Kleine, heiß-kalte Schwester: AMD RX Vega56 mit Effizienztest und VR

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Disassemblierung und Kühler-Details

Das Entfernen der oberen Gehäueabdeckung ist einfach. Mit einem kleinen Kreuzschlitz-Schraubendreher (PH1), lassen sich die sechs kleinen Schräubchen herausdrehen, die diese Abdeckung halten. Danach liegt erst einmal der Innenraum mit dem eigentlichen Kühler und dem großen Montage- bzw. Kühlframe frei.

AMD setzt bei dieser Karte erneut auf das DHE-Prinzip (Direct Heat Exhaust), was kein Nachteil sein muss. Wir sehen den Radiallüfter in der Absaugkammer und den Weg der Luft, längs durch den Block des Kammerkühlers bis hin zur Slotblende (rechts).

Die mit sechs Schrauben befestigte Backplate aus schwarz eloxiertem Aluminium besitzt lediglich eine optische Funktion, denn zur Kühlung trägt sie nicht bei. Versuche, hier mittels Wärmeleit-Pads noch zusätzlich Wärme abzuleiten brachten bis auf etwas kühlere Doubler-Chips übrigens wie schon bei der Vega Frontier Edition kaum messbare Ergebnisse.

Auf der Oberseite der Platine sitzt der massive Montage- bzw. Kühlframe, der einerseits den gesamten Aufbau zusammenhält und andererseits auch ein wichtiges Kühlelement darstellt. Beim Design hat man dazugelernt, denn ähnlich wie Gigabyte (Aorus) auf der GTX 1080 Ti Xtreme Edition setzt man auch hier auf relativ gut wärmeleitende Spulengehäuse, die analog zu den VRM der Spannungswandler ebenfalls über Wärmeleit-Pads mitgekühlt werden- Dafür hat man im Frame sogar die passenden Vertiefungen angebracht. Dass dies gut funktioniert, werden wir später noch sehen.

Der eigentliche Kammerkühlkörper als dünnen Aluminiumfinnen sitzt auf einer großen Vapor-Chamber aus Kupfer. Man sieht jeweils unten im Bild den zugelöteten Auslass der einteiligen Hybrid-Vapor-Chamber (One Piece), den man nicht abknicken darf. Der herausgeformte Heatsink ist größenmäßig dem Package angepasst

Beim 7cm-Radial-Lüfter setzt AMD erstmalig auf ein einfach kugelgelagertes Modell von Delta und nicht eines der knurrigen und viel zu lauten Exemplare der Referenz-Vorgängermodelle. Im Vergleich zu den ehemals bis 10.000 U/min, dreht der extra-starke Lüfter der BVB1012-Serie nur noch bis maximal 5.000 U/min. AMD setzt das Lüfter-Target beim Erreichen der Zieltemperatur auf ca. 40% bis 41%, was dann in etwa 2.000 U/min entspricht. Wir werden noch sehen, dass die Klangcharakteristik nun eher dem ähnelt, was auch Nvidia auf ihrer Founders Edition bieten kann.

Die komplett freigelegte Platine zeigt auf der Frontseite als dominierendes Element das diesmal ungemoldete Package mit dem großen Interposer, auf den wir gleich noch zu sprechen kommen. Die genaue Platinen-Analyse gibt es dann im nächsten Kapitel

Das Package: Verwirrspiel und Probleme für die Fertigung

Da man die GPU (und in diesem Falle auch den Interposer mit GPU und Speicher) nicht so einfach auf das PCB löten kann, werden diese Komponenten zunächst erst einmal durch einen der dafür spezialisierten Fertiger (z.B. ASE) auf ein sogenanntes Package verfrachtet („Packaging-Prozess“), welches sich später in den Fabriken deutlich einfacher verarbeiten lässt. Dazu muss man wissen, dass diese Packages im SMT-Verfahren ja maschinell von einer Rolle auf einem Transferband zugeführt und dann auf dem PCB positioniert wird. So weit, so gut.

Doch vergleichen wir zunächst einmal das Package, so wie es anfänglich auf AMDs internen Folien und Vorführungen genutzt wurde (linkes Bild unten) und wie wir es nun (leider) auch auf unserer RX Vega56 vorfinden. Wir können erkennen, dass zwischen GPU und den beiden Speichermodulen, wie schon bei Fiji, tiefere Spalte bestehen, bzw. diese Komponenten relativ hoch sind. Der Interposer hingegen ist extrem dünn und vor allem zerbrechlich. Deshalb wohl auch die Warnung an die intern Beteiligten, beim Entfernen alter Wärmeleitpaste während der Entwicklungsphase sehr vorsichtig zu Werke zu gehen.

Oberes Schema: ungemoldet, unteres Schema: gemoldet

Für eine maschinelle Fertigung ist so etwas natürlich ebenfalls ziemlich riskant, zumal man auch auf sogenannte „Underfill“-Probleme stoßen kann, da sich beim Packaging immer auch druckempfindliche Hohlräume zwischen Interposer und Zwischenplatine bilden können. Betrachtet man allerdings das aktuell auf der Vega FE und einigen RX Vega verwendete Package (rechtes Bild unten), dann sieht man deutlich, dass AMD hier auf das sogenannte Molding setzt. Der Bereich um GPU und Speicher wurde großflächig mit einem geeigneten Material ausgegossen, was die Stabilität deutlich erhöht.

Trotzdem nutzt AMD aktuell nachweislich beide Varianten des Packagings, die auch von zwei verschiedenen Fertigern stammen, was bei die Boardpartner von AMD vor weitere Probleme stellt. So war es in der Vergangenheit bei Fiji teilweise so, dass AMD nur die funktionierenden Chips zunächst an SK Hynix schickte und man dort funktionsfähige HBM-Module aufbrachte, das Packaging ungemoldet gleich in Korea erledigen ließ und erst dann das fertige Package zurück an AMD geschickt wurde. Die gemoldeten Packages auf unseren beiden zuvor getesteten Karten stammen hingegen von ASE auf Taiwan.

Wo aber liegt nun das Problem? Da nämlich bei den ungemoldeten Packages der HBM2 um 40 μm tiefer liegt und auch der Underfill etwas abweicht, das gesamte Package jedoch bis zu 0,1 mm höher sein kann (!), entstehen in der Produktion der Custom-Designs dadurch weitere, unerwartete Probleme und Verzögerungen. Mal abgesehen von den Problemen beim SMT-Prozess, können die Custom-Kühler nicht ohne weitere Anpassungen einfach so verwendet werden.

Wir verfügen über Informationen, nach denen einzelne Partner die Kühler-Heatsinks nunmehr sogar mit sechs, statt mit vier Schrauben befestigen (müssen) und dementsprechend auch alle bisher vorgefertigten Heatsinks und Backplates für die ungemoldeten Packages unbrauchbar geworden sind bzw. noch einmal modifiziert werden müssen.

Es gibt zudem auch diverse Probleme mit den vorab aufgebrachten Wärmeleitpasten, deren Viskosität und Schichtdicke. Was bei gemoldeten Packages noch optimal war, kann bei ungemoldeten schon zu wenig Kontakt sein. Darüber hinaus kann der Anpressdruck variieren, was eine gemischte Produktion vor extreme Herausforderungen stellt, denn der AIB weiß ja vorher nie, was er am Ende geliefert bekommt. Wir werden diese Problematik natürlich weiterverfolgen.

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