Jetzt gilt es noch zu bestimmen, welche messbaren Vorteile der Mod wirklich bringt und welche Dicke an Unterlegscheiben am besten funktioniert. Als Testsystem kommt eine Intel Core i9-12900K CPU zum Einsatz, die vom Gigabyte Aorus Z690 Tachyon Mainboard bei 5,1 GHz auf den P-Kernen und 4,9 GHz auf dem Ring bzw. Cache betrieben wird. E-Kerne und AVX-512 werden deaktiviert für eine möglichst hohe Wärmedichte in der CPU.
Für die Kühlung sorgt ein Corsair XC7 RGB PRO LGA 1700 Wasserblock, der in meinen Custom Wasserkühlungs-Kreislauf der Testbench integriert ist. Hier sorgen 3 Radiatoren für die entsprechende Kühlung und ein Aquacomputer high flow NEXT meldet via USB die Durchflussgeschwindigkeit und Temperatur des Wassers an das System, sodass wir ein zuverlässiges Delta auch ohne konstante Wasser-Temperatur bilden können.
Die Temperatur von P-Kernen und Kühlwasser werden von HWiNFO im Intervall von 500 ms protokolliert, sodass für jeden Kern immer der Temperaturunterschied zum Wasser und damit die Güte der Kühlung evaluiert werden kann. Ausschlaggebend für die Stabilität der CPU ist vor allem die Maximaltemperatur, die jeder Kern erreicht. Der Durchschnitt aus den Maximal-Deltatemperaturen der 8 P-Kerne wird uns hierbei als primärer Vergleichswert für die verschiedenen Konfigurationen dienen. Zudem erheben wir zu jedem Messzeitpunkt die Durchschnittstemperatur aller 8 P-Kerne und plotten dessen Delta zur Wassertemperatur über den Zeitraum des Testlaufes zur besseren Veranschaulichung der Unterschiede. Als Stresstest kommt Prime95 mit dem Preset Small FFTs und AVX2 (FMA3) für eine möglichst hohe Wärmelast zum Einsatz, jeweils in Läufen a 5 Minuten.
Die restliche verwendete Test-Hardware gibt es wie immer hier zur Übersicht:
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Testsysteme |
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| Hardware: |
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| Kühlung: |
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| Gehäuse: |
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| Peripherie: |
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| Messgeräte: |
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Getestet haben wir neben dem ILM in Standard-Ausführung die Unterlegscheiben-Dicken 0,5 mm, 0,8 mm, 1,0 mm, und 1,3 mm. 1,8 mm lassen sich aufgrund der Kürze der ILM-Schrauben erst gar nicht verbauen. P# max Δ ist jeweils die höchste Temperatur eines CPU-Kerns als Delta zur Wassertemperatur zum gemessenen Zeitpunkt. Alle Werte sind in Grad Celsius angegeben. Und das Ergebnis sieht so aus:
| Unterlegscheiben-Config | P0 max Δ | P1 max Δ | P2 max Δ | P3 max Δ | P4 max Δ | P5 max Δ | P6 max Δ | P7 max Δ | Durchschnitt | Verbesserung |
| keine/stock | 69,5 | 82,5 | 73,7 | 86,6 | 75,0 | 83,6 | 73,7 | 74,8 | 76,64 | — |
| 0,5 mm | 66,4 | 79,1 | 70,2 | 83,7 | 72,3 | 79,0 | 69,3 | 70,7 | 73,84 | -2,80 |
| 0,8 mm | 67,1 | 77,9 | 70,2 | 82,6 | 72,3 | 78,4 | 70,2 | 70,5 | 73,65 | -2,99 |
| 1,0 mm | 63,9 | 74,8 | 67,2 | 79,3 | 69,3 | 77,4 | 67,0 | 68,1 | 70,88 | -5,76 |
| 1,3 mm | 64,2 | 75,2 | 68,1 | 80,1 | 70,2 | 77,9 | 68,1 | 69,0 | 71,60 | -5,04 |
Mit dem Sockel ab Werk erreichen die P-Kerne im Schnitt 76,64 °C mehr als das Wasser, wobei P-Kern 3 bei meinen beiden chinesischen CPUs immer am wärmsten ist. Wenn wir nun mit den Tests mit den Unterlegscheiben beginnen, sehen wir bereits eine Verbesserung von 2,8 °C mit 0,5 mm und nahezu 3 °C mit 0,8 mm. Das beste Ergebnis lässt sich in unseren Tests mit 1,0 mm Dicke erzielen mit 70,88 °C und damit einer Verbesserung von 5,76 °C. Die noch höheren 1,3 mm machen sogar wieder einen leichten Rückschritt auf 71,60 °C, da der Kühlerboden hier bereits leicht auf dem ILM aufliegt. Eine Beeinträchtigung der Pin-Kontakte im Sockel und etwaige Auswirkungen auf die Systemstabilität konnten wir auch mit übertaktetem DDR5-Arbeitsspeicher in keinem Fall feststellen.
