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

[Redaktion]

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 […]

Hier den ganzen Artikel lesen

 

[Martin Gut]

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 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?

 

[Härle'sBöckle]

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?

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.

FAQ: Warum wird mein Ryzen 3000 Prozessor so heiß? Warum laufen Ryzen 3000 CPUs heißer als vorherige Generationen mit der gleichen TDP-Rate? Ist mein Kühler defekt?

<p class="faq_p">Die neuesten Ryzen 3000 Prozessoren (außer APU-Modelle) unterscheiden sich von früheren Ryzen-Generationen dadurch, dass sie nicht mehr mit einem einzelnen, großen Chip arbeiten, sondern auf einem Multi-Chip-Ansatz mit mehreren kleinen Chips basieren. Je nach Modell kann es (bei...

noctua.at

FAQ: Warum wird mein Ryzen 3000 Prozessor so heiß? Warum laufen Ryzen 3000 CPUs heißer als vorherige Generationen mit der gleichen TDP-Rate? Ist mein Kühler defekt?
Die neuesten Ryzen 3000 Prozessoren (außer APU-Modelle) unterscheiden sich von früheren Ryzen-Generationen dadurch, dass sie nicht mehr mit einem einzelnen, großen Chip arbeiten, sondern auf einem Multi-Chip-Ansatz mit mehreren kleinen Chips basieren. Je nach Modell kann es (bei 6- und 8-Core-Modellen) einen oder (bei 12 und 16-Core-Modellen) zwei CPU-Dies (CCD) auf dem Package geben. Jeder Prozessor besitzt zusätzlich einen I/O-Die (IOD), der verschiedene Funktionsblöcke wie Speichercontroller, PCIe-Controller, Verbindungen zum Motherboard-Chipsatz und Ähnliches enthält.

Aufgrund dieser Designänderung und der Umstellung auf einen kleineren 7nm-Fertigungsprozess unterscheidet sich die Wärmeverteilung des Gesamtprozessors erheblich von älteren, auf 14nm und auf 12nm basierten Single-Chip-Ryzen-Prozessoren mit ähnlicher Leistungsaufnahme.
Abhängig vom genauen CPU Modell, dessen zulässiger TDP sowie möglichen Leistungsaufnahmelimits (Precision Boost Overdrive) kann ein einzelner CPU-Die problemlos eine Abwärme von bis zu 130W erzeugen, während der I/O-Die in der Regel eine Abwärme von etwa 10W erzeugt. Aufgrund der geringen Größe der CPU-Die ist die Wärmedichte (W/mm²) dieses Chips sehr hoch. Beispielsweise ergibt eine Abwärme von 120W bei einer Chipgröße von 74mm² eine Wärmedichte von 1,62W/mm², während sich die gleiche Abwärme bei einem älteren Ryzen-Prozessor mit einer Chipgröße von 212mm² auf eine Wärmedichte von nur 0,57W/mm² beläuft.
Dieser große Unterschied in der Wärmedichte ist der Grund, warum neuere Ryzen 3000 Prozessoren bei ähnlichen Wärmelasten weitaus heißer werden als ihre Vorgänger.
Darüber hinaus nutzen Ryzen 3000 CPUs den erlaubten Temperatur-Spielraum (bis 95°C) recht aggressiv, um höhere Turbo-Taktraten zu erreichen. Dadurch stellt es überhaupt kein Problem dar und ist nicht alarmierend, wenn der Prozessor diese Temperaturgrenze erreicht. Die Taktfrequenz und die Versorgungsspannung werden vom Prozessor selbst automatisch angepasst, um die von AMD vorgegebenen Spezifikationen einzuhalten und eine Überhitzung zu vermeiden.
Aufgrund der höheren Wärmedichte, der höheren thermischen Grenzen und der aggressiveren Nutzung der Turbo-Taktraten ist es völlig normal, dass Ryzen 3000 CPUs höhere Temperaturen erreichen als Ryzen CPUs der vorherigen Generationen mit gleicher TDP-Bewertung. Höhere CPU-Temperaturen sind für Ryzen 3000 Prozessoren normal und kein Zeichen dafür, dass mit dem CPU-Kühler etwas nicht stimmt.

