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AMDs Sockel AM5 – Mounting, technische Details für Kühlerhersteller und die passenden Boxed-Kühler | Exklusiv

Sicher, so manches Detail über AMDs neuen Sockel AM5 wurde bereits geleakt bzw. veröffentlicht und ist damit auch nicht mehr ganz taufrisch. Deshalb habe ich heute das Ganze einmal mit weiteren Inhalten sowie auch Zeichnungen komplettiert und zeige Euch z.B. auch, welche Boxed-Kühler AMD für die drei Leistungsklassen plant. Denn bis 105 Watt wird man auch wieder Modelle mit drei beiliegenden Kühler-Variationen bekommen, die besser sind, als so mancher denkt und jeweils zu einer der drei Watt-Klassen passen.

Wichtige Vorbemerkung

Mit bestimmten Leaks ist es immer so eine Sache und man muss zwischen dem Wunsch nach Informationen und bestimmten ungeschriebenen Regeln sorgsam abwägen. Auch wenn mir viele wesentlich weiterführende Informationen vorliegen, die sich vor allem auch auf die elektrischen und thermischen Eigenschaften der kommenden CPUs beziehen, wird sich der heutige Artikel nur mit den Themenbereichen befassen, die bereits geleakt oder zumindest in weiten Teilen öffentlich gemacht wurden. Ich nutze diesen Artikel daher, um Inhalte richtig zu stellen bzw. das bereits Bekannte weiter zu vertiefen. Ich werde aber aus Achtung vor der Arbeit der Ingenieure nicht Dinge offenlegen, die man in dieser Tiefe und Form nicht öffentlich sehen möchte. Das ist am Ende auch eine Frage des Anstands und jahrelangen Kooperation, die stets beiden Seiten genutzt hat.

Aus diesem Grunde und aus gegebenem Anlass verbitte ich mir auch, in unserem Forum Links zu diversen Leaks wie z.B. mit Inhalten, die bei Gigabyte gestohlen wurden, zu veröffentlichen. Ich habe das heute sofort entfernt und werde dies auch bei weiteren Wiederholungsversuchen tun. Man kann sicher kontrolliert auch schon einmal bestimmte Informationen “durchlassen”, aber das Verbreiten von Engineering-Tools und anderen Programmen geht einfach einen Schritt zu weit. Hier sind auch die Moderatoren angewiesen, sofort zu reagieren.

Der Sockel AM5 im Kurzportrait

Dass AMD nunmehr wieder auf einen LGA-Sockel (Land Grid Array) ist ja auch bekannt, so dass die Zeiten angeklebter und mit dem Kühler zusammen herausgezogener CPUs wohl auch der Vergangenheit angehören dürfte. Außerdem verlagert man das Problem mit den Kontakt-Flächen hin zu den Sockelherstellern, was die Produktion und das Handling der CPUs deutlich vereinfacht. Der Wechsel von PGA zu LGA bringt auch eine deutlich höhere Anzahl an Kontakten. So nutzen aktuelle AM4-CPUs insgesamt 1.331 Kontaktpins auf der Unterseite, während es bei AM5-CPUs dann vorerst 1.718 Kontaktflächen statt der Pins sein werden.

Die Draufsicht zeigt, dass sich die Konstruktion optisch erst einmal kaum von der Lösung unterscheidet, die Intel seit Jahren verwendet. Der Lochraster für die Backplate und die Abmessungen der Löcher (Durchmesser) bleiben jedoch identisch zum AM4-Sockel, so wie auch die Maße der Backplate, deren Gestaltung sich jedoch leicht ändert. Zwischen Platinenoberseite und IHS-Oberkante zeigt AMD einen Abstand von 7,98 mm, wobei man hier mit jeweils 0.6 mm Toleranz arbeitet, was insgesamt 1,2 mm ausmacht. Für die Kühler ist aber nur der untere Bereich relevant, so dass man die 0.6 mm für die passenden Stopper richtig bemessen muss, weil sonst ggf. der Druck fehlt. Es ist allerdings auch ein Indikator dafür, mit welcher Wölbung des IHS man ggf. rechnen muss.

Die nachfolgende Explosionszeichnung zeigt noch einmal den prinzipiellen Aufbau, wobei es seitens AMD auch die Information gibt, dass im Dezember 2021 noch eine zweite Version des Sockels erscheinen soll. Ich habe, nach den Boxed-Kühlern in der Bildergalerie im Anhang, auch noch die passenden Zeichnungen dazu eingefügt, welche auch die neuen Bereiche für beide Sockel zeigen und in welche die kommende Version des AM5-Sockels bereits eingearbeitet wurden.

