Grundlagenartikel CPU-Heatspreader im Detail untersucht - müssen wir jetzt bei AMD und Intel umdenken? | Grundlagen

[Igor Wallossek]

Ich hatte es ja vor langer Zeit bereits angekündigt, dass ich mich weiter mit dem Thema Heatspreader beschäftigen werde. Allerdings verfüge ich selbst nicht über die Messmittel im Mikrometer-Bereich, die eine eindeutige Aussage zuließen, so dass ich hier dankbar auf die angebotene Hilfe eines deutschen Forschungszentrums zurückgegriffen habe. Nur war es mir einfach wichtig, die bereits im Vorfeld erahnten und mit meinen eigenen Mitteln auch zum Teil bereits belegten Vermutungen sicher und belastbar zu untermauern. Denn der bisherige Umgang mit den Heatspreadern, sei es bei den Kühlerböden oder dem Umgang mit der richtigen Wärmeleitpaste, ist in manchem Detail sicher überdenkenswert...

1.) Hier den ganzen Testbericht als Grundlagenartikel lesen
2.) AMD Heatspreader im Wandel der Zeit - Messdaten, Wölbung und Oberfläche
3.) Intel Heatspreader im Wandel der Zeit - Messdaten, Wölbung und Oberfläche

 

[[wege]mini]

Frohes Fest noch.

Ebenfalls einen guten Rutsch, wenn man sich nicht mehr liest.

Und da ihr ja alle "irgend wie" zusammen arbeitet, mal einen alten Test von CB.

Bildung darf ja nicht verloren gehen.

Kühler für den Pentium 4 im Test: Einem Dutzend mächtig eingeheizt (Seite 9)

Kühler für den Pentium 4 im Test: Einem Dutzend mächtig eingeheizt / Messungen / Gewicht / Kühlleistung

www.computerbase.de

"Das Retentionmodul muss einem Anpressdruck von bis zu 35 Kg standhalten"

Klar verbiegt sich da die DAU-Kappe. Ebenfalls kann man an der Vertiefung sehen, wie und wo die olle Die sitzt.

Ich hab hier funktionierende DAU-Kappen, die sind so verbogen, dass man es mit bloßem Auge sehen kann und die Die lebt trotzdem noch. Klar kommt nach fest ab. Nach 1-2 zerbröselten CPUs, hat man aber eine gewisse Erfahrung.

mfg

 

[monitorhero]

Interessant. Ich habe bereits einige Threads eröffnet, weil mein 5950x sich einfach nicht vernünftig kühlen lässt und habe die Vermutung geäußert der Heatspreader könnte der Übeltäter sein. Und das bestätigt so etwas meine Vermutung. Die meisten Kommentare waren Kühler falsch platziert, Wärmeleitpaste falsch aufgetragen etc. und dass es bei anderen besser läuft mit gleichem Kühler (Glückssache?). Auch nach Burn-In habe ich quasi keinen Temperaturabfall gemerkt. Hersteller sollten das Lapping erlauben, so dass es nicht zum Garantieverlust führt. Aber an einer 900€ CPU fange ich dann auch nicht mit sowas an.

Sehr aufschlussreicher Test. Nehmen wir eine AIO, eher duenner biegsamer Boden an allen Ecken geschraubt mit einem Waermeleitpad. Dichtungen fuer Pumpe zum Kuehler dick genug, zum ausgleichen. Pumpe so montiert, das die oder Ihr Gehaeuse durch den gewoelbten Verzug nichts an der Funktion aendert. Ich denke die Arctic AIO's gehen in die Richtung, ist rechteckig und geht ueber den CPU-Headspreader. Scheint die haben alles richtig gemacht fuer die Ryzen CPU's. Bei Intel ist die Sache hoffnungslos. Da bleibt nur schleifen zum optimalen Sitz (dicke der Paste) und Waermeleitpads sollten die auf keinen Fall bekommen.

Ich bin von einem NH-D15 auf den Arctic Liquid Freezer II 280 umgestiegen und habe ehrlichgesagt wenig Verbesserung festgestellt. Etwas höhere Taktraten bei gleichen Temperaturen. Die Wärme kann bei diesen CPUs einfach nicht mehr effektiv abgeführt werden, wie mir scheint.