 

[Casi030]

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.

 

[Igor Wallossek]

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..

 

[Ragnador]

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Tcase soll nicht über 46.7 Grad gehen. Tcase ist die Temperatur zwischen Prozessor und Kühlerboden, also oben auf dem Deckel gemessen.
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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.
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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.
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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.

 

[Casi030]

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..

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.

 

[eastcoast_pete]

@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?

 

[LeovonBastler]

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.

@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?

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...)

 

[Martin Gut]

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.

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.

 

[Martin Gut]

wäre es vielleicht an der Zeit, das Konzept von mehreren Dies unter einem Heatspreader zu überdenken.

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?

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...

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.

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?

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.

 

[eastcoast_pete]

@Martin Gut: Ja, eine Vapor Chamber wäre uU immer noch die bessere Lösung. Es wird schon gute Gründe haben, warum sowohl die PS5 als auch die XBOX Series X ihre SoCs direkt mit Vapor Chamber am Die kühlen. Ansonsten kommt man bei immer kleineren Strukturen (jetzt 7, bald 5, dann 3 nm, oder was als solches vermarktet wird) mit trotzdem weiter ansteigenden TdPs in Schwierigkeiten; wo soll die Abwärme denn sonst hin?

 

[LeovonBastler]

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.

Ich denke nicht, dass es so ein Problem an Sich ist. Ich würde auch sagen, dass bei grösseren CPUs (siehe Threadripper) das Problem nicht wirklich die Wärmeübertragung, sondern die Abfuhr der Wärme ist. Das Problem kommt erst wirklich zum Tragen, wenn viel Wärme von einer kleinen Fläche kommt.
Der Grund, warum die Kühler teilweise so ein Problem haben, ist einfach dass die Hitze nicht mehr vom Zentrum aus geht, sondern bei Ryzen
(und schon immer bei Threadripper, dort mussten aufgrund der herausstechenden Form aber sowieso die Kühler speziell ausgelegt werden) dezentral ist. (Mir ist aber nicht bewusst, ob es einfach oben oder rechts ist, da ich die Anwinklung nicht mehr weiss)

Mein Wasserkühler hat auch Probleme mit meinem 3900X, wenn ich Folding@home betreibe, wobei ich das Gefühl habe, dass ich einfach einen Schrottblock gekauft habe.

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.

Jo, das war auch mein Gedanke. Dazu kommt noch, dass die Alukühler meist unten noch grob geschliffen werden (sieht man gut bei den billigen Low-end Grafikkartenkühlern), das macht auch einen Unterschied, bei der Übertragung. Addier dann noch billige Paste und du hast perfekte Intel-Qualität. Von Bob Swan empfohlen (Denke Pat Gelsinger hätte kein Bock drauf).

Finde es noch witzig, wie das dann 95 Watt kühlen soll, während bei den 105W Modellen erstmal der Prism kommt mit viel mehr Oberfläche und Heatpipes. Ich meine: Wenn der neue "Billig-Spire" ohne Kupfer 95 Watt kühlen soll, kann der Prism mit Sicherheit ohne Probleme auch 125 Watt abführen. Fand ich aber auch schon davor weird, allerdings gab es keine 125-Watt Modelle, daher machte es Sinn aber jetzt wird's next level weird.

Ich überlege mir gerade, ob es Sinn machen würde auf die Chiplets eine Vapor Chamber aufzulöten statt einen Heatspreader.

Bei den High-end Grafikkarten schaffen die auch 300W, daher: Warum nicht bei gut gebinnten Versionen des gleichen Prozessors? 3800X lässt grüssen. Habe einfach nur Bedenken, ob die den Druck standhalten oder ob die dann zusammengedrückt wird... Müsste also noch verstärkt werden. Möglich wär's allerdings.

