Zašto procesori sve više koriste silikonsku mast umjesto lemljenja za odvođenje topline?
Intel sve više koristi silikonsku mast za odvođenje topline nakon IvyBridgea, a ni skupa X serija nije imuna. Iako je ljubiteljima overclockinga zgodno otvoriti poklopac, obični potrošači sumnjaju. Kako bi uštedjeli nekoliko dolara, high-end serija od tisuća dolara žrtvuje rasipanje topline. Je li ovo stvarno prikladno? Koji su razlozi sve veće popularnosti silikonske masti?
Prije svega, učinak toplinske difuzije silikonske masti je doista inferiorniji u odnosu na lem, što je nedvojbeno. Ali CPU silikonska mast nije jeftina obična silikonska mast, niti je pasta za zube kojoj se mnogi rugaju. Korištenje silikonske masti doista je za uštedu troškova. Kada fokus nije na samom materijalu za rasipanje topline, postoje dublji razlozi. Kako bismo jasnije razumjeli principe koji stoje iza toga, neka's razumijemo neka osnovna znanja o CPU-u.
Matrica je fiksirana na podlogu grupom crnog punila Underfill, a zatim premazana silikonskom mašću i zatim na hladnjaku. Kako Die stvara sve više i više topline, a mnogi ljudi zgnječe Die kako bi hladnjak pristajao Dieu bliže, Intel je počeo dodavati zaštitne poklopce i Die kako bi formirao radnu površinu kakvu sada vidimo. Osnovni izgled CPU stroja:
IHS: Integrirani raspršivač topline. To je ono što vidimo sa srebrnim poklopcem. Neki ljudi misle da je napravljen od aluminija, ali zapravo je njegov glavni materijal bakar, jer bakar ima visoku toplinsku vodljivost. Srebrna je jer je presvučena slojem nikla. Korištenje nikla kao površine može biti kompatibilnije s gornjom silikonskom mašću:
Materijal toplinskog sučelja na bakrenom poklopcu naziva se TIM1 (Thermal Interface Material), a toplinska vodljivost ispod bakrenog poklopca nekoć se zvala TIM2. Bakreni poklopac može dovesti toplinu Die-a na veće područje i dovesti toplinu u veći sustav hladnjaka (Heat Sink) kroz TIM1 kako bi se olakšalo rasipanje topline.
Ono što je'gore je to što će mjehurići koji su ostali u lemljenju koji su nevidljivi golim okom uvelike pogoršati ovu deformaciju. Uz korištenje CPU-a, pukotine koje se mogu pojaviti u lemu također će pogoršati ovaj učinak. Baš kao što će kolosijek vlaka ostaviti dilatacijske spojeve, spoj silikonske masti TIM2 može ostaviti međuspremnik za matricu i bakreni poklopac s različitim omjerima ekspanzije, čime se eliminira ova opasnost. Veća matrica može bolje širiti toplinu na podlogu i IHS, a deformacija po jedinici površine je također mala. Mali Die će pogoršati ovaj fenomen i učiniti ga sklonijim problemima.
Spajanje lemljenja je vrlo teško, a veliki je problem kako zalemiti silikonski materijal na bakreni poklopac. Materijal se mora mnogo puta obraditi kako bi se osiguralo učinkovito prianjanje:
Unatoč tome, lem će imati negativan utjecaj na prinos i troškove proizvodnje. Zajedno s povećanom poteškoćom procesa lemljenja uzrokovanom povećanjem gustoće topline, proizvođači čipova ne čekaju pronaći alternative. Dakle, vidimo da od IvyBridgea, Die postaje vrlo malen, silikonska mast TIM2 je na stolu i koristi se sve više i više. Korištenje silikonske masti za izradu TIM2 nema učinka na opće korisnike. Svi procesori rade vrlo dobro unutar TDP-a, što je zajamčeno pakiranjem i testiranjem. Istodobno, smanjuje troškove i rizike, pa zašto to ne učiniti?
Za overklokere, silikonska mast TIM2 olakšava otvaranje poklopca. Možete sami isprobati razne TIM2 materijale, u kombinaciji s jakim sustavom odvođenja topline, koji može izazvati veće frekvencije, što je također dobra stvar. No, opće korisnike treba podsjetiti da nakon otvaranja poklopca nema jamstva, a visoka temperatura utječe na životni vijek pa trebaju biti oprezni.
