Praxis Prozessor Testberichte

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

So, jetzt wird es interessant! Ich hatte ja erst die Befürchtung, dass der so massive Heatspreader bereits vorher alles so verteilt, dass man keine punktuellen Unterschiede mehr sieht, aber dem war Gott sei Dank dann doch nicht so. Die Vorbereitung mit dem Ryzen 7 7700X für mein radiometrisches Video, das ich mit 32 FPS aufgenommen habe, waren allerdings etwas tricky. Dank PROCHOT wird die CPU zwar nicht verglühen, aber wie „filmt“ man den Vorgang so, dass auch belastbare Messwerte entstehen und die CPU nicht doch einen Dauerschaden erleidet?

Das Problem ist der Heatspreader: es ist eine metallische Oberfläche mit einem sehr niedrigen Emissionsgrad. Das kann man mit einer Infrarotkamera so ja nicht wirklich messen. Deshalb habe ich ein hauchdünnes Blättchen mit einem Phasen-Wechsel-Material draufgelegt und das Ganze zum Burn-In bei ca. 56 °C gebracht. Das Material schmilzt, verläuft und härtet dann komplett aus. Man erhält eine ultra-dünne, sehr homogene und gleich starke Schicht mit einem bekannten Emissionsgrad, den ich zuvor auf meinem einfachen schwarzen Strahler per Vergleichsmessung ermittelt habe.

Diesen Wert gebe ich jetzt jedem der fünf Messpunkte mit, wobei ich diese nach einer ersten Messung (automatischer Hotspot) bereits so platziert habe, dass ich die jeweils heißeste Stelle mit erfasse. Erst danach wurde der Spaß per Video aufgezeichnet. Das finale Video habe ich hier zum Schluss natürlich mit verlinkt, aber ich möchte Euch auch vorab ein paar Standbilder zeigen und erklären, worauf Ihr dann beim Video achten müsst. Es handelt sich hier um eine spezielle Superposition, wo ich die radiometrisch erfassten Daten und Frames zusätzlich mittels Superposition zunächst mit dem originalen Heatspreader und dann mit einer Grafik der deliddeten CPU überlagere, damit man auch genau sieht, was sich im Inneren wo genau befindet. Beginnen wir zunächst mit dem Start und der kalten CPU.

Ein paar Sekunden später sieht man unten links bereits das sich erwärmende Chiplet, der IOD ist etwas kühler. Man sieht allerdings auch, dass der IHS die Abwärme trotzdem noch ganz gut verteilt, auch wenn von der heißesten zur kältesten Messung ein Delta von reichlich 8 Kelvin liegt. Der IOD ist hier nur knapp 2 Kelvin heißer,

Mit zunehmender Zeit und weiterer Erwärmung sieht man sehr gut, wie sich die Temperaturen leicht angleichen. Chiplet und IOD sind ungefähr gleich heiß und zur kühlten Ecke hin sind es noch reichlich 6 Kelvin Unterschied.

Es wird noch wärmer und man erkennt bereits am PCB, wo aktuell die meiste Abwärme entsteht, nämlich links unten beim einzelnen Chiplet. Der IHS verteilt das Ganze recht gut IOD sowie Chiplet sind immer noch in etwas gleich heiß.

Ein paar Sekunden und Grad später hat sich das mit der heißesten Stelle umgekehrt und der Hotspot liegt eher mittig. Auch die Ecken sind nun warm und die Temperaturdifferenz sinkt auf rund 4 Kelvin zur kältesten Stelle.

Wir sehen am PCB die ungleiche Abwärme-Erzeugung recht gut, während der IHS auf Grund seiner schieren Dicke eine recht gleichmäßige Wärmeverteilung aufweist. Wir haben aber auch gelernt, wie langsam so ein IHS die Wärme am Ende verteilt und dass man sich bei den hohen Wärmestromdichten eines Ryzen 7xxx darauf eher nicht verlassen sollte. Je schneller die Abwärme wegkommt, umso besser. Das Verteilen in die Breite ist nicht wirklich optimal.

Das bedeutet auch, dass man mit den eher langsamen Luftkühlern keine sonderlich guten Ergebnisse erwarten sollte, denn auch wenn eine Wasserkühlung am Ende auch keine viel größere Kühlfläche bietet: sie transportiert die Abwärme schneller weg. Ich kann nur jedem raten, der seinen Wasserblock auch um 90 Grad drehen kann, das Ganze so zu montieren, das man, würde man das Bild oben zugrunde legen, die Kühlfinnen der Cold Plate senkrecht ausrichtet und den Intake in der Mitte über den IOD setzt. Der Outtake MUSS dann unten liegen, wo sich das CCD / beide CCDs befinden. Alles andere ergibt keinen Sinn und wird auch in meinem Aufbau mit Chiller um bis zu 3 Kelvin schlechter.

Und zur Belohnung für brave Durchlesen gibt es jetzt ein Video mit beruhigender Musik.

Ich habe übrigens bei 87 Grad am IHS auch aufgehört, weil ich das Silizium gern noch weiterverwenden möchte, das hier schon bei ca. 107 Grad vor sich hin brutzelte. Womit dann auch bewiesen wäre, wo das Delta mit den bis zu zu 20 Kelvin Unterschied eigentlich herkommt:

Substrat -> Oxid -> Lot-> Oxid -> 2,8 mm IHS -> Oxid -> 0,05 mm Phase Changer

Was das dann für einen Einfluss auf die Temperaturen hat, sehen wir auch der nächsten und letzten Seite.

 

113 Antworten

Kommentar

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Falcon

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114 Kommentare 117 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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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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496 Kommentare 312 Likes

Die Gory Details des Algorythmus ;)

Wo kommt der Screenshot her? Amazon?

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konkretor

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298 Kommentare 301 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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831 Kommentare 478 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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28 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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4,665 Kommentare 2,553 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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173 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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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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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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28 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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114 Kommentare 117 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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10,198 Kommentare 18,815 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

336 Kommentare 231 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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1,412 Kommentare 1,068 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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4,665 Kommentare 2,553 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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