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Wie heiß wird DDR5-Speicher wirklich? Auslesewert vom SPD-Hub vs. echte Messung am Modul | Investigativ

Anlass für diesen Test waren einerseits der Scan der nackten Platine eines DDR5-Moduls (was alles einfacher machte) samt Anprobe diverser RAM-Kühler und andererseits das Feedback von verschiedenen Nutzern, dass sehr viele Module beim Übertakten oberhalb von 60 bzw. 65 °C Auslesewert am SPD-Hub unerwartet instabil würden. Dieser Geschichte bin ich natürlich gern nachgegangen, denn man kann ja eigentlich alles recht genau messen, wenn man ein klein wenig Aufwand treibt. Das Modul war bereits zerlegt, also braucht man auch nicht lange zu zögern.

Aufgabenstellung und Messaufbau

Da die Speichermodule deutlich kleiner geworden sind, ist natürlich auch die Wärmedichte gestiegen. Das Silizium weist zudem einen länglichen und sehr schmalen Hotspot in der Mitte der jeweiligen Speichermodule auf, so dass Thermalsensoren zum Kleben aufgrund der sehr großen Kontaktfläche für punktuelle Messungen ausscheiden. Für die Durchschnittstemperatur mag das sicher noch ganz gut hinkommen, aber für kleine Hotspots ist das wirklich ungeeignet. Also doch zurück zum berührungslosen Messen und einer ordentlichen Vorbereitung. Denn ohne die geht es nicht.

Leider zeigen die mit Modulen bestückten Seiten der Speicher-Riegel in Richtung Kühler, so dass ich hier mit der IR-Kamera gewisse Klimmzüge machen musste. Abhilfe schaffte dann eine 90° Weitwinkel-Optik statt der 33°-Normal-Optik, das Verwenden eines stabilen Schwanenhals-Stativs (Elgato) und das anschließende Kalibrieren der Kamera an einem schwarzen Strahler. Im nachfolgenden Bild seht Ihr den Bereich, auf den ich den Fokus gesetzt habe und in dem die gemessenen Warte auch genau ausgelesen werden können. Auf Grund der Krümmung werden die Messergebnisse an den Rändern dann etwas ungenau. Ein Grund mehr, die Kamera möglichst nah zu positionieren und sorgfältig „scharfzustellen“. Die Module habe ich mit einem zuvor durch Vergleichsmessungen ermittelten Emissionsgrad von 0.98 (Idealwert Schwarzer Strahler = 1.0)  gemessen. Auch das kommt gut hin, passt also.

Aktuell kann ich leider nur Micron-Module messen, da mir anderer Speicher nicht zur Verfügung steht. Aber die aktuellen Werte sind erst einmal aussagefähig genug und nach dem Eintreffen schnellerer Module anderer Hersteller (SK Hynix, Samsung) lässt sich natürlich immer noch alles erneut nachmessen und ergänzen. Doch wir leben ja im hier und heute und jeder wird nun begreifen, dass DDR und Mangelwirtschaft auch vor über 30 Jahren schon recht gut zusammengehörten. Nun also DDR5, wenn auch eher unpolitisch.

Auslesewerte vom SPD-Hub

Die Temperatur des Speichers kann über geeignete Software (z.B. HWInfo64) ausgelesen und auch protokolliert werden. Doch was gibt der sogenannte SPD-Hub eigentlich zurück? Die Durchschnittstemperatur, den Hotspot oder doch irgendetwas anderes? Genau das wollen wir jetzt einmal herausfinden. Im nachfolgenden Bild seht Ihr den kleinen 8-Pin IC für den SPD-Hub auf diesem 8-GB-Modul. Da verwendet jeder Hersteller unterschiedliche Komponenten, aber es ist zumindest alles Pin-kompatibel.

Das Schema zeigt noch einmal, woran man den Chip erkennen kann, wenn man das PCB analysiert. Naja, viele Komponenten sind ja gar nicht drauf, so dass die Suche eigentlich recht einfach ausfällt.

Der PMIC in der Mitte des Riegels ist hingegen deutlich größer. Hier werden auch die einzelnen Versorgungsspannungen des Speichers erzeugt, so dass jeder Riegel über ein autarkes System verfügen kann. Die fließenden Ströme bleiben durch die Aufteilung in einem überschaubaren Rahmen, zumal auch die Verlustleistung pro Riegel meist unter 3 Watt für den gesamten Riegel bleibt. Teilt man das auf die Module auf, bleibt pro Modul auf dem Papier erst einmal nicht viel übrig, denn die anfallenden 250 bis 350 mW sind erst einmal unkritisch. Wäre da nicht die gestiegene Wärmestromdichte am geschrumpften Silizium-Inneren. Aber das sehen wir gleich noch. Den PMIC muss man nicht separat kühlen, dessen Temperatur liegt kaum über der durchschnittlichen Platinen-Temperatur.

Bevor wir loslegen, habe ich natürlich auch noch die Daten des Setups für Euch, dann heißt es einmal umblättern bitte.

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)

 

Kommentar

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ipat66

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767 Kommentare 632 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

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719 Kommentare 286 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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Martin Gut

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6,156 Kommentare 2,514 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©

7,945 Kommentare 13,663 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

41 Kommentare 9 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©

7,945 Kommentare 13,663 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

Veteran

100 Kommentare 78 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

22 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

58 Kommentare 55 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

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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