要想散热测的准,必须学好打螺丝。散热测试平台搭建过程介绍(1)
serebiij10
2024年09月16日 22:56
收录于文集
共19篇

本文成文于2024年9月中,起因很单纯,我自己攒了一套台式机平台,可以拿来测TIM的有意思的平台。这前因后果也不复杂,我之前本来很想买AMD的ZEN5的旗舰——9950X,毕竟它是最后一代明确支持win10系统的CPU了,应该也会是win10平台上的最强U,但是当价格和测评一起公布的时候,我对它的想法很快就消散了,消散的原因想必关注的人肯定知道,CCD延迟+不合理的首发价+耍猴,3个debuff都叠满了,那再买就不礼貌了。正好intel那边的缩肛问题终于算是有了结论,那就准备搭套I家的平台玩玩。

选I家的另一个很私人的理由来自于我另一个喜欢测试的方向——网卡,用了I家的平台,可是多了很多CNVIO2接口的网卡可以测试,那些网卡的性价比其实很不错,测测还是有意义的,这部分内容可以看我之前专门写的一篇专栏:

再出发,新的测试无线网卡环境搭建篇,全面从华为套换成中兴套,前后数据无法直接对比​

由于攒机我也不是专业的,况且我这次攒机的各种配件也都是大路货,没啥特别的。所以我就拿一张表和几个图介绍下

CPU:

装机后的效果图:

进系统那些基本操作我也就不演示了,就吐吐槽,顺便说下我遇到坑的几个点:

1. 丐帮帮主(铭瑄)的板子有意思啊,它的固态的导热贴是我见过的第一个把导热系数打印在封膜上面的,果然是能被帮主选上的供应商,这种不遮掩的调调都一样的。后来我也查到了这家导热贴的厂家——东莞兴粤,算不算多好,但是有点个性,至少让我记住了。

2. 铭瑄的BIOS比我想的强不少,逻辑不算太清楚,但是作为真的从BIOS过渡到UEFI界面的老登,我觉得它这个界面已经非常可以了,改内存xmp也是可以一键,绝大多数装机者不也就改这一个地方嘛

3. 型号看清楚,我之前以为这主板的网卡接口是CNVIO2+PCIE在一块的,后来发现是我粗心了,它的D4版本,明显B760M 终结者 D4才是二合一接口的版本,这个D5版本是修改过的,IO装甲上面的网卡接口是只有CNVIO2的,拆出来的PCIEX1的接口放到了主板下面,可以自由选择了,我只能说,帮主你的小心思啊,还是被我看出来了,在这个地方搞区别,让D4的客户多少有点不舒服

聊完配置,我得进入本文的重点了,怎么比较严谨的测试导热材料——TIM的效果呢。网上其实已经有不少相关的测试视频,文档了,但是它们绝大多数都忽略了很重要的一个问题,TIM的效果和压力有很大的关系,无论是在硅脂时代,一代经典硅脂——X-7921的热阻压力曲线两头翘特性,还是到了最近的相变时代,特别低压力条件下,相变性能不佳的经典问题,绝大多数,测评里面都不提这个问题的

7921硅脂的热阻回升现象,它这硅脂缺压力性能不行,压力给太大了,性能也不行。

汉高的旗舰相变_THF 5000UT在低压力条件下,热阻明显大约高热阻;

这非常要命,因为这意味着压力大或压力小会严重干扰人对于TIM性能的判断。说的更通俗一些,即使其他测试条件能控制的相同了,但安装螺丝多扭小半圈,一些相变和硅脂的性能结果就不一样了

那如果是同一个人在相近的时间内,扭同一款平台的螺丝,是不是能让测试条件足够公平呢?

我的答案是:很难,人的感官有相当的暧昧性,今天上午的拧紧和今天下午的拧紧,用的力气可能完全不是一个概念。

拿我自己测试结果来说,我在已经知道要做对应实验的条件下,集中精神的扭矩效果,我最后拿了比较专业的扭力螺丝刀(精度+-2%)的测量模式(peak模式)做测试,把水冷安装的4个脚的螺丝扭出来,扭矩分别是0.2840Nm,0.2273Nm,0.2295Nm和0.2541Nm,差距不小,最大误差已经有25%左右了。如果普通装机佬在不注意的放松条件下扭出来的扭力差值应该只会更大,没有特别训练的人的“感觉”,不值得信任

那么如果能借助工具的话,该怎么比较完美的控制扭力呢?

