты, то после проведённой профилактики можно будет вернуть настройки в нормальный режим. При этом параметры картинки стабилизируются, качество заметно улучшится.
Работа графического процессора с перегревом приведёт к его поломке. Скорее всего, потребуется покупка и установка новой видеокарты, что ощутимо ударит по бюджету. Стоимость нового высокопроизводительного адаптера скоростного ПК может доходить до 60 тыс. руб., а у профессиональных машин до 200 тыс. руб. и более. Своевременная замена термопасты поможет продлить жизнь устройству и сэкономить средства.
С ростом температуры процессора кулер увеличивает частоту вращения вентилятора с целью повышения скорости воздушного потока, обдувающего радиатор. Соответственно увеличивается уровень шума. Даже самый качественный вентилятор при работе на пределе возможностей будет издавать аэродинамические шумы, раздражающие любого пользователя. Замена теплопроводной пасты восстановит нормальный режим теплопередачи, шум от кулера исчезнет или значительно снизится.
Любой компьютер является потребителем электроэнергии. Современные устройства при работе в нормальном режиме не потребляют много электроэнергии. Потребляемая мощность системного блока бытового игрового ПК не превышает 300-400 Вт. При этом мощность видеокарт составляет 50-70% общего значения. Неисправности в системном блоке ведут к резкому увеличению потребления электричества. Дополнительная мощность рассеивается на нагревании «больных» компонентов, при активной работе систем охлаждения ЦП и ГП. Общая потребляемая мощность неисправного компьютера увеличивается в 1,5-2 раза. Повышенная нагрузка вызывает срабатывание систем защиты блока питания с выключением или перезагрузкой ПК.
Возможные нежелательные последствия
Наряду с положительными эффектами, замена термопасты на видеокарте иногда сопровождается нежелательными последствиями. Мероприятие является не всегда предсказуемым по причине наличия некоторых факторов риска. Основными из них являются:
Высыхание термопасты приводит к склеиванию поверхностей чипсета и радиатора. В такой ситуации их не возможно разделить без механического воздействия. В ходе работ по разъединению процессор может пострадать, стать полностью неработоспособным. Визуально трудно определить состояние соединения в целом. Многое становится понятным только в процессе работы во время попыток разъединения компонентов. При этом надо понимать, что процесс разделения деталей наносит ещё больший ущерб качеству соединения.
После механического воздействия в зоне контакта появятся микротрещины и поры, заполненные воздухом. Теплопередача на стыке деталей ухудшится, ещё функционирующее устройство может моментально выйти из строя после включения ПК. По этой причине не имеет смысла останавливаться на половине пути. Нужно обязательно разъединить детали и заменить теплопроводящую пасту.
Непрофессиональное вмешательство ведёт к появлению микроскопических трещин на печатной плате, механическим повреждениям мелкой электроники видеокарты или компонентов рядом находящихся блоков.
Работа с ПК без применения специальных устройств защиты от статического электричества часто сопровождается электростатическим пробоем чувствительных электронных компонентов, как на самой видеокарте, так и на других платах.
После подобного вмешательства о сохранении гарантии не может быть и речи. Поэтому работу лучше выполнять в специализированной организации. Мастерская даст свою гарантию на видеокарту, в процессе работы бесплатно заменит повреждённые мастером детали.
Разборка видеокарты может потребовать переустановки драйверов и (или) программного обеспечения. Если оригинальное ПО видеокарты сохранилось, то проблемы не существует, нужно лишь запустить процесс переустановки. Оригинальное ПО можно бесплатно скачать с сайта производителя видеокарты, а затем самостоятельно его установить. Снятые с выпуска устройства производитель программно не поддерживает, найти корректно работающие драйверы будет трудно.
В некоторых случаях потребуется перенастройка параметров системы ввода-вывода компьютера BIOS.
Выводы и полезные советы
Вопрос целесообразности замены теплоинтерфейса на видеокарте не является однозначным. Решение принимается только после детального изучения проблемы. В зависимости от обстоятельств может быть несколько вариантов развития событий:
9 Мифов о термопасте
Миф №1. Термопасту нужно наносить на крышку процессора обязательно крестиком, кружком или звездочкой (нужное подчеркнуть, ненужное вычеркнуть).
Цель термопасты — эффективно передать тепло от горячего процессора или видеочипа к радиатору кулера, чтобы тот его рассеял. При этом теплопроводные свойства термопасты ощутимо меньше, чем у большинства металлов, но все же гораздо выше, чем у воздуха. Отсюда вытекает простой вывод: наносить термопасту нужно тонким ровным слоем без пустот.
