廉价导热硅脂谁最值.doc

廉价导热硅脂谁最值 随着计算机内部硬件性能的不断提升，其相对应的发热量也在不断提升。电脑的散热已经慢慢成了影响计算机稳定性的核心问题。而对于散热设备本身来说，如何将热量尽可能的从发热源当中导出，就成了最核心的问题。所以我们在市面上往往能看到很多散热器大大底座材质与热管数量牌。 不过很多朋友可能只会在意散热器本身的材质，而忘记了其实散热器与发热源之间还有着无法完全接触的问题，很多用户对于这层难以完全接触的部分并不在意。不过对于散热设备来说，每一层接触面都是至关重要的，硅脂作为发热源与散热器的第一层接触途径，可以说直接决定着导热性能的最大因素。 此次我们ZOL评测室选取了2款分别来自九州风神（DEEPCOOL）和酷冷至尊的两款硅脂，不过笔者的目的并非告诉大家这2款产品究竟谁好谁坏，而是努力告诉大家，我们为什么需要硅脂，选择高价硅脂是否值得。 我们为什么需要硅脂？ 首先我们需要从硅脂存在的意义说起。可能很多朋友都不太清楚，CPU以及散热器的表面从宏观看上为极为光滑的介质，但是实际上受到打磨工艺，运输环境，使用环境等的影响，其表面并非我们想象中的那样接触良好，甚至可以说存在很严重的问题。笔者采用微距镜头为大家拍摄了一些图片，请大家评判。 图1Intel i7-920顶盖 这是一块经常用作我们测试平台的i7-920的CPU，从右上自左下的痕迹为出场就有，其他痕迹均为使用中的磨损。这块CPU我们并非买来太长时间，而且没有经过任何暴力的散热器安装，却已经伤痕累累。 图2Cogage True Spirit 然后选择一款我们仅用过一次的CPU散热器Cogage的TureSpirit。利民的底座打磨工艺是众所周知的，我们却也从图中看到诸多不和谐的痕迹。 图3Nocuta NH-D14 这是我们常常用来衡量机箱尺寸的一款产品，来自Nocuta猫头鹰的NH-D14。对于这款产品我们还是非常爱护的，不过我们仍然可以看到这种打磨工艺出来的底座带有明显的凹凸感。 图4热管直触底面 选取了一款非常典型的热管直触地面的散热器，我们可以看到，热管直触面左右的缝隙非常之大，基本上都可以算作是浪费。图5RV790 激光蚀刻印记 让我们来看看这种半裸露的核心的表面吧，此张照片来自ATi的上一代著名产品HD4890，也就是传说中的RV790核心，表面上的白色字迹应是采用了激光蚀刻技术，拥有极为明显的凹凸感。 看完此页，不知道大家的感受如何？是不是突然发现原来散热器与发热源表面居然都是如此的不和谐，必须得干点“和稀泥”的事情才能让他们俩很好的共处。 硅脂的参数都有哪些 此页中的内容借鉴了超能网于2007年进行硅脂横评中的数据，感谢前辈们为我们后辈整理的资料，笔者才疏学浅，为了避免误导大家就直接复制过来，请大家见谅。也欢迎大家本着学习的态度转载这部分内容。 另外说明一点，我们通常口中所说的硅脂专指散热硅脂这一类，硅脂还包括润滑硅脂等其他用途硅脂。至于硅胶这一称号，笔者并不认可，如有网友知道散热硅胶这种叫法的来由烦请告知，笔者也感谢您对我和大家知识的补充。 1、导热系数（Thermal Conductivity） 导热系数的单位为W/mK，表示截面积为1平方米的柱体沿轴向1米距离的温差为1开尔文（K=+273.15）时的热传导功率。数值越大，表明该材料的热传递速度越快，导热性能越好。 各种物质的导热系数相差很大，其根本原因在于不同的物质其导热机理存在着差异。一般而言，金属的导热系数最大，非金属和液体次之，气体的导热系数最小。 图6比如银的导热系数为420，铜为383，铝为204，水的导热系数为0.58左右，而空气的只有0.023左右，目前主流导热硅脂的导热系数均大于1W/mK，优秀的可达到6W/mK以上，是空气的200倍以上。但是和铜铝这些金属材料相比，导热硅脂的导热系数只有它们的1/100左右，换而言之，在整个散热系统中，硅脂层其实是散热瓶颈之所在。目前所知的导热系数最高为物质为金刚石，可达到1000-2000W/mK。 2、传热系数（Thermal Conductance） 传热系数指在稳定传热条件下，围护结构两侧流体温差为1（或1K），1小时内通过1平方米面积传递的热量，单位是W/K（或W/）。 