CPU-Heatspreader: Deutliche Unterschiede zwischen AMD, Intel und den Generationen

[PCGH-Redaktion]

Jetzt ist Ihre Meinung gefragt zu CPU-Heatspreader: Deutliche Unterschiede zwischen AMD, Intel und den Generationen

Wie Messungen von Igor's Lab zeigen, gibt es bei den Heatspreader von AMD und Intel sowie den jeweiligen Generationen deutlich Unterschiede. Für manche Prozessoren ist eine ebene Kühlfläche ideal, doch auch eine leichte Wölbung nach außen oder innen kann sich manchmal lohnen.

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[pseudonymx]

Da ich nicht zu den Temperaturfanatikern gehöre bin ich eh der Meinung das ne Gute zähe Paste die wölbungen sowieso vollkommen ausreichend ausgleichen

flüssigmetall auf nem Heatspreader find ich grundsätzlich über"flüssig" das gibt bestimmt kloppe

 

[0ldN3rd]

Da ich nicht zu den Temperaturfanatikern gehöre bin ich eh der Meinung das ne Gute zähe Paste die wölbungen sowieso vollkommen ausreichend ausgleichen

flüssigmetall auf nem Heatspreader find ich grundsätzlich über"flüssig" das gibt bestimmt kloppe

Das nimmst du sofort zurück!!!

Also gerade bei den aktuellen Strukturdichten ist es leider schon ein Thema... hab aus Spaß an der Freude meinen 2700X plan geschliffen, weil der auch nicht sauber aufgelegen hat.
Meinen 3700X hab ich verkauft, der wäre sonst auch dran gewesen....
Mein 5900X zickt ja eh rum und geht in die RMA... Aber wenn der Ausstausch kommt... und der nach 2-3 Monaten vom Abdruck auf dem Kühlerboden auch wieder so bescheiden ausschaut, wird der auch geschliffen! Den ich grad am laufen hab, der geht auf Dauer-85°C in Cyberpunkt (so nach ner Stunde kommt der nicht mehr runter... Spiel dann aus... CPU wieder "Ryzen-normal") auch bricht dann schon die Leistung ein...

 

[Scorpio78]

das heatspreader nicht plan sind ist kein geheimnis... von wieviel grad besser sprechen wir den wenn der abstand zum kühler überall identisch ist? 1-2°c oder 3-4°c? ist mir auch noch nicht aufgefallen, dass kühler mit nicht planer auflage beworben werden. was man meist so mit schleifen heraus holen kann, mit etwas glück, was allerdings nen garantieverlust mit sich bringt,

 

[0ldN3rd]

Ja.. es geht halt genau um die 3..4°K die entscheiden, ob die CPU ins Throttling geht.. oder weiter taktet...


Das ist mein 3700X der lag rund um auf dem Kühlerboden auf... und da wo der CCD fehlt (weil nur 8 Kerne) lag er trotz WLP nichtmal am Kühlerboden an... Das ist ein guter Quadratzentimeter wo die CPU ihre Abwärme an de Block hätte abgeben können....

Vermutlich ist es in absoluten °K auch schwer auszudrücken, da gerade die Ryzen ab Zen2+ in den Temperaturen im idle schon springen wie sonst was...
Aber wenn die CPU gas geben will und in dem Moment ist die Wärme grad nicht weg.. gibt sie halt erst später wieder gas... Entscheiden ist dann immer der Faktor Zeit.. wann ist es grad wo wie warm?
Ob die CPU grad 50°C hat oder 60°C ist erstmal wurst... aber der zeitnahe Abtransport der Wärme ist wichtig.. da hilft es schon wenn die IHS Fläche auch genutzt wird. (Alles imho!)

