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AMD Ryzen 7000 Heatspreader und Kühlungsanalyse – Temperaturen, Hotspots und Probleme

Der heutige Artikel wird sich ausschließlich um den Heatspreader der Ryzen 7000 CPUs drehen und natürlich um die Kühlung, den optimalen Auftrag der Wärmeleitpaste und die Frage, wo eigentlich die bösen Hotspots liegen. Die CPU sieht nämlich nicht nur deutlich anders aus als Ihre Vorgängerin, sondern der Integrierte Heatspreader (IHS) bringt auch diverse Probleme mit sich, über die wir heute reden wollen und sogar müssen. Man kann sich natürlich über vieles aufregen, aber man sollte zuvor auch die Ursachen und die möglichen Folgen besser kennen lernen.

Was ist anders als bei Intels Alder Lake auf dem Sockel LGA 1700? Fast alles!

Zum Bending auf Intels aktuellem Sockel LGA 1700, also dem Verbiegen und Katzbuckeln von CPU und Sockel, haben wir ja bereits ausführlich und viel geschrieben sowie auch ein wenig abgelästert (wohl auch zu Recht). Der Unterbau, also das Gegenstück der CPU-Halterung ist eine hochmassive Backplate, die im Gegensatz zu Intel absolut verwindungssteif ist und nicht nur den Sockel, sondern auch das Motherboard nahezu ideal stabilisiert.

Die Frontseite hat es genauso in sich, denn auch nachdem die CPU eingesetzt und die Halterung gespannt wurde, bleibt alles komplett plan. Das lässt sich mit einem kurzen Haarlineal auch recht einfach prüfen und da ist auch nach mehrmaligem Spannen und Lösen nichts konvex oder konkav, sondern es bleibt fast ideal eben.

Das liegt auch an einer speziellen Eigenschaft des IHS, nämlich seiner geradezu übertriebenen Stärke des Deckelbodens. Genau den schauen wir uns jetzt mal an, denn ich habe ihn unter den 3D-Scanner gepackt und mal schnell gescannt. Wir sehen eine Höhe von 4.55 mm von der Oberkante des IHS bis hin zur Platine der LGA Platine einschließlich Klebeschicht.  Ich würde also davon ausgehen, dass der Deckel selbst 4.5 mm hoch ist und der Rest auf die Klebeschicht mit ca. 0.05 mm entfällt. Der Absatz in den Kanten beträgt von oben gesehen rund 3.42 mm, der ausladendere untere Teil ist dann logischerweise 1.7 mm hoch. Die tatsächliche Dicke der Oberseite, die vom Wärmestrom überwunden werden muss, beträgt einschließlich der Reststärke der Sicke von 0,62 mm beim Kaltverformen satte 3,42 mm zuzüglich Lot!

Die genaue Stärke des Deckels hat mir Roman Hartung netterweise bis auf den Hundertstel zur Verfügung gestellt, denn ich wollte die CPU ja (noch) nicht köpfen und das Schätzen solcher Werte über die Wölbung ist immer echt ungenau. Ich hätte auf rund 0.5 mm getippt und damit arg leicht danebengelegen. Also lieber fragen. 🙂

Fragt man in den R&D Abteilungen mal nach, dann bekommt man leider zwei sehr unterschiedliche Antworten, die sich aber nicht komplett ausschließen. Einerseits ist da natürlich die angestrebte Sockel-Kompatibilität zu den existierenden AM4-Kühlern und Wasserblöcken (Anpressdruck!), andererseits die Garantie der absoluten Stabilität dieses Aufbaus, um auch die dünnen Chiplets besser zu schützen. Dass man sich hier bei AMD soweit aus dem Fenster lehnt und die Tjunction bei manuellem OC ohne PBO sogar auf 115 °C setzt, zeugt von einem gewissen Gottvertrauen und wohl auch dem Wissen, dass der IHS rockstable genug ist. Zumindest, um alle thermischen Änderungen und die Anpressdrücke klaglos zu überstehen und die Chiplets weitgehend vor den schädlichen Verspannungen zu schützen. Dazu kommt ja auch, dass die CCD und der IOD in unterschiedlichen Strukturbreiten gefertigt werden.

Ich habe den Ryzen 7700X mehrmals ein- und ausgebaut, bis zur maximalen Grenze erhitzt, verschiedene Wasserblöcke maximal und ohne Stopper (!) soweit verschraubt, bis mich die Angst gepackt hat und dann die CPU noch einmal gescannt, um mir einen Eindruck über die mögliche Deformierung des IHS zu verschaffen. Doch welche Deformierung? Da kann man wohl sogar mit dem Auto drüberfahren, der bleibt mehr oder weniger plan. Man betrachte hier den letzten der drei Werte, das ist die jeweilige Höhe über der Bezugsfläche im Scanner.