注意传热系数和导热系数是两个不同概念，在导热硅脂中，应该更多的是导热系数，也是标准的，只是有的厂商会在自己的产品中，使用传热系数这个指标。 3、热阻系数（thermal resistance） 热阻系数表示物体对热量传导的阻碍效果，单位/W，即物体持续传热功率为1W时，导热路径两端的温差。热阻显然是越低越好，因为相同的环境温度与导热功率下，热阻越低，发热物体的温度就越低。热阻的大小与导热硅脂所采用的材料有很大的关系。 目前主流导热硅脂的热阻系数均小于0.1/W，优秀的可达到0.005/W。 4、粘度（viscosity） 粘度是流体粘滞性的一种量度，指流体内部抵抗流动的阻力，用对流体的剪切应力与剪切速率之比表示，粘度的测定方法，表示方法很多，如动力粘度的单位为泊(poise)或帕秒。 对于导热硅脂来说，粘度在2500泊左右，具有很好的平铺性，可以容易地在一定压力下平铺到芯片表面四周，而且保证一定的粘滞性，不至于在挤压后多余的硅脂会流动。 但是很少有导热硅脂会提供这个性能参数。 5、工作温度范围 由于硅脂本身的特性，其工作温度范围是很广的。工作温度是确保导热硅脂处于固态或液态的一个重要参数，温度过高，导热硅脂流体体积膨胀，分子间距离拉远，相互作用减弱，粘度下降；温度降低，流体体积缩小，分子间距离缩短，相互作用加强，粘度上升，这两种情况都不利于散热。 导热硅脂的工作温度一般在-50180。对于导热硅脂的工作温度，我们不用担心，毕竟通过常规手段很难将CPU/GPU的温度超出这个范围。 6、介电常数 介电常数用于衡量绝缘体储存电能的性能，指两块金属板之间以绝缘材料为介质时的电容量与同样的两块板之间以空气为介质或真空时的电容量之比。介电常数代表了电介质的极化程度，也就是对电荷的束缚能力，介电常数越大，对电荷的束缚能力越强。 普通导热硅脂所采用的都是绝缘性较好的材料，但是部分特殊硅脂（如含银硅脂等）则可能有一定的导电性。空气的介电常数约为1，常见导热硅脂的介电常数约为5。 极少有导热硅脂产品提供介电常数这个参数值。 7、油离度 油离度是指产品在200下保持24小时后硅油析出量，是评价产品耐热性和稳定性的指标。将硅脂涂敷在白纸上观察，会看到渗油现象，油离度高的，分油现象明显；或打开长期放置装有硅脂的容器，油离度大的硅脂，在硅脂表面或容器四周看见明显的分油现象。 几乎没有导热硅脂产品提供油离度这个参数值。 实际过程中我们应该如何涂抹硅脂 对于硅脂来说，其实还有一个很大的问题就是涂抹。一款涂抹合理的硅脂是最大程度保证散热效能的基石。至于什么叫做合理呢？其实答案很简单，就是薄到不可能再薄。 当然由于某些原因，笔者涂了一手也没办法给大家一个比较具备视觉观赏效果的涂抹方法，所以只得请来了国外著名网站Benchmark Reviews于2008年推出的硅脂涂抹攻略。 首先是常见的平面底座图714硅脂涂抹教程以上4种为点法、一字法、二字法、十字法，分别适用于小型底座、长形底座、大型方形底座和大型方形底座（虽然示例用的都是同一款散热器）。 但是无论怎么涂抹，最终的结果都是如下样子就对了：图15 硅脂涂抹结果 像不像原装散热器的自带硅脂的效果，涂成这样就算大功告成了！ 当然有时候我们也会遇到一些特殊情况：图16、17 圆形底座涂抹 这应该用的是Intel原装的塞铜散热器，中心采用了圆形的铜质底座，涂抹到之后的效果就好。至于薄厚，采用铜色底座的散热器可以用一个很简单的评判标准，就是隐约可以看清楚铜色就是薄厚合适了！ 当然还有一种最特殊的，热管直触：图18、19 热管直触底座图20、21热管直触底座 图22、23热管直触底座 热管直触底座的关键就在于热管直触工艺很容易造成一个极大的缝隙，考虑到硅脂的传导效率要远远大于空气，建议大家将这些缝隙填满！ 从某些角度上讲，我们今天的测试平台无需深究，因为与其相关的东西其实虽然有关，但是都无非逃不开散热器与发热源两种。我们选择了以下几种情况的组合： 首先是三种情况的核心 图24、25、26其中第一种和第三种都带有顶盖，第二种则是半裸露。分别来自Intel的i7-920，ATi的Radeon HD4890和nVIDIA的GeForce GTX260+ 然后是四个显卡散热器：图27、28、29、30 第一种为热管直触底座，为酷冷至尊的暴风S200。