Очевидно, что всякие художества на крышке процессора этого могут и не обеспечить: например, банальная капля в центре может оставить края CPU неприкрытыми, потенциально уменьшая площадь, с которой может забираться тепло, и тем самым увеличивая температуру камня. Про всякие кружочки, квадратики и прочие произведения искусства и говорить нечего — могут получиться пустоты вообще в центре крышки, а вы будете долго гадать, почему ваш процессор под мощной башней с дорогой термопастой греется до 100 градусов.
Так что если вы хотите избежать проблем с этим — найдите ненужную кредитку или другую пластиковую карту, и аккуратно размажьте термопасту тонким слоем по всей крышке. Долго, скажете вы? Ну, зато точно не придется вновь разбирать ПК из-за перегрева, дабы уже нормально нанести хладомазь.
Миф №2. Дорогая термопаста позволит сэкономить на кулере
Как я уже писал, цель термопасты — это эффективно передать тепло от крышки CPU радиатору кулера. Да, разумеется дорогие термопасты с более высокой теплопроводностью будут делать это лучше, но они никак не помогут охладить горячий камень, если не справляется сам кулер, так как именно последний отвечает за охлаждение.
Поэтому увы, но Arctic MX4 не поможет боксовому кулеру охладить Core i9 — сей кусок алюминия быстро нагреется и процессор начнет троттлить. Поэтому в любом случае берите охлаждение, максимальный уровень рассеиваемого тепла которого выше TDP вашего процессора.
Миф №3. Термопасты — это мировой заговор: что у процессора, что у радиатора контактные поверхности гладкие, так что хладомазь не нужна.
Гладкие они только для наших глаз, а вот под микроскопом они будут похожи на типичную российскую дорогу, всю в колдобинах и ямах. Поэтому если не использовать термопасту, то площадь контакта подошвы кулера и крышки процессора будет ощутимо меньше последней, а в пустотах между ними будет скапливаться воздух с очень низкой теплопроводностью. Термопаста для того и нужна, чтобы заполнить собой эти полости, ведь она передает тепло куда лучше, чем воздух.
Разумеется, если у вас стоит какой-нибудь Celeron под мощным суперкулером, то скорее всего даже небольшой площади контакта действительно хватит, чтобы охладить процессор. Но если мы берем реальные системы, то термопаста нужна в обязательном порядке — в противном случае вы рискуете получить под 100 градусов на CPU даже на рабочем столе.
Миф №4. Дорогие термопасты не нужны, я всю жизнь мажу КПТ-8 и проблем не знаю.
Все очень сильно зависит от процессора. Если у вас простой чип с 2-4 ядрами и низкими частотами, то поток тепла через крышку будет низок, и даже различные графитовые смазки вполне справятся с поставленной задачей. Но если мы берем различные Core i9 или Ryzen 9, которые имеют реальные TDP под нагрузкой нередко больше 200 Вт, неэффективная термопаста просто не сможет передать такой поток тепла с крышки на радиатор, из-за чего CPU будет греться больше.
Вот и получается, что в случае с дешевыми кулерами дорогая высокоэффективная термопаста не поможет, а в случае с мощными системами охлаждения дешевая термопаста все испортит. Насколько сильно? Разница может составлять до 4-5 градусов. Конечно, в играх это не критично, но например в рабочих задачах процессоры нередко могут греться до 90 градусов, и тут такая разница может быть фатальной.
Так что если учесть, что разница между граммовыми шприцами с дешевой и дорогой термопастами нередко составляет всего несколько сотен рублей, при сборке дорогого ПК уж точно не стоит экономить на хладомази.
Миф №5. Термопаста — прошлый век, нужно наносить жидкий металл.
Термоинтерфейс из жидкого металла плавится при температуре ниже комнатной, из-за чего вы в прямом смысле того слова можете держать в руках расплав. И разумеется его теплопроводные свойства нередко на порядок выше, чем у лучших термопаст — получается, что и температура процессора с ним должна быть ниже?
Не совсем. Жидкий металл действительно снижает температуру там, где нужно передать большое количество тепла с маленькой площади — например, с кристалла процессора на крышку. Поэтому скальпирование процессоров с терможвачками под крышкой и замена так называемого пластичного термоинтерфейса на жидкий металл действительно имеет смысл: площадь кристалла CPU в несколько раз меньше площади крышки, а передать нужно нередко пару сотен ватт тепла. Поэтому в таком случае жидкий металл с крайне высокой теплопроводностью может снизить конечную температуру процессора нередко на внушительные 15-20 градусов.
А вот просто втирать жидкий металл в крышку процессора смысла нет — в сравнении с хорошей термопастой вы выиграете от силы 1-2 градуса. Почему? Все просто — сама крышка процессора достаточно большая, и снять с нее те же пару сотен ватт гораздо проще, чем с небольшого кристалла. И в таком случае с передачей тепла отлично справляются и термопасты, жидкий металл оказывается избыточен и даже вреден.