Der Wert des mittleren Messpunktes im IHS beträgt 47.93 mm. Bis auf die Punkte an den leicht abfallen Rändern, deren Höhe herstellungsbedingt natürlich wegen des Kaltverformens etwas niedriger liegt, ist der IHS im Rahmen von 0.02 bis 0,03 mm Abweichung auch nach den ganzen Umbauten immer noch fast gleich hoch. Das ist dann auch in etwa der Wert, den die Schicht für eine optimal aufgebrachte Wärmeleitpaste benötigt. Damit kann man locker leben und es ist deutlich weniger, als die bis zu 0.2 mm beim LGA 1700.

Doch jubilieren sollte man hier beileibe nicht, denn auch die Dicke des IHS von rund 3.42 mm und das Material bieten Grund zum Nachdenken. Die Summe aller Wärme- und Wärmeübergangswiderstände ist nämlich wirklich immens hoch! So habe ich zwischen dem Package (externer Sensor bzw. GPU-Sensoren-Werte) ein Delta von 18 bis 20 Grad gemessen, je nach CPU. Der Ryzen 9 7950X mit 2 CCDs war diesbezüglich sogar die “kühlere” CPU gegenüber dem Ryzen 7 7700X.

Bevor ich jetzt zu den ganzen Messungen und der Suche nach den Hotspots komme, wollen wir erst noch checken, wie man so einen neuen Ryzen 7xxx möglichst so präpariert, dass überquellende Wärmeleitpaste nicht zu hässlichen Verunreinigungen in den zurückgesetzten Flächen und Sicken führt. Nennen wir es mal CPU-Hygiene…

 

113 Antworten

Kommentar

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Falcon

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115 Kommentare 118 Likes

Guten Morgen!

Wie du perfekt zeigst hat so eine dicke Kupferplatte mechanisch Vorteile, beim Kühlen aber Nachteile.

Bei den AM4 Prozessoren konnte ich durch Abschleifen der Nickelschicht auf dem Heatspreader, sowie Planen und Entfernen der Nickelschicht auf diversen Kühlern (meist Noctua), zwischen 3 und 7°C zurückgewinnen, je nachdem wie "krumm" die Oberflächen waren.

Der Hauptvorteil lag aber darin das die Temperaturen nicht mehr so heftig "gesprungen" sind sobald ein bisschen Last auf die CPU kam.

Ohne die Bearbeitung habe ich sehr oft Temperatursprünge von 15-20° nach Oben/Unten gesehen mit dem Lastwechseln.
Da kann natürlich kaum eine Lüftersteuerung, selbst mit einstellbarer Verzögerung, Mithalten.

Nach den Bearbeitungen sprangen die Temperaturen nur noch 5-10° und bei weiter anliegender Last stieg die Temperatur dann halbwegs gleichmäßig so um 1-1,5°/s.

Vielleicht sollte man den Usern nochmals Aufzeigen das viele Kühlerböden nicht plan sondern konvex sind, was bei den doch recht guten Ebenheiten der AMD Heatspreader Nachteile hat.

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meilodasreh

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572 Kommentare 284 Likes

Zen4 sind jedenfalls keine Herzensbrecher, soviel ist schonmal klar. :ROFLMAO:

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man könnte sich glatt fragen, ob die Übersetzung sich da mit Absicht eine gewisse Doppeldeutigkeit hat einfallen lassen...so ein Algorythmus ist ja manchmal schon ein Schelm.

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Veteran

496 Kommentare 312 Likes

Die Gory Details des Algorythmus ;)

Wo kommt der Screenshot her? Amazon?

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konkretor

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311 Kommentare 321 Likes

Als ich heute Morgen gesehen habe wie Igor die CPU abklebt. Meinte mein Gehirn das kennst du da noch von früher. Ich habs sogar gefunden in der Krabbelkiste. Na wer kennt es noch? Bin mir gar nicht sicher ob das überhaupt was gebracht hatte.

Frage an die 3D Drucker Fraktion da würde sich doch eine art Abdeckung drucken lassen das einfach drüber gelegt wird.

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big-maec

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892 Kommentare 529 Likes

Ist kein Problem, dafür müsste man mal die Maße haben. Denke mal, da wird auch noch einiges kommen.

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Thorsten Heldt

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29 Kommentare 10 Likes

Hallo Igor,

super Bericht. Tja, da werde ich wohl trotz deinem empohlenen Fractal Torrent Gehäuses demnächst auf WAKU gehen müssen. Apropo ist ja noch früh. Irgendwie finde ich das Video nicht ;-) Link oder so. Fehlt da noch was ?

