Metal lichid pe procesor vs pasta termică
Răcirea este cea mai mare provocare pentru laptopurile ultra-subțiri. Spațiul limitat din interior nu permite montarea unor radiatoare voluminoase și a unor ventilatoare cu diametru mare. În consecință, producătorii trebuie să apeleze la alte soluții tehnice care implică folosirea metalelor înalt conductoare, camere de vapori și ventilatoare cu un număr ridicat de pale, rotite la viteze înalte. Contactul dintre nucleul de procesare și radiator este unul dintre punctele critice, care poate duce rapid la pierderea performanțelor. Acest punct trebuie să ofere un bun transfer de căldură și să păstreze în același timp posibilitatea de mișcare liberă, într-o anumită plajă.
După cum știm, variațiile de căldură generează procesele de dilatare şi contracţie a materialelor. Metalele au coeficienți de dilatare diferiți, rezultând modificări sesizabile ale dimensiunilor. Dacă aceste îmbinări ar fi fixe, ar duce la deformări. Procesoarele actuale sunt concepute să reziste la temperaturi de peste 100 grade Celsius, însă atingerea unor asemenea vârfuri nu este de dorit din cauza limitărilor de performanță și a defecțiunilor ce pot apărea.
Pasta termică este principalul compus cu ajutorul căruia este realizat transferul de căldură de la nucleul de procesare la radiator. Aceasta a fost îmbunătățită permanent prin adăugarea compușilor metalici, cu conductivitate termică înaltă, precum argintul și cuprul. Pasta termică are limitările ei și, mai ales, are tendința de a se usca după o perioadă de timp.
În unele experimente demonstrative, experții folosesc răcirea cu lichid la temperaturi joase sau răcirea cu azot lichid sau gheață carbonică. Aceste soluții nu pot fi implementate în sistemele portabile și nu sunt fiabile pe termen lung.
Răcirea cu metal lichid
ASUS a căutat în permanență soluții tehnice care îmbunătățească răcirea procesorului și a nucleului grafic, îmbunătățind sistemele de răcire. Laptopurile moderne au o rețea complexă de heat pipe-uri din cupru, radiatoare cu lamele fine și ventilatoare miniaturizate. Procesorul și acceleratorul grafic beneficiază de același sistem de răcire pentru uniformizarea temperaturilor și pentru o exploatare mai eficientă a posibilităților de răcire.
Aplicarea la scară industrială a unui compus din metal lichid a fost o provocare acceptată. Există un singur metal lichid la temperatura camerei, ce are un neajuns major – este toxic. Prin urmare, ASUS a trebuit să se îndrepte către următorul metal din tabelul lui Mendeleev ce se menține în stare lichidă la temperaturi apropiate de temperatura camerei. Deși nu este specificat în mod expres, fiind un secret tehnologic, compusul cu metal lichid folosit de ASUS este, cel mai probabil, bazat pe galiu. Acest metal nu este toxic, este prietenos cu mediu și nu reacționează ușor la aceste temperaturi. Temperatura de topire a galiului este de 29,76 grade Celsius.
Metalul lichid pune o serie de probleme în utilizare. Atunci când Galiul se solidifică își mărește volumul cu 3,1%, fapt care pune presiune pe elementele cu care vine în contact. Spre exemplu, acest metal nu se păstrează în recipiente de sticlă. De asemenea, fiind un metal, galiul are o bună conductivitate termică și electrică. Acest compus trebuie foarte bine izolat de circuitele electronice din jurul procesorului pentru a nu provoca un scurt-circuit.
Laptopurile moderne sunt accesibile unei familii cu venituri medii, grație proceselor automatizate de producție. Aplicarea compusului cu metal lichid a trebuit să fie făcută în mod automatizat, fără intervenția personalului din fabrică. Acest material exotic îmbunătățește conductivitatea termică dintre nucleul de procesare și radiator, permite o mai bună răcire și menține sistemul la temperaturi joase, unde poate funcționa la frecvențe mai ridicate. Laptopurile nu devin doar mai performante, ci și mai silențioase, datorită rapidității cu care elimină căldura generată. Spre bucuria pasionaților de gaming, întreaga linie de laptopuri ROG din 2021 beneficiază de această soluție tehnologică.
Laptopuri ROG ce folosesc metalul lichid în răcirea procesorului
ASUS a realizat teste ale procesoarelor Intel cu privire la zonele care degajă cea mai mare căldură și suprafețele pe care se poate extinde compusul metalic fără să afecteze circuitele. Zona de siguranță a fost marcată prin aplicarea unui izolator, care să mențină compusul exact acolo unde este necesar. Pe piață se găsesc diverși compuși cu metal lichid, însă ASUS s-a oprit la Conductonaut de la Thermal Grizzly datorită concentrației mai reduse de staniu, ce este mai puțin conductiv decât galiul și indiul, ce fac parte de asemenea din acest aliaj.
Metalele lichide reacționează chimic cu aluminiul, ceea ce restricționează alegerea materialelor alese pentru radiator și pentru echipamentele de pe linia de producție. Spre deosebire de pasta termică, metalul lichid este fluid, curge, iar aplicarea sa este mai dificilă. De regulă, aplicarea metalului lichid se făcea manual, cu multă migală, însă această metodă nu stă în picioare când avem o producție de serie mare.
Aplicarea metalului lichid în răcirea de pe laptopurile ROG
ASUS a dezvoltat o metodă în două etape ce asigură acoperirea completă pentru performanțe optime. Procesul începe prin întinderea compusului pe nucleu și continuă cu injectarea suplimentară de material până la nivelul optim. Cantitățile sunt aplicate cu precizie de mașini special concepute pentru acest lucru. Atunci când este aplicat în mod manual, se folosește un tampon de bumbac, însă acesta nu este foarte eficient. ASUS a echipat mașinile cu o lamelă din silicon ce face exact 17 treceri pentru aplicarea uniformă.
Goana după soluții de înaltă eficiență prin adoptarea metalului lichid a început cu ROG Mothership. Producția limitată a acestui portabil a constituit un proces pilot, ce a arătat în final avantajele soluției tehnice. Aplicarea compusului s-a făcut în mod manual pentru acest model, obținându-se informații prețioase despre comportamentul compusului metalic. ASUS a patentat aceste soluții tehnice și procese de producție și le folosește la producția laptopurilor ROG.
