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Not over-hyped: Honeywell PTM7950 in a lab test and a real game changer for graphics cards

Many manufacturers have been experimenting with the Honeywell PTM7950 thermal pad and graphene pads on graphics cards for some time now. With good success, as AMD board partners in particular (and AMD on the MBA cards) or MSI prove. Paste or no paste, the load on graphics cards in particular is far too heavy a burden for many normal pastes in the long term. In addition to the horizontal forces caused by the very different expansion coefficients of the chip and heatsink (which is why, for example, 1000 cycles are tested), it is above all the higher temperatures and direct contact with the substrate without an extra heat spreader that come into play here. Ageing effects such as pump-out, drying out and simple chemical degradation are not something that today’s GPUs really like in the long term.

Now these parts are not so easy to buy in normal stores, but copycat pads like the Heilos from Thermalright do exactly the same thing. Of course, I will also be testing these pads across the board and I know that many established suppliers are currently working on their own offerings. This will certainly simplify things a lot soon. What I plan to do today consists of two sections. On the one hand, I will test the pad in TIMA5 like a normal paste and on the other hand, I will finally cure the Manli GeForce RTX 4080 Gallardo, which has already been tortured several times. I’ve put together the most important links for you to get you started.

An important foreword on “bulk thermal conductivity” and false marketing promises

I am now deliberately prefacing this with two quotes that not only speak to me from the heart, but also absolutely agree with my laboratory measurements. Conventional pastes cannot achieve much more than 4 to 5 W/(m-K) under the usual conditions on a GPU or CPU in terms of layer thickness, temperature and pressure. Because these quotes are honest and unfortunately correspond to reality, I will use this part from now on as a standard quote in all paste tests of all manufacturers and put it in front. You can’t bend physics.

For those who wonder how you can even arrive at figures above this limit, it should be noted that test conditions can certainly be adapted to achieve astronomically high figures. However, testing in a bucket has nothing to do with reality, even if a known measurement method is used. Without knowledge of the exact circumstances, such values are completely misleading and meaningless. You could give many suppliers credit for simply not knowing any better and just copying the OEM’s data sheets, but it doesn’t make misleading consumers any better.

Thermal Grizzly
The mostly theoretically determined thermal conductivity values differ greatly depending on the application, as important factors such as contact pressure, temperature or surface cannot be taken into account uniformly. All our cooling products have therefore no longer given specific thermal conductivity values since the 4th quarter of 2020.We continue to rely on the test results of independent tests and reviews so that our customers can get a more realistic impression of the performance of our products in practice under comparable circumstances.

Arctic
ARCTIC has made a conscious decision not to provide thermal conductivity values for thermal pastes and thermal pads, as many manufacturers invent, artificially inflate or embellish these values. Thermally conductive paste has a thermal conductivity of 1 to 4 W/mK. Values outside this range, such as 12.5 W/mK, do not correspond to the truth. Many competitors state values above 4 W/mK to suggest better performance. This often leads to false expectations and dissatisfied users…

 

The previous “reference paste” will only be used for comparisons in the curve diagrams until the automatic, database-based chart generation is ready (soon). Then the best pastes will be used fully automatically in the charts for comparison (can be selected and deselected as with the fans at the time). The Alphacool Apex was and is the tool of choice for me for long-term comparisons, because I have been able to check its behavior for over 12 months. This point will be dropped when we switch to the database.

Real long-term simulations (3000 hours in 1000 cycles up to 90°C) are not feasible in terms of effort. That is why I can only make predictions, but I want them to be understood as such. It is virtually impossible to make scientifically sound statements in just a few days. Yes, you can identify a trend and scale it as a forecast based on existing data, but this is not something that allows you to make really reliable statements. Therefore, I am sorry to say that I have to leave out this important point. However, as far as time permits, I will take community feedback into account and add the comments and long-term experience of third parties to the database as a note in due course, if it seems necessary. In both a positive and negative sense. However, this is a subjective value that has no place in a comparative database.

Unboxing

In addition to the 0.25 mm thick pad, you also get a few adhesive aids for applying smaller sections, which is really helpful (especially the 1 cm x 1 cm on the TIMA5 are very fiddly). The whole thing arrived from China (AliExpress) within 2 weeks as a letter (unfortunately you have to be that patient), but the pad was neatly packaged in a durable box.