Hallo,
bei meinem Ryzen 5950X hatte ich auch am Anfang etwas Probleme einen Vernünftigen abdruckt auf der Kühlfläche zu bekommen. Habe den beim 2 mal aber gut hinbekommen, meine Temps pendeln sich nach mehreren Stunden bei Vollast mit 7-Zip immer so bei 69-72 ein. Bin damit zufrieden, die Temps vom I9-9900k waren bei Vollast immer bei 79 Grad.

Kleines Zitat zu der µ Beule im Heatspreader. Dann hole ich mein kleines Hämmerlein und haue die Beule wieder rein.
Nicht zu empfehlen aber reimt sich so schön.

Ganz lustig. Bei mir ist es umgekehrt. Mein 9900k in nem Mini ITX System erreicht maximal 76°C mit NH-D15. Der 5950X mit AIO geht auf 85°C. Mehrmals reseated, verschiedene Pasten probiert. Viskoser und weniger viskos. Der will einfach nicht mitspielen

 

[Martin Gut]

NH-D15 auf den Arctic Liquid Freezer II 280 umgestiegen

Ein NH-D15 hat etwa die selbe Lamellenfläche wie ein 280er-Radiator. Der Wasserkreislauf verlagert nur die Wärmeabgabe an ein anderes Ort. Daher sind die Resultate auch vergleichbar. Mit einem 420er-Radiator kann man nochmals etwa 2 - 5 Gard heraus holen. Die grosse Veränderung bringt das aber auch nicht. Bei einer solchen Wasserkühlung hat man meist Wassertemperaturen zwischen 35 und 40 Grad. Der Temperaturunterschied von der Kühlerfläche zur Luft ist schon nur 15 - 20 Grad. Da kann auch die beste kühlung nicht mehr viel heraus holen.

Wenn die Wärmeleitpaste schlecht aufgetragen wurd, kann das natürlich auch etwas ausmachen.

Die viel grössere Differenz hat man aber bereits im Prozessor selbst. Die Wärme entsteht auf extrem kleiner Fläche. Von dort muss sie durch das mittelmässig leitende Silizium, durch das Lot oder die Wärmeleitpaste und duch den Heatspreader. An diesen 30 - 60 Grad Temperaturdifferenz kann man recht weing ändern. Da unterscheiden sich auch die Prozessortypen recht stark und teilweise hat man auch zwischen einzelnen Modellen Unterschiede von über 10 Grad.

 

[sp00n]

Bevor man den IHS abschleift, sollte man sich bei der aktuellen Ryzen-Generation vielleicht erst noch mal den CPU-Kühler anschauen. Bei einigen Modellen, die ich hier habe, kann ich mit einem Lineal Schaukelpferd auf dem Kühlerboden spielen, d.h. die sind ebenfalls konvex, und da sich der IHS bei Ryzen 3000 und 5000 laut des Berichts anscheinend nicht mehr großartig ändert, hat man dann konvex + konvex + evtl. etwas überstehender CCD = suboptimale Kühlung.
Außerdem tut es nicht so weh, die Garantie bei einem Kühler zu verlieren im Vergleich zu einer CPU.

 

[hansdampf]

Wer die beste Temperatur haben möchte nimmt Flüssigmetall und schleift den HS plan und zieht nur ganz leicht die Schrauben an, damit sich die Bodenplatte kaum durch biegen kann. Denn die angeblichen 0,02 - 0,03 werden im Durchschnitt auch nicht mit der Wärmeleitpaste erreicht, da hier die Viskosität wohl zu groß ist und mit zunehmenden Druck steigt bei einer Wärmeleitpaste übrigens die Viskosität

Schichtdicke von WLP und Co

Update: https://www.computerbase.de/forum/threads/wie-duenn-kann-man-wlp-auftragen.1995316/ ------------------------------------------------------------ Update: Schichtdicke: Schichtdicke in Abhängigkeit von der Anpresskraft und Temperatur bezüglich 9900 K Wurde nun überarbeitet, jeder...

www.computerbase.de

 

[monitorhero]

Das wird ja fast zur Raketenwissenschaft, wenn man bei Rzyen optimale Temperaturen erreichen möchte. Wieviel Torque ist korrekt? Das erfordert merhrmaliges auf und absetzen des Kühlers, bis man mal das optimale Ergebnis erreicht.