Wenn wir die Durschnitts-Temperatur aller P-Kerne relativ zum Wasser über die Zeit plotten, sieht man schön, dass der Intel Sockel ohne Modifikation (hier blau) immer die deutlich höchsten Temperaturen produziert. Hier liegt die 0,5 mm leicht unter den 0,8 mm, wobei dies vom Betrachtungspunkt der Daten abhängt (Durschnitt gegenüber Maximaltemperatur). Aber auch hier können die 1,0 mm mit den niedrigsten Temperaturen aller Tests das beste Ergebnis erzielen.
Fazit
Dass Intel CPUs nicht immer exakt flach sind, ist eigentlich nichts neues, nur äußerte sich dies in der Vergangenheit meist in einer konvexen Form, wo die Mitte der CPU am höchsten lag. Somit konnten auch konvexe Kühlerböden in der Vergangenheit zumindest genau am kritischen Punkt im Zentrum des IHS optimalen Kontakt erreichen und für gute Kühlung sorgen, wobei der schlechtere Kontakt zum Rand hin mit der dortigen geringeren Transferwärme eher zu vernachlässigen war.
Nun hat Intel leider mit Alder Lake den Spieß im wahrsten Sinne des Wortes umgedreht, sodass die Mitte des IHS tendenziell tiefer sitzt als der umliegende Bereich und nur noch ein extrem konvexer Kühlerboden direkten Kontakt mit der CPU herstellen könnte. In den meisten Fällen bildet sich aber in der Mitte des IHS einfach nur ein See von Wärmeleitpaste ohne direkten Kontakt von CPU und Kühler. Interessant ist aber, dass die CPUs von Werk aus wohl nicht (so stark) konkav sind, wie nach der Installation im Sockel und somit 4 Unterlegscheiben zwischen ILM und Mainboard-Platine schon eine deutliche Verbesserung bei den Temperaturen bewirken können.
Ein 50er Pack M4 1,0 mm Nylon Unterlegscheiben ist für unter 5 Euro zu bekommen und für jeden einzelnen in Kühlung investierten Euro 1 °C niedrigere CPU-Temperaturen zu bekommen, ist wirklich der Traum eines jeden Enthusiasten und Übertakters. Trotzdem stellt sich wie so oft die Frage, ob die Konstruktion des Sockels und ILMs von Intel so wirklich zu Ende durchdacht wurde, oder, ob man nicht schon ab Werk eine optimalere Lösung hätte finden können oder sogar müssen.
Wir untersuchen das Thema bereits weiter und testen beispielsweise auch, ob die verschiedenen LGA1700 Sockel-Fabrikate (Lotes, Foxconn) eine Auswirkung auf das optimale Maß für die Unterlegscheiben haben, und, ob CPUs ab Werk vielleicht sogar gerade sind und unsere Exemplare nur durch die hunderten Betriebsstunden seit Launch mit diversen Hitzezyklen einen Teil der Verformung permanent angenommen haben. Wenn ihr Ideen habt, welche Tests oder Datenpunkte euch besonders interessieren würden, lasst es uns gerne im Forum wissen.
Danke nochmal an buildzoid, der uns die Idee für den heutigen Test gegeben und die Erstveröffentlichung der Ergebnisse überlassen hat. Wer sich für Overclocking interessiert und z.B. wissen will, wie ein VRM funktioniert oder welche Spannungslimits für eine gewisse Plattform empfehlenswert sind, sollte unbedingt mal einen Blick auf seinen Kanal werfen und vielleicht auch ein Abo da lassen!
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