KryoSheet — это не жидкий металл

Материал для тех, кто ищет эффективный способ усмирить пыл своего ультрабука, но пока не готов рисковать с жидким металлом.

Для полного погружения в контекст прикрепляю ссылку на прошлую публикацию про ЖМ: https://habr.com/ru/articles/421815/

Если обрисовать проблему в двух словах: ультрабук — это вершина мобильности весом менее килограмма. Но, как и в случае с любым вычислительным устройством, от него всегда ждешь максимального быстродействия. А высокая производительность неизбежно порождает сильный нагрев. К сожалению, законы физики неумолимы: эффективность любой системы охлаждения напрямую упирается в ее габариты. Чем массивнее радиаторы и производительнее вентиляторы, тем больше тепла удается рассеять.

Создавая тонкие и легкие ноутбуки, инженеры вынуждены урезать возможности охлаждения. Некоторые вендоры еще на заводе используют жидкий металл и монтируют массивные (по меркам портативных ПК) радиаторы в ущерб автономности. Другие же просто закрывают глаза на этот конструктивный изъян.

Пару месяцев назад я обзавелся новым Lenovo ThinkPad X1 Carbon gen 11 на базе топового процессора i7-1365U. Как выяснилось позже, это был не лучший выбор. Мой предыдущий T14 gen 4 работал на «середнячке» i5-1345U, и никаких проблем с температурами там не возникало вообще. Казалось бы, то же тринадцатое поколение, аналогичное количество ядер и уровень мощности, разве что частоты немного выше. Тем не менее, модель T14 весила примерно в полтора раза больше и комплектовалась одним крупным кулером. В то время как в X1 зачем-то встроили две крошечные «турбинки». Работают они относительно тихо, но воздушный поток создают крайне слабый, да еще и выдувают его не вбок, а назад, прямо в нижнюю рамку экрана.

Вердикт напрашивался сам собой: это не устройство, а настоящая печка…

Если раньше при работе от батареи я выбирал экономичный профиль ради максимальной автономности, а от розетки переключался на максимум, то теперь ситуация выглядит с точностью до наоборот. При работе от аккумулятора приходится ставить минимальный или сбалансированный режим, а при подключении к сети — средний или даже минимальный.

Виной всему дополнительный нагрев в процессе зарядки. Стоит оставить ноутбук с закрытой крышкой у розетки, как его корпус на ощупь прогревается выше 40 градусов. Особенно сильно страдает зона около USB-порта, куда подключен провод, ведь процессор распаян совсем поблизости.

В итоге, автономное использование еще терпимо, но работа от сети в режиме Balanced вызывает откровенный дискомфорт из-за жара. О максимальной производительности (Performance) и говорить не приходится — корпус раскаляется до состояния сковородки.

Банальная замена штатного термоинтерфейса на случайную пасту не дала никакого результата. Повторная процедура с использованием именитой Noctua также не принесла улучшений.

С одним из своих прошлых лэптопов я когда-то решился на радикальный шаг и нанес под радиатор жидкий металл: https://habr.com/ru/articles/421815/ К слову, аппарат до сих пор в строю, не перегревается, а заглядывать внутрь с тех пор не было никакой необходимости. По всей видимости, ЖМ частично диффундировал в медь радиатора, химическая реакция стабилизировалась, и теперь система просто функционирует так, как и задумывалось, не требуя обслуживания.

Учитывая имеющийся навык и сохранившийся с тех времен шприц с жидким металлом, я все же решил изучить рынок на предмет появления новых технологических решений. И таковые нашлись. Компания Thermal Grizzly предлагает продукт под названием KryoSheet. Это ультратонкая, деликатная графитовая прокладка, обладающая электропроводностью, сопоставимой с жидким металлом. Следовательно, допускать ее контакта с открытыми электронными компонентами категорически нельзя, однако она исключает риск самопроизвольного растекания, свойственный жидкому металлу.

Правда, по эффективности она занимает промежуточное положение между обычными пастами и жидким металлом.

Реальных отзывов найти не удалось, поэтому решил протестировать ее лично. В продаже доступны различные типоразмеры. Мне подошел бы даже минимальный вариант 24 x 12 мм, но поскольку он стоил около $18, а следующая версия на 25 x 25 мм оценивалась всего в $20, я выбрал ее.

Заказ прибыл. Уже при подготовке этой статьи я заметил, что фактически прислали пластинку размером 29 x 25 мм.

Материал предельно хрупкий. Стоило извлечь его из коробки с помощью пинцета, как на поверхности остались следы.

Приступаю к разборке и удалению старой термопасты:

На снимке заметно, что помимо самого процессорного кристалла, с подошвой радиатора через термопрокладки контактирует еще с десяток мелких элементов.

Остался открытым вопрос: требуется ли тепловой контакт между чипсетом PCH (кристалл справа) и радиатором. Изначально там был слой термопасты, однако мнения на тематических форумах расходятся — одни утверждают, что это необходимо, другие советуют оставить кристалл открытым. На некоторых ноутбуках в этом месте даже предусмотрено углубление в подошве радиатора для исключения контакта. К тому же эти чипы нередко имеют разную высоту. Я все же решил накрыть оба кристалла, тем более что формат пластинки KryoSheet идеально подходил для разделения пополам.