 

[visionsphobiker]

Also wenn ihr wirkliche Probleme hab mit Kühlung dann bitte zieht doch mal Novec in eure Überlegungen mit ein bzw. baut für euren PC eine Tauchkühlung. Denn ich glaube Novec wäre dann die Lösung, und für euch Experten doch sicherlich kein Problem so etwas kostengünstig zu realisieren. die Kosten für so eine Tauchkühlung von so einem einzelnen PC liegen ja auch nicht so hoch, also bevor man 3 CPUs professionell zerstört bastelt euch ne Tauchkühlung ...ok!?

https://www.3mdeutschland.de/3M/de_DE/novec-de/anwendungen/tauchkuhlung/

 

[visionsphobiker]

Das wird ja fast zur Raketenwissenschaft, wenn man bei Rzyen optimale Temperaturen erreichen möchte. Wieviel Torque ist korrekt? Das erfordert merhrmaliges auf und absetzen des Kühlers, bis man mal das optimale Ergebnis erreicht.

Ja Raketenwissenschaft ist etwas zu einfach, die hier denken wesentlich komplexer ...von Schlangenöl bis Quantenmechanik....das würde sogar ein Leonardo davinci blass vor Neid.

 

[Besterino]

Wenn Ihr inhaltlich nichts beizutragen habt, vielleicht einfach mal geschlossen halten. Manche haben eben paß daran, am System herumzutüfteln und das letzte Quentchen herauszholen.
Meins ist das auch nicht für die letzten Punkte hinterm Komma, aber nichtsdestotrotz kann man da auch für sich was von denen mitnehmen, die mit dem verschiedenen Settings ins Detail gehen.

Es IST hier durchaus ein Stammtisch für Nerds und wer sich da nicht angesprochen fühlt oder nicht mitreden will, darf gerne sich an einen anderen Stammtisch setzen. Aber ich habe KEIN Verständnis dafür, wenn Ahnungslose sich eher peinlich-primitiv echauffieren oder versuchen, sich über andere Lustig zu machen. Das braucht hier keiner. Danke.

Ansonsten landet Ihr halt auf der Ignore-Liste und ich halte so „meinen Stammtisch“ sauber. Liegt ganz bei Euch.

 

[visionsphobiker]

@Besterino 1. ich mach mich nicht lustig über andere, ich finde es gut wenn Leute ihr fachliches Wissen weitergeben.
2. nehme ich was von dem Stammtisch hier mit,weil ich gewisse Einstellungen ebenfalls austeste. 3.ich fühle mich auch angesprochen, weil ich ebenfalls die ähnlichen Teile habe die einige von euch auch haben und auch ich ärgere mich über Verfügbarkeit und sonstige Unzulänglichkeiten von Herstellern und Lieferanten.
4. Ich gebe zu das ich in gewissen Umfang ahnungslos bin und dies aber nicht durch semigegoogltes Halbwissen als das Non plus ultra darstelle.
Und nun zu deiner Ignore Liste, dann setzt mich doch drauf, dass dein "elitäres"Tischlein deckt dich sauber bleibt.

 

[Casi030]

Stimmt , im Bios Fummeln geht aber Lüfter einstellen und WLP richtig auftragen ist Raketenwissenschaft.....

 

[Monstranz]

Interessant. Ich habe bereits einige Threads eröffnet, weil mein 5950x sich einfach nicht vernünftig kühlen lässt und habe die Vermutung geäußert der Heatspreader könnte der Übeltäter sein. Und das bestätigt so etwas meine Vermutung. Die meisten Kommentare waren Kühler falsch platziert, Wärmeleitpaste falsch aufgetragen etc. und dass es bei anderen besser läuft mit gleichem Kühler (Glückssache?). Auch nach Burn-In habe ich quasi keinen Temperaturabfall gemerkt. Hersteller sollten das Lapping erlauben, so dass es nicht zum Garantieverlust führt. Aber an einer 900€ CPU fange ich dann auch nicht mit sowas an.



Ich bin von einem NH-D15 auf den Arctic Liquid Freezer II 280 umgestiegen und habe ehrlichgesagt wenig Verbesserung festgestellt. Etwas höhere Taktraten bei gleichen Temperaturen. Die Wärme kann bei diesen CPUs einfach nicht mehr effektiv abgeführt werden, wie mir scheint.


