Thermal Grizzly Duronaut Wärmeleitpaste im Test – Kryonaut war gestern, willkommen in den Top 10 aller Pasten!

Auftragen und Viskosität

Die Thermal Grizzly Duronaut ist eine Wärmeleitpaste, die sich durch ihre relativ hohe Viskosität auszeichnet. Im Vergleich zu dünnflüssigeren Pasten erfordert sie beim Auftragen etwas mehr Feingefühl und Geschick, da sie zähflüssiger ist und nicht von selbst über die Oberfläche fließt. Diese Konsistenz hat jedoch den Vorteil, dass die Paste nach dem Auftragen an Ort und Stelle bleibt und auch nicht unkontrolliert aus dem Kontaktbereich zwischen Prozessor und Kühlkörper austritt, was gerade bei engen Toleranzen von Vorteil ist.

Um das Verstreichen zu erleichtern, kann es hilfreich sein, die Paste leicht zu erwärmen. Durch die Erwärmung wird die Paste geschmeidiger, was das gleichmäßige Verteilen auf der Oberfläche vereinfacht. Der Grund dafür liegt in der physikalischen Eigenschaft der Basisstoffe der Paste: Bei steigender Temperatur sinkt die innere Reibung, wodurch sich die Partikel in der Paste leichter verschieben lassen. Dies führt zu einer besseren Anpassung an mikroskopische Unebenheiten der Kontaktflächen, was letztlich die Wärmeübertragung optimiert. Eine leichte Erwärmung kann erreicht werden, indem man die Paste einige Minuten auf rund 40 bis 50 °C erwärmt und die Zieloberfläche, wie den Heatspreader und den IHS bzw. den Die minimal erwärmt (Heißluftföhn).

Dies erleichtert nicht nur das Auftragen, sondern stellt auch sicher, dass die Paste eine möglichst dünne, gleichmäßige Schicht bildet, was für eine effiziente Wärmeleitung entscheidend ist. Genau deshalb wollte ich als Erstes wissen, wie weit man mit normalem Druck gehen kann und wie sehr sich die jeweilige Paste noch zusammenpressen lässt, ohne irgendetwas zu zerstören. Für die finale Pressung nutze ich bei konstanten 60°C Median-Temperatur der Pastenschicht dann die üblichen Drücke.

Chartsvergleiche

Die Paste lässt sich sehr weit zusammendrücken, was wichtig ist. Eine Wärmeleitpaste kann bessere Ergebnisse auf einer CPU liefern, wenn sie aufgrund ihrer Konsistenz leichter in die Mikrorauigkeiten der Kontaktflächen zwischen CPU und Kühlkörper eindringen kann. Dies führt zu einem besseren initialen Kontakt und verringert den thermischen Widerstand an der Schnittstelle. Schichtstärken unter 25 µm sind hierfür zielführend, wenn die Oberflächen nicht zu gewölbt oder rau sind.

Die effektiven Wärmewiderstände R_{th, eff}

Jetzt vergleichen wir die Pasten und betrachten nur den effektiven Wärmewiderstand. Natürlich sehen wir auch hier, wie sich die Paste unter Druck und bei den technisch überhaupt möglichen BLT verhält. Die Thermal Grizzly Duronaut positioniert sich unterhalb von 50 µm mit in der absoluten Spitze, da kann man eigentlich nur staunen und ich verweise in diesem Zusammenhang auch gern noch einmal auf den Titel des Artikels. Die Paste bleibt aber auch bei höheren Schichtstärken noch recht performant und ist stets vorn mit dabei.