Почему вреден? Во-первых, жидкий металл отлично проводит ток. Так что если вы при его нанесении случайно капнете на плату, или он выдавится из-под радиатора и попадет в сокет — вы в лучшем случае пойдете за новым CPU, в худшем еще и за материнкой.
Во-вторых, жидкий металл химически активен — одна его капля всего за сутки может превратить прочный алюминиевый радиатор в труху: вы в прямом смысле слова сможете крошить его пальцами. С медью процесс схож, но идет гораздо медленнее. Однако в течение года вы скорее всего увидите, что температура процессора снова выросла, а сняв радиатор заметите следы черного сплава на медном основании вашего кулера.
Миф №6. Термопасту нужно менять раз в год.
Обычно полный совет выглядит как «раз в год нужно чистить компьютер и менять термопасту», и кочует он из блога в блог на протяжение уже второго десятилетия. И если первая часть совета действительно имеет смысл — за год компьютер может запылиться, то вторая — бессмысленна с современными термопастами. Все дело в том, что даже дешевые хладомази нередко остаются жидкими на протяжении нескольких лет, а те же известные Arctic MX4 или Noctua NT-H1 не теряют своих свойств и по 5 лет. Поэтому, сняв радиатор спустя год после сборки ПК, вы скорее всего увидите термопасту в том же виде, что и год назад.
И совет тут прост — менять термопасту стоит только в том случае, если температура CPU или GPU выросла, а чистка радиатора не помогает. В профилактической замене хладомази каждый год смысла нет никакого.
Миф №7. Термопасты, идущие в комплекте с кулерами, плохого качества и их нужно стирать или выкидывать.
В данном случае сложно сказать, откуда идет миф. Возможно, его придумали разочарованные пользователи, купившие дешевые бруски алюминия с нанесенной термопастой в пару к горячим Core i7 или Ryzen 7 и получившие в результате высокие температуры при работе. Однако, как я уже объяснил, термопаста на крышке неспособна сильно влиять на температуру CPU, поэтому винить в данном случае стоит имеенно плохой кулер, а не некачественную хладомазь.
Что касается качества комплектных термопаст, то обычно они соответствуют уровню кулера: очевидно, что к простому народному GAMMAXX 200T никто не поставит в пару 16-ядерный Ryzen 9 5950X, а такой же народный Ryzen 3 3100 не настолько горяч и жорист, чтобы недорогая комплектная термопаста играла тут хоть какую-то роль.
Миф №8. Термопаста в шприце густая и плохо мажется? Значит, она низкокачественная или неправильно хранилась, использовать ее не стоит.
Видимо, такие советы дают люди, всю жизнь использовавшие КПТ-8, которая действительно достаточно жидкая. На деле в термопастах используются различные оксиды металлов — например, цинка или алюминия, и связующие их масла с низкой испаряемостью. И, разумеется, от концетрации входящих веществ сильно зависит получаемая вязкость термопасты.
Так что на деле густая и плохо мажущаяся хладомазь вовсе не является плохой — просто ее производитель выбрал такой состав. Причем нередко такие термопасты оказываются более энергоэффективными, чем более жидкие, потому что в них меньше плохо проводящих тепло масел. Так что главное нанести такую термопасту правильно, не бросив процесс на пол пути.
Миф №9. Зачем нужны термопасты за несколько сотен рублей, когда есть зубная паста аквафреш за полтинник?
О, эта зубная паста, о которой не говорил только ленивый. И ведь она частенько работает — даже у нас в обзоре RTX 3080 температуры с ней оказались сравнимыми с заводской термопастой на далеко не самой дешевой видеокарте линейки ASUS TUF. Так почему же зубная паста действительно работает?
Все просто потому что в ней содержится ментол! Шучу конечно — она, как и любая термопаста, заполняет собой неровности. При этом вода в ней, очевидно, проводит тепло гораздо лучше воздуха, а ее теплоемкость вообще близка к рекордной. Поэтому зубная паста действительно может показать себя на уровне неплохой термопасты — но только до тех пор, пока не испарится вода.
А произойдет это при рабочих температурах в 60-80 градусов максимум за сутки, и в результате зубная паста превратится в зубной порошок, теплопроводные свойства которого крайне сомнительны. При этом масла в термопастах, очевидно, куда более долговечные. Так что да, в кратковременных тестах зубная паста действительно тащит, но уже через несколько часов вы поймете, что экономить на термопасте не стоило.
Как видите, мифов о термопастах хватает, и, мы надеемся, развеяли большинство самых популярных из них. Знаете какие-либо еще? Пишите о них в комментариях.