Kühlung Testberichte Wärmeleitpaste und Pads

Noctua NT-H2 Wärmeleitpaste im Nachtest: Vergleich von 2023 und 2024 – Detailuntersuchungen zu Serienstreuung und Alterung

Pastenabriss

Jetzt gibt es das Video, wo ich den Testkopf nach dem Test wieder hochfahre. Man achte vor allem auf den “Plopp” nach ca. 4 Sekunden, wo es die leicht festgebackenen Flächen hörbar auseinander- und abreißt und die Mechanik glorreich über die Haltekräfte der Paste siegt.

 

Die effektive Wärmeleitfähigkeit

Ich hatte ja bereits in den Grundlagen geschrieben, welche Rolle der Interface-Widerstand spielt. Noch lasse ich ihn in der Rechnung drin, denn es ist für den Endanwender einfacher zu verstehen. Und auch diesmal gilt, wie in allen anderen Reviews von mir auch: Wenn man Rth bereits hat, bräuchte man λeff,  also die effektive Wärmeleitfähigkeit eigentlich gar nicht. Aber egal, ich mache die Grafiken trotzdem. Wir sehen jetzt natürlich wieder, wie sich die Werte über die BLT ändern, wobei man hier wegen der inkludierten Fläche und BLT keine lineare Kurve mehr erwarten kann.

Das Ganze natürlich auch noch einmal als Balkendiagramm für die wichtigsten Schichtstärken für den besseren Vergleich der interessierenden BLT:

Mal abgesehen davon, dass ich auch die Temperaturen des Heaters und des Wassers habe, die uns aber nichts nützen, weil sie sich entweder den Widerständen anpassen oder immer konstant bleiben, habe ich ja meinen Messaufbau mit den Temperaturfühlern 1 bis 6 (siehe Schema im verlinkten Grundlagenartikel). Mit diesen Werten kann man jetzt auch noch ganz nette Überlegungen anstellen.

GPU-Simulation

Nehmen wir zunächst die Werte von T3 und T4, die uns die beiden Temperaturen an den jeweiligen Kontaktflächen ausweisen, zwischen denen sich die Paste befindet. Diese Kurven sind nicht mehr ganz linear, denn auch der Interface-Widerstand ändert sich ein wenig. Und wir rechnen ja nicht mehr mit 6 Punkten, sondern nur mit 2 absoluten Werten für die Temperaturdifferenz statt eines Gradienten wie bei TTim, wobei die Sample-Temperatur ja konstant bleibt. Und wozu nun das Ganze? Das Verhalten ist so ähnlich wie bei einer Grafikkarte, die ja ohne einen IHS auskommen muss und wo man das Delta meist zwischen dem Substrat und der Wassertemperatur misst. Das kann man recht gut projizieren, denn ich teste ja den Temperaturunterschied an den beiden Flächen, zwischen denen sich die Paste befindet.

 

CPU-Simulation

Jetzt vergleiche ich jeweils T3 der getesteten Produkte. Wenn man die Werte für den Heater normalisiert, haben wir hier bereits einen ausreichenden Wärmewiderstand im Referenzblock aus Kupfer, um die CPU-Temperatur und deren Unterschiede mit verschiedenen Pads im Vergleich untereinander und in Abhängigkeit zur Schichtstärke Pasten-Ersatz zu simulieren. Denn genau diese variable Bewertung kann kein Test auf einer CPU bieten, weil die jeweiligen CPUs anders gebogen sind und es damit nicht wirklich reproduzierbar bleibt. Im TIMA5-Test aber schon, denn ich kann alle Abstände messen, was auf nur einer einzelnen CPU einfach nicht geht.

 

TIMA5 Kontrollergebnis für die Bulk-Werte

Kommen wir jetzt zum Vergleich der Bulk-Wärmeleitfähigkeit und der herausgerechneten Interface-Widerstände. Das Original aus 2023 und die 3.43 W/m·K für die Bulk-Wärmeleitfähigkeit sind zwar kein High-End mehr, aber durchaus ok. Außerdem habe ich die Quetschung bei rund 12 µm minimaler BLT aus der Regressionsline entfernt, weil sie doch schon erheblich abweicht.

