autor: Bartłomiej Sagan
Chłodzenie PS5 - ciekły metal to problem czy gwarant niskich temperatur?
Ciekły metal to rozwiązanie dobrze znane komputerowym entuzjastom. Czy jednak sprawdzi się ono na dłuższą metę w przypadku PS5?
Niedawno na oficjalnym kanale PlayStation na YouTube opublikowano wideo (możecie je w całości obejrzeć poniżej), w którym PS5 zostaje rozebrane na części. Oprócz dosyć prostego projektu wnętrza, uwagę wielu entuzjastów przykuło wykorzystanie ciekłego metalu jako pasty termoprzewodzącej pomiędzy SoC (System-on-a-chip, w uproszczeniu jest to układ jednostki centralnej zintegrowanej z jednostką graficzną) a radiatorem. Doprowadziło to do pojawienia się mocno spolaryzowanych opinii na temat sensowności takiego rozwiązania problemu wysokich temperatur. Czy jednak któraś ze stron ma rację?
Zacznijmy może od wyjaśnienia czym jest ciekły metal. Pod tą nieco mylną nazwą kryje się stop galu, cyny i indu (znany w branży też jako galinstan) w proporcji masowej 34:11:5. Jest to mieszanina eutektyczna - oznacza to, że przechodzi ona ze stanu stałego w ciekły w niższej temperaturze niż którakolwiek z substancji składowych. W typowym pokoju przeciętnego gracza powinna więc być cieczą przez cały czas.
Dotychczas galinstan stosowano głównie w przemyśle medycznym jako zamiennik toksycznej rtęci w termometrach. Stop wykorzystuje się również w czujnikach promieniowania radiowego, a w przemyśle robotyki ciągle prowadzone są badania nad kolejnymi zastosowaniami ciekłego metalu w sensorach. Nas powinno interesować jednak wykorzystanie mieszanki jako pasty termoprzewodzącej nakładanej na procesor w komputerze.
Głównym zadaniem pasty jest poprawienie efektywności przewodzenia ciepła z odpromiennika jednostki centralnej do radiatora w systemie chłodzącym np. procesor, dzięki zwiększeniu powierzchni styku pomiędzy tymi elementami. Ciekły metal (na przykładzie Thermal Grizzly Condunctonaut) osiąga temperatury od 2 do 4 stopni Celsjusza niższe w porównaniu z konwencjonalnymi pastami termoprzewodzącymi, niezależnie czy wykorzystujemy chłodzenie wodą czy powietrzem. Jeszcze lepsze efekty można uzyskać stosując dodatkowo delidding (zwane też „skalpowaniem”, gdyż polega na zdjęciu osłony procesora). Wszystko pięknie brzmi i chciałoby się przyklasnąć Sony za zastosowanie tej technologii, aby ulepszyć system chłodzenia względem PS4 (Pro), lecz tutaj pojawiają się wątpliwości.
Chodzi mianowicie o dwie poważne wady ciekłego metalu jako pasty, które tak chętnie są przytaczane przez przeciwników jej zastosowania w nowej konsoli Japończyków. Pierwsza z nich to trwałość. Dobra praktyka nakazuje, aby w komputerach z galinstanem zastosowanym jako medium pomiędzy procesorem i radiatorem, wymieniać pastę na nową co 2-3 lata. Jest to działanie rekomendowane, a nie bezwzględnie wymagane. Wynika ono z degradacji ciekłego metalu, który „wysycha” z powodu dużych ilości ciepła generowanych przez CPU.
Rozwiązaniem problemu przez Sony ma być szczelna osłona SoC, która uniemożliwi zarówno wyciek galinstanu na płytę główną, jak i ograniczy przedostawanie się pary na zewnątrz układu. Brzmi interesująco i sprawność chłodzenia będzie warta dokładnych testów po upływie paru lat. Jeśli pomysł Japończyków się sprawdzi, to bez wątpienia będzie można mówić o wprowadzeniu udanej innowacji. Jeśli nie, PS5 w najgorszym wypadku będzie alternatywą dla grzejnika na zimę, bo nie pomogą nawet aktualizacje oprogramowania poprawiające pracę wentylatorów.
Drugim zarzutem kierowanym pod adresem ciekłego metalu jest jego wpływ na inne metale występujące w układzie chłodzącym. Użycie aluminiowego radiatora wyklucza zastosowanie galinstanu, gdyż gal łatwo wchodzi w reakcję z glinem, powodując jego korozję w przeciągu zaledwie doby. Chyba nie trzeba dodawać, że chłodzenie już nie będzie działać tak jak powinno. Sony w swojej konsoli zastosowało konstrukcję wykonaną (najprawdopodobniej) z czystej miedzi. Choć i w tym wypadku zajdzie reakcja pomiędzy radiatorem a pastą, to nie będzie ona miała wpływu na sprawność odprowadzania ciepła - efekt będzie jedynie wizualny.
Jeśli chodzi o zastosowanie ciekłego metalu w PS5, zarówno reakcje nadmiernie pozytywne, jak i skrajnie negatywne, są zdecydowanie przesadzone i w zasadzie niepoparte żadnymi konkretnymi argumentami. De facto są one bezpodstawne, gdyż PS5 nie miało jeszcze premiery, a nawet wtedy będzie można ocenić jedynie ogólną wydajność systemu chłodzącego, a nie jego trwałość. Czy PlayStation 5 przetrwa próbę czasu, czy też okaże się spełnieniem marzeń krytyków Sony? Przekonamy się za parę lat.