Ganz lustig. Bei mir ist es umgekehrt. Mein 9900k in nem Mini ITX System erreicht maximal 76°C mit NH-D15. Der 5950X mit AIO geht auf 85°C. Mehrmals reseated, verschiedene Pasten probiert. Viskoser und weniger viskos. Der will einfach nicht mitspielen

Der 5950 saugt bei voller Last 200W. Das scheint bei dem normal zu sein das der so warm wird. Boostet ja auch nun etwas mehr mit der AIO. 85grad unter voller Last geht doch. Der 3700 wird mit der Arctic 280er AIO max 75grad unter voller Last mit 90W bei 50% Pumpe und Luefter im Deckel. Beim spielen wo eine RX5700xt volle pulle rennt und die CPU zwichen 60-70% Auslastung hat, geht die Temperatur auch nicht ueber die 75grad, obwohl die Abwaerme der Grafikkarte zum Teil durch den Kuehler muss. Hast Du den Kuehler in der Front. Direkt kuehle Luft ansaugen als warme Luft durch pusten wie bei mir waere das Maximum was die AIO leisten kann. Denke wenn ich meine in die Front einbaue wuerde waere die CPU noch etwas kuehler. Da die CPU auch so voll boostet und alles stabil funktioniert lassse ich es so. Mit 50% Pumpe und Luefter hoert man die AIO nicht.
Wie schon an anderer Stelle gesagt, scheint nur ein groesserer Kuehler eventuell abhilfe zu schaffen. Pumpe ist wie es aussieht bei allen Kuehlergroessen bei Arctic gleich.

 

[monitorhero]

Der 5950 saugt bei voller Last 200W. Das scheint bei dem normal zu sein das der so warm wird. Boostet ja auch nun etwas mehr mit der AIO. 85grad unter voller Last geht doch. Der 3700 wird mit der Arctic 280er AIO max 75grad unter voller Last mit 90W bei 50% Pumpe und Luefter im Deckel. Beim spielen wo eine RX5700xt volle pulle rennt und die CPU zwichen 60-70% Auslastung hat, geht die Temperatur auch nicht ueber die 75grad, obwohl die Abwaerme der Grafikkarte zum Teil durch den Kuehler muss. Hast Du den Kuehler in der Front. Direkt kuehle Luft ansaugen als warme Luft durch pusten wie bei mir waere das Maximum was die AIO leisten kann. Denke wenn ich meine in die Front einbaue wuerde waere die CPU noch etwas kuehler. Da die CPU auch so voll boostet und alles stabil funktioniert lassse ich es so. Mit 50% Pumpe und Luefter hoert man die AIO nicht.
Wie schon an anderer Stelle gesagt, scheint nur ein groesserer Kuehler eventuell abhilfe zu schaffen. Pumpe ist wie es aussieht bei allen Kuehlergroessen bei Arctic gleich.

Bei dem Arctic kann man die Pumpe gar nicht direkt steuern oder? Die Lüfter sind ja direkt mit dem Radiator verbunden und der Anschluss am Board steuert bei mir dann nur die Lüftergeschwindigkeit. Außer beides geht Hand in Hand. Und ja bei mir ist der Rad im Deckel und saugt die Luft aus dem Gehäuse in den Deckel. Das ist natürlich etwas wärmer, aber ja das passt schon.

 

[Denniss]

bei voller Last säuft kein AM4-Prozessor mehr als 142W Sockellimit es sei denn man hat manuell die Limits aufgehoben

 

[Monstranz]

Bei dem Arctic kann man die Pumpe gar nicht direkt steuern oder? Die Lüfter sind ja direkt mit dem Radiator verbunden und der Anschluss am Board steuert bei mir dann nur die Lüftergeschwindigkeit. Außer beides geht Hand in Hand. Und ja bei mir ist der Rad im Deckel und saugt die Luft aus dem Gehäuse in den Deckel. Das ist natürlich etwas wärmer, aber ja das passt schon.

Ja alles ueber einen Stecker. Habe im Bios alles auf 50% fuer alle verschiedenen CPU Temperaturen eingestellt. Ob die Pumpe dann auch nur 50% wie die Luefter macht, weiss ich nicht. In HWinfo wird mir unter CPU Luefter 2940 u/min angezeigt. Luefter koennen das nicht sein, so schnell drehen die 140er ja nicht. Also muesste das die Pumpe sein oder der kleine Quirl der die VRM's kuehlen soll.

 

[Monstranz]

bei voller Last säuft kein AM4-Prozessor mehr als 142W Sockellimit es sei denn man hat manuell die Limits aufgehoben

Ah, die 142w Limit fuer den Sockel wusste ich nicht.
Auch bei 140W und 280er AIO im Deckel find ich die 85grad eines 5950 nicht als Ausreisser. Boostet damit ja voll.