Die schlechtere Paste aus 2024 ist deutlich flüssiger und schafft nur noch 2.92 W/m·K. Wir sehen allerdings, dass hier bereits fast 17,5 Prozent Performance-Verlust bei der Bulk-Wärmeleitfähigkeit gegenüber der Paste aus 2023 vorliegen, was durch nichts zu begründen ist, als eine (von was oder wem auch immer) entstandene Beeinflussung:

Doch was leistet nun die bessere Paste aus 2024? Interessanterweise liegt hier die minimale BLT wieder voll auf der Regressionslinie, was zumindest auf eine bessere Homogenität der Mischung schließen lässt. Die Bulk-Werte der Paste aus 2023 erreicht man nicht ganz, aber diese kleine Differenz wird man im Alltag nicht merken und kann ihn somit guten Gewissens als innerhalb der Toleranz liegend betrachten.

Kommentar

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pinkymee

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Mal wieder sehr spannend und vor allem aufschlussreich. Besonders das Thema Alterung.
Cool mal zu sehen, wie der TIMA arbeitet ;)
Danke Igor, für den aufwändigen Test.

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RedF

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Wäre ein Mittelwert der drei 24er-Pasten nicht die bessere Wahl? Wer weiß, ob die besseren nicht die Ausreißer sind?

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eastcoast_pete

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@Igor Wallossek : Danke, wieder einmal sehr interessant! Und verstehe ich das richtig: immer noch keine Stellungnahme von Noctua?

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RedF

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Na ja, schwierig.
Würde ja sagen miss den Ausreißer nochmal, aber du hast es ja schon mit dem Mikroskop bestätigt, dass die Paste was Spezielles ist.
Kannst du dir sparen.

Das ist (im besten Falle) echt mangelhafte QK von Noctuas Abfüller.

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Besterino

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7,060 Kommentare 3,641 Likes

…und mir ist völlig egal warum es so ist und bewerte die Paste für mich mit dem schlechtesten Ergebnis. Warum? Ich hätte überhaupt nicht die Möglichkeiten, herauszufinden, ob ich ne Kröte erwischt habe oder nicht. Das ist einfach eine weitere Variable, die bei der Paste zu berücksichtigen wäre und mit so einer Ungewissheit ist das Zeug für mich nicht kaufbar.

Ja, bei den anderen weiß ich nun auch nicht, ob es nicht ebenfalls eine extreme Serienstreuung gibt - aber was ich nicht weiß, macht mich… öhm… die CPU nicht heiß.

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ipat66

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So geht unabhängiger Technik-Journalismus :)
Wir können uns alle glücklich schätzen, Igor und sein Medium in unserem Leben zu haben ...

Wenn ich sehe, was gerade hier in Frankreich mit THW-FR passiert, wird mir bewusst, welches Glück wir haben …

Vielen Dank Igor ; vielen Dank an das Team.

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Igor Wallossek

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Drei Pasten sind sehr ähnlich, eine zu flüssig. Also immer zu Gunsten des Angeklagten und dem Trend den Vorrang geben.

Was soll ich noch machen? Da stecken jetzt vier Tage drin und unzählige kWh Energie, mehr kann ich hier wirtschaftlich nicht verantworten. Noctua hat sich sehr wohl gemeldet, aber man kann das Problem an den eigenen Proben nicht nachvollziehen. Aber ich veröffentliche keine internen Schriftwechsel. Noch nicht einmal die, welche mich nicht wirklich zufriedenstellen.

Wie soll ich das mitteln? Ich beginne ja bei den effektiven Rth Werten und ich kann nichts sauber mitteln, wo der Interface-Widerstand ebenfalls variiert. Nur Bulk zu mitteln ist auch doof, denn dann passen alle anderen Kurven nicht mehr. Und ich hasse es, solche Kurven mit dem Taschenrechner zu erzeugen. Dann sind wir wieder beim Dragster... :D

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RedF

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arcDaniel

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Ich bin Noctua Fan und nutzte immer NT-H2 und sie lieferte bis dato immer gute Ergebnisse. Habe aber immer mehr das Gefühlt dass mit den PTM Pads die Pasten so langsam ausgedient haben.