 

[theGucky]

Ich habe leider nur den i7-7700k. Den hatte ich aber geköpft und konnte eine mögliche Luftblase in der Paste erkennen, das zwischen DIE und IHS!!! (Erkennbar daraus, das sowohl auf dem DIE als auch auf dem IHS eine glatte Fläche in der Paste an der selben Stelle war.)
Dadurch gab es vorallem bei höheren Taktraten eine biszu 30°C geringere Temperatur der CPU. Und zwar von 95°C auf 65°C (bei 5Ghz@1.4V UND 280mm AIO) nachdem ich Flüssigmetall aufgebracht hatte.
Noch heute läuft die CPU bei 4.8Ghz@1.25V auf max 65°C, aber auf einem Singletower Lüftkühler, weil mir die AIO Pumpe schon im ersten Jahr mehrmals plattgegangen ist.
5Ghz@1.4V läuft mit 80-85°C nun, mit dem Luftkühler, allerdings mit neuen Gehäuselüftern..ist daher nicht mehr 1:1 vergleichbar.

Aber Kühler auf IHS anbringen hatte ich nie Schwierigkeiten...

 

[Lios Nudin]

https://forum.aquacomputer.de/images-ac/kryos_next/presseinformation_cuplex_kryos_next.pdf

Neu: cuplex kryos NEXT - Wasserkühlung - Aqua Computer Forum

Neu: cuplex kryos NEXT RGBpx - Leistung und Optik auf Spitzenniveau - Wasserkühlung - Aqua Computer Forum

Funktionsprinzip VARIO
Der Konus an den Einstellschrauben übersetzt fein einstellbar (200 Mikrometer/Umdrehung) die Drehung über die Kugeln in eine Linearbewegung. Die Bodenplatte kann von konkav bis konvex verstellt werden und dies ungleich an den vier Punkten. Ziel ist eine optimale Anpassung an den Heatspreader der CPU. Der Einstellbereich ist sinnvoll begrenzt.

VARIO-Technologie
Während der Entwicklung kam bei Aqua Computer die Frage auf, wie man den Kunden einen CPU-Kühler bauen könnte der perfekt an die CPU des Kunden angepasst werden kann. Die Firma scannte daszu die Oberfläche von CPUs. In den Daten gab es konkave, konvex und plan parallele CPU-Heatspreader. Hieraus kam die Erkenntnis, das die Geometrie des Kühlers sich anpassen lassen müsste. Das Ergebnis ist eine der Innovationen des cuplex kryos NEXT: Die VARIO-Technologie. Die geschützte VARIO-Technologie (DE202016002497U1) teilt das Gehäuse des Kühlers in zwei Teile. Ein beweglicher Innenteil und ein äußeres Gehäuse. Der Innenteil kann an vierPunkten durch Aktoren in Winkel und Position verstellt werden. Dies wird über eine Anlageflächeauf den Boden des Kühlers übertragen und verformt im Bereich von einigen hundertstel mm den Boden des Kühlers (reversibel). Der Clou dabei ist, dass diese Verstellung während des Betriebs von außen durchgeführt werden kann. Durch drehen an den vier Aktoren kann die Form der Bodenplatte optimiert werden und dies durch entsprechend sinkende Core-Temperaturen überprüft werden. Interne Tests imUnternehmen zeigen bei aktuellen CPUs mit 100W TDP ein Optimierungspotential von bis zu2K.

 

[Cuddleman]

