was macht die Bodenplatte auf einem CPU Kühler?

[Pfranzy]

Hallo zusammen. Ich frage mich schon seit langen , was die Bodenplatte auf einem CPU Luftkühler genau macht? Ich habe gelesen , dass die Bodenplatte die Hitze , die von der CPU kommt auf alle Heatpipes verteilen soll, aber dabei frage ich mich , warum der normale Heatspreader nicht dafür aussreicht?

 

[Micha0208]

Eine Bodenplatte ist bei einem CPU-Kühler ja immer nötig (eigentlich logisch)

Bei CPU-Kühlern gibt es heutzutage zwei Methoden, entweder der direkte Kontakt zu den Heatpipes (Heatpipe direct touch) oder eine dünne Platte zwischen den Heatpipes und dem Kühler.

Was besser ist hängt von der Fertigungsqualität des Kühlkörpers ab.

Anfangs hatten die Direct Touch-CPU-Kühler durch Fertigungsschwankungen recht unterschiedliche Ergebnisse erziehlt.
Heute sind auch die Direct Touch-CPU-Kühler in der Regel sehr gut, aber die High-End-CPU-Kühler setzen meist immer noch auf eine Bodenplatte (die liegt meist besser auf dem Heatspreader der CPU auf, auch bei schwankenden Herstellungstoleranzen).
Diese Bodenplatte soll die Wärme gleichmäßig an die Heatpipes des CPU-Kühlers ableiten.

PS: Rein thermodynamisch betrachtet, wären die Direct Touch-CPU-Kühler immer besser.
Aber da spielen eben auch Fertigungstoleranzen usw. ins Endergebnis rein. Deshalb machen CPU-Kühler-Tests, z.B. von PCGH immer noch Sinn

Postskriptum 2:
Wenn Du nach technischen Details eines CPU-Kühlers gegoogelt hättest, wäre weit mehr Wissen für Dich rausgekommen...

 

[Kitty26]

Hallo zusammen. Ich frage mich schon seit langen , was die Bodenplatte auf einem CPU Luftkühler genau macht? Ich habe gelesen , dass die Bodenplatte die Hitze , die von der CPU kommt auf alle Heatpipes verteilen soll, aber dabei frage ich mich , warum der normale Heatspreader nicht dafür aussreicht?

Ich versuche dir das mal zu erklähren, obwohl der Luftkühler meiner Grafikkarte auch so funktioniert.
Als 1. Wärme von der CPU (Heatspreader), vom Boden, an dem Kühler abgeben.
Das macht viel aus, weil ein kleiner Luftkühler, der ohne Heatpipes setzt, kann nicht so wirkungsvoll funktionieren, wie ein Towerkühler mit Heatpipes.
Die Fläche von diesen Kühlern ist viel größer und die Heatpipes sind innen mit einer Flüssigkeit gefüllt.
Diese Flüssigkeit verdampft, kühlt sich wieder ab und wird wieder flüssig.
So wird es auf die Lamellen gut verteilt, der Kühler läuft so effizienter und auch leiser, als ein einfacher Kühler ohne Heatpipes.
Dazu kann er mehr Wärme (in Watt) abführen, was ein einfacher Luftkühler so nicht mehr schafft.
Ich habe 2 "Grafiken" erstellt und rechts ist ein Heatpipe.

 

[Tetrahydrocannabinol]

dabei frage ich mich , warum der normale Heatspreader nicht dafür aussreicht?#

Weil die direkte Kontaktfläche zwischen Heatspreader und Heatpipes ohne Bodenplatte zu wenig wäre, um die Hitze auf so einer kleinen Fläche adäquat zu übertragen. Die Bodenplatte sorgt also physikalisch gesehen nur für eine Vergrößerung der Kontaktfläche zur Hitzeübertragung, da sie die Heatpipes entweder ganz oder zum größten Teil umschließt. Mal davon abgesehen, das die Bodenplatte auch noch die Fläche des gesamten Kühlers erhöht und so auch selbst noch zur Kühlwirkung beträgt, wenn der Eigenanteil auch gering ist er ist da.

