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How hot does DDR5 memory really get? Readout value from SPD hub vs. real measurement at the module | Investigative

Disclaimer: The following article is machine translated from the original German, and has not been edited or checked for errors. Thank you for understanding!

The reason for this test was on the one hand the scan of the bare PCB of a DDR5 module (which made everything easier) including the fitting of various RAM coolers and on the other hand the feedback of various users that very many modules became unexpectedly unstable when overclocking above 60 or 65 °C readout value at the SPD hub. Of course I was happy to follow this story, because you can actually measure everything quite accurately if you put in a little effort. The module was already disassembled, so there is no need to hesitate for long.

Task and measurement setup

Since the memory modules have become significantly smaller, the thermal density has naturally also increased. The silicon also has an elongated and very narrow hotspot in the middle of the respective memory modules, so that thermal sensors for adhesive bonding are ruled out due to the very large contact area for point measurements. For the average temperature, that might be fine, but for small hotspots, it’s really inappropriate. So back to non-contact measurement and proper preparation after all. Because you can’t do it without them.

Unfortunately, the sides of the memory bars equipped with modules point towards the cooler, so I had to do some pull-ups with the IR camera here. The remedy was to use a 90° wide angle lens instead of the 33° normal lens, to use a stable gooseneck tripod (Elgato) and to calibrate the camera on a black spotlight. In the following picture you can see the area on which I have set the focus and in which the measured waiting times can also be read out exactly. Due to the curvature, the measurement results at the edges then become somewhat inaccurate. One more reason to position the camera as close as possible and carefully “focus”. I measured the modules with an emissivity of 0.98 (ideal value blackbody = 1.0), which was determined before by comparison measurements. That’s coming along nicely too, so it fits.

Unfortunately I can only measure Micron modules at the moment, because I don’t have any other memory available. But the current values are informative enough for now and after the arrival of faster modules from other manufacturers (SK Hynix, Samsung) everything can of course still be re-measured and supplemented. But we live in the here and now, and everyone will now understand that the GDR and the economy of scarcity belonged together quite well even more than 30 years ago. So now DDR5, albeit rather non-political.

Readout values from the SPD hub

The temperature of the memory can be read out via suitable software (e.g. HWInfo64) and also logged. But what does the so-called SPD hub actually give back? The average temperature, the hotspot or something else? That’s what we’re here to find out. In the following picture you can see the small 8-pin IC for the SPD hub on this 8GB module. Every manufacturer uses different components, but at least everything is pin compatible.

The schematic shows again how you can recognize the chip when you analyze the PCB. Well, many components are not on it, so that the search is actually quite simple.

The PMIC in the middle of the latch, on the other hand, is significantly larger. This is also where the individual supply voltages of the memory are generated, so that each bar can have a self-sufficient system. The flowing currents remain in a manageable range due to the division, especially since the power dissipation per bar usually remains below 3 watts for the entire bar. If this is divided among the modules, there is not much left per module on paper, because the 250 to 350 mW are not critical at first. If it weren’t for the increased heat flux density on the shrunken silicon interior. But we’ll see about that in a minute. There is no need to cool the PMIC separately, its temperature is barely above the average board temperature.

Before we start, I have of course the data of the setup for you, then it is called once turn the page please.

Test System and Equipment
Hardware:

Intel LGA 1700
Core i9-12900KF (PL1 125W, 241W), Core i7-12700K (PL1 241W), Core i5-12600K (PL1 150W)
MSI MEG Z690 Unify
2x 8 GB OCPC Extreme DDR5 4800

NVIDIA RTX A6000

1x 2 TB MSI Spatium M480
1x 2 TB Corsair MP660 Pro XT
Be Quiet! Dark Power Pro 12 1200 Watt

Cooling:
Aqua Computer Cuplex Kryos Next, Custom LGA 1200/1700 Backplate (hand-made)
Custom Loop Water Cooling / Chiller
Alphacool Subzero
Case:
Raijintek Paean
Monitor: LG OLED55 G19LA
Thermal Imager:
1x Optris PI640i Thermal Imager
Pix Connect Software
Type K Class 1 thermal sensors (up to 4 channels)
OS: Windows 11 Pro (all updates/patches, current certified or press VGA drivers)

 

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ipat66

Veteran

293 Kommentare 257 Likes

Eigentlich bin ich immer davon ausgegangen,dass jede neue Technik-Generation
schneller und gleichzeitig sparsamer als ihre Vorgänger wird.

Zwischenzeitlich frage ich mich,ob es im PC Bereich noch Teile gibt,welche nicht
vor sich hin glühen.....