在聊这个问题前,我必须先给大家顺下逻辑,从目标结果来反推。

最终目标:控制芯片顶盖的压强,不仅是大小正确,还需要均匀。

控制方法:通过控制螺丝的紧固力->控制扭螺丝力矩的大小

顺下逻辑后不难发现,要解决此问题可以掰成四个小问题

A. 芯片能承受的合适的压强是多大

B. 为了获取此压强,螺丝需要多大的目标扭矩

C. 在明确目标扭矩后,螺丝的扭矩得如何控制。

D. 扭矩产生后,如何检验的产生的压强是否正确,压力是否平稳

我这篇专栏只准备解决B的问题,而A问题我准备单独再开一期专栏,此问题多年来讨论的人极少,我去年讨论过一次,但是结论现在看来有问题,为了消除可能得误导影响,特意整一篇专栏还是很有必要的。C,D问题是因为篇幅问题,文章写太长没人看啊。

那么问题一个个来,首先是B,当知道需要的压强后,怎么知道螺丝需要的扭矩呢。

首先此问题也可以拆解为3个子问题

1. 顶盖的有效面积是多少

   如果有CPU,可以用尺子量

比如我量到的LGA1700封装的有效顶盖面积是1073mm^2左右

台式机AMD的AM5的八爪鱼造型的CPU,我也推导过,直接接触面积大概只有816mm^2但是考虑到其实八爪鱼结构本身让下面非直接接触的面积也等效承担压力,所以不讲究的话,也拿intel那边的1073mm^2完全OK

笔记本的话,没有特别好的办法,要么也是尺子伺候,量一量

估计的话,还可以用TECHPOWERUP网站的数据库,查询芯片的die面积,由于笔记本上基本都是用裸die芯片的,所以这样大概率得到的值还比较准了。

13900H芯片信息

2. 每个螺丝要产生的下压力是多少

台式机上非常简单,由于刚性够大,基本螺丝产生多少紧固力,就有多少下压力提供,唯一值得注意的是,有些水冷的同一个冷头,适配intel扣具和适配AMD扣具时扭得螺丝数量是不一样的,比如我自己用的VK的B360水冷,它在用给intel扣具的时候是扭4颗螺丝,但是给AMD扣具的时候只需要扭2颗螺丝,所以分配到实际每颗螺丝的紧固力,得按照扭螺丝的数量来算

本子上由于散热器固定腿刚性不足的问题,肯定不能直接算,而且这玩意和散热器强相关,我也没啥好办法,后续我有了啥想法再与大家分享

3. 下压力和扭矩如何对应?

我稍微搜索了一下,这可是个比较复杂的问题。我放一片参考文献上来:

螺栓扭矩控制原来有诀窍,学会分分钟变专家​

其中的方法1,2比较有参考意义

首先,扭螺丝和紧固件工作的时候尽量统一温湿度

然后如果要求不高,可以直接按照方法1:使用公式反推需要的扭矩,以控制扭矩的方法保证下压力准确。

如果要求较高的场合,使用方法2:首先也是反推出需求扭矩,先扭到需求力矩的一半左右,下一段按照固定距离扭螺丝,这种方法得到的螺丝下压力更准

我后续的在台式机上开展的导热介质测试,基本都采用方法1来控制下压力,原因无他,我使用压力试纸校正过,实测来看,方法1的精度已经够我测试用了,而方法2的最大问题就是既不好确认第二段的扭多少距离,也不好确认已经扭了多少距离好像有为了这套工作流程专门优化过的专用扭螺丝工具,不过我没看到哪里有卖的。

方法1用到的经验公式我也放到下面了

(3.14*T)*0.1/D=F

里面的T是扭螺丝时候的扭矩,D是螺丝的螺距,F是产生的下压力,而0.1是绝大多数情况下的经验系数,反正在我这套B360上来看,这公式非常准。使用此公式,已知需求下压力F的情况下,就能计算出扭矩T了。

在花了这么多篇幅的情况下,我们其实才解决了问题B,既我们需要给螺丝多少扭力,而另一个难点就是问题C,怎么才能顺利的扭出此扭矩了。

这必须得借助工具了,这其实也不是个很简单的过程,看了下字数,今天写的已经够多了,在后面的专栏里面,我将继续解决A,C,D的问题,尽量让大家打螺丝打的开心点。