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.

Wär cool, wenn du einfach so ein 3D Druck machst. Am Besten für 85mm dicke 400 Radiatoren, hab so einen noch rumstehen, bis ich gemerkt habe dass Gehäuse nicht zwangsläufig solche Radiatoren akzeptieren, wenn sie 2 200mm Lüfter akzeptieren... Ja, so einen Brocken habe ich tatsächlich...

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

Wilkommen im Club! Da erwische ich mich nämlich auch gerne, wenn ich Stundenlang u.a über tripletower Kühler nachdenke.

 

[Härle'sBöckle]

Der Grund, warum die Kühler teilweise so ein Problem haben, ist einfach dass die Hitze nicht mehr vom Zentrum aus geht, sondern bei Ryzen
(und schon immer bei Threadripper, dort mussten aufgrund der herausstechenden Form aber sowieso die Kühler speziell ausgelegt werden) dezentral ist. (Mir ist aber nicht bewusst, ob es einfach oben oder rechts ist, da ich die Anwinklung nicht mehr weiss)

Mein Wasserkühler hat auch Probleme mit meinem 3900X, wenn ich Folding@home betreibe, wobei ich das Gefühl habe, dass ich einfach einen Schrottblock gekauft habe.

Dezentral ist kein Problem, da sich der Heatspreader gleichmäßig erwärmt:

Allerdings machte der Heatspreader auch genau das, was sein Name impliziert und so konnte ich bei einer zweiten Messung nur maximale Temperaturunterschiede von 3 bis 4 Kelvin zwischen der heißesten Stelle (Hotspot) und dem kühlsten Bereich (Coldspot) messen.

Ryzen 3000 perfekt kühlen - eine praktische Testreihe auf der Suche nach dem perfekten Wasserblock fürs asymmetrische Design mit interessantem Fazit | igor´sLAB

Die asymmetrische Anordnung der Chiplets auf der einen und des I/O-Dies auf der anderen Seite der Ryzen CPUs der dritten Generation hat es durchaus in sich. In einem ersten Video “Kühlprobleme mit…

www.igorslab.de

Das zeigt auch der Heatkiller IV von 2015, bei dem weder der Sockel AM4 (2016) noch Ryzen 3000 (2019) in die Entwicklung eingeflossen sind und trotzdem nur 1K hinter dem Techn AM4 (Ende 2020) bei 150W auf einem 3900X mit zwei 7nm CPU Chiplets zurückliegt.

Dabei schöpft der Techn alle propagierten Möglichkeiten für eine bessere Kühlleistung bei versetzten Dies, wie eine größere Finnenfläche von 41 x 29 mm (Heatkiller IV 27 x 25 mm) und einen zu den beiden CPU Chiplets versetzten Einlass (beim Heatkiller IV mittig angeordent), aus.

TechN CPU-Wasserkühler gegen Watercool Heatkiller IV Pro und EK Quantum Magnitude - AMDs Zen3 kann kommen | igor´sLAB

Der neue CPU-Wasserblock von TechN (hier als AM4-Version für 99 Euro UVP) muss sich im heutigen Test mit dem Quasi-Klassiker in Form des Watercool Heatkiller IV Pro AMD (ab ca. 65 Euro) und dem teuren…

www.igorslab.de

Bei Threadripper dasselbe: 2990X vs. 3970X mit 7nm Chiplets, beides 32C/64T.

Und wo lag dann das Ende der Fahnenstange? Hier holt uns die Wärmestromdichte allerdings ein, trotz voller Lüfterdrehzahl von ca. 2000 U/min. Während auch der alte Threadripper noch bis zu 400 Watt und mehr auch ohne Throttling kühlbar war, ist beim 3970X ab ca. 360 Watt nach wiederum 32 Minuten die Grenze erreicht.

