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Gigabyte’s so-called “Server-Grade Thermal Conductive Gel” and a degrading thermal paste on the Radeon RX 9070 Gaming OC

Measurement according to ASTM 5470-17

This paste uses a formulation in which the filler content is already close to the maximum possible packing density, so that only a very small amount of carrier matrix (usually silicone oil) remains to ensure a homogeneous, processable paste. However, precisely this ratio appears to be problematic for the material analyzed. The linear regression curve of the ASTM-compliant measurement shows a very high thermal conductivity of 6.825 ± 0.050 W/mK with a simultaneously low thermal interface resistance of 3.2 ± 0.3 mm²K/W. This indicates an extremely tight particle bond, which is dominated by an almost optimal percolation of thermally conductive particles. The paste thus forms a quasi-continuous network of solid contacts, whereby the heat is largely transferred through conductive bridges and no longer via the poorly conductive binder.

However, this high performance can only be achieved because the formulation operates at the upper limit of what is still rheologically acceptable as a workable paste. This was exactly the problem with the rapidly degrading paste on the Asus cards (e.g. RTX 4080, see previous link). The microscopic images on the previous page confirmed an extremely dense particle distribution with few gaps, the silicone matrix is barely visible. Such a condition is associated with a number of typical problems that become particularly relevant in practical use.

Firstly, the mechanical integrity of the paste is significantly reduced under cyclic loading, as the remaining polymer network is too weak to permanently absorb the relative movement between the particles. This manifests itself in typical micro-cracks, as observed in vertically mounted heat sinks after just a few months in operation. The paste tends to form fine cracks and shrinkage zones in which the thermal coupling is greatly reduced locally. In addition, the low viscosity of the matrix components can lead to a slow loss of oil through migration or bleeding, which further impairs homogeneity.

 

Another problem with overfilled pastes is their pronounced thixotropy. While a certain degree of thixotropy is desirable to prevent “creep” under static load, excessive filling levels lead to limited flowability under pressure. This can lead to the paste no longer fully penetrating microscopic irregularities when applied or under minimal component warping. In combination with the often observed irregular particle sizes (4-17 µm), this results in local air pockets or particle-poor zones – with correspondingly high thermal resistance. At the same time, the risk of abrasive stress on sensitive structures increases, for example during repeated disassembly or through setting processes during operation.

At the end of the long laboratory day, it can therefore be concluded that the excellent thermal properties of this extremely highly filled thermal compound are the result of a very narrow particle-to-matrix ratio. Ideally, this ratio enables an almost percolation-like conductive structure, but is extremely sensitive to mechanical stress, thermal ageing and application errors. In practice, the high performance demonstrated by the measurement curve can only be used in the long term if the material is processed under strictly controlled conditions and, in particular, if the compressive load, surface planarity and operating temperatures are precisely coordinated. Otherwise, the unstable cohesive forces within the matrix and the low elasticity of the material quickly lead to degradation, pump-out and ultimately to a deterioration of the thermal coupling, as was unfortunately already evident in the first images.

Matrix analysis

The following image again shows my LIBS-supported material analysis (laser-induced breakdown spectroscopy) of the thermal paste used in cross-section with an optical image on a scale of around 100 µm. The quantitative element distribution reveals a composition that is characteristic of metal oxide-based high-performance pastes in the overfill range.

At 45.5 percent by weight, aluminum is the dominant filler. Due to the lack of specific oxide separation, the combination with 24.0% oxygen indicates a predominant presence of aluminum oxide (Al₂O₃). This compound is one of the most effective ceramic heat-conducting fillers, as it is chemically inert, electrically insulating and thermally conductive (around 30 W/mK in the crystalline alpha phase). The amount of aluminum in the element analysis also shows that a significant proportion of the particles are in the form of Al₂O₃ granules or platelets, not metallic aluminum.

Zinc is also clearly represented with 10.4 %. It is contained here in the form of zinc oxide (ZnO), which is supported by the simultaneous presence of oxygen. ZnO is often used as a supplementary filler to round off the particle spectrum in the smaller micrometre and nanoscale range and thus optimize the packing density. It acts as an intermediate filler between larger aluminum oxide particles. The high overall filling thus results from a multimodal distribution of the particle sizes, which was also evident in the microscopy images previously.

The 9.4 % carbon and 8.5 % silicon indicate a polysiloxane-based matrix, in which at least some of the carbon carriers may also come from additives or possibly amorphous filler modifications. Silicon is most likely bound to the binder phase as a component of a classic silicone polymer (PDMS or modified variants), which serves as a carrier fluid for the fillers. The only 2.2 % hydrogen is typical for polymeric silicone compounds and again confirms that the paste has a comparatively low matrix density.

