پردازنده‌ها بخش اصلی هر سرور یا سیستم کامپیوتری محسوب می‌شوند. هرچه سرعت و توان آنها افزایش پیدا کند، میزان گرمای تولید شده نیز بیشتر خواهد بود. اگر گرمای اضافی به موقع خارج نشود، قطعات داخلی ممکن است بیش از حد گرم شوند و این موضوع می‌تواند باعث افت عملکرد یا آسیب دیدن سیستم شود. برای جلوگیری از این وضعیت، باید راهی پیدا کرد تا گرما بهتر منتقل شود. یکی از روش‌های اثربخش برای بهبود انتقال گرما بین پردازنده و سیستم خنک کننده، استفاده از خمیر سیلیکون است. این ماده فضای خالی بسیار ریز بین پردازنده و هیت سینک را پر می‌کند تا گرما سریع تر منتقل شود. همچنین این خمیر، دارای ویژگی‌ها، انواع مختلف و کاربردهای متفاوتی است که به آنها پرداخته می‌شود.
خمیر سیلیکون یک ماده مهم در خنک سازی پردازنده‌ها است که مثل یک پل میان CPU و هیت سینک قرار می‌گیرد. سطح فلزی این دو قطعه، هرچقدر هم صیقلی به نظر برسد، در مقیاس میکروسکوپی دارای ناهمواری‌هایی است که باعث ایجاد فضای خالی می‌شود. این فضاها پر از هوا هستند و از آنجا که هوا گرما را خوب منتقل نمی‌کند، مانع از دفع سریع حرارت خواهد شد. خمیر سیلیکون این فاصله‌ها را پُر می‌کند و باعث می‌شود گرما بهتر از پردازنده به هیت سینک منتقل شود.
هنگامی که این خمیر بین سطح پردازنده و هیت سینک قرار بگیرد، یک لایه یکنواخت شکل می‌گیرد که باعث می‌شود گرما بدون مانع از پردازنده به خنک کننده منتقل شود. پس از آن، هیت سینک این گرما را به فن یا سایر تجهیزات خنک کننده می‌سپارد تا دمای سیستم پایین بماند. برخی تصور می‌کنند که چون هر دو سطح از فلز ساخته شده اند، تماس کامل میان آنها برقرار می‌شود، اما در واقعیت چنین چیزی ممکن نیست. بدون استفاده از خمیر، فضای خالی باعث افزایش دمای CPU و کاهش کارایی می‌شود.
خمیرهای سیلیکونی مدل‌های مختلفی دارند. بعضی از آنها شامل ذرات فلزی مثل نقره هستند، برخی دیگر بر پایه سرامیک یا ترکیباتی مثل آلومینیوم، کربن یا اکسید روی ساخته شده اند. میزان انتقال گرما، دوام، و چسبندگی هر مدل با دیگری فرق دارد.
برای درک بهتر عملکرد خمیر سیلیکون، باید به نحوه‌ی انتقال گرما در پردازنده توجه کرد. وقتی CPU فعال می‌شود، انرژی برق را به اطلاعات تبدیل می‌کند و در این فرایند، گرمای زیادی تولید می‌شود. این گرما باید از سطح پردازنده عبور کرده و به قطعه ای مثل هیت سینک برسد. اگر این انتقال به درستی انجام نشود، دمای پردازنده بسیار بالا می‌رود و ممکن است عملکرد سیستم دچار مشکل شود. استفاده از مقدار درست خمیر نیز اهمیت دارد؛ نه زیاد و نه کم. استفاده نادرست می‌تواند باعث نشتی یا حتی آسیب به قطعات شود.