Alphacool Eisbär Pro an die Grenzen gebracht - ein AiO-Erlkönig im exklusiven Hands-On-Test | igor´sLAB

Zugegeben, das klingt etwas reißerisch, aber am Ende ist es das sogar. Gut, zumindest ein wenig. Aber welche All-in-One Kompaktwasserkühlung steckt auch eben mal so bis zu 400 Watt Abwärme (und sogar…

www.igorslab.de

Ergo immer derselbe Hintergrund:

FAQ: Warum wird mein Ryzen 3000 Prozessor so heiß? Warum laufen Ryzen 3000 CPUs heißer als vorherige Generationen mit der gleichen TDP-Rate? Ist mein Kühler defekt?

<p class="faq_p">Die neuesten Ryzen 3000 Prozessoren (außer APU-Modelle) unterscheiden sich von früheren Ryzen-Generationen dadurch, dass sie nicht mehr mit einem einzelnen, großen Chip arbeiten, sondern auf einem Multi-Chip-Ansatz mit mehreren kleinen Chips basieren. Je nach Modell kann es (bei...

noctua.at

 

[Martin Gut]

Dezentral ist kein Problem, da sich der Heatspreader gleichmäßig erwärmt:

Für die Messung hatte Igor gar keinen Kühler auf der CPU. Er hat den Prozessor geschwärzt und nur mit einem Lüfter etwas Luft vorbei geblasen. Dann hat er mit einer Wärmebildkamera die Temperatur gemessen. Da ist logisch, dass sich der ganze Heatspreader mit der Zeit erwärmt, da das Aluminium die Wärme recht gut verteilt, die Luft aber kaum Wärme abführt.

Mit der Situation bei einem Kühler mit Heatpipes sieht das ganz anders aus. Da nimmt eine Heatpipe direkt über dem Bauteil die Wärme sehr schnell auf. Wenn die Wärme durch den Heatspreader nur einen halben cm oder mehr wandern muss, Ist der Wärmewiderstand bedeutend grösser und die CPU wird wärmer. Wichtig ist somit, dass der Kühler genau an der Stelle so viel Wärme aufnehmen kann wie anfällt.

 

[LeovonBastler]

Dezentral ist kein Problem, da sich der Heatspreader gleichmäßig erwärmt:

(Sidenote: Hab nur den Zitat genommen, da der ganze Inhalt nicht nochmal repliziert werden muss, ich beziehe mich aber auf den ganzen Beitrag)

Ja, an Sich ist Dezentral nicht so ein Problem, ausser bei Wasserblöcken, wo die Wärme nur in der Mitte abtransportiert wird. Gerade bei den Threadrippern wurden ja extra Designs gemacht, weil die ja so riesig sind. Die meisten Kühler decken ja den ganzen Heatspreader ein, solange man nicht so eine 15 Euro-Billigschleuder mit 2 Heatpipes verbaut hat.

Eine Sache habe ich aber vergessen zu erwähnen, wo der Igor ja schon richtig schöne Beiträge gemacht hat: Die Wölbung. Da bei Intel und AMD die Wölbung von den Unterschieden her mit Jin und Jang (Hoffe ich hab das richtig geschrieben) vergleichbar sind, können dort auch Probleme mit der Druckverteilung auftreten (Wenn du bei Intel-Core CPUs eine Konkave Coldplate draufsetzt, ist in der Mitte kein Druck, da der Aussen ist, da Die Heatspreader von Intel auch Konkav ist. Bei AMD sind die Konvex wo die vorherige Coldplate optimal wäre, aber bei auch Konvexer Coldplate nur in der Mitte Druck und am Rand gar keinen hat. Allerdings macht es durch das Burn-In gein richtig grossen Unterschied, ist aber immer noch ein Faktor.)