The problem with these pads is removing the second protective film and placing it on the test body without destroying it. Even if you have measured everything precisely beforehand, simply leave a little more margin for safety and later remove anything you don’t really need with a scalpel or spatula. Freezing in the **** compartment of the freezer at below -18 °C also helps. However, this not only makes the pad firm, but also brittle. Yes, the thick and thin film both come off better, but with a bit of bad luck you end up with cracks in the pad. And that’s exactly what nobody needs. That’s why the safest way is to use a pre-assembled version with adhesive strips like the one I received. I’ll write more about this later, but I wanted to explicitly point out the useful accessories.

Technical data

Let’s leave the marketing aside and look at the technical data of this paste, which is available in various containers and sizes. We can see that the information on thermal conductivity is missing (red). The green shaded columns contain my measured values, the gray shaded columns contain the completely missing manufacturer’s data.

Technical data
Bulk thermal conductivity λ n/a
Effective thermal conductivity λeff, 6.374 W/(m-K) (Test method ASTM D5470-17)
Effective thermal resistance Rth 250 µm (max)
0.41913 cm²K/W (Test method ASTM D5470-17)
Effective thermal resistance Rth 200 µm 0.34206 cm²K/W (Test method ASTM D5470-17)
Effective thermal resistance Rth 100 µm 0.20055 cm²K/W (Test method ASTM D5470-17)
Effective thermal resistance Rth min (17 µm)
0.03427 cm²K/W (Test method ASTM D5470-17)
Minimum layer thickness 17 µm at 41 N), 8 µm at 300 N (after 30 minutes)
Thermally conductive particles Zinc oxide (ZnO), aluminum oxide (AL2O3), PCM matrix (Test method LIBS, Keyence EA-300)
Pad thickness (initial value)
250 µm
Volatilization rate (volatilization) n/a
Density n/a
Viscosity n/a
Working temperature n/a
Breakdown voltage n/a
Contact resistance n/a
Maximum pressure n/a
Color gray
Accessories
Positioning aids (adhesive strips)
Container
Different sizes (supplier)

Further links and basics

 

 

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Sehr schön, damit sind bei mir für alles was luftgekühlt ist und bis Besseres daher kommt die Würfel gefallen. Danke auch für den Hinweis zu den Problemen mit dem H100, 814mm² zu den z.B. 300mm² einer RX7900XTX machen da hoffentlich einen Unterschied.

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echolot

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1,126 Kommentare 882 Likes

Ist das jetzt die eierlegende Wollmilchsau? Niedrigster Wärmewiderstand bei bestem Langzeitverhalten? Wie macht sich das Pad auf einem Ryzen? Auf jeden Fall wieder toller Test mit gehörig Erkenntnisgewinn.

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RazielNoir

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Was setzt Nvidia bzw. AMD eigentlich bei den Workstationkarten al'a 6000 Ada oder RadeonPro ein?

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eastcoast_pete

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1,720 Kommentare 1,055 Likes

Also sind Pads dann die Zukunft? Es liest sich zumindest sehr gut, und ich bin sowieso eher ein "Airhead" (Luftgekühlt). Frage: Wenn man doch Wasserkühlung für die GPU will, kann man das halbe Auftauen des Pads vermeiden, indem man die Pumpe abstellt und somit dem Pad ermöglicht, hier gute Konsistenz zu erreichen? Natürlich alles während man die GPU Temperaturen sorgfältig beobachtet, Und dann nach ein paar Minuten die Pumpe wieder anlaufen lässt, und passt das dann so? Oder muss so ein Pad jedes Mal nach Einschalten auf Temperatur kommen?
Abschließend: das Problem, eine H100 bei mir zu Hause kühlen zu müssen, hätte ich gerne 😁.

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Igor Wallossek

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Siehe meine Reviews, ich analysiere das doch immer mit. NVIDIA setzt auf das PTM, AMD auf PTM, Graphen und sogar Graphan-Pads (W7800 Pro). Da wird nicht eine Karte mit Mumpitz bekleistert. NVIDIAs FE nutzen auch PTM, genauso wie AMDs MBA. Nur die AIC und AIB machen das noch mit Paste. Naja, einige schon länger nicht mehr (MSI) und manche erst seit Kurzem (XFX, Powercolor)

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echolot

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1,126 Kommentare 882 Likes

Wie lange sind denn die Pads haltbar, wenn man z.B. ein 80x80mm Pad geordert hat? Wie lange kann es bis zur Unbrauchbarkeit in der Schublade vergammeln? In Deinem Video verweist Du ja u.a. auf die Honeywell-Tube und sprichts diesen Punkt an.