So wie Igor schreibt, sind die Spaltmaße eigentlich in Ordnung, wenn man wie geschrieben, nicht ganz sparsam mit der WLP umgehen möchte.
Die Heatspreader sind ja bei beiden CPU-Herstellern am Rand mit einer flexiblen Masse mit dem "Substrat" verbunden.
Ich sehe das so, das damit auch der Heatspreader in der Höhe und seitlichen Ausdehnung noch flexibel bleiben kann.
Bei Intels Wärmeleitpastenverbindung zwischen CPU und Heatspreader bleibt in der gewissen Form auch etwas Flexibilität erhalten, sofern diese Wärmeleitpaste das wirklich mitmacht, wovon ich ausgehe.
Sollte diese jedoch verhärten, bildet sich gewissermaßen ein Spalt
Bei Verlötung von Heatspreader und Chiplets ist das schon ein wenig anders, denn hier wird je nach thermischer Belastung auch eine mehr oder weniger ungleichmäßige punktuelle Ausdehnung des Heatspreaders erfolgen, so das dieser sich auch genau um diese Wärmezentren herum anders verformen kann, also konvex, oder konkav.
Es sollte dann eine sogenannte wellige überlagernde Ausdehnung, bzw. Schrumpfung über die gesamte Heatspreaderfläche vorhanden sein, dies sich entweder mehr oder weniger, mit beim Verlötung der Heatspreaders erzeugten, ergänzen. Eine Delle wird bei Wärme noch eine tiefere Delle und eine Beule wird bei Wärme eine höhere Beule.
Das zeigen auch bestimmte Wärmeleitpastenabdrücke, nach dem entfernen der CPU-Kühler, wenn die WLP ausgetrocknet ist, oder sogar zu dünnflüssig ist.
Somit würde auch ein plan Schleifen des üblichen recht dünnen Heatspreaders nicht wirklich was bringen.

 

[Bandi]

Um mehr als ein paar Grad Kelvin Unterschied wird es wohl nicht gehen,

Ach so na dann. Solange es keine Grad Celsius sind ist es ja nicht so wild.

 

[Palmdale]

Mein Heatspreader hat nen Der8auer Schriftzug, wird scho net soo schlecht sein

 

[PCGH_Torsten]

das heatspreader nicht plan sind ist kein geheimnis... von wieviel grad besser sprechen wir den wenn der abstand zum kühler überall identisch ist? 1-2°c oder 3-4°c? ist mir auch noch nicht aufgefallen, dass kühler mit nicht planer auflage beworben werden. was man meist so mit schleifen heraus holen kann, mit etwas glück, was allerdings nen garantieverlust mit sich bringt,

Mit konvexen Böden wurde zu Core-2-Quad-Zeiten mal geworben, als die CPUs reihenweise mit stark konvexen IHS aus der Verlötung kamen. Seitdem hat sich hat aber sowohl der Zustand der Prozessoren als auch die Form der Kühler deutlich gemäßigt. Präziser als 0,02 mm zu schleifen ist übrigens eine Kunst für sich, die besonders bei einem Tower-Kühler mit hohem Schwerpunkt vermutlich nur den wenigsten gelingen wird. Leider hat Igor keine Kühler (nicht einmal den für Belastungen verwendeten) und scheinbar auch jeweils nur ein CPU-Exemplar vermessen, sodass seriöse Aussagen zur durchschnittlichen Passgenauigkeit und Verformung im Einsatz kaum möglich erscheinen.

Zumindest die an einigen Sky- und Kaby-Lake-Substraten beobachteten, dauerhaften Verformungen sind übrigens um den Faktor 50 bis 100 größer als die hier gemessenen Höhenunterschiede an unbelasteten IHS. Zwar kann sich das Substrat auch relativ zum IHS bewegen, aber wohl kaum in diesem Maße, sodass sich die Form der Heatspreader-Oberfläche bei montiertem Kühler noch einmal deutlich unterscheiden dürfte – und damit auch die bei etwaigen Schleifarbeiten anzustrebende Form.

So wie Igor schreibt, sind die Spaltmaße eigentlich in Ordnung, wenn man wie geschrieben, nicht ganz sparsam mit der WLP umgehen möchte.
Die Heatspreader sind ja bei beiden CPU-Herstellern am Rand mit einer flexiblen Masse mit dem "Substrat" verbunden.
Ich sehe das so, das damit auch der Heatspreader in der Höhe und seitlichen Ausdehnung noch flexibel bleiben kann.
Bei Intels Wärmeleitpastenverbindung zwischen CPU und Heatspreader bleibt in der gewissen Form auch etwas Flexibilität erhalten, sofern diese Wärmeleitpaste das wirklich mitmacht, wovon ich ausgehe.

