
本文成文于2024年9月下旬,关于我这个新平台的导热测试,我其实已经完成了几种介质的实验,这次先完整的展示下我的标准测试流程,并且以我买的水冷——瓦尔基里VK B360送的硅脂作为例子,展示第一个测试的结果。后续测试的导热介质也会按照此流程,希望我这个数据库里面的数据能对大家有所帮助吧。
勘误,关于芯片合适的压强问题,芯片和芯片的体质不能一概而论,台式机与笔记本用的主芯片们绝对算是其中的“体育生”。散热测试平台搭建过程介绍(4)
在测试流程的建立和展示上我准备用回一问一答的形式。
问题1.整套设计的测试流程,主要为了测试啥数据?
答:主要为了测试不同压力条件下,各种导热介质在上机后短时间的导热性能。
由于重点在性能,更进一步的说,我这个测试不包括非常多同样也很重要的测试项,比如:
a.溶解物挥发,有些做发光LED的就很看重这个指标
b.导热介质的实用寿命,多轮热冲击后的导热性能
c.高热流密度情况下的抗pumpout能力,台式机由于有导热顶盖提前均热了很大一部分,pumpout问题并不突出,但现在笔记本上裸die芯片很可能遇到此工况。
d.其他诸如绝缘性,最小厚度等
原因无他,时间,精力,能力有限。特别是现在产品越来越复杂的情况下,很多细的参数,只有靠厂商的参数靠谱,所以我在后面测试完毕后,也会写明此种导热材料的资料完整性和可信度。性能足够的条件下,无脑选资料完整可靠的大厂货才不容易翻车。
测试琉璃
问题2.压力是如何控制的?
答:我之前的4篇专栏都是写这部分的,有兴趣的人建议一口气看完,我做实验用到的扭矩-压力对应都在理论计算的基础上,使用了富士压敏纸做了对应的校正,压力控制的结果还是比较有保障的。
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)
好马配好鞍,预算足够条件下的好螺丝刀该咋用呢。散热测试平台搭建过程介绍(2)
扭完螺丝之后,测测压力如何。散热测试平台搭建过程介绍(3)
勘误,关于芯片合适的压强问题,芯片和芯片的体质不能一概而论,台式机与笔记本用的主芯片们绝对算是其中的“体育生”。散热测试平台搭建过程介绍(4)
问题3.压力设置值(扭螺丝的扭矩)是多少,设置值有什么说法吗?
答:分别选择4个压力值(螺丝扭矩):
A. 超低压力:10psi,对应于intel平台的4个螺丝的扭矩=0.03Nm,此条件可模拟超低压力,这也是车载(至少软文里面这么吹的)或其他没法用标准散热器压力场合。
B. 中等偏低压力:29psi,对应于intel平台的4个螺丝的扭矩=0.083Nm,此条件可模拟老一点笔记本的工作状态(新笔记本大概率比这压力大)
C. 长时间使用的最高压力:54psi,对应于intel平台的4个螺丝的扭矩=0.16Nm,此条件模拟长时间不折腾用户设置的台式机压力,笔记本芯片也可以短时间承受。
D. 短时间较高力矩:71psi,对应于intel平台的4个螺丝的扭矩=0.22Nm,此条件模拟台式机短时间能够承受的较高压力,主板CPU刚买的时候设置成这样问题不大,但是过1-2年后需要压力降低。
问题4.测试流程怎么弄?
大的分为几步
A. 涂抹介质:
硅脂就是画X字的方法后直接下压。
相变片就贴上几乎完整的CPU的尺寸后,在进行下压。
笔记本特殊的含有溶剂的膏状相变材料,挤出足够的量到CPU上,然后拿工具均匀涂抹后,再下压
B. 扭螺丝,这部分可以看那前面的4篇专栏。
C. 导热介质磨合(相变材料的磨合尤为重要)
硅脂:AIDA64单烤FPU10分钟
相变材料:AIDA64单烤FPU5分钟,重复3轮
D. 开始测试,使用HWINFO软件记录下,使用AIDA 64 开展FPU单烤5分钟条件下的测试状态。后续拿来处理和比较
问题5.主板进行了哪些设置
答:在默认条件下,主板BIOS界面内,大概改了这几个点:
A. 内存频率,开启XMP到5200
B. 开放了功耗墙,PL1:253W->300W PL2:200W->243W
C. 其余没变,基本都是auto,风扇策略也是auto(后面有实测结果,auto和一键全速的效果一样,因为铭瑄板子的auto风扇转速不低,即使CPU顶盖温度80°附近,风扇也是满速的)
问题6. 实际CPU的发热功耗是固定数字吗?
答:理论上来说,CPU最后的功率会降低到长时间功率PL2。但是实际测下下来情况比较复杂。
首先给大家看张图,此图是瓦尔基里VK B360送的硅脂在71psi条件下的烤机功耗图,它就是特别典型的散热比较好时候的图,功耗先冲上去,最后回落到243W,有小伙伴可能奇怪,怎么功耗比PL2还低呢。答案是频率墙,在全核心频率限制+较好的散热条件下,确实243W的功耗足以。

