RDNA3 und vereinzelt viel zu hohe Hotspot-Temperaturen auf den AMD Radeon RX 7900 XT(X) – Ursachenforschung

1 - Ursachenfindung und Abdrücke 2 - 3D-Scan von GPU und Heatsink, eine Lösung und Fazit

Man kann natürlich über BIOS-Probleme bei der geänderten Telemetrie der neuen RDNA3-Karten, vereinzelte Thermal-Sensoren im vermeintlichen Amok-Modus oder auch handfeste mechanische Probleme trefflich diskutieren, am Ende ist wohl derzeit nur AMD in der Lage, eine umfassende und ehrliche Antwort zu geben. Aber man kann durchaus auch als Außenstehender nach Gründen suchen und sich dem „Issue“ von verschiedenen Seiten annähern. Da uns die Firmware aus vielerlei Gründen versperrt bleibt, habe ich per „Try & Error“ und zeitintensiven 3D-Scans versucht, zumindest mögliche mechanische Probleme zu finden. Denn bisher konzentrieren sich die Probleme ja allein auf die Referenzkarten von AMD, egal ob nun direkt aus dem AMD-Shop, oder aber umgelabelt durch die Boardpartner. Denn der Hersteller ist bei all diesen Karten PC Partner im Auftrag von AMD. Das erste Statement von AMD sagt leider noch nichts Konkretes aus, also wird man abwarten müssen.

Wichtiges Vorwort

Der heutige Artikel basiert leider auf nur einer einzigen Karte (RX 7900 XT Referenz) aus meinem eigenen Bestand, die einen etwas höheren Hotspot (bis zu 45 Kelvin im vertikalen und 38 Kelvin als Delta im horizontalen Aufbau) als der Rest der getestet Karten aufwies (dort bis zu 19 Kelvin als Delta im Furmark). Bei einer XTX wäre dies sicher auch noch höher ausgefallen, aber ich wollte nur eine Karte testen, die ich zuvor auch selbst als Erster zerlegt (und dokumentiert) habe. Angebote, auch andere betroffene Karten zu analysieren, habe ich nicht nur aus Zeitgründen verworfen. Denn leider waren alle Exemplare bereits grundlegend durch die Käufer „verbastelt“, also schon einmal demontiert und mit neuer Wärmeleitpaste versehen worden. Damit kann man jedoch nicht mehr sinnvoll und plausibel arbeiten. 

Fakt ist leider auch, dass das Ersetzen der verwendeten Wärmeleitpaste (Phase Changer) in den mir bekannten Fällen unter Umständen nur wenig Abhilfe schafft (nämlich wenn der Rest der Bedingungen nicht stimmt), in anderen Fällen im Internet angeblich aber schon. Das wiederum hat mich dazu geführt, den Heatsink und damit auch die Vapor-Chamber einmal genauer zu untersuchen. Einer der Gründe, warum ich bisher nichts zum Thema geschrieben habe, war natürlich auch die nötige Auszeit, die ich meiner Familie und mir über die Feiertage nach einem Jahr mal gegönnt habe. Damit erhebe ich mit diesem Artikel natürlich auch keinen Anspruch auf Allgemeingültigkeit, denn es ist ja nur ein rein exemplarischer Test. Das Ergebnis zeigt jedoch sehr gut, dass die gewählte Bauweise und eine eher schlechte Verarbeitung in Einzelfällen zu genau diesem Hotspot-Problem führen können und man durchaus die passenden Schlüsse ziehen kann.

Erfassung der Platinen- und Kühler-Daten

Was aber nicht heißt, dass ich gar nichts gemacht habe. Oder besser: Ich habe etwas machen lassen. Zum Beispiel die Platinen und Kühler in meinem 3D-Scanner erfasst, was mich insgesamt bisher satte 12 Tage gekostet hat, denn ich habe diesmal mit höchstmöglicher Auflösung gescannt. Da kann man zwischenzeitlich auch schon einmal ein verlängertes Wochenende „blau“ machen. Bis zum nächsten Wechsel im 3D-Scanner. Das Hotspot-Problem war mir nicht neu und ich habe bereits mit den Messungen angefangen, bevor die Welle durch die Netzwerke schwappte. Trotzdem bin ich leider erst jetzt fertig geworden.