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DigitalBlizzard

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Moin und danke @Igor Wallossek für den Test, was sofort auffällt, ist einer der Gründe für die Instabilität der Matrix, während gute Pasten auf ca überschlagen 45-50% Alu, 20-25% Sauerstoff, 10-15% Zink und Silikon setzen, hat die NT-H2 hier verkehrte Welt.

Mit bis zu knapp 45% Sauerstoff, 25% Zink und je knapp 15% Alu und Silikon, hat Noctua hier das perfekte Rezept für eine maximal instabile Pasta gefunden.
Die Matrix ist durch den extrem hohen Sauerstoffanteil natürlich ziemlich anfällig für Ausgasung, und sorgt dafür, das die Matrix ihre Tragfähigkeit verliert.
Bereits im Eimer nach der Herstellung kann die Paste bei Transport und Lagerung die festen Füllstoffe kaum in der Matrix halten, wodurch sich ein Absetzungsprozess in Gang setzt.
Vor der Abfüllung muss die Paste dann sehr stark aufgemischt werden, um eine halbwegs gleichmäßige Verteilung der Inhaltsstoffe zu gewährleisten.
Zudem ist der Alu Anteil auffällig gering, Sauerstoff als aggressives Oxidanz ist allerdings im Überfluss vorhanden und begünstigt eine Oxidationsreaktion mit übermäßiger Ausgasung.
Das in Verbindung mit der instabilen Matrix erklärt ganz klar die immensen Schwankungen.
Das Abrissbild zeigt bei den 2024er Modellen auch eine maximal unhomogene Paste, während die 23er noch ein sauberes Strichbild liefert, haben die 24er schon etwas von "wässrigem Ausfluss"
Die Rezeptur ist denkbar schlecht, fast die Hälfte ist Luft, Aluminium ist Mangelware, billiges Zinkoxid stellt den im Verhältnis zur Masse hauptsächlichen Füller dar.
Mich wundert es NULL, das diese Paste derartig schwankt.
Es sollte sich einfach mal jeder die prozentualen Rezepturen von TF8, TC-5500, Kold01 im Vergleich anschauen, dann wird einem schnell klar, wo hier das Problem liegt.
Eine durch Unmengen Sauerstoff und sehr wenig hochwertige Füllstoffe geprägte Paste, kann nicht homogen undbstabil sein, die variiert von Eimer zu Eimer, weil die Silikonmatrix schlicht null Tragfähigkeit besitzt, selbst wenn das Silikon halbwegs wertig wäre, hat es keine Chance gegen den Sauerstoff.
Die Rezeptur ist Mist und ich befürchte der Herstellungsprozess ist schon der erste Schlüssel zu Dilemma, schnell eingerührte Füllstoffe erinnern eher angeschlagene Sahne, oder für Noctua Schlagobers.

Weniger als 40% wirksame Füllstoffe in 15% Silikon und der Rest ist Luft und Wasser, das ist so oder so keine Rezeptur die man irgendwie rechtfertigen kann. Mehr Luft bekommt man nur bei Langnese Cremissimo.

Die Probleme der Paste liegen sowas von deutlich auf der Hand, ich würde sie Noctua Cremissimo oder die Luftpampe nennen.
Bei gutem Pasten ist der dominierende Darsteller Alu, gefolgt von Sauerstoff, und etwas in gleichen Teilen Zinkbund Silikon, aber im Schnitt über 60% wirksame Füllstoffe, Noctua hat weniger als 40% wirksame Füllstoffe und das Soll an Alu einfach durch Sauerstoff ersetzt.
Liebe Freunde von Noctua, Ich liebe was ihr tut, habe großen Respekt, aber ihr solltet dringend den OEM rausschmeißen, egal was ihr für die Paste bezahlt, es ist zu viel, für fast die Hälfte chinesischer Luft da drinne.
Und ich weiß, dass alle Kühlerhersteller Pasten als notwendiges Übel betrachten, und dem Thema nur geringe Aufmerksamkeit schenken.
Aber denkanstoß, was ist es, was die Verbindung zwischen einem tollen hochwertigen Kühler und der Wärmequelle bestenfalls optimiert? Richtig, Paste!
Ergo, Paste scheiße wird die eigentlich potentielle gute Leistung des Kühler durch so einen vermeintliche unwichtigen Klecks Pampe schlimmstenfalls verringert.
Und bitte, jemand der Hardware in der Güte baut, sollte doch auch das zwingend notwendige Wärmeleitmittel mit der entsprechenden Sorgfalt auswählen, damit sie am Ende zur Hardware passt und der Kunde lange Freude mit der Kühlleistung eurer Hardware hat.
Und das meine ich ernst, kein schmäh, sondern mein absoluter Ernst, und Alternativen gibt es, ich kann euch die gerne nennen, damit am Ende alles in der Noctua Packung so gut ist wie die Hardware.