خمیر سیلیکون در چند مرحله به کنترل بهتر دما کمک می‌کند:
خمیر سیلیکون در ابتدا برای خنک کردن سرورها و پردازنده مرکزی در پی سی، لپتاپ و مخصوصا سرورها به کار می‌رود. این ماده تقریبا میان تمام قطعاتی که تماس حرارتی با یکدیگر دارند و باید حرارت را از نقطه ای به نقطه دیگر منتقل کنند، قابل استفاده است. کاربرد خمیر سیلیکون هر جایی است که نیاز به پل حرارتی میان دو سطح وجود دارد. اگر خمیر بسوزد یا خاصیتش را از دست بدهد، حرارت اضافی در پردازنده جمع می‌شود و خطراتی مثل خاموشی ناگهانی یا افت کارایی سازوکار سیستم رخ می‌دهد. به همین دلیل بررسی دوره ای خمیر و تعویضش در بازه‌های زمانی معقول، یک راهبرد مفید در نگهداری دستگاه‌ها به شمار می‌رود.
موارد زیر، جزء کاربردهای مهم آن محسوب می‌شوند:
خمیرهای حرارتی مدل‌های گوناگونی دارند و برندهای مختلفی آنها را تولید می‌کنند. اگر بخواهیم این محصولات را براساس ترکیبات اصلی دسته بندی کنیم، می‌توان آنها را در چند گروه اصلی قرار داد:
در این دسته از خمیرهای حرارتی، ذرات فلزی بسیار ریز مثل نقره، آلومینیوم یا مس به کار می‌رود تا انتقال گرما سریع تر انجام شود. فلزها به صورت طبیعی رسانای قوی گرما هستند، به همین دلیل خمیرهای فلزی برای سیستم‌هایی که بار حرارتی بالا دارند، عملکرد خوبی از خود نشان می‌دهند. البته باید به این نکته توجه کرد که وجود فلز در ترکیب ممکن است باعث رسانایی الکتریکی هم بشود. در نتیجه اگر خمیر روی مدار یا پایه‌های حساس بریزد، احتمال ایجاد اتصال کوتاه وجود دارد.
این نوع خمیر معمولا قیمت بالاتری دارد، اما برای کسانی که به دنبال حداکثر بازده خنک سازی، یک انتخاب مناسب و پرفایده است. استفاده درست از این محصول می‌تواند تفاوت زیادی در عملکرد حرارتی سیستم ایجاد کند و دمای پردازنده را در حد مطلوب نگه دارد.
در این نوع خمیرها، به جای فلز، از ترکیبات سرامیکی مانند اکسید روی یا نیترید آلومینیوم استفاده شده است. این خمیرها رسانای جریان برق نیستند، بنابراین احتمال ایجاد اتصال یا آسیب به مدارها بسیار پایین است. اگرچه میزان انتقال حرارت شان نسبت به مدل‌های فلزی کمتر است، اما همچنان عملکرد خوبی برای خنک سازی دارند.
کاربرانی که استفاده معمولی از کامپیوتر دارند یا فشار زیادی به سیستم وارد نمی‌کنند، معمولا همین نوع خمیر را انتخاب می‌کنند. دلیلش هم قیمت مناسب تر و راحتی در استفاده است. خمیرهای سرامیکی هنگام استفاده پخش شدن بهتری دارند و اگر مقدار کمی از آن روی برد بریزد، مشکلی ایجاد نمی‌شود. به همین دلیل، برای لپتاپها و رایانه‌های خانگی، انتخابی مناسب و به صرفه هستند.
اصطلاح «خمیر سیلیکون» در ایران برای بسیاری از مدل‌ها به کار می‌رود. اما خمیرهای کاملا سیلیکونی، معمولا از ترکیباتی همچون روغن سیلیکون و اکسیدهای فلزی (مثلا اکسید روی) تشکیل می‌شوند. این خمیرها از گسترده ترین محصولات حرارتی در بازار هستند. رسانایی گرمایی آنها خوب است و برای بیشتر کاربردهای معمولی و نیمه حرفه ای پاسخگو هستند. چنین خمیرهایی معمولا در بسته بندی‌های سرنگی کوچک عرضه می‌شوند و نصبشان پیچیدگی چندانی ندارد.
