Ich hatte ja letztens eine Dose mit Ölsardinen von MSI geöffnet, aber ich schrieb es schon im vorigen Artikel, dass diese Folgen einer gedankenlosen Gewinnmaximierung nahezu alle Hersteller betreffen. Thema war dabei auch die Zusammensetzung von Wärmeleitpads und die Folgen des Ausblutens von zu viel Silikon. Trotzdem habe ich mich hingesetzt, um noch eine Art Follow-Up zu schreiben, denn es schließt sich hier nahtlos der Kreis aus gebogenen Platinen und falsch verstandener Sparsamkeit. Und genau darüber muss man einfach mal reden bzw. schreiben.
Spaltmaße bei den Ampere-Platinen – Die, Package und Platine
Die großen Ampere-Chips sind gebogen, darüber hatte ich ja bereits ausführlich berichtet. Hier war und ist die Ursache beim Packaging zu suchen, aber da komme ich gleich noch darauf zurück. Die konkave Wölbung gab es auch schon bei Turing, aber nicht so extrem und auch die Gesamthöhe das Packages war sehr viel einheitlicher. Um das jetzt auch zu belegen, hatten wir einmal eine eher durchschnittliche Grafikkarte bei 20 °C Raumtemperatur vermessen. Die Wölbung des Die liegt hier mit 0.068 mm (laut NVIDIA innerhalb der Spezifikationen) noch im erträglichen Bereich, allerdings hatte ich auch eine Karte mit etwas über 0.08 mm. Das lässt sich mit Wärmeleitpaste noch ganz gut beherrschen, wenn sie nicht zu flüssig ausfällt und unterscheidet sich am Ende auch nur wenig von Turing. Hier einmal der Formplot zur Ebenheit:
Parallel dazu habe ich einen (vermeintlichen) Extremfall auch selbst in 3D hochauflösend gescannt. Hier liegt die Wölbung im Die allerdings bei stellenweise 0.08 mm und mehr, was durchaus Fragen aufwirft, wie so etwas entstehen kann. Oft genug ist die gesamt Platine (samt Package!) jedoch bereits so verzogen, wie auf meinem Scan einer GeForce RTX 3080 (das Schwarze stellt den Kühlerboden und die Ebene dar). In so einem Fall fällt es auch sehr schwer, eine genaue Zentrierung hinzubekommen und es klaffen statt der 0.08 mm des Die als solchem plötzlich auf einer Seite sogar 0.156 mm
Auch ein Package weist immer Spannungen und gewisse Höhentoleranzen auf, das ist soweit also noch alles völlig normal. Allerdings gibt NVIDIA hier bis zu 0.3 mm als Toleranzbereich an, was auch im Vergleich zu Turing sehr hoch ausfällt. Wir erinnern uns: es gab Wasserblöcke deutscher Premium-Hersteller, die statt der Wärmeleitpads nur mit Wärmeleitpaste zwischen den RAM-Modulen und dem Kühlerboden gearbeitet haben (< 0.15 mm). Die hervorragenden Ergebnisse sind bekannt und auch durch meine Tests belegt worden. Das geht jetzt leider nicht mehr.
Die nachfolgende Auswertung der Höhen-Unterschiede zeigt eine Wölbung an und ein gleichzeitige Abweichung der tatsächlich gemessenen Höhen von der als Normvorgabe vorliegenden 3D-Konstruktions-Datei, die ich als direkten Vergleich daruntergelegt habe. Man sieht sehr gut auch das Bending des Packages und der darunter liegenden Platine der Grafikkarte. In diesem Fall sehen wir, dass sich sogar die Platine durch das Verschrauben noch deutlich verbiegen musste, um überhaupt den Kontakt herstellen zu können. Das ist nach dem Abkühlen nach einem BurnIn übrigens bereits irreversibel.
Ich sehe somit eine Abweichung von ca. 0.3 mm von der Norm, was NVIDIA zwar als Toleranzgrenze, jedoch auch noch als praktikabel ansieht. Diese 0.3 mm klingen erst einmal nicht nach viel, doch in der Praxis bekommt man nun ein Problem. Jetzt könnte man natürlich die Platine mit Gewalt durch festes Verschrauben herunterbiegen, aber wirklich smart ist das nicht. Es wird sich alles umso mehr verziehen und die Flächen werden auch nicht mehr plan aufeinander liegen können (Speicher, MOSFETS usw.).
Hier muss man nun definitiv beim Wärmeleitpad auf die nächsthöhere Stärke ausweichen und es erklärt sich auch, warum die Pads diesmal so dick sind. So wird aus den 1 mm dicken Pads plötzlich ein 1.5 mm oder 2 mm dickes Pad mit höherem Wärmewiderstand und den bekannten Folgen für die Kühlung. Nur was soll der Kühlerhersteller auch machen, denn das nächste Package kann schon wieder ganz anders aussehen? Also setzt man auf Pads, die dicker sind, als im Durchschnitt benötigt und dabei extrem weich sind, um im Falle eines weniger gebogenen Boards den Druck auf den Speicher zu minimieren. Genau da aber liegt das Problem. Bitte weiterblättern.
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