Gruss Thorsten

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RedF

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4,772 Kommentare 2,640 Likes

Ja, nur muss es gut überlegt sein weches material man nimmt. Aber gut, soll es halt anfließen ^^

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k
krelog

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174 Kommentare 53 Likes

Wenn man nur die Höhenangaben im inneren anschaut komme ich nicht auf 0,03mm Unebenheit sondern auf 0,14mm du gibst ja die werte an und da schwankt er doch von 47,85 bis 47,99.

und warum man ihn so "Dick" macht und eine Kühlerkompatibilität sicherzustehen erschliest s ich mir auch nocht ich kaufe ein Upgrade (CPU, Board und Ram) bin je nachdem ca. 1000€ los und dann kommt es drauf an ob ich eine neue Backplate brauche für Kühler oder nicht. Da hat sich die Technik von sales ganz schön überrumpeln lassen.

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grimm

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3,129 Kommentare 2,059 Likes

Der nächste Artikel ist dann: „Welche WaKü schafft CPU UND GPU?“

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Falcon

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Wieso? Willst du nen 7950X 24/7 beim Rendern Quälen? :unsure:

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ianann

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338 Kommentare 234 Likes

Lieber Herr @Igor Wallossek , gönn' Dir mal 'ne Pause - was hier dauerhaft und fließbandartig an hochwertigstem Content rausgeschoben wird, ist ja nicht mehr menschlich. :D

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Derfnam

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7,517 Kommentare 2,029 Likes

This is Heartcore, Baby. Unbroken.

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T
Thorsten Heldt

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29 Kommentare 10 Likes

Neh. Das nicht. Aber da ich die Problematik beim 5000er Ryzen bei meinem Sohn schon sehe. Temperatur und Lautstärke technisch. Gehäuse Sharkoon Mesh TG4M . Definitiv zu klein. Kann ich mir ausmalen bei einem 7900x (weil zwei ccds) und ner "7800xt oder 7900xt" wie sie auch immer heißen mögen passiert. Mein System ist 11 Jahre alt mit nem 4790k und ner 1080 ti. Komplett alles neu. Mag es halt ruhig. Problem ist ja nicht die Leistung. Sondern die Leistungsdichte die abgeführt werden muss.

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K
Kyuss

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45 Kommentare 60 Likes

Naja, die Lautstärke ist ja ne Einstellungssache. Viel kühler wirds nicht ob die Lüfter bei 100% laufen oder nur bei 50% wenn die CPU unter Volllast läuft. Der 7900X sollte sogar eine bessere Figur machen als 7700X und 7950 X, weil pro Chiplet weniger Energie verbraten wird

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Falcon

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115 Kommentare 118 Likes

Schau mal bei CB, die haben da extra nen Test gemacht mit dem Torrent und ner 3090TI bei 450W.

Desweiteren sind ja schon diverse Veröffentlichungen da die Aufzeigen das mit ein bischen CurveOptimizer deutlich bessere Temperaturen herrschen als stock.

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Igor Wallossek

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10,368 Kommentare 19,250 Likes

600 Watt gehen auch mit einem Blower-Design. Aber das will ja keiner. Da fackelt dann hinten an der Wand nach einer Stunde Cyberpunk die Tapete ab. :D

Auf CB haben sie eine Asus-Karte. Die hat keinen Drall im Luftstrom und schiebt die Luft direkt an die Seitenwand. Dann gehen rund 40% auch wieder nach unten und werden gleich wieder eingesaugt. Dazu hatte ich vor Jahren schon mal einen Artikel.

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Es gibt 2 Hersteller die das mittlerweile besser lösen. Warum wohl? ;)

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ianann

Veteran

338 Kommentare 234 Likes

Ist es nicht unterdessen eh Wahnsinn soviel Abwärme ins Gehäuse zu schieben? Mich wundert dass man bei den ganzen 2-Slot oder mittlerweilse sogar 3,X Slot Kühlern keine Konstruktionen mehr nutzt, welche die Luft über die Slots nach hinten rausschieben. Bekommen jene die Hitze nicht schnell genug von den Hotspots?

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Ghoster52

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1,434 Kommentare 1,103 Likes

Wenn die CPUs mal billiger werden könnte man eine CPU mal abschleifen,
um zu sehen wie viel Temperaturunterschied pro mm möglich ist. :ROFLMAO:
Ich bräuchte dafür nur ein defektes Board mit magnetischer Backplate.

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RedF

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4,772 Kommentare 2,640 Likes

1mm*20K/3,42mm = 5,8K/mm 😅

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Danke für die Spende



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About the author

Igor Wallossek

Chefredakteur und Namensgeber von igor'sLAB als inhaltlichem Nachfolger von Tom's Hardware Deutschland, deren Lizenz im Juni 2019 zurückgegeben wurde, um den qualitativen Ansprüchen der Webinhalte und Herausforderungen der neuen Medien wie z.B. YouTube mit einem eigenen Kanal besser gerecht werden zu können.

Computer-Nerd seit 1983, Audio-Freak seit 1979 und seit über 50 Jahren so ziemlich offen für alles, was einen Stecker oder einen Akku hat.

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