Reduzierung der Temperatur eines Laptops mit Flüssigmetall

Hallo Steemians,

ich lese immer fleißig eure Blogs und wollte auch mal etwas beisteuern.
Da ich nicht viel koche und wenig rausgehe kommt hier allerdings kein typischer steemit Blogpost ;)

Ich bin beruflich viel unterwegs und habe daher einen Laptop mit einer dedizierten Grafikeinheit (GPU) um abseits der Arbeit im Hotel das ein oder andere Spiel zu starten. Da ich ein Ingenieur bin interessieren mich die technischen Daten meines Laptops (Spannungen, Temperaturen, Takt) und daher lese ich diese während des Zockens aus.

Bei einer Runde CSGO läuft mein Laptop durschnittlich mit +90°C auf der GPU und CPU und der Lüfter klingt wie eine Turbine. Diese Werte sind rein technisch noch im Rahmen (Tjmax liegt bei 105°C), allerdings takten die Komponenten sich ab und zu herunter um eine Überhitzung zu vermeiden. Wenn dies passiert fehlt natürlich ordentlich Leistung und das Spiel fängt an zu hängen, wenn man dadurch dann auch noch gekillt wird ist der Frust sehr groß.

Ich habe also überlegt wie ich die Temperatur senken kann, irgendwelche externen Lüfter halte ich für Blödsinn. Der interne Lüfter ist in der Regel genau für die vorhanden Kühlrippen dimensioniert und mehr Airflow bringt nicht automatisch mehr Kühlleistung und eine Änderung der Kühlrippen wäre dann doch etwas übertrieben.

Also wo kann man noch ansetzen? Richtig, bei der Verbindung zwischen Chip und Kühlkörper. Dort wird Wärmeleitpaste verwendet, welche in der Regel eine Wärmeleitfähigkeit von maximal 8 W/mk (Wert einer hochwertigen Wärmeleitpaste) besitzt. Da sie maschinell aufgetragen wird ist die Schicht in der Regel auch zu dick. Diese Paste lässt sich natürlich gegen bessere austauschen und vorallem in einer dünneren Schicht.
Ich dachte mir aber, wenn ich mir schon die Mühe mache und den Laptop aufschraube dann gehe ich gleich All-in und verwende das aktuell beste Mittel zur Wärmeübertragung: Flüssigmetall mit einer Wärmeleitfähigkeit von 73 W/mk !!

Flüssigmetall besteht unter anderem aus Zinn, Gallium, Indium und hat eine Konsistenz ähnlich der von Quecksilber. Flüssigmetall ist elektrisch leitend und reagiert chemisch mit Aluminium (Aluminium löst sich auf), man sollte sich also gut vorbereiten und aufpassen wie man vorgeht wenn man Flüssigmetall verwenden möchte.

Ich habe zum Testen den Heaven Benchmark mit dem Extreme Preset 10 Minuten laufen lassen um die Temperatur vorher und nachher zu bestimmen, der Benchmark simuliert sehr gut eine anspruchsvolle Spielelast. Die Umgebungstemperatur lag bei 18°C und der Laptop stand normal auf dem Tisch.

Wie wir hier sehen sind wir nach 10 Minuten bei 90°C, kein so toller Wert...

Also Laptop aufgemacht, Hautplatine ausgebaut, Kühler entfernt, Wärmeleitpaste entfernt, Chips mit Alkohol gereinigt und Flüssigmetall auf die Chips und die Kühlkörper aufgetragen. Flüssigmetall aufzutragen ist sehr nervenaufreibend, da es sich nicht gut mit dem Silizium verbinden möchte. Ich nehme zum Auftragen ein Ohrstäbchen und "massiere" damit das Flüssigmetall auf dem Silizium, nach etlichem hin und her fängt es dann an zu haften.

Wie man hier sieht sind die CPU und GPU mit einer Heatpipe miteinander verbunden, sprich sie heizen sich gegenseitig auf. Dies ist eine gängige Bauart bei Laptops, sie wird verwendet um einfach Platz und Kosten zu sparen. Der Nachteil ist dass bei einer Belastung der GPU auch die CPU aufgeheizt wird (und andersherum).

Entschuldigt die schlechte Beleuchtung, meine Nerven waren nach dem Auftragen leider etwas am Ende...

Dann alles wieder zusammenbauen, den Startknopf betätigen und Daumen drücken. Nachdem erfolgreichen Boot und 10 Minuten Benchmark sind wir bei entspannten 71°C.

Es war mir also mit Flüssigmetall möglich die Maximaltemperatur unter Last um fast 20°C zu senken! Der Laptop läuft jetzt wesentlich leiser und hat spürbar mehr Leistung. Der Heaven Benchmark erzeugt eine durchgehende Last, beim Zocken echter Spiele schwankt die Last stark. Ich habe daher bei CSGO immer eine Temperatur von unter 70°C und höre die Lüfter beim Zocken fast nicht mehr.

Ich habe ca. eine Stunde für den ganzen Vorgang benötigt, aber das war nicht mein erster Laptop den ich schon aufgeschraubt habe. Wenn ihr also selber so etwas vorhabt dann plant lieber 2 Stunden ein. Ihr benötigt eigentlich nur Werkzeug zum Öffnen des Laptops (variiert je nach Hersteller), Alkohol zum Reinigen der Chips und eben Flüssigmetall (ca. 10€/g). Der Aufwand ist es definitiv wert.

Ich hoffe ihr konntet etwas lernen.

Mit freundlichen Grüßen

Elektr1ker