而另一种情况下限制就不一样了,比如我下面的这张Tpcm7000相变在71psi条件下的烤机图,功耗直接上到了PL2的253W,并且后续一直没下去,它的原因链大概是导热能力不足->CPU温度高->为了尽量取得高性能,给的电压升高一点->功耗撞墙了,但是还不是最高的频率,后续运行就在这种情况下撞PL2,但是没摸到频率墙的情况下运行完了烤机的10min。本质上还是自己导热能力不足的原因导致。

由于这种最终功耗的差异性还是源于导热性能,所以我就不做校正了,本来我的测试就是控制变量下的实测,而非仪器或者导热材料厂的实验室测试法。而且由于有这个现象,大家看到功耗图里面的最终终点,也就能判断CPU最后撞的是频率墙还是功耗墙了。
那么,标准测试流程的介绍也就这么多,这次直接以我买的水冷散热器——瓦尔基里VK B360赠送的硅脂为例子来展示下测试的结果,有一点值得注意,这个硅脂是后续我拿配件包里面的硅脂重新图上去的,不是拿水冷头上面已经打印好的硅脂直接测的。
室温条件:设置26°的空调房,查看温度计,测试开始:26.2°,测试完毕:26.4°
包装:

涂抹样子:

测试完毕后拆机时CPU上的硅脂情况:

测试完毕后拆机时的散热器上硅脂情况:

对于涂抹和拆装,能说的不多,属于好涂的硅脂。
下面就是结果展示了,展示的图是各个压力条件下啊的温度+功耗曲线,本次由于是第一次测试,我也加了对于风扇一键强冷模式下的温度曲线作为对比,由于后续发现,强冷模式和auto模式在最终成绩没区别,所有后续的测试里面的结果只有auto策略的了。
另外值得一说的是,我的CPU温度读取的工具是HWINFO,1s记录一个数据,并且记录的数据是CPU封装温度(enhanced)。
首先是10psi压力下的auto模式的温度图:

由于量化误差过大,不太好看出趋势,换个形式呈现下,统计了下平均温度:77.95°

运行时功率,由于导热性能不错,所以不需要253W的PL2功率就能满血

稍微看下就能发现,这个原装硅脂的性能相当可以,而且压力特性非常的“硅脂”,发挥几乎满血性能的时候不要求有多少下压力,即使螺丝没扭好或者在有些散热器不能安装的很紧的场合,都能有很好的成绩。
下面贴下强冷模式下时候的图,会发现和auto模式没啥区别。

然后再把螺丝拧到提供29psi的压强的情况下:
auto模式温度图:

能够看到,温度其实下降了一点,统计之后大概是77.2°:

此时的功率曲线,比10psi时候更低了。

强冷模式的温度:有点离谱,强冷模式的温度还高了一点。

继续加压力到长期用的最大压力54psi:
温度图,看得出温度不高,但是肉眼不太好分辨。

还是统计图比较直观,结果大约是76.6°,确实比29psi压力的时候又降低了一点。

功率图:只要不是持续253W的撞墙状态就可以了。

开启强冷效果:和auto差不多,甚至可能还高一点。

最后加压到最高的压力71psi
温度图:这次温度降低就比较明显了

温度统计图:降温更明显了,统计温度大约是75.251°

功率图:前面低压力条件下的时候都不会撞功率墙,现在就更不会了。

开启强冷后的效果:还是比auto高一点点

最后总结一下,从性能角度来看,B360水冷自带的硅脂效果不错,比较典型的硅脂的压力——热阻曲线。在低压力条件下性能衰减不大,到高压力条件下,性能还能变强。作为水冷散热器的赠品非常合适,客户安装条件差点也不拖后腿。就是没有严肃的寿命和测试报告,寿命和抗pump-out能力存疑。不过作为我专栏搞导热材料测试的第一站,还是比较合适的给硅脂定下了性能的基调。