The quantitative composition corresponds exactly to the previously made assumptions about the highly filled, almost percolating structure of the paste. The ratio of 45.5 % Al and 10.4 % Zn in combination with around one third oxygen suggests a structure in which the entire thermal conductivity is realized almost exclusively via solid contacts. This assumption is supported by the thermal conductivity of 6.825 W/mK and the linear progression of the ASTM curve.

The high filling, in particular with hard ceramic particles, also explains the mechanical anomalies in operation: the paste is abrasive towards soft surfaces (e.g. copper), it tends to become brittle under temperature changes and shows signs of drying at the (lighter) pressure points due to migration of the thin matrix phase. In conjunction with the previous microscopy images, it is clear that this is a “functionally optimized” but material-sensitive balanced paste, which may be suitable for industrial applications with controlled parameters, but which appears to have only limited long-term stability in the variable environment of a GPU. The fact that this is all at the expense of structural elasticity and application robustness has already been comprehensively demonstrated in the previous tests and images.

 

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F
Falcon

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156 Kommentare 165 Likes

Hmm, VaporChamber, 3x8Pin, vernünftig dimensionierter Kühlkörper, ThermalPutty aber leider die falsche WLP.

4/5 möglichen Punkten.

Wirklich schade das die paar Cent für nen PTM Pad nicht da waren.

Testest du die Karte noch allgemein?

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Igor Wallossek

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12,408 Kommentare 24,646 Likes

Nein. Die geht heute noch zurück zum Spender. Die Gründe hatte ich bereits ausführlich erläutert und außerdem möchte der Kollege gern wieder zocken :)

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c
carrera

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253 Kommentare 163 Likes

na auf jeden Fall hat der Kollege / Spender jetzt eine amtliche Bestückung seiner Kühllösung (y)

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Igor Wallossek

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12,408 Kommentare 24,646 Likes

Ist mein ganzes Putty draufgegangen :D

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konkretor

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394 Kommentare 417 Likes

Aua Gigabyte, da muss nochmals nachgelegt werden, sonst säuft die RMA Abteilung ja komplett ab in ein paar Monaten.
Das stärkt mein vertrauen nicht, auch mal ein Gigabyte Server zu bestellen o_Oo_O

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ssj3rd

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320 Kommentare 221 Likes

Also mit einem Wort: Kernschrott.

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Pokerclock

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807 Kommentare 782 Likes

Ich durfte (leider) zur Corona-Zeit einige Gigabyte-Grafikkarten kaufen. Überwiegend RTX 3080 Vision OC. Dazu Mainboards von Gigabyte, weil man zu der Zeit größere Mengen Grafikkarten nur noch im Bundle mit Zeug bekommen hat, was sonst niemand haben wollte.

Die Dinger hatten alle ab Tag 1 VRAM-Temps >108 Grad. Absoluter Kernschrott, was Gigabyte da an Pads verwendet hat. Kaum hat man angefangen (natürlich erst nach Ende der Gewährleistung) die gegen Putty auszutauschen, hatte man plötzlich konstant <90 Grad.

Die Mainboards krankten im Verlauf der Zeit zunehmend an BIOS-Bugs des Todes.

Ich bin von Gigabyte geheilt und ich kann jedem nur dazu raten die Finger von deren Produkten lassen. Im wahrsten Sinne des Wortes, insbesondere in Bezug auf die Netzteile.

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Igor Wallossek

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12,408 Kommentare 24,646 Likes

Ja, diese feurige Erfahrung haben Aris und ich auch gemacht. Das war übrigens der Auslöser für mein Blacklisting, weil ich mich getraut hatte, überhaupt was dazu zu schreiben. Ich hatte damals nicht übel Lust, denen die Rechnung fürs Neubefüllen des CO2-Löschers zu schicken. Aber ich bin großzügig und nicht nachtragend, auch nicht bei übergriffiger PR. :D

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~
~HazZarD~

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58 Kommentare 38 Likes

Somit ein Grund mehr aktuelle Gigabyte Karten zu meiden. Die RX 9000 und RTX 5000 von Gigabyte sollen auch Lüfter-Lagergeräusche erzeugen, wenn die Lüfter in den Fan Stop gehen. Würde mich interessieren ob das nennenswert zulasten der Lüfterlebensdauer geht.

