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Intel Core i9 vs. AMD Ryzen 9: Wie konvex oder konkav sind die aktuellen Heatspreader wirklich und was sind die Folgen? | Labortest

Wir wissen es ja bereits aus vielen (auch meinen) Artikeln über Kühlung, Wärmeleitpaste und Heatspreader: wirklich plan ist eigentlich nichts. Und währen die Qualität der Kühlerböden über die Jahre wirklich besser geworden ist, müsste man doch endlich auch noch einmal die aktuellen CPUs hinterfragen, oder nicht? Genau das habe ich in einem kleinen Testaufbau heute einmal erledigt, denn auch meine Neugier ist noch ungestillt. Deshalb habe ich drei ordentliche Motherboards mit den High-End-Modellen geschnappt, die eh gerade im Labor in Arbeit waren.

Getestet habe ich auf dem Sockel 2066 (Aorus X299 Master) einen Intel Core i9-9980XE, auf dem Sockel 1151 (MSI MEG Z390 Godlike) einen Core i9-9900K und auf dem Sockel AM4 (MSI MEG X570 ACE) einen Ryzen 9 3900X (damit ich eine CPU mit 2 Chiplets nutzen kann). Da erst Versuche mit einer Schieblehre und dem Lineal nichts brachten und man die Höhenunterschiede damit wohl in den Bereich von deutlich unter 0,05 mm verorten kann, musste eine andere Lösung her.

 

Update und Zwischenstand vom 12.03.2020

Zusammen mit Kollegen einer renommierten deutschen Einrichtung habe ich mich aufgrund des großen Feedbacks noch einmal um weiterführende Tests bemüht und wir haben mittlerweile gemeinsam begonnen, unsere eigenen CPU-Bestände, die befreundeter Händler und natürlich vor allem auch die unzähligen CPUs, die uns die Leser eingesandt haben, exakt zu vermessen.  Dazu kommen benutzte und unbenutzte Kühler, quasi als Gegenpart. Wir werden im laufe der Messungen auch versuchen, möglichst viele CPUs einer Baureihe zu erfassen und auch die Umstände wie wechselndes Packaking, Montagespuren bzw. Serienstreuung zu berücksichtigen, soweit es möglich ist.  Es werden CPUs von AMD und Intel dokumentiert, deren Geschichte bis zum Pentium bzw. Athlon XP zurückreicht, also CPUs, die noch ohne IHS erschienen sind.  Bis dahin muss der aktuelle Beitrag reichen, auch wenn manche Messergebnisse bereits jetzt deutlich abweichen.

Die Heatspreader-Oberfläche

Es gibt keine wirklich glatten Oberflächen, auch wenn sie auf den ersten Blick vielleicht noch so aussehen. Unter dem Mikroskop ist das nämlich alles andere als glatt und so hat man neben dem Problem von mehr oder weniger konvex (nach oben) oder konkav (nach unten) gewölbten Flächen auch noch das einer wirklich rauen Oberfläche, die man so aber nur unter dem Mikroskop erkennt. ich hatte ja seinerzeit im Artikel “Mythos Wärmeleitpaste – Edelpaste zum Apothekenpreis gegen günstiges Massenprodukt – Wir rechnen gnadenlos nach!” schon beschrieben, was es mit diesen Oberflächen auf sich hat. Hier noch einmal die Mikroskop-Aufnahmen zur Gedächtnisauffrischung, beginnen wir mit AMD:

AMD Heatspreader

Aber auch die Intel-Fanboys haben keinerlei Grund, jetzt etwa schadenfroh groß aufzusprechen, denn so ein Core i9 sieht unter dem Mikroskop keinen Deut besser aus. Anderer Heatspreader, gleiches Problem. Aber schaut selbst:

Intel Heatspreader

Legt man nun den Kühlerboden auf den CPU-Heatsink, dann muss die Wärmeleitpaste alle Unebenheiten und Luftspalte ausfüllen und damit auch die Luft komplett ausschließen, die ja ein fast perfekter Isolator ist. Dann entsteht ein Verbund aus insgesamt drei Materialien, bei dem uns nun die Wärmeleitpaste genauer interessieren muss. Denn hier kommt es in erster Linie auf zwei Dinge an: die Dicke der Schicht und deren Wärmeleitfähigkeit bzw. im Umkehrschluss den Wärmewiderstand. Die ehemalige Luftschicht zwischen dem CPU-Heatspreader (dunkelgrau) und dem Kupferboden (rötlich) wird durch die Paste (hellgrau) komplett ausgefüllt:

Neben den Schleifspuren und Materialunebenheiten spielt dann auch noch die Form des Heatspreaders eine Rolle. Die Herstellungsprozesse sind etwas unterschiedlich, die Wölbung und die entstandenen Unebenheiten leider auch. Das untenstehende Schema zeigt (etwas überspitzt), warum man nicht ohne Wärmeleitpaste auskommen kann und warum man bei den Prozessoren beider Hersteller auch beim Auftragen etwas Nachdenken muss. Ob das bei den aktuellen Modellen immer noch so ist und vor allem wie stark es ausgeprägt es dann zu finden sein wird, ist Gegenstand des heutigen Experiments.

Ginge man jetzt nach diesem Schema, dann müssten AMD-Kühler kippeln und Intel-Kühler eine große Leere in der Mitte aufweisen. Und genau das alles ist irgendwie dann doch Käse, denn die Wahrheit liegt in der Mitte zwischen alles glatt und wohl doch nicht ganz. Nur aber eben nicht so extrem wie im Schema, was speziell gewölbte Kühlerböden sicher auch schnell als PR-Gag entpuppen könnte. Deshalb: bitte umblättern!

 

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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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