گاهی شرکت‌ها به جای فلز یا سرامیک، از ذرات کوچک کربنی (نانو کربن، گرافیت یا حتی الماس پودر شده) استفاده می کنند. رسانایی این ترکیبات عالی بوده و از طرفی، رسانای الکتریکی خطرناکی هم به شمار نمی‌روند. فقط قیمت این خمیرها می‌تواند بالا رود و از طرف دیگر، در بازار شاید به هر برندی نشود اعتماد کرد. تولید محصول کربنی مرغوب، به فناوری و دقت بالایی نیاز دارد.
برخی شرکت‌ها خمیرهای خاصی تولید می‌کنند که به صورت مایع هستند و رسانندگی گرمایی فوق العاده بیشتری دارند. معمولا در آن از فلزات مایع مثل گالیم استفاده می‌شود. مشکل اصلیشان این است که به شدت رسانای برق هستند و حتی توانایی دارند سطح آلومینیوم را دچار خوردگی کنند. به همین دلیل، برای افراد حرفه ای که می خواهند بیشترین کاهش دما را به دست بیاورند، انتخاب خوبی است اما نیازمند مهارت بالا در نصب و جلوگیری از تماس با بخش‌های حساس مادربرد یا کولر هستند.
پد حرارتی اگر چه خمیر نیست، اما برخی افراد به جای خمیر، از آن استفاده می‌کنند. پدها یک لایه نازک رسانای گرما هستند که میان CPU و هیت سینک قرار می‌گیرند. این پدها استفاده ساده تری دارند و احتمال ریختن و اتصالی را کم می‌کنند، ولی در مقایسه، بازده کمتری دارند. معمولا در سیستم هایی که فشار حرارتی بالا نیست یا کاربر شناخت کافی در پخش خمیر ندارد، گزینه ای موقت حساب می‌شوند.
انتخاب خمیر سیلیکون مناسب، مستقیما به نوع استفاده شما از سیستم وابسته است. کاربرانی که تنها برای کارهای روزمره یا اداری از کامپیوتر استفاده می‌کنند، می‌توانند با مدل‌های اقتصادی و رایج سیلیکونی یا سرامیکی، عملکرد مناسبی داشته باشند. اما اگر پردازش‌های سنگین، بازی‌های گرافیکی یا اورکلاک را تجربه می‌کنید، نیاز به خمیری با عملکرد حرارتی بالا دارید.
یکی از معیارهای اصلی، ضریب هدایت گرمایی است؛ هرچه این عدد بالاتر باشد، خمیر بهتر گرما را منتقل می‌کند. در کنار آن، چگالی و قوام خمیر نیز اهمیت دارد. خمیرهایی که بیش از حد روان اند، ممکن است به نقاط حساس مادربرد نفوذ کنند. از سوی دیگر، خمیرهای بسیار سفت، پخش یکنواختی ندارند و کار را دشوار می‌کنند.
برای کاربرانی که نگران اتصالی یا خراب شدن قطعات هستند، پیشنهاد می‌شود خمیرهای عایق الکتریسیته را انتخاب کنند. اگرچه خمیرهای فلزی رسانایی بالاتری دارند، ولی کار با آنها نیازمند دقت و تجربه است. دوام نیز عامل مهمی است؛ خمیری که سال‌ها کیفیت خود را حفظ کند، نیاز به نگهداری و تعویض مکرر ندارد.
در آخر نیز باید به جنس هیت سینک توجه داشت. خمیرهایی با ترکیبات خاص مثل گالیم ممکن است به آلومینیوم آسیب بزنند. اگر کولر شما از مس یا نیکل ساخته شده، مشکلی نخواهید داشت، اما برای آلومینیوم باید خمیر مناسبی انتخاب شود. پس بهترین خمیر نه گران ترین است، نه معروف ترین؛ بلکه آن است که نیاز شما را برآورده کند.
گاهی اوقات به دلایل مختلف، افراد ممکن است به خمیر سیلیکون دسترسی نداشته باشند یا به دنبال جایگزین‌هایی برای آن بگردند. اما باید توجه داشت که استفاده از مواد خانگی مانند خمیر دندان، وازلین، سس مایونز یا سس خردل هیچکدام انتخاب مناسبی نیستند. این مواد ممکن است به طور موقت سطح CPU را بپوشانند، اما به زودی خشک می‌شوند یا خواص خود را از دست می‌دهند. علاوه بر این، ترکیبات شیمیایی این مواد ممکن است به قطعات فلزی آسیب برساند یا عایقی ضعیف تر از هوا ایجاد کند که در این صورت باعث اختلال در سیستم می شود.