Denn auch wenn die Abmessungen gleich bleiben, die sogenannten “Keep Out Areas”, die “No Routing Zone” und die Vorgaben für die Heatsinks könnten leicht vom Sockel AM4 abweichen. Vor allem ältere Backplates müssen hier wohl genauer geprüft werden. Man sieht es hier bereits auf der Zeichnung, dass neben der Öffnung in der Mitte noch weitere Aussparungen existieren, die es vorher in dieser Form nicht gab. Man kann den Kühlerherstellern nur raten, zumindest auf  AMDs neue Backplate zurückzugreifen.

Die sechs TDP-Klassen der neuen CPUs

Das Portfolio der kommenden CPUs teilt sich, wie bereits gehabt, in verschiedene Watt-Klassen für die TDP ein, wobei es hier zu einer Erweiterung und leichten Abänderung kommt. Bis 105 Watt TDP wird AMD auch noch eigene Kühllösungen anbieten (siehe “Heat Sink Class”), die ich auf der nächsten Seite noch vorstellen möchte. Für die TDP-Klasse mit 120 Watt empfiehlt man einen Luftkühler aus dem mittleren Leistungssegment und ab 170 Watt sogar eine Wasserkühlung mit einer Radiatorgröße ab 280 mm. Das ist natürlich mit Sicherheit für den Normalbetrieb übertrieben, zeigt aber auch, was ggf. an Spitzenleistungen in verschiedenen Situationen (AVX 512, PBO) zu erwarten ist.

Diesen Part werde ich erst einmal bewusst auslassen und es wird die Aufgabe sein, solche Konstellationen später zu gegebener Zeit mit einer physikalisch vorhandenen CPU im Launchreview wirklich zu belegen. Eine Spekulation über die Leistungsaufnahme führt an dieser Stelle erst einmal zu nichts und für den Rest der Daten gilt das, was ich im Vorwort bereits geschrieben habe.

 

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M
Martin Gut

Urgestein

3,813 Kommentare 1,328 Likes

Ich vermute, eine 170-Watt-Klasse in der Definition erfindet man nicht einfach so aus Spass. Ob wirklich so ein Stromsäufer kommt wird sich zeigen.

Die Tabelle zeigt aber, welche Temperaturprobleme man dabei erwartet. Tcase soll nicht über 46.7 Grad gehen. Tcase ist die Temperatur zwischen Prozessor und Kühlerboden, also oben auf dem Deckel gemessen. Ein passender Kühler sollte die CPU unter dieser Temperatur halten. Wenn man den Deckel nicht unter der Temperatur halten kann, wird die CPU zu warm.

Das bedeutet auch, dass man mit einer Temperaturdifferenz von über 50 Grad von oben auf dem Deckel durch Hetspreader, Lot und Silizium bis zu den Kernen rechnet. Daran lässt sich ohne Köpfen der CPU nichts verändern. Bei so kleinen Prozessorkernen entsteht sehr viel Wärme auf sehr kleinem Raum. Die Wärme bringt man fast nicht weg und so wird es bei den Kernen schnell richtig heiss. Da man an dieser Temperaturdifferenz (mit den üblichen Schwankungen) nichts ändern kann, sind auch bei einer optimalen Kühlung keine angenehmen Prozessortemperaturen zu erwarten. Der Spielraum ist schon sehr klein.

Ob 280er-Wakü oder grosser Towerkühler kommt aber immer noch etwa auf das selbe raus. Bei der Leistung von 170 Watt ist zwischen Tcase durch den Kühlerboden zur Wassertemperatur nochmals eine Differenz von 3 - 5 Grad zu erwarten. Für die Wärmeleitpaste muss man auch noch etwas dazu rechnen. Die Wassertemperatur sollte also unter 40 Grad gehalten werden.

Auch die gewünschte Lufttemperatur um den Prozessor von 35 Grad lässt einem nachdenklich werden. Bei sommerlichen Temperaturen von über 30 Grad :cool: lassen sich diese Temperaturen kaum halten.

Ich höre schon die Fragen im Forum: "Meine CPU hat 90 Grad bei einer Wassertemperatur von 40 Grad. Ist das zu viel? Ist meine Kühlung schlecht?"
Was soll man da antworten?