 

[Martin Gut]

Ja alles ueber einen Stecker. Habe im Bios alles auf 50% fuer alle verschiedenen CPU Temperaturen eingestellt. Ob die Pumpe dann auch nur 50% wie die Luefter macht, weiss ich nicht. In HWinfo wird mir unter CPU Luefter 2940 u/min angezeigt. Luefter koennen das nicht sein, so schnell drehen die 140er ja nicht. Also muesste das die Pumpe sein oder der kleine Quirl der die VRM's kuehlen soll.

Ob es die Pumpe ist oder der kleine Venti kannst du testen, indem du den kleinen Lüfter von Hand bremst. Wenn sich die angezeigte Drehzahl ändert, ist es der Lüfter, sonst die Pumpe. Wenn du den lüfter vorsichtig ganz stopst, hörst du auch welches Geräusch von der Pumpe kommt.

Ob die Pumpe geregelt ist, weiss ich nicht. es gibt auch Hersteller, die finden die müsse immer voll drehen. Das kann dann aber unnötig laut sein. Wenn Lüfter und Pumpe mit 4-Pin angesteuert sind, können auch beide danach geregelt sein. Wenn mehrere Lüfter oder Pumpen an einem Y-Kabel hängen, bekommen alle das selbe Signal. Es kann aber nur von einem die Geschwindigkeit gemessen werden, da ja nur 1 Sensorkabel vorhanden ist.

Ich würde für die Pumpe eine Lüfterkurve einstellen. Bis etwa 60 Grad CPU-Temperatur kann man das mit minimalen 20 - 30 % laufen lassen. Ab da kann man langsam hochregeln und dann ab 80 - 90 Grad so schnell laufen lassen wie es bei voller Last nötig ist.

 

[monitorhero]

Keine Ahnung. Also wenn ich im BIOS per PWM steuere verändern sich nur die Lüfter Drehzahlen der P14 auf dem Arctic. Der kleine Lüfter dreht wie er will.
Habe es so wie Martin gemacht und bis 60 Grad sehr niedrig laufen. Alles darüber gehts dann hoch. Die Lüfter sind sehr effektiv. Aber Heatspikes des Ryzen kann man somit trotzdem nicht wirklich eliminieren.

 

[Monstranz]

Ob es die Pumpe ist oder der kleine Venti kannst du testen, indem du den kleinen Lüfter von Hand bremst. Wenn sich die angezeigte Drehzahl ändert, ist es der Lüfter, sonst die Pumpe. Wenn du den lüfter vorsichtig ganz stopst, hörst du auch welches Geräusch von der Pumpe kommt.

Ob die Pumpe geregelt ist, weiss ich nicht. es gibt auch Hersteller, die finden die müsse immer voll drehen. Das kann dann aber unnötig laut sein. Wenn Lüfter und Pumpe mit 4-Pin angesteuert sind, können auch beide danach geregelt sein. Wenn mehrere Lüfter oder Pumpen an einem Y-Kabel hängen, bekommen alle das selbe Signal. Es kann aber nur von einem die Geschwindigkeit gemessen werden, da ja nur 1 Sensorkabel vorhanden ist.

Ich würde für die Pumpe eine Lüfterkurve einstellen. Bis etwa 60 Grad CPU-Temperatur kann man das mit minimalen 20 - 30 % laufen lassen. Ab da kann man langsam hochregeln und dann ab 80 - 90 Grad so schnell laufen lassen wie es bei voller Last nötig ist.

Das einzige was ich im Dektop-Betrieb hoere ist ein ganz leises Rauschen der 5x 140er Luefter. Pumpe oder der kleine Quirl kann ich nicht vernehmen bei 50%. Da die 50% auch bei voller Last beim Spielen oder mit voller GPU und CPU Last unter AIDA (max 75grad) Stabil sind lasse ich das so. Am lautesten rauschen die 2 Frontluefter, da sie am naechsten zum Ohr sind. Lauter wird es nur wenn die Grafikkarte volle Pulle rennt. Deren Luefter produzieren ein schon lauteres Rauschen und das uebertoent alles andere dann.
Weniger Umdrehungen bei den Kuehlerlueftern der AIO bringt nichts, ausser das die dann wegen den wechselnden Temperaturen staendig Aufbrausen. So mit 50% hab ich ein gleichbleibendes leises Rauschen beim nicht spielen. Ist schon angenehm.

 

[Martin Gut]

Dann ist auch gut.