CPU Practice Reviews

AMD Ryzen 7000 heatspreader and cooling analysis – temperatures, hotspots and problems

Today’s article will focus exclusively on the heatspreader of the Ryzen 7000 CPUs and, of course, on cooling, the optimal application of thermal paste and the question of where the nasty hotspots actually are. Not only does the CPU look significantly different from its predecessor, but the Integrated Heatspreader (IHS) also brings with it various problems that we want and even have to talk about today. Of course, you can get upset about a lot of things, but you should also get to know the causes and the possible consequences better beforehand.

What is different about Intel’s Alder Lake on the LGA 1700 socket? Almost everything!

We have already written a lot about bending on Intel’s current LGA 1700 socket, i.e. the bending and tilt of the CPU and socket, as well as a bit of a rant (probably rightly so). The base, i.e. the counterpart of the CPU holder, is a highly massive backplate that is absolutely torsion-resistant, unlike Intel, and stabilizes not only the socket but also the motherboard almost ideally.

The front side is just as tricky, because even after the CPU has been inserted and the bracket has been tightened, everything remains completely flat. This can also be checked quite easily with a short straight edge, and there is nothing convex or concave even after repeated tightening and loosening, but it remains almost ideally flat.

This is also due to a special feature of the IHS, namely its downright exaggerated thickness of the lid base. That’s the one we’re going to take a look at now, because I put it under the 3D scanner and scanned it quickly. We see a height of 4.55 mm from the top edge of the IHS to the board of the LGA board including the adhesive layer.  I would therefore assume that the lid itself is 4.5 mm high and the rest is accounted for by the adhesive layer with approx. 0.05 mm. The heel in the edges is around 3.42 mm when viewed from above, the more protruding lower part is then logically 1.7 mm high. The actual thickness of the top surface to be overcome by the heat flow, including the residual thickness of the bead of 0.62 mm during cold forming, is a whopping 3.42 mm plus solder!

Roman Hartung kindly provided me with the exact thickness of the lid down to the hundredth, because I didn’t want to decapitate the CPU (yet) and estimating such values via the camber is always really inaccurate. i would have guessed around 0.5 mm and thus been slightly off the mark. So better ask. 🙂

If you ask the R&D departments, you will unfortunately get two very different answers, but they are not completely mutually exclusive. On the one hand, there is of course the intended socket compatibility to the existing AM4 coolers and waterblocks (contact pressure!), on the other hand the guarantee of absolute stability of this setup to better protect the thin chiplets as well. The fact that AMD even goes so far as to set the temperature to 115 °C in manual OC without PBO shows a certain trust in God and probably also the knowledge that the IHS is rockstable enough. At least to withstand all the thermal changes and contact pressures without complaint and to protect the chiplets largely from the harmful stresses. In addition, the CCD and the IOD are manufactured in different structure widths.

I installed and removed the Ryzen 7700X several times, heated it up to the maximum limit, screwed various water blocks to the maximum and without stoppers (!) until I was gripped by fear and then scanned the CPU again to get an impression of the possible deformation of the IHS. But what deformation? You can probably even drive over it with a car, it remains more or less flat. Here, consider the last of the three values, which is the respective height above the reference surface in the scanner.

The value of the mean measuring point in the IHS is 47.93 mm. Except for the points at the slightly sloping edges, whose height is of course somewhat lower due to the cold forming process, the IHS is still almost the same height within a range of 0.02 to 0.03 mm deviation, even after all the modifications. This is then also approximately the value that the layer needs for an optimally applied thermal paste. You can easily live with that and it is clearly less than the up to 0.2 mm of the LGA 1700.

However, we should by no means be jubilant here, because the IHS’s thickness of around 3.42 mm and the material also give reason to think. The sum of all thermal and heat transfer resistances is really immensely high! Thus, I measured a delta of 18 to 20 degrees between the package (external sensor or GPU sensor values), depending on the CPU. The Ryzen 9 7950X with 2 CCDs was even the “cooler” CPU compared to the Ryzen 7 7700X in this regard.

Before I get to all the measurements and the search for hotspots, let’s first check how to prepare a new Ryzen 7xxx in such a way that overflowing thermal paste does not lead to ugly contamination in the recessed surfaces and beads. Let’s call it CPU hygiene…

 

Kommentar

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Falcon

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42 Kommentare 41 Likes

Guten Morgen!

Wie du perfekt zeigst hat so eine dicke Kupferplatte mechanisch Vorteile, beim Kühlen aber Nachteile.

Bei den AM4 Prozessoren konnte ich durch Abschleifen der Nickelschicht auf dem Heatspreader, sowie Planen und Entfernen der Nickelschicht auf diversen Kühlern (meist Noctua), zwischen 3 und 7°C zurückgewinnen, je nachdem wie "krumm" die Oberflächen waren.

Der Hauptvorteil lag aber darin das die Temperaturen nicht mehr so heftig "gesprungen" sind sobald ein bisschen Last auf die CPU kam.

Ohne die Bearbeitung habe ich sehr oft Temperatursprünge von 15-20° nach Oben/Unten gesehen mit dem Lastwechseln.
Da kann natürlich kaum eine Lüftersteuerung, selbst mit einstellbarer Verzögerung, Mithalten.