Habe aber ein Problem bei deiner Messung: Die CPU verbraucht nur 150W beim Test. Klar, das ist nicht wenig, dort sind die Differenzen aber noch nicht so gut sichtbar. Trotzdem zeigt es, dass der Unterschied nicht sehr gross ist. Zumindest ist das ein Indiz dafür. 225W oder höher wären mir aber lieber gewesen, da die Wärmedichte ein immer grösserer Faktor wird, gerade bei Wasserblöcken

Zeigt mir umso mehr, dass ich mir wohl einen Schrottblock gekauft habe, da mein 3900X selbst bei c.a 120W schon gerne mal die 80 Grad Marke überschreitet und ich mit einem 60mm dicken 360mm eigentlich einen Overkill habe. Gleichzeitig ist meine 1080Ti im gleichen Kreislauf stock 45 Grad und übertaktet 52 Grad warm, bei Folding@home wohlgemerkt.

Für die Messung hatte Igor gar keinen Kühler auf der CPU. Er hat den Prozessor geschwärzt und nur mit einem Lüfter etwas Luft vorbei geblasen. Dann hat er mit einer Wärmebildkamera die Temperatur gemessen. Da ist logisch, dass sich der ganze Heatspreader mit der Zeit erwärmt, da das Aluminium die Wärme recht gut verteilt, die Luft aber kaum Wärme abführt.

Mit der Situation bei einem Kühler mit Heatpipes sieht das ganz anders aus. Da nimmt eine Heatpipe direkt über dem Bauteil die Wärme sehr schnell auf. Wenn die Wärme durch den Heatspreader nur einen halben cm oder mehr wandern muss, Ist der Wärmewiderstand bedeutend grösser und die CPU wird wärmer. Wichtig ist somit, dass der Kühler genau an der Stelle so viel Wärme aufnehmen kann wie anfällt.

Das verringern des "Wärmeweges" ist ja auch das, was direct Die Kühlung so lukrativ macht, in der Theorie. Und genau der Grund, warum ASUS so stolz war, dass sie die GPUs direkt an die Heatpipes zur Kühlung geschraubt haben. Heute macht das MSI, nur habe ich nicht so ein krasses Marketing dazu gesehen.

Finde übrigens Vaporchambor so interessant, weil man die konzentrierte Wärme besser verteilen kann und dadurch rein theoretisch mehr Heatpipes dranklatschen kann. Wobei das jetzt mit Alder Lake und den Zen 2-3 Chiplets ja etwas anders hat... Bei bis zu 8 Kernen hingegen...

 

[Casi030]

Für die Messung hatte Igor gar keinen Kühler auf der CPU. Er hat den Prozessor geschwärzt und nur mit einem Lüfter etwas Luft vorbei geblasen. Dann hat er mit einer Wärmebildkamera die Temperatur gemessen. Da ist logisch, dass sich der ganze Heatspreader mit der Zeit erwärmt, da das Aluminium die Wärme recht gut verteilt, die Luft aber kaum Wärme abführt.

Mit der Situation bei einem Kühler mit Heatpipes sieht das ganz anders aus. Da nimmt eine Heatpipe direkt über dem Bauteil die Wärme sehr schnell auf. Wenn die Wärme durch den Heatspreader nur einen halben cm oder mehr wandern muss, Ist der Wärmewiderstand bedeutend grösser und die CPU wird wärmer. Wichtig ist somit, dass der Kühler genau an der Stelle so viel Wärme aufnehmen kann wie anfällt.

Mit den Jahren und Erfahrung wird man schlauer.
Warum kühlt ein Kühler ein 5950X mit 200Watt bei 85°C und ein 5800X mit 140Watt mit 90°C?!
Genau weil der Heatspreader mit einem Kühler die Wärme nicht komplett aufnimmt und abgibt , sondern einen Hotspot über den Kernen hat.
Wenn man dann noch hergeht und einen 5950X zum 5900X Deckradiert müssten die abgeschalteten Kerne (dessen Temperatursensoren) dann nicht auch die Temperaturen der benachbarten Kerne haben?!
Eigentlich schon , dem ist aber nicht so , sie bleiben Deutlich kühler.
Ein 5950X den man als 5800X mit 2 CCDs laufen lässt bleibt auch kühler als ein 5800X aus dem Grund weil der Heatspreader mit Kühler die Wärme nicht verteilen kann.