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Härle'sBöckle

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Diese Aufgabe hat z.B Noctua in einsteigerfreundlichem und leicht verständlichem wall of text schon übernommen. Ergo einfach den Artikel verlinken, denn das "Kernproblem" Energiedichte gilt weiterhin.

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Casi030

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5,355 Kommentare 681 Likes

Ich würde mal stark behaupten das die alten Backplatten gar nicht mehr gehen weil die 4 inneren Löcher sicherlich die Gegengewinde für den Sockel haben und ohne Löcher/Gewinde hält der Sockel nicht mal.

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Igor Wallossek

Format©

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Intel hat die rückseitigen Buckel bei der Sockelverschraubung auch, weil es bauartbedingt nicht anders geht. Nur ist das getrennt von der Backplate zu betrachten. Der Sokel selbst besteht ja auch aus Vorder- und Rückseite..

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R
Ragnador

Neuling

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Ich nutze ja schon beim 5800x Flüssigmetall zwischen Headspreader und Kühler, welches bei mir große Unterschiede in den kurzen Temperatur spikes und dem allcore boost produzierte.

Wenn nun noch L3 cache layer auf den Kernen liegen, der Heatspreader wirklich so geschnitten ist, dass man Flüssigmetall nicht mehr nutzen kann ohne die Bereiche Garantietilgend zu isolieren.
Da wird es ja immer problematischer die Vorgaben einzuhalten.

Intake CPU Radiatoren scheinen Pflicht zu werden bei der derzeitigen nvidia TDP Entwicklung von 300 Watt aufwärts, wenn man nicht einen Windkanal im Gehäuse betreibt.

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Casi030

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Intel ist ja nicht so mein,deswegen ist es Fraglich wie die Rückseite ausschaut.
Sein der Sockel eine eigene Backplatte hat dann müßten in der Zweiten ja Löcher sein wo die Halterung für den Sockel durch gehen.
Bei AM5 hast je so wie es aussieht für den Sockel eine Erhebung an der Backplatte, das dürfte der Gewindegang für den Sockel sein.
Mal Abwarten.

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e
eastcoast_pete

Veteran

212 Kommentare 48 Likes

@Martin Gut und andere: Da ja sowohl AMD als auch Intel (für die nächsten Server CPUs) auf Chiplets setzen - aus gutem Grund - wäre es vielleicht an der Zeit, das Konzept von mehreren Dies unter einem Heatspreader zu überdenken.
@Igor: Wenn Du sowas parat hast oder es keinen großen Aufwand macht, könntest Du Mal einen Hintergrund Artikel über Heatspreaders reinstellen? Ich Frage mich auch mehr und mehr, wie gut oder schlecht die denn die Hitze aufnehmen und ab-und weiterleiten. Man macht sich ja oft viel Arbeit, den besten Kühler mit der besten Paste/Liquid Metal einzubauen, aber so ein Kühler kann auch nur abführen, was der Heatspreader lokal zulässt. Und, mit den bekannten Hotspots gerade bei Multi-Die CPUs, scheint das oft der begrenzende Faktor/Flaschenhals zu sein.
Einige hier werden sich auch noch an die unsägliche Paste erinnern, mit der Intel seine Heatspreader an ihre Dies geklebt hat, weil sie sich die paar Cent für das Indiumlot sparen wollten. Köpfen und Paste runter, Flüssigmetall drauf, und die CPU lief deutlich kühler; Garantie war natürlich futsch. Schon damals mit diesen monolithischen Dies hab ich mich gefragt, warum man nicht gleich gute Heatpipes direkt ans Die verlötet. Ja, dann müsste man die CPU mit dem Kühler als Einheit einsetzen, aber wäre das so schlimm?

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LeovonBastler

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18 Kommentare 4 Likes

Macht also AMD den Wraith Prism wieder? Der wurde ja bei den 105W CPUs ja bei Ryzen 5000 ja abgeschafft, soweit ich weiss.
Dass man da jetzt den wieder sieht heisst zwar noch nichts, ist aber spannend dass der anscheinend noch bedacht wird.
Mir sind der 3pin und 4pin Anschluss, sowie der Switch beim Prism übrigens erst jetzt aufgefallen, die sind aber nicht neu. (Darum war meine CPU 80 Grad heiss und der Lüfter trotzdem so leise...)

Spannend ist auch, dass das 95W Modell jetzt also komplett auf Aluminium setzt anstelle eines Kupferkernes, wie es beim Wraith Spire der Fall war. Bin da gespannt, was das für einen Unterschied macht...

Der Wraith Stealth sieht auf den ersten Blick zumindest nicht so anders aus.