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v
vonXanten

Urgestein

543 Kommentare 167 Likes

Interessanter Bericht, der zeigt das neuer und kleiner nicht unbedingt besser ist. Scheint ja bei einer Vollbestückung dann schon ein wenig Eng zu werden mit der Kühlung, soviel Platz ist ja nicht zwischen den einzelnen Riegeln.
Und aktiv Kühlen, ist auch wieder nicht so toll, weil ein Teil mehr was Krach macht und ausfallen kann.

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M
Martin Gut

Urgestein

4,557 Kommentare 1,693 Likes

Man gewöhnt sich so an den Fortschritt. Es ist aber kein Naturgesetz, dass kleinere Elektronik immer sparsamer wird. Einerseits brauchen kleiner Transistoren weniger Strom und schalten schneller. Andererseits sind die Leitungen aber schon so klein, dass der Widerstand grösser wird. Dazu sind die Isolationsschichten zwischen den Leiterbahnen so klein, dass sie nicht mehr ganz vollständig isolieren. Dadurch entstehen mehr Kriechströme, die auch Strom verbrauchen und heizen.

Bei der Entwicklung ist es darum nicht nur das Ziel, etwas kleiner zu machen, sondern auch die negativen Auswirkungen der kleinen Strukturen möglichst in Grenzen zu halten. Der Bau so kleiner Strukturen ist ja schon extrem schwierig und aufwändig. Es kommen aber auch immer wieder Schwierigkeiten zum Vorschein, die man als Laie gar nicht erwartet.

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Igor Wallossek

Format©

6,198 Kommentare 9,749 Likes

Ich kann den Hesrtellern nur empfehlen, den Underfill wieder einzuführen und auch großflächig von hinten zu kühlen.

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k
kleinstblauwal

Mitglied

38 Kommentare 8 Likes

Die messanordnung Sieht ja ganz schön eng aus, und man kann nicht mehr richtig senkrecht auf die zu messende Stelle schauen. Riserkarten demnächst auch für Dimms?
Hast du die Winkelabhängigkeit der Strahlleistung versucht zu korrigieren? Stichwort Lambert'sches cosinusgesetz. Man sieht ja, dass die weiter am Bildrand liegenden Module weniger heiß scheinen, es aber nicht sind, was vielleicht nicht nur am Fokus liegt.

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Igor Wallossek

Format©

6,198 Kommentare 9,749 Likes

Es ist kalibriert, ja.

Genau deswegen auch die 90° Optik und der bewusst gewählte kleine Ausschnitt. Man kommt nicht lotrecht ran, aber es ist mit einer schwarzen Heizplatte samt Temperatursensor vorab getestet und auch nachgestellt worden. Die zwei relevanten Messpunkte haben auch vorab ermittelte Emissionsgrade. Die Farbe der Palette ist relativ, weil sie nur das Bolometer einbezieht, jedoch nicht die Kalibrierung der einzelnen Mess-Punkte. Ich habe auch zwei Stellen mit der Messnadel gegengetestet. Stimmt aufs Grad :)

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2
2Chevaux

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95 Kommentare 77 Likes

Auf der optischen Bank eines mir bekannten Forschungslabors haben wir vor über 30 Jahren über eine temperierte (gekühlte) und polierte Metallplatte (wahrscheinlich eine Kupfer-Legierung, keine Ahnung) gemessen, sie also für schwierige, wechselnde Messpositionen als Reflektorspiegel genutzt (und natürlich auch kalibriert). Und das war damals auch dringend nötig, wir hatten nämlich noch eine Kamera, die mehr wog als ich. Durfte ich dir aber gar nicht erzählen, Du weißt also jetzt, was dir blüht, wenn Du nicht dicht hälst!!11!

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H
Himmelhund83

Mitglied

16 Kommentare 6 Likes

hmm speziell bei RAM den Hype abflauen lassen, Tee trinken, die Preise fallen lassen, so manche gute Module kommen erst nach einem Jahr raus
Dann kann man zugreifen
Bei DDR4 etwa hat man 3600 14-14-14-34 ganz zum Ende gesehen und gleich ausverkauft

Vor allem so manche Ram Kühlung ist ja nur aus Plastik, was früher teils nicht so war

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DrWandel

Mitglied

29 Kommentare 25 Likes

Ja, sehe ich auch so (inbes. 'Hype abflauen lassen und Tee trinken'). Bei den aktuellen Preisen muss man ja für eine Alder-Lake-Plattform (Mainboard + CPU + DDR5-RAM) einige hundert Euro mehr hinlegen als für eine vergleichbare Ryzen-Plattform, und da sehe ich jetzt keinen Zugzwang, Early-Adopter zu sein. Die Zeit wird es sicher richten.

Danke auch an Igor und Team für so einen Test. Solche interessanten Einsichten bekommt man selten.

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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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