Chcąc się dowiedzieć jakie pasty termoprzewodzące spisują się najlepiej na procesorach CPU oraz procesorach graficznych GPU, oglądałem na Youtube kilka fimików, które dotyczyły smarowania różnymi pastami i różnych sposobów powlekania procesora pastą. Wszyscy testerzy, których filmy oglądałem, przyjęli metodę posmarowania procesora i sprawdzenia jego temperatury podczas pracy w "stresie" (czyli maksymalnym obciążeniu). Ku ich zdziwieniu, niezależnie od zastosowanej pasty i metody jej rozprowadzania po powierzchni procesora, temperatura była (niemal) identyczna.
Moim zdziwieniem było, że nikt z tych Youtube'rów nie zwrócił uwagi na obroty wentylatorów.
Procesory CPU oraz GPU (ich płyty główne i sterowniki) są tak projektowane, żeby utrzymać temperaturę najniższą możliwą, ale biorą też pod uwagę przynajmniej dwa czynniki:
  1. Poziom hałasu. Starają się utrzymać możliwie niskie obroty wentylatorów, a nawet je całkowicie wyłączać, aby obniżyć poziom szumu, który może przeszkadzać użytkownikom.
  2. Temperaturę krytyczną. Przy zbliżaniu się do temperatur, powyżej których zagrożona jest integralność układu, może on popełniać błędy lub ulec fizycznemu uszkodzeniu spowodowanemu zbyt wysoką temperaturą zmuszają wentylator chłodzący do zwiększenia obrotów, zmniejszenia wydajności, a w skrajnym przypadku do wyłączenia się procesora to znaczy do odcięcia zasilania na jednostce.

W uproszczeniu mechanizm wygląda tak.
Jest sobie procesor, którego maksymalna bezpieczna temperatura pracy wynosi 90'C. W stanie spoczynku ma temperaturę niewiele wyższą od otoczenia. Część ciepła rozprasza radiator, oddając je do otoczenia. Wentylator wyłączony, lub niskie obroty pozwalają niemal bezgłośnie rozproszyć ciepło.
W czasie obciążenia procesora, wzrasta jego taktowanie i napięcie zasilające, co powoduje wydzielanie znacznie większej ilości ciepła. Aby je odprowadzić, wentylator wchodzi na średnie obroty. Staje się już lekko słyszalny, ale (jak zakłada producent) poziom hałasu jest w pełni akceptowalny dla użytkownika. Średnie obroty utrzymują się do momentu, gdy temperatura wzrośnie do blisko 90'C, w którym to momencie, wentylator zacznie pracować na coraz wyższych obrotach, które mają zapewnić procesorowi stabilną pracę kosztem hałasu. Poziomów pracy wentylatora jest wiele a możliwe, że może on płynnie zwiększać swoje obroty, aż do uzyskania swojej maksymalnej mocy. Jeśli pomimo działania na najwyższych, możliwych obrotach wentylatora, temperatura procesora będzie wciąż rosła, to spowolni on swoją pracę (obniży napięcie zasilania i/lub taktowanie) dzięki czemu będzie wydzielał mniej ciepła. W skrajnym przypadku, gdy pomimo obniżenia mocy (co użytkownik "overclocker" może zablokować) temperatura wciąż będzie rosła i osiągnie wartość krytyczną, zadziała zabezpieczenie i procesor po prostu się wyłączy.



Procesor w stresie będzie utrzymywał taką samą temperaturę wykorzystując do tego prędkość obrotową wentylatora. Źle rozprowadzona pasta termoprzewodząca lub pasta złej jakości (pomijam skrajne przypadki) nie będzie miała wpływu na temperaturę procesora, a na szybkość obrotów wentylatora, a co za tym idzie na poziom hałasu oraz na moment, w którym temperatura procesora będzie przekraczała wartość krytyczną pomimo maksymalnych jego obrotów, czyli na spowolnienie i moment wyłączenia się procesora.

Różnice między pastami termoprzewodzącymi są względnie niewielkie (około 20%).

Rdzeń procesora we współczesnych produktach jest już pokryty miedzianym mini radiatorem IHS (z angielskiego Integrated Heat Spreader), gdzie producent nałożył pastę termoprzewodzącą (w tańszych modelach) lub przylutował go (w droższych), czyli wstępnie mamy sprawę załatwioną. My pokrywamy pastą już tylko połączenie pomiędzy zintegrowanym radiatorkiem, a właściwym (dużym) radiatorem. Nawet źle rozprowadzając pastę termoprzewodzącą i tworząc bańki z powietrzem (powietrze jest izolatorem termicznym), to jednak większość IHS będzie tą pastą pokryta.



R



Pokrycie pastą powierzchni procesora jest konieczne bezwzględnie w modelach z odkrytym rdzeniem, natomiast gdy procesor już posiada IHS, czyli miedzianą płytkę (pokrytą niklem, by uniknąć utleniania powierzchni) to nawet brak pasty w większości przypadków spowoduje tylko wzrost hałasu i wynikający z tego spadek komfortu użytkowania. Dokonywanie pomiaru tylko temperatury procesora nie ma sensu. Należałoby mierzyć temperaturę pracy procesora oraz prędkość obrotową wentylatora. Tylko wtedy będzie można ocenić jakość pasty i jej rozprowadzenia po powierzchni.
Przy stałej temperaturze procesora i jego wydajności (taktowanie, napięcie i obciążenie), obroty wentylatora będą miarą jakości pasty i sposobu jej nałożenia.

PS: Artykuł napisany na szybko "na kolanie", zastrzegam sobie prawo do błędów, proszę nie robić nic w domu, do czego inspiracją mógłby być ten artykuł :)