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xXx0815

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kleine Info: Newton ist keine Einheit für Druck (Kraft pro Fläche), wahrscheinlich ist hier die Kraft des Stempels gemeint ? Da wäre noch die Angabe der Fläche in diesem Zusammenhang interessant.

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Igor Wallossek

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10,534 Kommentare 19,757 Likes

Dass Newton eine Kraft (und kein Druck) ist, ist ja allgemein bekannt. Der Körper hat eine Fläche von 1 cm², das steht vor diesem Absatz auch mehrmals deutlich im Text, auch beim Prüfaufbau. Ich erwähne ja auch ab und an, dass dies dann bei den Flächen von GPU und CPU Kräfte sind, die den normal zulässigen Wert deutlich überschreiten würden. Das multiplitziert sich ja mit dem Ratio zur Fläche. Intel gibt beim IHS z.B. 1000 N als Grenze bis zur Zerstörung an (450 N sind ok) :)

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samhayne

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Hab mir gerade ˋne PNY 4090 bestellt.
D.h. ich kann mich drauf einrichten in einigen Monaten das Ding auseinanderzunehmen und die Schmampe zu ersetzen?

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echolot

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Genau genommen ist es eine "Druckkraft". Druck ist "Spannung".

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Igor Wallossek

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Ja, anzunehmen.

Das Newton ist die Größe einer Kraft, die man aufwenden muss, um z.B. bei einer geradlinigen Bewegung wie hier die Geschwindigkeit eines 1-kg-Körpers innerhalb einer Sekunde gleichförmig um 1 m/s zu ändern. Das ist übrigens auch der Unterschied zwischen der "Gewichtskraft" in N und dem "Gewicht" (also eigentlich ja richtigerweise der Masse) in kg. ;)

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xXx0815

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Um es aus Sicht des Physikers (z.B. ich) korrekt darzustellen: Schreib bei Druck z.B. einfach xxx N/cm² ist die Welt ist in Ordnung :)

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Igor Wallossek

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Da es ja genau ein cm² ist, kürzt sich das bei meinen Angaben sogar weg :D

Und nein, ich beschreibe es absichtlich als Kraft (und nicht als Druck), damit es jeder einfacher auf seine CPU oder GPU hochrechnen kann. Intel und AMD geben ja auch nur Newton an.

Auch der Hersteller der TIMA und die ganzen Pastenbuden schreiben mehrheitlich Newton, eher seltener mal PSI (als Druck). Das gibts aber auch. Aber das können wir gern mal ausdefinieren, bevor die Datenbank online geht. Da ist jeder Beitrag erwünscht.

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C
CptJack

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Was ist denn mit der Honeywell Paste? Ist die legit und da eine ähnliche Performance zu erwarten?

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Igor Wallossek

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Das PCM gibts auch als Paste, aber nicht frei für Endanwender. Wenn man die Tube mal angerissen hat, dann muss man sie sofort aufbrauchen. Soll aber ähnlich performen.

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xXx0815

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30 Kommentare 15 Likes

Dann schreibe doch einfach ... "Erhöht man die Kraft auf 300N ..." dann ist es korrekt ... du legst doch viel Wert auf Korrektheit ...

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xXx0815

Mitglied

30 Kommentare 15 Likes

Kannst du auch bei ebay kaufen ... wundert mich das man dort noch nicht Plutonium bekommen kann ...

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Klicke zum Ausklappem
C
CptJack

Mitglied

31 Kommentare 8 Likes

Verdammt, das war mir nicht bewusst - hab meine Tube bereits vor Monaten angebrochen, um einen alten T490 zu erneuern. :/

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Igor Wallossek

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10,534 Kommentare 19,757 Likes

Naja, also fast 13 Euro pro Gramm sind schon sinnlos.

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About the author

Igor Wallossek

Editor-in-chief and name-giver of igor'sLAB as the content successor of Tom's Hardware Germany, whose license was returned in June 2019 in order to better meet the qualitative demands of web content and challenges of new media such as YouTube with its own channel.

Computer nerd since 1983, audio freak since 1979 and pretty much open to anything with a plug or battery for over 50 years.

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