第四种则为镜面底座而且略有凸起，为Cogage的True Spirit。 图31九州风神 UF120 特别要说的是，我们在CPU测试中采用了一款来自九州风神的UF120 PWM调速风扇，笔者认为CPU使用PWM风扇已经是一种趋势，所以常识性的加入PWM风扇和温度之间的互相影响数据。 第二种则为超大面积纯铜底座，为260+的原配散热器。另一种为小型纯铜镀镍底座，为迪兰恒进为HD4890向ZEROTherm定制化生产的产品。图3235硅脂方面则选择了两种，九州风神的Z9和酷冷至尊的黄金导热硅脂，一种质地粘稠而另一种质地较为稀松。 测试方法则较为简单，监控方面使用Everest的监控数据，选取拷机第15分钟至第29分59秒的数据。CPU使用Everest增加负载，显卡则使用Furmark增加负载。 此外还包括X58一块，内存一条，硬盘一块，电源显示器键盘鼠标一个，对于我们的测试来说都是无关紧要的信息，请各位忽略。 测试结果及分析 既然是测试，我们总要来点真格的东西才叫好，不过由于此篇文章的测试重点并非在于硅脂本身，对于硅脂性能有很大疑问的朋友请期待我们后续的硅脂大横评，届时我们将努力找到市场上常见的所有廉价硅脂进行比较。 首先来看看CPU测试成绩：图3637CPU测试对比 从图中可以看出来，两款产品的性能差距不大，酷冷至尊的产品以1.4度的微弱差异落败，同时其风扇转速也要高了18RPM。相对来讲CPU顶盖是一种非常好涂的东西，测试过程中也不容易出任何意外。 之后应该为采用热管直触底座的酷冷暴风S200的测试结果，不过笔者很遗憾的告诉大家，此款散热器在我们手里进行了5轮测试，误差之大难以想象，感觉硅脂的涂法和散热器本身的安装对于这款产品散热性能的差距都是十分巨大的，故我们无法放出测试成绩，请原谅。 之后为HD4890的测试：图384890测试对比 两款硅脂在4890上的表现差距是非常小的，我想主要原因在于半裸露的核心面积过小，顶部凹凸不平等等。（附：上图中的核心和显存指的是核心此部分部件的对外接口处的温度）图39260+温度对比 260+的顶盖面积十分巨大，性能差异也十分明显，不过需要注意的是其中环境温度这一项反而是九州风神（DEEPCOOL）硅脂更高，笔者并不太清楚这个传感器具体的位置，但是应该是与散热器无法直接接触到直接依赖风扇降温。由于九州风神（DEEPCOOL）的产品会让核心温度更低，风扇转速会有一定量的下降，所以导致此情况的发生。 至于无硅脂测试，由于目前的CPU和主板都会采用一定的控温策略以及保护策略，可以告诉大家我们很难将CPU拷机至宕机状态，当然显卡可以说一拷就挂需要注意的地方 首先，酷冷至尊的产品售价为15元，而九州风神（DEEPCOOL）的产品售价为29元，笔者相信从之前的测试中可以看到这14元的差价究竟在哪里。考虑到我们之前测试过酷冷至尊产品与原装产品之间的性能差距，九州风神（DEEPCOOL）这款产品相对于原装产品的进步还是不小的。 那么这点温度进步可以看做什么？笔者画了一个很简单的图：图40 以上所有数值均为估算。 如果我们采用的更好的导热硅脂，对我们来说最为直接的用途就在于可以降低风扇转速来降低噪音。而对于厂商来说代表着可以拥有更低的成本。 当然从另一种思路上讲，我们拿很顶级的硅脂配合300元的散热器也许会有600元散热器搭配普通硅脂的效果，怎么算都是超值的。 那为什么厂商不都去拼硅脂而去拼热管拼鳍片呢？ 1.很多厂商都会同时推出高档硅脂另行销售，其实这些产品的性能都很不错，还可以多赚一份钱。 2.很多高档硅脂非常难以涂抹，包括我们今天测试用的九州风神Z9，此类硅脂用手指是不可能涂抹的（因为硅脂对手的粘附性比散热器要强），而且一旦涂抹不当很容易导致性能非常之差。 3.目前国内的大部分DIY玩家买东西都是要看样子看体积看重量的，这点只能期待大环境的慢慢改善。 如果我们要去涂硅脂，应该怎么做？ 1.首先我们要涂抹面积小和更为不平的一面，比如热管直触散热器需要涂抹散热器的一面，采用FCBGA封装的设备（比如显卡，移动版本CPU，南北桥）应该涂抹发热源那一面。我们不建议玩家给两面涂抹硅脂，除非你同时在使用热管直触散热器配合FCBGA封装的