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

Die Ryzen 1xxx und 2xxx

Landläufig spricht man bei dem AMD-CPUs  ja gern von konvexen Heatspreadern, was so aber nur teilweise stimmt. Denn einerseits relativiert sich bei den älteren Modellen bereits vieles schon nach der Montage und einem Burn-In, wo von der Wölbung nach einem gewissen Nutzungszeitraum von nur wenigen Stunden nichts mehr übrig bleibt und andererseits bieten Ryzen CPUs der aktuellen Generation im Chiplet-Design völlig neue Perspektiven. Wölbung ja, aber völlig anders. Doch dazu komme ich gleich noch.

Betrachten wir zunächst die Ryzen 5 der ersten Generation mit dem großen Die, einmal eine CPU vor der Montage und einmal danach. Wir sehen in der ersten Galerie die Messung der unbenutzten CPU. so, wie man sie beim ersten Mal auch einbaut. Passend dazu habe ich noch eine zweite Grafik mit einer Superposition erstellt, die die Position und Größe des Die veranschaulicht:

Die Kurve über den waagerechten Schnitt ist hierbei interessant, denn sie zeigt die Wölbung sehr eindeutig. Es sind am Ende etwas mehr als 0.02 mm, also in etwa das Doppelte, was man bei einer möglichst dünnen Schicht an Wärmeleitpaste anstrebt (aber meist eh nicht erreicht). So gesehen ist das alles noch einigermaßen im grünen Bereich und es spielt keine Rolle, ob der Kühlerboden als Gegenstück nun konkav ist oder nicht. Denn allein die längliche, rechteckige Auswölbung spricht eindeutig gegen eine fast immer konische Nachbearbeitung des Bodens.

Was aber passiert nach dem Erwärmen und den ersten harten Betriebsstunden? Der IHS verformt sich nämlich extrem, das Lot scheint sich wegdrücken zu lassen und die Form ändert sich von konvex fast schon in konkav! Es lässt sich also einfach zusammendrücken und beweist erneut, dass ein glatter und vor allem sehr stabiler Kühlerboden eigentlich die beste Lösung ist. Was man machen kann und sollte wäre das Überprüfen der Kühlerverschraubung und ein möglicherweise leichtes Nachziehen. Die nun überschüssige Paste sollte es leicht herausdrücken können. Auch hier habe ich eine Galerie mit Original-Messung und Superposition:

Und nun schaut Euch mal die Kurve an! Dass sich alles so breitdrücken lässt, liegt sicher auch an der Innenseite des IHS, die über dem Die relativ dick, jedoch ansonsten deutlich dünnwandiger ist. Wir bewegen uns hier nur noch im Bereich von weniger als 0.01 mm, was für die Kühlerbodenfläche und die Wärmeleitpaste komplett zu vernachlässigen ist. Es ist als fast eben! Betrachten wir wieder den horizontalen Schnitt…

… und im Anschluss den diagonalen:

Was man aber an den Messungen in der Galerie gut sieht: der IHS der CPU wölbt sich an den Rändern oben und unten deutlicher nach oben. Das konnte ich nicht in allen Fällen reproduzieren, aber ein Test mit einem Haarlineal zeigt, dass dieser Effekt vor allem vom eingesetzten Kühler abhängt. Es tritt nämlich nicht auf, wenn der ebene und stabile Kühlerboden den IHS an den Seiten signifikant überlappt, sondern meist nur bei kreisrunden AiO-Kühlern, die zudem noch mit einer konvexen Intel-Wölbung daherkommen. Das wiederum verformt einen solchen Ryzen in einer eher wenig zweckführenden Weise. Wie so ein IHS einer geköpften CPU von innen aussieht, sehr Ihr gleich.

Ryzen APUs 2xxx und 3xxx

Die älteren APUs habe ich exemplarisch als benutztes Exemplar mit in der angehängten Bildergalerie erfasst, denn hier kommen die eingesetzte Wärmeleitpaste, eine sehr ähnliche IHS-Form mit noch ausgeprägterer Erhebung über dem Die und eine abweichende Chippositionierung zum Tragen. Aber auch die APUs verlieren nach kurzem Betrieb bereits den Großteil der Wölbung und es ist alles letztendlich selbsterklärend, wenn man die obigen Ausführungen gelesen hat.

Die diagonale Messung bring es an den Tag: ein konkav gewölbter Kühlerboden wäre hier sogar komplett kontraproduktiv, denn auch die vier äußeren Ecken sind ja ebenfalls erhaben und ragen nach oben.

Mit etwas Pech reicht dann die konkave Wölbung in der Mitte noch nicht einmal für einen echten Kontakt zwischen IHS und Kühlerboden. Auch hier wäre ein gewölbter Kühlerboden kaum zielführend. Die beiden älteren Ryzen-Modellreihen und die dazu passenden APUs profitieren also nicht von einem konkaven Boden, eher ist das Gegenteil der Fall.

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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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