Finde es auch interessant eine CPU zu sehen, dessen Heatspreader gleich der Wasserblock ist, wo man nur noch die Anschlüsse anschrauben muss... Gerade bei den Modellen, wo man sowieso für einen gut gebinnten Die extra zahlt (z.b der 3800X gegenüber dem 3700X) könnte so eine Lösung schon spannend sein. Von den durstigen Intel-Chips ganz zu schweigen. (Auf die Stromrechnung hätte ich aber kein Bock...)

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M
Martin Gut

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3,813 Kommentare 1,328 Likes

Ich glaube, ich erfinde bald ein MO-RA3-Gehäuse bei dem direkt ein externer Radiator angebracht ist. Dann ist die ganze Wärme von CPU und GPU direkt weg und der Luftstrom im Gehäuse ist nur noch für die restlichen Komponenten. Wie man den MO-RA3 ästhetisch in ein Gehäuse integriert, sind aber noch kreative Ideen gesucht. Nur etwas RGB reicht nicht um daraus ein Kunstwerk zu machen.

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M
Martin Gut

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3,813 Kommentare 1,328 Likes

Das Konzept kommt ja erst richtig auf. Ein einzelner Chip mit allem zusammen ist aber auch nicht besser. Das Problem, dass die meiste Wärme in den immer kleineren Kernen entsteht bleibt gleich. Bei mehreren Chiplets sind die nur an einem etwas anderen Ort und darum bei kleinen Kühlern teilweise schlecht abgedeckt. bei einem genügend grossen Kühler ist es sogar besser, wenn die Wärme durch mehrere DIEs etwas verteilt wird. Oder siehst du noch andere Lösungen?

Wärmeleitwert: Kupfer 384 W/m2/K, Aluminium 204 W/m2/K. Grob gesagt leitet Kupfer die Wärme doppelt so gut wie Aluminium. Wenn also beispielsweise der Kern aus Alu statt Kupfer ist und die Form und der Rest genau gleich, dann ist im Alu die Wärmedifferenz etwa doppelt so hoch wie im Kupferkern. Das macht schnell 3 - 5 Grad aus.

Solche Überlegungen mache ich mir auch. Die Verlötung mit einer recht dicken Indiumschicht ist leider auch nicht bedeutend besser als die Intelpaste. "Schaut wir haben es verlötet, aber der Prozessor bleibt zu heiss" ist ja auch nicht, was wir hören wollten.

Heatpipes und Vapor Chamber haben einige technische Schwierigkeiten. An den heissen Stellen wird darin Wasser verdampft. An den kühleren Stellen kondensier der Dampf und wandert dann den Wänden entlang zurück zu den heissen Stellen. Die Wassermenge, die an die warmen Stellen wandern mag, begrenzt die Wärmemenge, die aufgenommen wird. Bei Heatpipes kommt es auch stark auf die Ausrichtung der Rohre an, wie gut das Wasser wandert (am besten abwärts). Wenn alles Wasser an einer Stelle verdampft ist, kann die Heatpipe auch nicht mehr Wärme aufnehmen bis wieder Wasser nachwandert. Von den Herstellern bekommt man keine genauen Daten, auf einer wie grossen Fläche welche Wärmemenge in welcher Situation genau aufgenommen werden kann. Wenn es gut geht, ist eine Nennleistung angegeben. wenn beispielsweise 60 Watt als Leistung eine Heatpipe angegeben wird, weiss ich nicht ob die Heatpipe bereits auf der Fläche von 5 x 5 mm die auf einem Chip aufliegt so viel aufnehmen kann. Es kann auch sein, dass man dafür ein paar cm Länge der Pipe nutzen muss. Über einem einzelnen Chiplet kann man nur eine oder 2 Heatpipes anbringen. Die müssten also so konstruiert sein, dass sie auf der kleinen Fläche die ganze Leistung aufnehmen können.

Ich überlege mir gerade, ob es Sinn machen würde auf die Chiplets eine Vapor Chamber aufzulöten statt einen Heatspreader. Das würde den Prozessor ein paar mm dicker machen, aber sonst nicht gross in der Form verändern. Darauf könnte man dann die üblichen Kühler anbringen.

Auch bei einem Wasserkühler direkt auf den Chipelts ist die Frage, ob auf der kleinen Fläche die dadurch vom Kühler genutzt wird so viel Wärme weg geschafft werden kann.

Bitte sagt es wenn ich zu viel plaudere. Das ist nun mal ein Lieblingsthema von mir.

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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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