Разделы вопросов
361

Влияет ли выпуклость основания кулера на эффективность охлаждения?

14

Предисловие

Для начала определимся, что мы будем понимать под кулером - это система охлаждения. В большинстве случаев так говорят о процессорном кулере или процессорной системе охлаждения. 

Процессор

Стоит вспомнить, что современный центральный процессор состоит из печатной платы, чипа, слоя термоинтерфейса и интегрированной теплораспределительной пластины (ИТП). С этими знаниями перейдём дальше.

Эффективность охлаждения

Для понимания происходящего обратимся к картинке ниже. Красной сеткой изображено основание кулера, а серым цветом теплораспределительная пластина процессора. Конечно визуально кажется, что выпуклость просто громадная, но стоит только взглянуть на её величину и она составляет порядка 0.4 единиц. Единицы измерения не указаны, но на практике значения могут быть разными, как сотые доли миллиметра, так и десятые. Например 0,05 мм или 0,2 мм. Казалось бы значения не сильно большие, а представьте, что теплораспределительная пластина также может быть неровной и выпуклой. В таком случае пятно контакта будет практически в центре создавая минимальную площадь соприкосновения и для отведения тепла потребуется значительный промежуток времени, кроме этого теплораспределительная пластина будет иметь большую температуру, чем кулер.

Да, это самый плохой сценарий, хорошо, если ИТП будет вогнутой, а основание кулеры выпуклым и кулер идеально "сядет" в выпуклость процессора. Подождите, но у нас же используется термопаста, она же должна исправить положение с неровностями. Да, но это не совсем верно. Термопаста помогает избавиться от тех самых неровностей, прослоек воздуха между основанием кулера и ИТП, но она не исправит проблему большой выпуклости. Термопаста имеет значительно меньшую теплопроводимость в отличии от меди, которая используется в ИТП и основаниях кулера, поэтому она решает проблему только частично. В идеальном случае поверхности ИТП и основания кулера должны быть идеально ровными или же иметь максимальный контакт в области самого чипа процессора, который имеет меньшую площадь, чем сама пластина и находится или в центре (процессоры Intel, Ryzen 1xxx, 2xxx и с интегрированной графикой) или же немного смещён, как у процессоров Ryzen 3xxx, 5xxx. 

Практика

А как на практике? На практике процессор отображает общую температуру и температуру каждого из ядер. Выпуклость кулера может как положительно сказаться на охлаждении процессора и его ядер, особенно если ИТП вогнута и поверхности идеально или почти идеально совпадают. В случае же если ИТП идеально ровная (вообще ИТП может быть любой, особого контроля за поверхностью ИТП пока нет), а кулер выпуклый, то температура процессора будет выше ожидаемого уровня, при этом если обратиться к температурам каждого из ядер, то разница между ними может доходить до 15 градусов. К примеру самое горячее ядро 65, а холодное 50. 

Тем самым одинаковые кулера, но с разной выпуклостью могут показывать разную эффективность на одном и том же процессоре. Разница может доходить до 10 градусов, при условии если взять идеально соприкасающиеся поверхности и еле касающиеся. 

В большинстве случаев это влияет на работу процессоров в разгоне, в стоковом состоянии также есть влияние, но оно ощущается немного меньше в связи с тем, что процессор в зависимости от температуры динамически изменяет свою частоту. В стоке процессор с лучшим контактом с кулером покажет чуть большие частоты при аналогичной температуре.

Вернёмся к картинке, которая была самая первая в ответе. На охлаждение также влияют термоинтерфейсы, их качество и толщина между чипом и ИТП, между ИТП и основанием кулера. Кроме этого влияет и насколько ровным является сам чип. Конечно всё можно поправить при должном умении, сноровке, а именно поправить ровность чипа, заменить термоинтерфейсы, отполировать ИТП, отполировать основание кулера и получить в некоторых случаях отличный результат, но это также влечёт за собой потерю гарантии как на кулер, так и на процессор.

В заключении стоит сказать, что выпуклость кулера может как дать положительный эффект, так и отрицательный. Всё выше сказанное относится и к видеокартам, за одним лишь исключением, что в большинстве видеокарт, не профессионального уровня, под системой охлаждения находится непосредственно сам чип без ИТП.