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Nwolf

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26 Kommentare 4 Likes

Hm ok, das heißt dann wohl Karte wieder verkaufen denn zurückschicken ist nicht mehr obwohl Originalverpackt. Oder gibt es ne Adresse wo man die "Thermal Server Grade Pampe" durch was langlebiges tauschen lassen kann?

Update: Die Karte geht wieder zurück und die 6800 XT bleibt erstmal drin, mit dem 5700x3d und 4.0er Riser Kabel sollte statt 5600x und 3.0 auch noch ordentlich Leistung rumkommen für UWQHD Gaming.

Gruß Chris

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Pokerclock

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807 Kommentare 782 Likes

Herausquellendes Putty kann man mit einem Plastikspatel einfach abtragen. Aber die verwendete Paste wird je nach Nutzung irgendwann zwischen 2 Monaten bis 2 Jahren gewechselt werden müssen.

Ich würde es erst einmal nutzen. Gigabyte wird wie gewohnt RMA-Anfragen deswegen einfach abschmettern. Und wenn man bei so Händlern wie Mindfactory gekauft hat, werden die sich auch eher auf einen Gewährleistungskrieg einlassen und ggf. Kundenkonten sperren, bevor die auch nur in Erwägung ziehen das auf eigene Kosten abzuwickeln.

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Ghoster52

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1,705 Kommentare 1,368 Likes

Nerviger war da eher der Fan-Start.... 🤪
Ich hatte 3 Gigabyte GPU's aus vergangenen Tagen (GTX670, 970 & 1080), alle litten unter vertrockneter WLP
und 2 MoBo's (BIOS) sind mir verreckt. Ich meide den Hersteller seit längeren und zukünftig, das wird sich auch nicht mehr ändern!

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Gurdi

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1,546 Kommentare 1,108 Likes

Das ist so gewollt von Gigabyte. Gott weiß warum, aber mehrere Modelle haben diese Eigenart. Offenbar soll das andeuten wann die Lüfter anlaufen bzw. in den FanStop gehen.

@Igor Wallossek Sehr aufschlussreiche Analyse. Ich kann deine Messergebnisse bei mir in der Praxis übrigens eins zu eins bestätigen mit meiner Aorus Elite 9070 XT. Das Delta auf der GPU zum HotSpot war zu Beginn hervorragend mit unter 20 Grad dank der Vapor Chamber. Es hat keine 3 Wochen gedauert und das Delta ist zunehmend angeschwollen. Das ist vor allem dahingehend problematisch, da Gigabyte hier dann ja auch noch Putty verwendet, was eine Erneuerung der WLP auf der GPU zwangsläufig zu einer vollständigen Revision ausufern lässt. Anhand deiner präzisen Messdaten kann ich nun Maßnahmen ergreifen. Ich werd alles einmal vollständig revisionieren mit Flüssigmetall und HT-10000. Die Platine von Gigabyte und die Chamber sind nämlich ansonsten Top. Leider hilft das dem normalen User wenig, zumal die Garantie dann auch mal wieder flöten ist.

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Annatasta(tur)

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Hmmm... aber was soll der User denn machen, wenn das ΔTemp über 30K geht? Das ist ja anscheinend kein RMA Grund für die Hersteller.

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Victorbush

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790 Kommentare 168 Likes

Bleibt die spannende Frage für User wie mich, welches Fabrikat denn längere Zeit was taugt.
Üblicherweise tausche ich ne Graka nach 5-6 Jahren und habe mir über der Verschleiß von WLP noch nie Gedanken gemacht….

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b
bellnen

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22 Kommentare 12 Likes

Bin gespannt ob und wann meine VERTIKAL verbaute 5090 Aorus Master zu tropfen beginnt. Bis jetzt sehe ich absolut nichts (Klopf auf Holz). Wurde gefertigt 6 WE 2025 in China. Teilweise werden sie ja auch in Taiwan gefertigt. Vl gab es hier Unterschiede?

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Gurdi

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1,546 Kommentare 1,108 Likes

Laut Hersteller schlicht in der Spec.

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Igor Wallossek

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12,408 Kommentare 24,646 Likes

Nach meiner Reparatur hatte die 9070XT ein ΔT von 20 bis 21°C, vorher waren es über 30. So muss das!

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Annatasta(tur)

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502 Kommentare 224 Likes

Nvidia hat einfach die Ausgabe des Hotspot deaktiviert, so nimmt man dem User die Angst. 🤯

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Danke für die Spende



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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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