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DigitalBlizzard

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Nein, das nicht, Direct to DIE sind PCMs etc sinnvoll, auf jegliches IHS gehört eine gute langzeitstabile Paste.
Da bin ich noch sehr altmodisch, auf IHS' performen Pasten einfach meist besser, und eine sehr gute Paste hältbbestenfalls ähnlich lange.

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RedF

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Ach, das kann man auch ordentlich verwursten, aber hast ja recht, bringt am Ende nichts.

Vielleicht eine Kennzeichnung für schlechte QK oder variable Qualitat in der DB.
Von den anderen wissen wir es halt nicht.

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RedF

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Wo kommt das O2 her? Luft im Gemisch, beim Mischen nicht evakuiert?
Chemisch angebunden? Wenn ja, wo? Vom Al2O3 und ZnO kann es ja nicht sein, das habe andere Pasten auch.

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Igor Wallossek

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10,845 Kommentare 20,546 Likes

Erst mal das Silikon, der mögliche Rest wurde bei der Herstellung im Vakuum scheinbar nicht richtig ausgegast. Ich gebe ja bewusst das Mengengewicht und nicht das Atomgewicht an. Aber solche Mengen an Silikon sind schon heftig.

TC-5550:

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NT-H2 (2024 gut)

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So hat man Pasten vor 10 Jahren mal gebaut.

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DigitalBlizzard

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Ein Teil ist natürlich im Silikon gebunden, der Rest kommt durch die Mischung, hochwertige Mischverfahren arbeiten in einem Teilvakuum und rühren seeeehr gemächlich, um die Struktur des Silikons nicht zu strapazieren, wenns der OEM aber schnell und billig haben will, Thema Gewinnmaximierung, dann wird quasi in der "KitchemAid" bei hoher Drehzahl alles ordentlich aufgerührt und dabei viel günstige Luft untergezogen, das bringt Volumen.
Und das nächste Problem kommt dann in Form mangelnder Tragfähigkeit der Matrix gleich mit und das bisschen Metalloxid setzt sich direkt nach der Abfüllung im Eimer wieder ab.
Dadurch muss es vor der Abfüllung in Spritzen nochmal stark aufgemischt werden.
Bei so einer Rezeptur bekommst unmöglich absolut gleiche Abfüllenheiten hin, selbst innerhalb der gleichen Produktionscharge nicht.
Und fast 30-35% weniger Alu als bei anderen guten Pasten ist natürlich auch nicht das Gelbe vom Ei.
Dafür performt die Paste noch erstaunlich gut, trotzdem erinnert das Abrissbild der 24 eher an frisch Erbrochenes, als an eine homogene Paste.

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DigitalBlizzard

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Den einzigen Vorwurf in Richtung Noctua kann man nur dahingehend machen, dass es ihnen offensichtlich wurscht ist, dass der Chinese hier seine dreckige Luft teuer weiterverkauft, gutes QM und ein kräftiger Klapps auf die kleinen Panscher-Patschehändchen könnte hier wahre Wunder wirken.
QM versäumt, ist ja NUR Paste .
Für 3,97€ pro Gramm bekommt man hier 45% feinste Chinesische Luft, also alleine für die chinesische Luft zahlt man 1,79€.
Allemal billiger als ein Flug nach Dongguan um einen tiefen Atemzug zu nehmen, aber trotzdem nicht angemessen.