 

[Härle'sBöckle]

Für die Messung hatte Igor gar keinen Kühler auf der CPU. Er hat den Prozessor geschwärzt und nur mit einem Lüfter etwas Luft vorbei geblasen. Dann hat er mit einer Wärmebildkamera die Temperatur gemessen. Da ist logisch, dass sich der ganze Heatspreader mit der Zeit erwärmt, da das Aluminium die Wärme recht gut verteilt, die Luft aber kaum Wärme abführt.

Mit der Situation bei einem Kühler mit Heatpipes sieht das ganz anders aus. Da nimmt eine Heatpipe direkt über dem Bauteil die Wärme sehr schnell auf. Wenn die Wärme durch den Heatspreader nur einen halben cm oder mehr wandern muss, Ist der Wärmewiderstand bedeutend grösser und die CPU wird wärmer. Wichtig ist somit, dass der Kühler genau an der Stelle so viel Wärme aufnehmen kann wie anfällt.

Ist bekannt:

Artikel von 2009: https://forum.planet3dnow.de/index.php?threads/wissen-luftkühlung-im-detail.369676/

Die neueste Variante von Kühlerböden ist die Direct-Touch-Technik, welche erstmals von Xigmatec in den Mainstream-Bereich eingeführt wurde. Hier werden die Heatpipes direkt auf den Kühler gepresst anstatt, wie sonst üblich, einen separaten Boden zu verwenden, auf dem die Heatpipes aufliegen. Dadurch soll die Hitze direkt in die Kühllamellen geleitet werden ohne dass man eine Zwischenbrücke, einen normalen Boden, benötigt. Die Idee ist gut, nur leidet immer noch die Umsetzung der Technik. Tatsache ist, dass die Direct-Touch-Technik einen Recht unebenen Boden mit sich bringt da mehrere Heatpipes verwendet werden müssen. Zwischen den einzelnen Heatpipes gibt es kleine Spalten, wenn auch bei aktuellen Kühlern mit dieser Technik sehr winzige Spalten, sind sie durchaus vorhanden und mindern die eigentlich sehr hohe Effizienz des direkten Wärmetransportes durch die Heatpipes, welche wir später behandeln werden. Trotzdem, eine recht neue Technik, die sich langfristig sicherlich weiter durchsetzen wird.

Daran hat sich bis heute nichts geändert. In der Klasse <50€ wird deswegen konsequent auf einen Kühlerboden mit eingearbeiteten Heatpipes statt Direkt Touch gesetzt.
Theoretischen Vorteile scheitern an der Kostenersparniss in der Praxis.

Ja, an Sich ist Dezentral nicht so ein Problem, ausser bei Wasserblöcken, wo die Wärme nur in der Mitte abtransportiert wird. Gerade bei den Threadrippern wurden ja extra Designs gemacht, weil die ja so riesig sind. Die meisten Kühler decken ja den ganzen Heatspreader ein, solange man nicht so eine 15 Euro-Billigschleuder mit 2 Heatpipes verbaut hat.

Gerade bei Wasserblöcken gibt es kein dezentrales Problem, siehe oben. Das ist wenn überhaupt eine Problematik im Bereich CPU Luftkühler.

Habe aber ein Problem bei deiner Messung: Die CPU verbraucht nur 150W beim Test. Klar, das ist nicht wenig, dort sind die Differenzen aber noch nicht so gut sichtbar. Trotzdem zeigt es, dass der Unterschied nicht sehr gross ist. Zumindest ist das ein Indiz dafür. 225W oder höher wären mir aber lieber gewesen, da die Wärmedichte ein immer grösserer Faktor wird, gerade bei Wasserblöcken

Zeigt mir umso mehr, dass ich mir wohl einen Schrottblock gekauft habe, da mein 3900X selbst bei c.a 120W schon gerne mal die 80 Grad Marke überschreitet und ich mit einem 60mm dicken 360mm eigentlich einen Overkill habe. Gleichzeitig ist meine 1080Ti im gleichen Kreislauf stock 45 Grad und übertaktet 52 Grad warm, bei Folding@home wohlgemerkt.