Laut Roman ist die Anpassungsfähigkeit von Wärmeleitpaste an Verformungen einer der großen Vorteile gegenüber Lot, das entweder hält oder dauerhaft Risse bildet. Direkt habe ich das aber nie bestätigt bekommen. Bei der Klebemasse drum rum würde ich dagegen nicht auf Flexibilität hoffen. Zum einen wird das Zeug wirklich hart und kann unter der senkrecht umlaufenden Heatspreader-Kante auch gar nicht punktuell nachgeben. Zum anderen haben vereinzelte Tests mit geköpften CPUs ohne Austausch der Wärmeleitpaste ebenfalls deutliche Temperaturverbesserungen gezeigt. Das deute ich als klaren Hinweis darauf, dass Intel-IHS im Auslieferungszustand auf der Klebemassen aufliegen und dem Silizium auch unter Krafteinwirkung nicht so nahe kommen, wie eigentlich wünschenswert und bei Einsatz von Paste auch prinzipiell möglich wäre, wenn die Auflage des Heatspreaders beweglich wäre.

An dieser Stelle ein Korrekturhinweis zu Igors Artikel: Die teureren Core-i-9000 sind natürlich auch verlötet. Der hier vermessene i3 unterscheidet sich mechanisch zudem auch noch durch das kleine Quadcore-Silizium von den beliebteren Intel-Modellen der letzte Jahre, die somit eine deutlich andere Heatspreader-Form aufweisen könnten. (Sky- und Kabylake-Nutzer können sich aber daran orientieren. Die sollten aber ohnehin schon lange wissen, was bei ihren CPUs mit Köpfen alles möglich ist.)

 

[Scorpio78]

Mit konvexen Böden wurde zu Core-2-Quad-Zeiten mal geworben, als die CPUs reihenweise mit stark konvexen IHS aus der Verlötung kamen. Seitdem hat sich hat aber sowohl der Zustand der Prozessoren als auch die Form der Kühler deutlich gemäßigt. Präziser als 0,02 mm zu schleifen ist übrigens eine Kunst für sich, die besonders bei einem Tower-Kühler mit hohem Schwerpunkt vermutlich nur den wenigsten gelingen wird. Leider hat Igor keine Kühler (nicht einmal den für Belastungen verwendeten) und scheinbar auch jeweils nur ein CPU-Exemplar vermessen, sodass seriöse Aussagen zur durchschnittlichen Passgenauigkeit und Verformung im Einsatz kaum möglich erscheinen.

Zumindest die an einigen Sky- und Kaby-Lake-Substraten beobachteten, dauerhaften Verformungen sind übrigens um den Faktor 50 bis 100 größer als die hier gemessenen Höhenunterschiede an unbelasteten IHS. Zwar kann sich das Substrat auch relativ zum IHS bewegen, aber wohl kaum in diesem Maße, sodass sich die Form der Heatspreader-Oberfläche bei montiertem Kühler noch einmal deutlich unterscheiden dürfte – und damit auch die bei etwaigen Schleifarbeiten anzustrebende Form.

ja, die core2quads... kann mich noch erinnern, wie ich meinen 9750 geköpft hatte, ohne zu bedenken, dass der dann
keinen kontakt mehr zum kühler hat, wenn er im sockel steckt....

Also mal fix die ganze 775er sockelhalterung demontiert.. und auf den gott des anpressdrucks des megahealems rev.b gehofft. war ein wenig feinjustierung nötig, da der rechner bei zu hohem anpressdruck nicht starten wollte,..
all das für 5-6°c... danke roman

 

[Gast1666645802]

An dieser Stelle ein Korrekturhinweis zu Igors Artikel: Die teureren Core-i-9000 sind natürlich auch verlötet. Der hier vermessene i3 unterscheidet sich mechanisch zudem auch noch durch das kleine Quadcore-Silizium von den beliebteren Intel-Modellen der letzte Jahre, die somit eine deutlich andere Heatspreader-Form aufweisen könnten. (Sky- und Kabylake-Nutzer können sich aber daran orientieren. Die sollten aber ohnehin schon lange wissen, was bei ihren CPUs mit Köpfen alles möglich ist.)