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S
SpotNic

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Und wer sagt nun, dass den Gewinn der Chinese einsackt und nicht Noctua?

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komatös

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@Igor Wallossek Danke für die Tests. Ich schließe mich Deinem Wunsch nach Angabe von Abfülldatum an; wünschenswerter Weise sollte aber auch Verfallsdatum angegeben werden. Denn der Schmodder wird ja nicht ewig seine Konsistens in der Tube behalten, oder?

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DigitalBlizzard

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Niemand, aber wenn ich böses unterstelle, dann zuallererst den Chinesen.
Erfahrungswerte, da wird drauf gebaut, dass der Abnehmer das eh nicht eingehend prüft, was ich als Kunde allerdings erwarten würde.
Die Paste gehört aber gemessen an der Zusammensetzung definitiv zum Billigsten was man sich so einkaufen kann, zumindest die Partikelgroße spricht noch für eine gute mittlere Qualität an Metalloxiden, nicht hochwertig, aber auch nicht das Billigster, aber davon ist ja reichlich wenig drinne.
Der nächste Kostenfaktor wäre das verwendete Silikon, aber bei der Mischung spielt das selbst in bester Qualität nur noch eine Komparsenrolle.
Ob der OEM clever ist und auf Noctuas Gutgläubigkeit setzt, oder Noctua auf die Gutgläubigkeit seiner Kunden, kann ich nicht wissen und maximal vermuten, aber das passt nicht zu Noctua, nicht zum ansonsten hohen Qualitätsanspruch.
Aber zumindest tragen sie die Schuld mit, denn sowas wirft man nicht auf den Markt ohne es QM Technisch eingehend und wiederholt regelmäßig zu prüfen.
Die OEMs sind auch nicht doof, am Anfang liefern sie gutes Zeug, ist das Produkt erst mal etabliert und "über den Berg und über jeden Zweifel erhaben" verändert man auch schon mal die Rezeptur zu Gunsten der eigenen Spanne.
Gefahr der Entdeckung ist gering, weil fast alle Brands auf umfassende regelmäßige Kontrollen verzichten. Das weiß der Chinese und scheut sich nicht die Lücke zu nutzen, und das weiß eigentlich auch der Abnehmer, prüft trotzdem nicht!?
Das ist eine Nachlässigkeit, die man bei OEMs aus China am Ende oft teuer bezahlt, denn rechtlich kannst gegen die auf chinesischem Boden kaum vorgehen.
Als Brand wie Noctua bist dann der gekniffene und schmeißt mit Pech Unmengen bezahltes minderwertiges Material weg.
Wer mit Chinesischen OEMs arbeitet, zahlt das Eingesparte früher oder später drauf, sofern man nicht permanent alles prüft, bei jeder Lieferung doppelt und dreifach, hast den Container im Hafen erst mal angenommen, bist am Arsch, egal was drinnen ist.
Also im Prinzip muss das QM vor Ort beim OEM beginnen und in Hafen im Container vor Übernahme enden.
Das gestaltet sich für Noctua halt schwer, weil die wenige große Überseehäfen haben 🤣 und somit ständig Personal in Genua, Rotterdam oder sonstwo fürs QM haben müssen.
Ich denke Noctua hat in diesem Fall dem OEM selbst das QM überlassen, den Bock zum Gärtner gemacht und das geglaubt, was ihnen erzählt wurde.

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About the author

Igor Wallossek

Chefredakteur und Namensgeber von igor'sLAB als inhaltlichem Nachfolger von Tom's Hardware Deutschland, deren Lizenz im Juni 2019 zurückgegeben wurde, um den qualitativen Ansprüchen der Webinhalte und Herausforderungen der neuen Medien wie z.B. YouTube mit einem eigenen Kanal besser gerecht werden zu können.

Computer-Nerd seit 1983, Audio-Freak seit 1979 und seit über 50 Jahren so ziemlich offen für alles, was einen Stecker oder einen Akku hat.

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