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

1 - Ausgabenstellung, Messaufbau und Hintergründe 2 - Messung, Hotspot vs. SPD-Hub und Fazit

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.