Dazu steht im Teil 3 etwas (neben dem Grundlagen-Dingens gibt es noch 2 Bilderstrecken, die ich nicht verlinke), am Abdruck selbst ändert sich dadurch aber nicht wirklich etwas. Auch die Dinger wurden gegengetestet, bis hin zum 10900k. Es bleibt konkav.

Edit:
Ich überlege mir noch, ob sich der Kauf eines VHX-7000, also professionellen 4K-Mikroskops lohnt, denn mit den aktuellen Keyence-Modellen kann man das fast genauso exakt messen, zumindest die Abmessungen im Rahmen von CPUs. Der Mehrwert wäre eigentlich enorm, da es die Zeit für die langwierigen 3D-Scans spart und zudem noch genauer ist.

 

[PCGH_Torsten]

Mehr Messgenauigkeit schadet nie, aber wie vielleicht schon durchklang: Die Aussagekraft der Messungen wird meiner Meinung nach nicht durch die Qualität die Messergebnisse limitiert. Die ist besser als nötig. Wichtig wären mehr Samples, da könnte ein schneller arbeitendes System natürlich helfen, und die Möglichkeit unter Belastung zu messen.

 

[Gast1666645802]

Das Projekt läuft ja fast schon ein Jahr. Ich habe knapp 120 CPUs zunächst mit Haarlineal und dann auch im 3D-Scanner ausselektiert. Geblieben sind die, wo ich auch über mehrere Samples hin vergleichbare Ergebnisse finden konnte. Im nächsten Schritt muss man aber auch den Unterboden mal messen, also die CPU von unten. Das hatte ich geistig vie zu lange komplett ausgeblendet. Nur ist es ein bescheuerter Aufwand.

 

[DAU_0815]

Danke für den Link zu Igors Artikel. Das ist ja erst einmal ein ganz interessanter Artikel, ohne dazu aber vermessene Kühlerböden zu haben auch witzlos. Sehe ich z.B. die Böden meine Scythekühler, reden wir bei denen über Zehntelmillimieter konvexe Ausstülpung. Sicherlich ideal für Intel-Desktop-CPUs, weniger optimal für AMD CPUs. Ich habe darum schweren Herzens die liebevolle Vernickelung meines Fuma in Ruhe und Muße auf einer Glasplatte m it Sandpapier plangeschliffen. Mit der kommenden CPU, vermutlich einem 5800X, wird dasselbe passieren.

 

[PCGH_Torsten]

Das Projekt läuft ja fast schon ein Jahr. Ich habe knapp 120 CPUs zunächst mit Haarlineal und dann auch im 3D-Scanner ausselektiert. Geblieben sind die, wo ich auch über mehrere Samples hin vergleichbare Ergebnisse finden konnte. Im nächsten Schritt muss man aber auch den Unterboden mal messen, also die CPU von unten. Das hatte ich geistig vie zu lange komplett ausgeblendet. Nur ist es ein bescheuerter Aufwand.

Hehe
Das ist leider bei vielen spannenden Themen so: Wären der Aufwand überschaubar und der Erkenntnissgewinn groß, hätten es schon längst 20 andere Leute gemacht. Sind die Ergebnisse in deinem Artikel jetzt von einzelnen Mustern, die sich reproduzierbar messen ließen oder sind es Mittelwerte für mehrere Muster bestimmter Prozessortypen, die alle ähnliche Werte geliefert haben?

 

[Gast1666645802]

Es waren aus allen Messungen immer die, die in der Mitte lagen bzw. bei denen die Werte am häufigsten übereinstimmen. Ich mache das aber weiter und habe mit Keynece gesprochen, da geht sicher was. Ich habe hier ja eine Vertretung so ziemlich in der Nähe und ich kann mir vorab auch mal was ausleihen. da muss man halt mal die im Stück Tage vollpacken, geht ja auch.