Das Bild oben zeigt etwas, das ich sogar in mehreren Fällen (jedoch mehr oder weniger stark ausgeprägt) beobachten konnte, weil ich jede Karte, die ich zerlege, beim Bearbeiten mit Bildern sehr genau dokumentiere. Genau genommen kann man dem Foto nämlich bereits zwei interessante Informationen entnehmen. Erstens ist es die Verwendung eines sogenannten Phase Changers, also eines speziellen Materials anstelle einer mehr oder weniger viskosen Paste. Man erkennt das an der Entstehung kleiner Luftbläschen und natürlich an der sehr harten Konsistenz, der glänzenden Oberfläche und der Farbe. Zweitens sind es die Abdrücke selbst, die auf sehr schlechte Spaltmaße schließen lassen, aber dazu komme ich noch. Fakt ist, dass man solche Pads eigentlich nur nimmt, wenn man sich der Oberflächenproblematik durchaus bewusst ist.

Da ich selbst sehr viel mit solchen Materialien experimentiert habe, habe ich natürlich auch gewisse Erfahrungen damit. Diese Materialien sind analog zu einem dünnen Pad sehr einfach zu applizieren, benötigen aber einen sogenannten Burn-In. Der erfolgt bei den von mir bevorzugten Pads (Boyd) bereits ab ca. 52 °C und man kann, um sicher zu gehen, das auch bis 60 °C erhöhen. Da nämlich wird das Material dünnflüssig, um später beim Abkühlen irreversibel auszuhärten. Die Wärmeleitfähigkeit ist vergleichsweise gering, also schlechter als die guter Pasten. Warum man nicht auf die früher verwendeten, deutlich besseren schwarzen Graphit-Pads gesetzt hat, weiß wohl nur AMD allein. Und es ist ein gewisser Fehlerfaktor, den man auch mit einbeziehen muss. Vor allem dann, wenn wir uns auf der nächsten Seite die Detail-Scans betrachten werden.

Und nun vergleichen wir einmal bitte beide Bilder. Der Abdruck ist auf beiden Bildern nämlich nahezu deckungsgleich! Wer hier aufmerksam hinsieht, der wird zudem auch ohne 3D-Scan schon vermuten können, was ich später in den einzelnen Höhen-Ebenen noch zeitaufwändig gemessen habe. Ich will das an dieser Stelle jedoch noch einmal betonen: es erklärt nur mögliche, mechanisch bedingte Probleme, keine potentiell vorhandenen elektrischen! Und so kann es durchaus auch sein, dass hier der eine oder andere Faktor auch noch unglücklich mit unseren aufgezeigten Problemen zusammentreffen könnte.

Es ist auch mir aufgefallen, dass die betroffene Karte (aber nicht alle) im vertikal eingebauten Zustand etwas besser performte und der Wechsel der Wärmeleitpaste auf eine sehr gute „normale“ Paste das Delta kaum veränderte, trotz insgesamt niedrigerer Temperaturen. Der Hotspot blieb also ähnlich stark ausgeprägt, nur eben anders und nicht mehr ganz so hoch als Absolutwert. Das Reduzieren der TBP brachte auch nur bedingt Abhilfe und das Delta blieb auch dann noch annähernd gleich.

Womit sich die Aufgabe regelrecht aufdrängte, einmal den Kühler von einer unauffälligen Karte zusammen mit der Platine der betroffenen Karte zu kombinieren! Warum hat das eigentlich bisher keiner getestet? Auch wenn es aufgrund der Verfügbarkeit nur einer Karte mit einem Hotspot-Problem eine rein exemplarische Aussage sein kann: das Problem trat im Über-Kreuz-Test nur mit dem Kühler der ursprünglich betroffenen Karte auf! Das heißt, der Hotspot war in meinem Fall rein Kühler-abhängig. Da sich Platinen nach mehreren Erwärmungs- und Abkühlungsphasen mehr oder weniger irreversibel verformen und dieser „Abdruck“ faktisch auf Ewigkeiten erhalten bleibt, habe ich die gesamte Platine zunächst erst einmal komplett eingescannt (was ca. 5 Tage dauert, da ich nicht Krösus bin und nicht auf schnellere Laser-Technik setzen kann).

Was man jedoch auch auf einem in der Horizontal-Ebene weniger hoch aufgelösten Scan bereits sehr gut erkennen kann (die vertikale Auflösung ist ja immer maximal): Wir sehen, dass sich die Platine um den Bereich der GPU deutlich verzogen hat. Das sind natürlich noch keine wirklich katastrophalen Werte, aber es ist eine nähere Untersuchung durchaus wert, denn dafür muss es ja Gründe geben. Genau diese möchte ich Euch auch nicht vorenthalten. also bitte einmal umblättern.