Ich habe nun noch einmal die relevanten Schichtstärken von 25 bis 400 µm als Balkendiagramm für R_th im Vergleich. Auch hier liegt die Thermal Grizzly Duronaut gut im Rennen:

Interface Resistance

Was ich schon erwähnte, ist der Kontaktwiderstand, also in unserem Fall der Interface-Widerstand. Hier sieht man nämlich, wie gut sich die Oberfläche des Materials an die Kontaktflächen (IHS, Heatsink) “anschmiegt”. Auch diese Werte sind gut vergleichbar und aussagefähig,  da es immer dieselben, kalibrierten Referenzblöcke sind. Mit rund 4.4 mm²K/W liegt die Paste im sehr guten Mittelfeld und zeigt, was sie kann.

Wie man diesen Wert ermittelt, habe ich ja in den verlinkten Grundlagen bereits sehr ausführlich erklärt, das spare ich mir an dieser Stelle. Aber es ist der Wert, der bei sehr geringen BLT einen großen Einfluss nehmen kann.

Effektive Wärmeleitfähigkeit

Wir sehen erneut, 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 korrespondiert dann aber positionsmäßig gut mit den Werten für den thermischen Widerstand, wo die Thermal Grizzly Duronaut immer vorn mitmischen kann und nur mit steigender BLT einige wenige Plätze einbüßt.

Das Ganze natürlich auch noch einmal als Balkendiagramm für die wichtigsten Schichtstärken. Einfach mal durchklicken und sehen, wo sich die Paste dann positioniert:

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 Grundlagenartikel). Mit diesen Werten kann man jetzt auch noch ganz nette Überlegungen anstellen.

GPU-Simulation

Nehmen wir zunächst die Werte, die die beiden Temperaturen an den jeweiligen Kontaktflächen ausweisen, zwischen denen sich die Paste befindet und bilden ein Delta. 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 T_Tim, 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.

CPU-Simulation

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.

Zwischenfazit

Die Thermal Grizzly Duronaut hinterlässt insgesamt einen soliden Eindruck und zeigt sich als leistungsfähige Wärmeleitpaste im Spitzenfeld. Zwar erreicht sie nicht ganz das Niveau der DOWSIL TC-5888, die hinsichtlich ihrer Wärmeleitfähigkeit und Konsistenz in einer eigenen Liga spielt, allerdings bereits EOL ist. Dennoch bietet die Duronaut eine wirklich  überzeugende Performance, die sie für viele Anwendungen attraktiv macht. Besonders im direkten Vergleich zur DOWSIL TC-5550 zeigt sich die Stärke der Duronaut deutlich: Sie übertrifft die TC-5550 spürbar in der Wärmeleitfähigkeit bei dünnen Schichten und sorgt somit für bessere Temperaturen unter Last.

Die TC-5550 zeichnet sich durch ihre extrem haltbare Matrix aus, was sie zu einer zuverlässigen Wahl für Anwendungen macht, bei denen Langlebigkeit und strukturelle Stabilität im Vordergrund stehen. Diese Eigenschaft wirft jedoch die berechtigte Frage auf, ob eine derart robuste Matrix auf einer CPU tatsächlich notwendig ist. CPUs sind in der Regel nicht denselben mechanischen Belastungen ausgesetzt wie beispielsweise industrielle Komponenten, Sendemasten  oder Serverprozessoren, die kontinuierlich im Dauerbetrieb laufen. Hier könnte die längere Haltbarkeit der TC-5550 zwar ein Vorteil sein, doch wenn die thermische Leistung nicht mithalten kann, überwiegen möglicherweise die Nachteile.

Für Anwender, die primär auf eine gute Wärmeabfuhr und stabile Temperaturen bei hoher Last Wert legen, bietet die Thermal Grizzly Duronaut eine ausgewogene Lösung. Sie verbindet eine solide thermische Performance mit ausreichender Beständigkeit, ohne die Kompromisse in der Wärmeleitfähigkeit, die bei der TC-5550 zu beobachten sind. Damit stellt sie eine interessante Alternative dar, besonders für Nutzer, die eine Balance zwischen Leistung und Langlebigkeit suchen, ohne sich auf die teureren High-End-Pasten wie die TC-5888 festlegen zu müssen. Doch dazu gleich noch mehr