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Thermal Grizzly KryoSheet Review with in-depth analysis – Durable all-purpose weapon with minor limitations

Special features of the Thermal Grizzly KryoSheet

The difference between a graphene thermal pad like the KryoSheet and a simple graphite thermal pad lies in the material used and its specific properties. Graphene is a single layer of carbon atoms arranged in a two-dimensional honeycomb pattern. It is known for its exceptional thermal conductivity. In this particular case, however, the KryoSheet goes one step further.

While both materials are carbon-based and have similar properties in terms of thermal conductivity, graphene is thinner at the molecular level and can offer higher performance. Graphite, on the other hand, is less expensive and still very effective, making it a more common choice for many industrial applications. Nevertheless, Thermal Grizzly opted for graphene. And rightly so. The only thing that doesn’t work so easily this time is the technical data, because there are no such generalized data.

The disadvantage of “normal” graphite or graphene pads usually lies in their structure, which has an exorbitantly high thermal conductivity in the horizontal plane, but almost completely fails vertically. As a result, the waste heat is distributed perfectly on the heatspreader or the die, but the thermal resistance upwards to the heatsink is unfortunately significantly greater. In order to find a solution to this problem, SHT arranged many very thin graphite plates overlapping each other and then cut them off at an angle. This can already be seen here in the longitudinal strips, which unfortunately also represent the weak point of the sheets, because they can quickly tear or break off right there.

I have now analyzed the structure under the microscope in more detail (and more clearly) and created a height profile. We can now also clearly see why a certain contact pressure is required to ensure that this jagged surface fits snugly against the interface. Because without pressure, this surface made up of individual plates cut at an angle is more of a riot:

Material analysis

Of course, I can’t and don’t want to reveal the manufacturing secret of this sheet or at least comment on it, but a few general explanations as to why there is silicon in addition to the carbon material seem appropriate in order to better understand the sheet. Similar to the GT-TIM GT-90SPRO, the KryoSheet (FrostSheet) utilizes synergistic effects where the two materials together offer better properties than either material on its own. Graphene can improve thermal conductivity, while silicon provides mechanical stability. Graphene is a very flexible material that can be easily molded into different shapes and structures. In combination with the mechanical flexibility of silicon, sheets can then be produced that adapt well to uneven surfaces and provide better thermal contact.

The dilemma with contact pressure and the discrepancy between theory and PC practice

Although the cryosheet is in a different league to normal pastes or pads, it can unfortunately only really be used effectively between 100 and 175 µm. And if you take into account the forces that actually act on the PC hardware, 175 µm is already the limit, because no GPU or CPU cooler can generate sufficient contact pressure. What we see in the curve diagram is my measurement, which I took with various forces acting on this square centimeter. Because from around 150 N, the pad no longer becomes thinner and at 300 N it’s gone.

You can convert this for yourself, because you simply have to divide the area of the GPU or CPU in mm² by these 100 mm² of the test specimen to get the multiplier or divisor (depending on the desired calculation). A graphics card with a chip area of just under 400 mm² would therefore result in a ratio of 1:4. A maximum force of around 40 N (slightly less than 60 PSI) is assumed for a GeForce RTX 4080, although in practice 30 N is more likely to be the rule. But never mind, let’s stick with 40 N. To be able to classify this correctly with the table, we are at the 10 N mark on the X-axis with the assumed ratio of 4. Please remember this for the next few pages.

This reduces the pad from the original 180 µm to around 175 µm; no further. However, this also increases the interface resistance, which we then have to take into account in daily use. And so the theoretical >90 W/(m-K) thermal conductivity quickly becomes just 3 to 4 W/(m-K). But I’ll come to that in the next few pages. The important question for us is whether such a long-term stable sheet works at least similarly to good pastes, whose durability is clearly surpassed in long-term use. And that is precisely why I am now measuring both in theory and with the subsequent derivation for practice. Please turn the page!

 

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RedF

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Auf meiner XTX habe ich mit dem Sheed gerade mal 4° C schlechtere Werte wie mit Flüssigmetall, das schafft so schnell keine Paste. Was man bei anderen Nutzern so liest haben die ähnlich gute Temperaturen mit dem Sheed auf ihrer XTX.

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Igor Wallossek

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Kleiner Denkfehler. Da sich das Pad nicht zusammendrücken lässt, erhöhst Du im Gegenzug zu flexiblen Pasten den Anpressdruck signifikant. Diesen Effekt errreichst Du auch mit jeder Paste, wenn Du das Mounting verschärfst und sei es durch eine Unterlegscheibe, um das Drehmoment zu erhöhen. ;)

Man muss beim Shet allerdings beachten, dass sich auch der Abstand zum Speicher etwas erhöhen kann. Deshalb sollte man lieber Putty nehmen oder etwas dickere Soft-Pads als beim Original.