Seit 2019 bzw. Zen2 / Ryzen 3000 sind die Foren voll davon mit Fragen, warum die Ryzen 3000 CPU trotz drei 360mm Radiatoren oder Mora etc. spielend die 80°C Marke brechen.

Siehe Beitrag oben und deswegen hat sich Noctua erst zu dieser Stellungnahme genötigt gefühlt:

https://noctua.at/de/warum-wird-mei...-der-gleichen-tdp-rate-ist-mein-khler-defekt-

Das liegt nicht an deinem "schlechten" Custom Wakü CPU Block.

Das verringern des "Wärmeweges" ist ja auch das, was direct Die Kühlung so lukrativ macht, in der Theorie. Und genau der Grund, warum ASUS so stolz war, dass sie die GPUs direkt an die Heatpipes zur Kühlung geschraubt haben. Heute macht das MSI, nur habe ich nicht so ein krasses Marketing dazu gesehen.

Direct Die Kühlung ist im reinen Consumer Markt tot, seit Intel und AMD (wieder) konsequent Prozessoren verlöten.

Watercool hat damals bei Skylake für Sockel 115X beim noch aktuellen Heatkiller IV einen aufwendigen direct die Test durchgeführt, bei dem der Wasserkühler an der Bodenplatte angepasst/ausgefräst und mit verändertem Montagematerial, für einen optimalen Anpressdruck, direkt auf den Die mit Flüssigmetall gesetzt wurde.
Fazit 1: Schlechtere Temperaturen im Vergleich zu einem Austausch der Paste zwischen Die und Heatspreader mit Flüssigmetall inklusive unbearbeiten Heatkiller IV, der im Anschluss wieder im Originalzustand auf dem Heatspreader montiert wurde.
Fazit 2: Es braucht für einen direct die CPU Wasserkühler einen vollständig neuen Entwicklungsansatz mit von Grund auf neuer Kühlerentwicklung.
Fazit 3: Lohnt sich nach Watercool nicht. Und das noch zu Zeiten, als die Leute reihenweise im Midrange Segment ab Ivy Bridge die Heatspreader abgesemmelt, Flüssigmetall zwischen IHS und Die geschmiert und den IHS wieder draufgesetzt haben. Und wie eingangs erwähnt, ist inzwischen bei AMD und Intel alles verlötet, da kommt erst Recht kein direct die Block mehr. Den Entwicklungsaufwand muss ein Wakühersteller auch wieder durch Verkaufszahlen reinholen.

Ich kenne im Consumerbereich zwei direct die Wakü Ansätze bei der CPU, mit von Grund auf neu entwickelten Wasserkühlern, die beide im Sand verlaufen sind oder Asien nie verlassen haben.

NcoreV1

Hier wurde auch erkannt, dass Restbodenstärken von 0,3mm oder 0,5mm, wie sie bei Wasserblöcken für den größen Heatspreader gedacht sind, völligen nonsens darstellen:

https://v.kickstarter.com/1629758487_9869a3dff78b9fcf027c1d181ad46c5fa9976dfe/assets/020/741/707/9f791de35e21520c6349769e0cf7dd2d_h264_high.mp4

Nude CNC Shop - custom water cooling systems for gamers overclockers

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Clock'EM UP

https://www.youtube.com/c/ClockEMUP/videos

Mit den Jahren und Erfahrung wird man schlauer.
Warum kühlt ein Kühler ein 5950X mit 200Watt bei 85°C und ein 5800X mit 140Watt mit 90°C?!

