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

1 - Hintergründe und Messungen zum und am Heatsprader (IHS) 2 - Die sauberste Art, einen Ryzen zu verbauen 3 - Auf der Suche nach den Hotspots (mit Video) 4 - Temperaturen mit verschiedenen Kühlern und Zusammenfassung

Temperaturen unter Volllast

Zum Messen nehme ich den igoBOT in einer Animation, das dauert bei einer Szene von 10 Frames lange genug, um die CPU komplett durchzuheizen. Das Wasser habe ich vorher mühsam temperiert, bei den Messungen ab 25 °C Wassertemperatur habe ich den AGB überbrückt und nutze nur den kleinen Kühlkreislauf ohne AGB, da es technisch und ökonomisch kaum sinnvoll ist, die 20 Liter auf 30 °C aufzuheizen. Aber die Hysterese ist eng genug, um Schwankungen auszugleichen. Ich nehme einfach das Mittel über 5 Minuten, das passt.

Betrachten wir zunächst den Ryzen 9 7950X im direkten Vergleich zum Ryzen 9 5950X, dessen Verlustleistung nur 20 Watt niedriger lag. Was wir aber sehen, ist ein Temperaturunterschied von 9 bis 10 Kelvin. Da wir wissen, dass der Ryzen 9 5950X ca. 10 Kelvin zwischen Die und IHS-Oberfläche liegen lässt, ist das absolut plausibel, weil wir beim Ryzen 9 7950X bereits 20 Kelvin gemessen hatten. Addiert man das nämlich auf, kommt man genau wieder auf die anderen Ergebnisse.

Um überhaupt über 95 °C zu kommen, muss man PBO übrigens deaktivieren bzw. dem Ganzen manuell freien Lauf lassen, dann ginge es sogar bis 115 °C. Allerdings habe ich das Temperatur-Limit auf 100 °C festgesetzt, sicher ist sicher. Deshalb sind auch die beiden Luftkühler noch unter 100 °C geblieben, wobei der Takt hier bereits um über 300 MHz eingebrochen ist. Blender und Luftkühlung schließen sich also komplett aus und auch eine normale AiO hat schon arg zu kämpfen und lässt oberhalb von 90 °C bereits über 100 MHz liegen.

Wer jetzt glaubt, der Ryzen 7 7700X wäre deutlich einfacher zu kühlen, weil er ja quasi fast 100 Watt weniger Leistung aufnimmt als der Ryzen 9 7950X, der irrt gewaltig. Die Konzentration von 137 Watt auf nur einem CCD erzeugt am Ende ja sogar eine höhere Wärmestromdichte als bei der großen CPU, wo pro CCD „nur“ 117 Watt abgeführt werden müssen. Da hilft der dicke IHS nur bedingt, weil der Wärmetransport in der Horizontalen viel zu langsam erfolgt.

Hier geht es also nicht primär um die abzuführende Wärme-Menge, sondern die Geschwindigkeit, mit der die Abwärme auch wegtransportiert werden kann. Und genau daran wird ein Luftkühler bei Volllast eigentlich immer scheitern.

Temperaturen beim Gaming

Hier kann man eigentlich nur Entwarnung geben, denn nicht ein Spiel verursacht bei beiden neuen Ryzens signifikant mehr als die Hälfte der Verlustleistung wie noch in Blender. Außerdem liegt diese Verlustleistung, je nach Spiel, über weite Strecken der Runtime noch deutlich darunter bzw. ist noch so konstant wie beim Rendern. Schwankende Lasten lassen sich aber generell besser kühlen. Da jedes Spiel andere Temperaturen erzeugt habe ich mich jetzt nicht weiter mit Charts abgequält, sonst meckern wieder alle, weil genau ihr Spiel nicht mit dabei ist.

Zur Beruhigung der Luftkühler- und AiO-Fraktion kann ich aber guten Gewissens schreiben, dass man die 90°C-Marke wohl auch im Sommer nicht knacken wird, solange man keinen Billiglüfter aus dem Entry-Level-Segment verwendet und für etwas Airflow im Gehäuse sorgt. Die Ryzen 7xxx sind also durchaus auch ohne großen Sorgenfalten kühlbar, sogar mit Luft. Aber man muss wirklich aufpassen, was man verwendet, hier ist das Beste gerade gut genug. Da machen mir die kommenden Grafikkarten ganz andere Bauchschmerzen. Aber alles zu seiner Zeit, das kommt ja bald auch noch.

Zusammenfassung und Fazit

Die neuen Ryzen 7xxx besitzen einen hochstabilen Heatspreader mit einer 3,42 mm dicken Oberseite des aufgeklebten Deckels. Ob man die Dicke als Kompatibilitäts-Booster bewusst so gewählt hat, oder die sehr dünnen CCDs schützen will und sich am Ende gesagt hat, dass man die dafür notwendigen rund 2 mm dann einfach noch auf die alte Höhe aufpolstert, um gleich zwei Fliegen mit einer Klappe schlagen zu können – wer weiß. Da sollte man AMD’s R&D-Abteilung fragen, aber ich bezweifle, ob man da jemals eine Antwort bekommen wird. Den LGA-Sockel kann man ja auf Grund der Kontakte auch nicht unendlich höher machen und sich noch mehr vom PCB entfernen.

Fakt ist, dass das aktuelle Design mit der viel kleineren IHS-Fläche und den kleineren CCDs per se schon eine echte Hürde für die hohe Wärmestromdichte ist. Da kommt so eine Spaßbremse wie der extra-dicke IHS mit seinen 3,42 mm zur Unzeit. Es ist die Summe aus beidem, was hier ca. 20 Kelvin Differenz als Delta zwischen dem Package und der IHS-Oberfläche ausmacht, egal, wie toll und kalt man von oben eigentlich kühlt.

Unter absoluter Volllast ist das mit herkömmlichen Mitteln möglich, bringt aber einen messbaren Taktverlust mit sich. Man wird aber zumindest nichts zerstören, sonst hätte AMD auch nicht die Tjunction so hoch angesetzt. Im Gegenzug war noch nie ein IHS so stabil wie dieser hier und zudem absolut plan. Der Sockel samt der massiven Backplate ist, zumindest in der Ausführung von Lotes, eine Wucht und völlig verwindungssteif. Das muss man erst einmal hinbekommen. Dass dann der Rest so schwächelst, damit wird man sich arrangieren müssen. Nein, es ist alles andere als unkühlbar. Nur sonderlich schön ist das nicht und man wird wohl als Kunde auch etwas umdenken müssen. Angsthasen-Modus und so… 😉