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RedF

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Das war mit meiner Karte nicht so einfach, hatte (noch mit Flüssigmetall) bestimmt 6 verschiedene Pads durch, der Hotspot war nicht zu bändigen. Erst mit Putty ging es dann.
Die Karte scheint sehr schief und krumm zu sein.

Klar war der Vergleich zwischen Flüssigmetall und Sheed dann auch mit Putty erfolgt.

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Igor Wallossek

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10,576 Kommentare 19,844 Likes

Messungen an Grafikkarten, die sich immer wieder verziehen, sind Momentaufnahmen und individuelle Testumgebungen, die sich nur schwer reproduzieren lassen. Diese Erfahrung habe ich im Laufe der Jahre immer wieder machen müssen. Das ist auch der Grund,w arum ich mich von einigen Tests verabschiedet habe. 5 Tester, 10 Karten, 100 Ergebnisse. Und jeder hat Recht, irgendwie... :D Ist wie mit Ärzten

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RedF

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Schon klar : ) .
Mich wundern nur die "schlechten" Temps mit dem Sheed auf der GPU. Auf den XTX Karten kenne ich nur sehr positive berichte zum Sheed. Die scheinen gut dazu zu passen .

Auch auf meiner CPU macht es sich ganz gut, bei vielen ja nicht. Hab ich wohl Glück gehabt.

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RedF

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Was schätzt du was für ein Anpressdruck ohne Pads bei der XTX herrscht?

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RazielNoir

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Danke für den Test! Welcher wiederum beweisst: Die beste Kühlung ist keine oder nur wenig Wärmeentwicklung. Ich hätte gern die Hardware zurück, die keinen Custom Loop braucht um im optimalen Wärmebereich zu arbeiten.

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Igor Wallossek

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10,576 Kommentare 19,844 Likes

Definiere "schlecht". Das Pad liegt 2,5 K über dem TPM7950 und gleichauf mit der Apex. Die Originalpaste hat etwas über 6 W/mK, das TPM auch. Das Sheet hat, je nach Anpressdruck so um die 4...

AMD schreibt für die Kraft zwischen 30 und 40 N auf die Gesamtfläche für die GPU, Asus hat das angeblich von sich aus auf bis zu 60 N erhöht, was fast schon grenzwertig ist, weil es dann zu Cracks führen kann. Aber die Termperaturen waren signifikant besser. Das TIM war gleich :D

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Falcon

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Mit der Kombination hab ich eine sich sehr seltsam verhaltende 3080 TUF in den Griff bekommen!(y)
Durch das Sheet mehr Anpreßdruck auf dem Chip und dadurch endlich Delta <20K und vernünftige VRAM Temperaturen.

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RedF

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Möglich das meine Meinung von Pasten einfach zu schlecht ist.
Der Wechsel auf LM bei meiner 5700XT war einfach zu gewaltig.
Da wäre ich bei Ausus Anpressdruck bei 8,9 N/cm² mit meiner ca 27*25 Ciplet Fläche. Was durch die Chiplets sicher nicht ganz korrekt ist.

Wie hoch der jetzt tatsächlich bei meiner XFX XTX mit Alphacool Block ist, weiß nur Sankt Newton ^^

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RedF

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Das war mein Vergleich Sheet VS LM

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F
Falcon

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120 Kommentare 123 Likes

Das FLM ist dünner, deshalb waren deine Temperaturen da ein bisschen besser.

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RedF

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Die Temps waren für mich als Benchmark Punkte Jäger noch gut genug um das Sheet drauf zu lassen.

Leider hat die Karte beim Umbau auf Wasserkühlung wohl den ein oder anderen crack am Speicher BGA bekommen, was in ~100MHz weniger Speicher OC resultiert.
Das und mein 1000Watt Netzteil hat die Punkte Jagdt erstmal beendet.

Vermutlich war es aber nicht der Wasserkühler, sonder das extreme bending, was die Karte auf dem Original kühler hatte.

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echolot

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Der war mal interessant. Aber wenn Du sowas schreibst bin ich etwas verwundert.

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Denn den meisten wird es wohl so gehen wie in Satz 2 beschrieben. Das ist nix Spezielles sondern mMn die Regel. Und für diese Käuferschicht ganz klar eine Kaufempfehlung.

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c
cunhell

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Sieh es mal son, wenn der Druck nur hoch genug ist, bleibt die Karte dann sehr kalt ;)

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P
Pokerclock

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512 Kommentare 441 Likes

Mit dem KryoSheet ist es ähnlich wie mit dem Flüssigmetall. Das Zeug ist nur für einen ganz bestimmten Anwendungsfall gedacht (aber hier dann richtig gut), aber der Marketing-Hype macht daraus ein "Muss-ich-unbedingt-haben-sonst-ist-dein-PC-scheiße"-Aktion. Gefühlt eine Weiterentwicklung des 90er Jahre Schulhofs, wo Nokia-Handys und LaCoste-Schuhe dominierten und alles andere Abschaum war...