Изначально планировалось разрезать лист ножницами, как рекомендовано в инструкции. Но эта затея показалась сомнительной, поскольку материал необходимо чем-то фиксировать, а он, напомню, невероятно нежный. На фото выше отчетливо видны вмятины от легкого прикосновения пинцета.

Из-за подобной хрупкости становится очевидно, что пластинка фактически одноразовая. Прижать ее радиатором один раз — и больше стараться не трогать. Хотя в мануале черным по белому написано: «при необходимости демонтируйте кулер и установите его повторно». Разумеется, большинство пользователей игнорируют подобные инструкции и действуют на свое усмотрение…

Я поместил лист поверх буклета-инструкции и накрыл защитной прозрачной пленкой (в которой он поставлялся). Семь раз отмерив, уверенным движением ножа…

…осуществил потрясающе кривой разрез.

Впрочем, даже меньшего фрагмента с избытком хватило для покрытия обоих кристаллов.

Далее критически важно было не сдвинуть прокладку при посадке и фиксации радиатора. Не касаясь самого листа, я аккуратно наживил один винт, затем противоположный по диагонали. После этого слегка отпустил их и равномерно затянул все четыре точки крепления.

Предупреждающая наклейка «Осторожно, горячо» здесь явно размещена неслучайно.

Замеры и теги

Стоит сразу оговориться: получить абсолютно точные и объективные показатели в данном случае крайне сложно.

Во-первых, наблюдается колоссальная разница в тепловыделении при работе от аккумуляторной батареи и от электросети.

Во-вторых, алгоритмы вращения вентиляторов существенно меняются в зависимости от выбранного профиля энергопотребления.

В-третьих, при достижении критических температур процессор автоматически снижает частоты. По правде говоря, я понятия не имею, какие именно значения фиксирует диспетчер задач, ведь архитектура включает 2 производительных (P) и 8 энергоэффективных (E) ядер с совершенно разными диапазонами частот. Если кому-то интересно, отсылаю к своей прошлой статье: https://habr.com/ru/articles/708920/

Сперва я провел серию тестов со стандартной термопастой при питании от батареи.

В качестве нагрузки использовался стресс-тест в AIDA64. Методика, возможно, не идеальна, но имеем то, что имеем…

В профиле Best Power Efficiency рабочие частоты удерживаются ниже, чем в остальных режимах. На графике видно, что в простое температура держится около 40 градусов. После запуска теста показатели стабилизируются в районе 60 градусов, при этом крыльчатки вентиляторов вращаются едва слышно.

Переключаюсь на Balanced:

Происходит мгновенный температурный скачок выше 90 градусов, после чего кулеры раскручиваются сильнее, и показатели ядер устаканиваются на отметке 70+ °C.

Перевожу систему в режим Best Performance. Диспетчер отражает частоту около 3 ГГц.

Вновь фиксируем выброс температуры за 90 градусов, мгновенный переход вентиляторов на максимальные обороты и быстрое падение частоты до примерно 2 ГГц.

Температуры также выравниваются около 70 градусов.

И, разумеется, появляется неизбежный троттлинг, отмеченный красным цветом.

После перехода на KryoSheet

Повторяем процедуру в том же порядке. Автономный режим, максимальная экономия:

Хм… Возможно, за время сборки устройство просто основательно остыло, но температура теперь составляет не 60, а порядка 55 градусов.

Сразу активирую сбалансированный профиль:

И нет… определенно улучшения есть.

Стартовый пик температуры ограничивается не 90+ градусами, а всего лишь 70, после чего набором оборотов кулеров показатели опускаются до ~60 °C. Напомню, с термопастой было около 70. Итоговый выигрыш составляет минус 10 градусов.

Следом включаю максимальную производительность:

И даю системе поработать под нагрузкой продолжительное время.

График демонстрирует всплеск до 80 градусов (что уже лучше прежних 90–100), затем сброс частот и провал до 60. После этого процессор вновь наращивает частоты и удерживает 70 градусов на протяжении нескольких минут. Напомню, что ранее с пастой после сброса частот фиксировались те же 70 градусов, но на пике температура улетала за 90 °C.

В сухом остатке положительный эффект определенно есть. Удалось отыграть примерно 10 градусов по сравнению с классической термопастой. Однако стоило подключить зарядное устройство и задействовать дополнительный фоновый нагрев компонентов, как температура вновь мгновенно подскочила до 100 градусов, вызвав троттлинг на уровне 30%+.

В сбалансированном режиме и после сброса частот под максимальной нагрузкой существовать еще можно. Безусловно, 100-процентная загрузка процессора — сценарий нетипичный для повседневных задач, но оставлять ноутбук в режимах выше Balanced при подключении к сети категорически не рекомендуется — устройство превращается в раскаленную печь.

Итоговые выводы

1. Использование KryoSheet имеет практический смысл, превосходство над традиционными пастами налицо. Тем не менее, стоит отдавать себе отчет, что жидкий металл обеспечит еще более впечатляющие результаты. При сопоставимой стоимости сложность монтажа у этих решений различается кардинально.

2. Система охлаждения в ThinkPad X1 откровенно слабая. Установка более производительного процессора лишена всякого смысла, так как он практически никогда не сможет реализовать свой потенциал. Разумнее остановить выбор на конфигурации с i5 или более современным Ultra 5.

3. Один крупный вентилятор в конструкции всегда предпочтительнее двух миниатюрных.

 

Источник