Nach den Bearbeitungen sprangen die Temperaturen nur noch 5-10° und bei weiter anliegender Last stieg die Temperatur dann halbwegs gleichmäßig so um 1-1,5°/s.

Vielleicht sollte man den Usern nochmals Aufzeigen das viele Kühlerböden nicht plan sondern konvex sind, was bei den doch recht guten Ebenheiten der AMD Heatspreader Nachteile hat.

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meilodasreh

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493 Kommentare 209 Likes

Zen4 sind jedenfalls keine Herzensbrecher, soviel ist schonmal klar. :ROFLMAO:

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man könnte sich glatt fragen, ob die Übersetzung sich da mit Absicht eine gewisse Doppeldeutigkeit hat einfallen lassen...so ein Algorythmus ist ja manchmal schon ein Schelm.

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Gaymer

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308 Kommentare 172 Likes

Die Gory Details des Algorythmus ;)

Wo kommt der Screenshot her? Amazon?

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konkretor

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239 Kommentare 226 Likes

Als ich heute Morgen gesehen habe wie Igor die CPU abklebt. Meinte mein Gehirn das kennst du da noch von früher. Ich habs sogar gefunden in der Krabbelkiste. Na wer kennt es noch? Bin mir gar nicht sicher ob das überhaupt was gebracht hatte.

Frage an die 3D Drucker Fraktion da würde sich doch eine art Abdeckung drucken lassen das einfach drüber gelegt wird.

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big-maec

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326 Kommentare 161 Likes

Ist kein Problem, dafür müsste man mal die Maße haben. Denke mal, da wird auch noch einiges kommen.

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Thorsten Heldt

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15 Kommentare 5 Likes

Hallo Igor,

super Bericht. Tja, da werde ich wohl trotz deinem empohlenen Fractal Torrent Gehäuses demnächst auf WAKU gehen müssen. Apropo ist ja noch früh. Irgendwie finde ich das Video nicht ;-) Link oder so. Fehlt da noch was ?

Gruss Thorsten

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RedF

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3,050 Kommentare 1,368 Likes

Ja, nur muss es gut überlegt sein weches material man nimmt. Aber gut, soll es halt anfließen ^^

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krelog

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127 Kommentare 30 Likes

Wenn man nur die Höhenangaben im inneren anschaut komme ich nicht auf 0,03mm Unebenheit sondern auf 0,14mm du gibst ja die werte an und da schwankt er doch von 47,85 bis 47,99.

und warum man ihn so "Dick" macht und eine Kühlerkompatibilität sicherzustehen erschliest s ich mir auch nocht ich kaufe ein Upgrade (CPU, Board und Ram) bin je nachdem ca. 1000€ los und dann kommt es drauf an ob ich eine neue Backplate brauche für Kühler oder nicht. Da hat sich die Technik von sales ganz schön überrumpeln lassen.

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grimm

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2,233 Kommentare 1,353 Likes

Der nächste Artikel ist dann: „Welche WaKü schafft CPU UND GPU?“

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Falcon

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42 Kommentare 41 Likes

Wieso? Willst du nen 7950X 24/7 beim Rendern Quälen? :unsure:

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ianann

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174 Kommentare 117 Likes

Lieber Herr @Igor Wallossek , gönn' Dir mal 'ne Pause - was hier dauerhaft und fließbandartig an hochwertigstem Content rausgeschoben wird, ist ja nicht mehr menschlich. :D

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Derfnam

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6,249 Kommentare 1,497 Likes

This is Heartcore, Baby. Unbroken.

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T
Thorsten Heldt

Mitglied

15 Kommentare 5 Likes

Neh. Das nicht. Aber da ich die Problematik beim 5000er Ryzen bei meinem Sohn schon sehe. Temperatur und Lautstärke technisch. Gehäuse Sharkoon Mesh TG4M . Definitiv zu klein. Kann ich mir ausmalen bei einem 7900x (weil zwei ccds) und ner "7800xt oder 7900xt" wie sie auch immer heißen mögen passiert. Mein System ist 11 Jahre alt mit nem 4790k und ner 1080 ti. Komplett alles neu. Mag es halt ruhig. Problem ist ja nicht die Leistung. Sondern die Leistungsdichte die abgeführt werden muss.

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Kyuss

Mitglied

20 Kommentare 20 Likes

Naja, die Lautstärke ist ja ne Einstellungssache. Viel kühler wirds nicht ob die Lüfter bei 100% laufen oder nur bei 50% wenn die CPU unter Volllast läuft. Der 7900X sollte sogar eine bessere Figur machen als 7700X und 7950 X, weil pro Chiplet weniger Energie verbraten wird

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Falcon

Mitglied

42 Kommentare 41 Likes

Schau mal bei CB, die haben da extra nen Test gemacht mit dem Torrent und ner 3090TI bei 450W.

Desweiteren sind ja schon diverse Veröffentlichungen da die Aufzeigen das mit ein bischen CurveOptimizer deutlich bessere Temperaturen herrschen als stock.

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About the author

Igor Wallossek

Editor-in-chief and name-giver of igor'sLAB as the content successor of Tom's Hardware Germany, whose license was returned in June 2019 in order to better meet the qualitative demands of web content and challenges of new media such as YouTube with its own channel.

Computer nerd since 1983, audio freak since 1979 and pretty much open to anything with a plug or battery for over 50 years.

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