Und so kauft das Zeug jeder Heiopei, schmiert es sich auf seine teure Hardware und wundert sich dann, dass der Kurzschluss kommt, Flüssigmetall auch mal nachbearbeitet werden muss (nicht einmal Roman hat daran bei seinem TR gedacht, was ich schon echt lustig fand :ROFLMAO: ) oder die Performance doch nicht over the top ist, weil Langzeitstabilität im Fokus liegt.

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xXx0815

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P.S. ist immer noch ein Sheet und kein Sheed :)

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Alter.Zocker

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64 Kommentare 37 Likes

Also das Thema erzielbare Anpressdrücke auf GPU und VRAM bei Grafikkarten ist bei Nutzung des kaum komprimierbaren Sheets definitiv ein Thema, ich hatte da bei meiner Umrüstung meiner Inno3D RTX4080 Ichill Black mit einem gemeinsamen (AiO-)Kühlblock für GPU und Speicherbausteine auch mit verschieden hohen Pads für die Speicher rummachen müssen, um SOWOHL auf der GPU ALS AUCH auf den VRAM's akzeptable Temperaturen hinzubekommen:

https://www.igorslab.de/community/threads/noch-weitere-geforce-rtx-4080-mit-defekt-ab-werk-–-das-wärmeleitpasten-drama-geht-munter-weiter-und-nvidia-unternimmt-nichts.9843/page-7#post-273221

Das Problem war, dass ich bei zu dicken Speicherpads (1,5mm) auf dem KryoSheet zu wenig Druck hatte und die GPU-Temps schnell über die 90°C schossen (Hotspots bei kritischen 105°C und mehr), bei 1mm Speicher-Pads waren die GPU-Temps hingegen ein Traum mit Delta zum Hotspot bei deutlich <10K, ABER die Speicher waren dann schnell bei über 90°C...

Hier hätte ich mit Putty oder flexibleren ("schaumigeren" PAds) wie den originalen hellblauen, sicher das bessere MAterial gehabt, aber ich hatte es eben schlicht nicht "zur Hand" und wollte aber endlich die Karte und den ion Trümmern rumliegenden Rechner wieder zusammenbauen...

(Anmerkung: Das mit den Speichertemps merkt man i.d.R. nicht bei Furmark und Co, weil da der VRAM nur wenig ausgelastet ist, aber beim Zocken eines Spiels z.B. D4 wird der Speicher deutlich intensiver beansprucht und damit auch wärmer)

Da musste ich die Grafikkarte also mehrmals zerlegen und verschieden dicke Pads zw. 1 mm und 1,5mm auf den VRAM's ausprobieren, um festzustellen, dass das Optimum (siehe oben, beste Temps auf GPU und VRAM's) irgendwo bei Dicken um ca. 1,2mm dazwischen liegt (was ich wie gesagt nicht da hatte, die ziemlich festen Themal-Grizzly "Minus-8"-Pads gibts nur in den Dickenabstufungen 1mm und 1,5mm) Am Ende habe ich dann die 1,5mm Pads passgenau und einzeln auf die Speicherbausteine zugeschnitten, sodass das MAterial umlaufend bissl "Raum" hat, um beim Zusammendrücken noch etwas seitlich auszuweichen. Letzten Endes habe ich dann nach mehrenen Montage-Demontage-Zyklen immer wieder die Abdrücke der Speicher kontrolliert, überstehendes PAD-MAterial mit dem Skalpell weggenommen und die Ränder der Pads noch bissl mit einem flachen Metallspatel runtergedrückt, bis die Temperaturen auf GPU und VRAMS weitestgehend "ausbalanciert" waren.

Am Ende war es schon ein Gefrickel mit knapp einem Dutzend Demontage/Montage-Prozessen mit jeweiligen Testläufen zwischen drin, weniger wegen dem Kryosheet allein, sondern wegen dem ZUSAMMENSPIEL von Sheet und allen umliegenden Pads für die Speicher sowie einige der Spannungswandler uvm. die bei der Ichill Black allesamt von ein und dem selben starren CU-Kühlblock "versorgt" werden. Evtl. liegt hier auch ein generelles Problem vieler Karten, dass einfach die verschiedenen zu kühlenden Bauteile unter einem gemeinsamen Kühler alle unterschiedliche Schichtdicken des jew. TIM erfordern, was aber nicht immer optimal gemacht wurde und demzufolge für stellenweise "suboptimale" Anpressdrücke und damit partiell schlechte thermische Anbindung an den Kühler sorgt..

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Pokerclock

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512 Kommentare 441 Likes

@Alter.Zocker

Dazu kommt, dass mehrfache (De-)Montage der Grafikkartenkühler es nicht besser machen. Die Manli von Igor dürfte auch bald nicht mehr zu gebrauchen sein, wenn man nicht neue Gewinde schneidet und andere Schrauben verwendet. Für (De-)Montagen >10x sind die Schrauben und Gewinde nicht ausgelegt.

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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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