ترمال پد (پد حرارتی) تنها جایگزین واقعی برای خمیر سیلیکون محسوب می‌شود. این پدها یک لایه نازک و آماده هستند که رسانایی گرمایی مناسبی دارند. مزیت اصلی ترمال پد در فرایند نصب آن به این صورت است که نیازی به تمیز کردن یا پخش کردن خمیر نیست و احتمال ریختن آن روی برد وجود ندارد. همچنین، ترمال پدها به دلیل عدم نیاز به تعویض مکرر، از نظر دوام برتری دارند. هرچند که کارایی آنها معمولا به اندازه خمیر سیلیکون حرف ای نیست، ولی در شرایطی که امکان استفاده از خمیر وجود ندارد، می‌تواند گزینه مناسبی باشد و تا حدی از افزایش دما جلوگیری کند.
اگرچه خمیرهای سیلیکونی حرفه ای ممکن است گران باشند، اما استفاده از یک خمیر باکیفیت ارزش هزینه را دارد. مواد خانگی ارزان قیمت نه تنها هیچ تاثیری در بهبود خنک کنندگی ندارند، بلکه می‌توانند آسیب‌های جبران ناپذیری به قطعات الکترونیکی وارد کنند.
کیفیت خمیر سیلیکون پس از مدتی کاهش می‌یابد و دیگر توانایی انتقال حرارت را نخواهد داشت. طول عمر خمیر به عواملی مانند نوع مواد سازنده، میزان حرارت روزانه و کیفیت ساخت شرکت تولید کننده بستگی دارد. خمیرها حدود دو تا سه سال کارایی مناسبی دارند، اما برخی مدل‌های پیشرفته تر می‌توانند تا پنج سال یا بیشتر دوام بیاورند.
هرچند که عوامل مختلف در کاهش عمر خمیر موثرند، یکی از مهم ترین عواملی که بر تحلیل رفتن خمیر تاثیر می‌گذارد، میزان و شدت بارگذاری سیستم است. هرچه پردازنده تحت فشار بیشتری قرار گیرد و دمای آن بالا برود، فرایند خشک شدن یا تحلیل خمیر سریع تر خواهد بود. این موضوع بیشتر در سیستم‌های اورکلاک شده دیده می‌شود، زیرا این سیستم‌ها به طور مداوم تحت بارهای پردازشی سنگین قرار دارند. شرایط محیطی نیز نقش مهمی در عمر خمیر دارد. در مکان‌های گرم یا فضاهای بسته که تهویه مناسبی ندارند، خمیر ممکن است زودتر از موعد معمولی کیفیت خود را از دست دهد و نیاز به تعویض پیدا کند.
برای جلوگیری از کاهش عملکرد و جلوگیری از آسیب به قطعات، کارشناسان فن توصیه می‌کنند که وضعیت خمیر سیلیکون هر یک تا دو سال یک بار بررسی شود. اگر خمیر تغییر رنگ داده، خشک یا پوسته پوسته شده باشد، این نشانه‌ای از پایان عمر آن است و در این صورت، تعویض خمیر ضروری است .
اگر قصد خرید سرور HP یا تجهیزات مخصوص دیتاسنتر دارید، مجموعه دکتر اچ پی یکی از گزینه‌های قابل اعتماد در بازار ایران به حساب می‌آید. در این مجموعه، انواع سرورهای نو و استوک، استوریج‌ها و قطعات جانبی مثل رم، پردازنده، کارت شبکه و هارد سرور، با تنوع بالا عرضه می‌شوند.
پیش از خرید، می‌توانید از مشاوره تخصصی رایگان استفاده کنید تا مناسب ترین گزینه را بر اساس نیاز مجموعه تان انتخاب نمایید. برای دریافت اطلاعات بیشتر یا ثبت سفارش، کافیست با شماره 021-91008413 تماس بگیرید. امکان گفتگوی تخصصی و خرید آنلاین یا تلفنی نیز فراهم شده است.