Darum, siehe vorherigen Kommentar:

FAQ: Warum wird mein Ryzen 3000 Prozessor so heiß? Warum laufen Ryzen 3000 CPUs heißer als vorherige Generationen mit der gleichen TDP-Rate? Ist mein Kühler defekt?

<p class="faq_p">Die neuesten Ryzen 3000 Prozessoren (außer APU-Modelle) unterscheiden sich von früheren Ryzen-Generationen dadurch, dass sie nicht mehr mit einem einzelnen, großen Chip arbeiten, sondern auf einem Multi-Chip-Ansatz mit mehreren kleinen Chips basieren. Je nach Modell kann es (bei...

noctua.at

Aufgrund der geringen Größe der CPU-Die ist die Wärmedichte (W/mm²) dieses Chips sehr hoch. Beispielsweise ergibt eine Abwärme von 120W bei einer Chipgröße von 74mm² eine Wärmedichte von 1,62W/mm², während sich die gleiche Abwärme bei einem älteren Ryzen-Prozessor mit einer Chipgröße von 212mm² auf eine Wärmedichte von nur 0,57W/mm² beläuft.


Dieser große Unterschied in der Wärmedichte ist der Grund, warum neuere Ryzen 3000 Prozessoren bei ähnlichen Wärmelasten weitaus heißer werden als ihre Vorgänger.


Darüber hinaus nutzen Ryzen 3000 CPUs den erlaubten Temperatur-Spielraum (bis 95°C) recht aggressiv, um höhere Turbo-Taktraten zu erreichen. Dadurch stellt es überhaupt kein Problem dar und ist nicht alarmierend, wenn der Prozessor diese Temperaturgrenze erreicht. Die Taktfrequenz und die Versorgungsspannung werden vom Prozessor selbst automatisch angepasst, um die von AMD vorgegebenen Spezifikationen einzuhalten und eine Überhitzung zu vermeiden.

Praxisbeispiel 5800X vs. 5950X:

Im Vergleich
- Luftkühler mit Direct-Touch-Technik Heatpipes Arctic Freezer 34 eSports
- Corsair AiO Corsair iCUE H150i Elite Capellix
- Noctua NH-D15 mit in Bodenplatte eingearbeiteten Heatpipes

CPU-Kühler für Ryzen 5000 im Test: Testergebnisse, Messwerte und Fazit

CPU-Kühler für Ryzen 5000 im Test: Testergebnisse, Messwerte und Fazit / Testsystem und Methodik / Messergebnisse

www.computerbase.de

Eine weitere Auffälligkeit ist der Temperaturunterschied zwischen Ryzen 9 5950X und Ryzen 7 5800X: Der kleinere Prozessor erreicht eine gut 20 Kelvin höhere Temperatur – trotz exakt gleicher Verlustleistung. Das ergibt sich als logische Konsequenz aus dem Aufbau der CPUs, denn während der kleinere Prozessor diese Abwärme über nur ein CPU-Chiplet abgibt, verteilt der größere Prozessor dieselbe Abwärme auf zwei Chiplets und damit die doppelte Fläche. Er macht es einem Kühler sozusagen etwas leichter.

Das Problem Energiedichte wird nicht kleiner sondern größer bzw. ist es eigentlich nur ein Problem, wenn ich Prime95 AVX oder die AM4 /AM5 CPU in anderer Settings mit 250W betreibe. Dasselbe gilt in abgeschwächter Form auch für Sockel 115X. Aber bei solchen Anwendungsfällen, die mal grundsätzlich gar nichts mit PC Spielerszenarios zu tun haben, gehört halt auch eine brauchbare Kühlung/Wasserkühlung und man muss trotzdem mit seinen 80°C leben.

 

[Casi030]

Darum, siehe vorherigen Kommentar:

Das erklärt nicht warum der Heatspreader nicht die Wärme komplett verteilt.

 

[Härle'sBöckle]

Doch, Stichwort Energiedichte