相變材料or傳統硅脂?導熱效能大對決!


3樓貓 發佈時間:2024-04-28 15:07:02 作者:WittmanARC Language

說到“相變導熱材料”,筆記本用戶們肯定不會陌生。這是一種在低溫下固化、高溫時相變流動的導熱介質,具備非常優秀的長期耐久。

在筆記本的裸晶片上,相變硅脂有著無可置疑的優勢。然而,也有說法認為,相變材料並不適合桌面端處理器。

在臺式機更為寬大的頂蓋之上,在實力強勁的老牌硅脂面前,相變材料的性能表現是否同樣優秀?本篇文章的對決,就將在“老牌工業硅脂”與“新型相變材料”之間展開。

測試平臺

本次測試使用經典的LGA1151平臺。所使用的處理器是i5-9600KF。

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這款CPU使用釺焊封裝,擁有較好的溫度一致性。在測試過程中,它將全程工作在4.9Ghz @1.4V之下。

我所使用的CPU散熱器,則是來自老牌散熱廠商貓頭鷹的NH-U14S。這是一款旗艦型單塔散熱器,配有6條6mm熱管。165mm高度、57片鰭片的規模更算得上魁梧。

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測試機裝有RX480 8G顯卡,但在全過程裡,它的風扇都將處於停轉狀態。我所使用的是垂直風道機箱,因而散熱塔體也將旋轉90度安裝,以儘可能配合風道、消除重力的影響。

測試項目是Prime95 SmallFFT(Non-AVX),使用HWINFO軟件記錄溫度數據,烤機時間為10分鐘。室溫儘可能保持在26℃附近。

硅脂對比

利民Heilos

近期,知名廠商Thermalright利民上市了一款名為“Heilos”的相變導熱介質,這款產品是什麼來頭?

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Heilos有兩種不同的尺寸,分別對應INTEL (40*30mm )與AMD處理器(40*40mm)。不過除了裁剪尺寸以外,具體的性能參數並沒有什麼不同。


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打開包裝,利民硅脂的熱阻/壓力曲線、相變溫度映入眼簾。熱導率、熱阻、電阻率好像十分專業,令人映像深刻。

包裝內甚至帶有一張保修卡——利民承諾,為這一小塊導熱介質“提供一年質保”!

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只不過,這些參數好像有些似曾相識?


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沒錯,這款“Heilos”相變硅脂並不是利民自研的產品。仔細對比霍尼韋爾PTM7950相變片的導熱率、熱阻與體積電阻率,不難發現二者如出一轍。


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“科技以換皮為本”,將採購自霍尼韋爾的PTM7950相變材料按需切塊、重新包裝,就成為了利民自家“精挑細選、遊刃有餘”的高端導熱介質。

好吧,雖然利民的“換皮”做法很不厚道,但也無可厚非。就讓我們看一看,在測試平臺上,霍尼韋爾PTM7950相變片的性能究竟如何?

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在利民的“安裝指南”中,建議一次性使用一整片相變材料,但實際遠不需要這麼做。

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PTM7950的“相變”特性,讓它只需一小塊便能覆蓋全局。事實上,僅需大約1/4的面積,霍尼韋爾PTM7950就足以在相變後 覆蓋大部分處理器的頂蓋了。

如今,處理器的熱密度越來越高。在反覆無常的溫度變化之下,傳統硅脂的泵出效應愈發明顯。

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當硅脂被反覆的高溫衝擊“擠出”頂蓋表面,散熱器的效率便會顯著下降。為此,相變導熱材料應運而生。它在低溫下固化、高溫時相變流動,具備非常優秀的長期耐久。

也正因此,要想讓PTM7950發揮全部實力,需要歷經極為漫長的磨合過程。在剛剛上機時,它的表現十分糟糕。

在165W功耗下,僅僅不到5分鐘的測試,就已經讓安裝相變片的i5-9600KF達到了95℃的最高溫度!

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不必驚訝,相變片需要的只是時間與耐心。反覆多次烤機測試後,PTM7950相變片的最高溫度也在逐漸降低。

數次反覆測試,PTM7950的溫度有了明顯下降。現在,它穩定在了最高溫度90-91℃附近。

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不過這並不是終點,接下來的測試過程有如馬拉松。在之後的幾天內,我進行了持續整晚的SMALL FFT 12小時烤機,並伴隨著10分鐘間斷循環的測試,以求探尋它的性能極限。

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為期三天的馬拉松告一段落後,PTM7950取得的最佳成績為87℃。

使用這款硅脂並不容易,拆下散熱器的過程也需多加小心——尤其是AMD“銳龍”處理器的用戶。凝固後的PTM7950非常堅硬,稍有不慎,便可能發生“連根拔起”的悲劇。

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而PTM7950的對手,是有口皆碑的“信越”旗艦產品——X23-8079-2硅脂。

信越X23-8079-2

根據信越的Datasheet數據,X23-8079的參數不像對手那樣吸引眼球。它的導熱係數(Thermal Conductivity)僅有5.0W/m•K,遠遠低於PTM7950的8.5W/m•K。

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如今,在同樣來自工業領域的PTM7950面前,信越8079的性能表現如何呢?就讓我們在9600KF的“炙烤”中見真章吧。

作為傳統硅脂,8079不需要漫長的磨合過程。任憑處理器的發熱節節攀升,8079組的CPU封裝溫度卻依然穩定。

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在10分鐘測試結束時,8079組的最高溫度為87℃。作為對比,PTM7950組先後經歷了95℃、90℃的高溫,歷經數天、十餘個小時的反覆磨合後,方才取得同為87℃的成績。

就最終的對決結果來看,信越與霍尼韋爾打了個平手——作為消費者,你更青睞哪一款產品呢?

後記

“科技以換皮為本”,作為霍尼韋爾PTM7950的二次分裝,Heilos是一款並無新意的“新品”。儘管如此,相變材料本身的性能仍然頗具特點。

初次上機時,PTM7950的性能不佳,但是隨著測試時間的延長,它的表現愈發優秀。相變材料“越戰越勇”的特性 體現得淋漓盡致。“相變”原理的耐久度優勢,讓它很適合發熱更密集、硅脂流失較嚴重的裸晶片。顯卡、筆記本與準系統之中,正是相變硅脂發揮優勢的舞臺。

相比之下,信越8079能做到“開箱即用”。初次上機,它便能達到PTM7950歷經超長磨合後的表現。作為傳統產品,它的單次使用成本也會更低。不過,在極端環境下,相比“堅如磐石”的相變材料,8079可能會更早地迎來性能衰減。

相似性能表現的背後,是截然不同的技術原理。當“越戰越勇”的相變材料,遇上“塗抹即用”的傳統硅脂,作為消費者,你更青睞哪一款呢?


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