حرارت زیاد یکی از عوامل تاثیرگذار بر کاهش عمر مفید پردازنده‌هاست. خمیر سیلیکون، ماده ای مهم در خنک سازی محسوب می‌شود که بین سطح CPU و هیت سینک قرار می‌گیرد و با پر کردن فواصل ریز، اجازه عبور روان تر گرما را می‌دهد. نبود این خمیر می‌تواند باعث افزایش سریع دمای پردازنده و در نتیجه کاهش عملکرد یا حتی خاموشی ناگهانی شود. در بازار، انواع مختلفی از خمیرها شامل مدل های فلزی، سرامیکی، سیلیکونی و کربنی وجود دارد که با توجه به نوع مصرف، انتخاب می‌شوند.
برای سیستم‌های عادی، یک خمیر استاندارد کافی است، اما در دستگاه‌هایی با فشار پردازشی بالا مانند سرورها، باید به سراغ خمیرهایی با هدایت حرارتی بالاتر رفت. برخی کاربران نیز از ترمال پد استفاده می‌کنند که هرچند نصب ساده تری دارد، اما قدرت خنک کنندگی کمتری عرضه می کند. لازم است خمیر سیلیکون هر یک تا دو سال بررسی و در صورت خشکی یا تحلیل، تعویض شود.
1) آیا خمیر سیلیکونی فلزی می‌تواند به مادربرد آسیب بزند؟
بله، خمیرهای فلزی به دلیل رسانایی الکتریکی می‌توانند در صورت پخش تصادفی بر روی پایه‌های مادربرد باعث اتصال کوتاه شوند. بنابراین، در استفاده از این نوع خمیرها باید دقت زیادی داشته باشید. برای اکثر کاربران عادی، استفاده از خمیرهای غیررسانا امن تر است.
2) چرا خمیر سیلیکون بعد از مدتی خاصیتش را از دست می‌دهد؟
خمیر سیلیکونی به مرور زمان تحت تاثیر گرما خشک می‌شود و ترکیبات روغنی آن تبخیر می‌گردد. این فرایند باعث کاهش توانایی خمیر در انتقال حرارت می‌شود. این روند در دماهای بالاتر سریع تر اتفاق می‌افتد و در نتیجه کارایی خمیر کاهش می‌یابد.
3) آیا می‌توان از خمیر دندان یا سس به طور موقت استفاده کرد؟
هرگز پیشنهاد نمی‌شود. اگرچه این مواد ممکن است در ابتدا چسبندگی ایجاد کنند، اما به سرعت خشک می‌شوند یا خراب می‌شوند و حتی می‌توانند به قطعات آسیب بزنند. بهترین گزینه استفاده از خمیر حرارتی مخصوص است و در شرایط خاص، ترمال پد می‌تواند جایگزین مناسبی باشد.
4) بیشتر شدن مقدار خمیر روی CPU بهتر است یا کمتر؟
استفاده از مقدار زیاد خمیر باعث سرریز شدن و در خمیرهای رسانا می‌تواند منجر به اتصال کوتاه شود. استفاده از مقدار کم نیز ممکن است باعث عدم پوشش کامل سطح CPU و باقی ماندن هوا شود. مناسب ترین مقدار یک لایه نازک به اندازه یک نخود در مرکز CPU است که با فشار هیت سینک به طور یکنواخت پخش می‌شود.
5) اگر برندی ناشناخته از خمیر بخریم، آسیبی دارد؟
خمیرهای برندهای ناشناخته ممکن است کیفیت پایین تری داشته باشند و زود خشک شوند یا رسانایی گرمایی محدودی داشته باشند. انتخاب خمیر از برندهای معتبر و شناخته شده امنیت بیشتری ایجاد می‌کند. همچنین مشورت با کارشناسان سخت افزار یا بررسی نظرات کاربران می تواند به انتخاب درست کمک کند.