 

[NatokWa]

Hier wird ein anderer Aspekt welcher den Einsatz der Bodenplatte nötig macht völlig ignoriert.
Die Platte bietet neben der Erhöhung der Kontaktfläche (und damit der vernesserung der Wärmeableitung) erst die nötige Physische Stabilität damit der Fuß des Kühlers den Anpressdruck an den HS der CPU aushält. Außerdem verteilt die Platte den Druck auch gleichmäßig auf den HS und schützt dadurch vor Beschädigung von CPU und Sockel (Leider nicht immer, da ist aber idr. der User Schuld).

 

[Pfranzy]

Diese Bodenplatte soll die Wärme gleichmäßig an die Heatpipes des CPU-Kühlers ableiten.

Ja , aber der Heatspreader verteilt doch schon die Wärme vom Die gleichmäßig auf den Kühler. Wieso ist es dann nochmal nötig, die Hitze nochmal zu verteilen?

PS. Schickes Profilbild

 

[Sinusspass]

Weil die Verteilung durch den Heatspreader noch lange nicht ideal ist. Bei heutigen CPUs (insbesondere Ryzen 3000/5000) ist die Abwärme unter der Haube ziemlich punktuell und so würde eine von vielen Heatpipes immer noch den Löwenanteil an Abwärme bekommen. Der zusätzliche Boden verteilt die Abwärme nochmal besser. Irgendwann bildet das ganze Material auf dem Weg zur Heatpipe zwar einen größeren Widerstand, als die Verteilung Vorteile bringt, aber der Punkt ist mit den dünnen Bodenplatten noch nicht erreicht.
Dazu kommen noch paar bessere mechanische Eigenschaften.

 

[Lios Nudin]

Hallo zusammen. Ich frage mich schon seit langen , was die Bodenplatte auf einem CPU Luftkühler genau macht? Ich habe gelesen , dass die Bodenplatte die Hitze , die von der CPU kommt auf alle Heatpipes verteilen soll, aber dabei frage ich mich , warum der normale Heatspreader nicht dafür aussreicht?

Der reicht schon aus.

CPU-Kühler für Ryzen 5000 im Test: Testergebnisse, Messwerte und Fazit

CPU-Kühler für Ryzen 5000 im Test: Testergebnisse, Messwerte und Fazit / Testsystem und Methodik / Messergebnisse

www.computerbase.de

Im Zweifel auf noch mehr Material setzen. Das wäre dann der 45€ Mittelweg zwischen dem getesteten 25€ und 80€ Luftkühler:

True Spirit 140 Direct im Test: Thermalrights schmaler CPU-Kühler mit 140-mm-Lüfter

ComputerBase testet den True Spirit 140 Direct. Der schlanke CPU-Kühler ist der günstigste unter den Thermalright True Spirit für 140er-Lüfter.

www.computerbase.de

Bzgl. Asymmetrische Kühlung bei Ryzen:
Hochwertigere Luftkühler mit Kupferboden wurde im Artikel kurz angesprochen, aber wie sieht es mit solchen aus die auf Direct Touch setzen?

...
Da würde ich ebenfalls keinen großen Einfluss erwarten. Der Heatspreader wirkt hier genauso, wie in unserem Test und die Materialstärke von Heatpipes ist nicht geringer als die Restbodenstärke unsere Kühlers. Es ist also genauso viel Kupfer im Spiel. Auch sollte man nicht vergessen, dass der Wärmetransport in Heatpipes ungerichtet in alle Dimensionen erfolgt. Normalerweise spielt zwar nur die Längsrichtung eine Rolle, aber auch eine Heatpipe kann Wärme von unten nach links an ihre Nachbarn abgeben, Asus hat bei Grafikkartenkühlern eine zeitlang sogar systematisch auf dieses Prinzip gesetzt (mit die meiste Zeit über durchaus gelobten Ergebnissen). Wenn ein 8-Heatpipe-Monster die Wärme mit Bodenplatte über seine riesige Bodenfläche verteilt bekommt, dann reicht für 4-5 Pipes HDT allemal aus.
Im Falle der meisten Kombinationen ist es aber noch viel trivialer: Die CCD bei Ryzen 9 reihen sich von links nach rechts, die meisten HDT-Kühler sind Single-Tower mit von oben nach unten laufenden Heatpipes. Es liegt also sowieso von jeder Heatpipe ein Teil unmittelbar über einem Hotspot und die Wärmeableitung über diesem Weg und dann in der Pipe funktioniert besser als über mehrere Zentimeter in einer Vollmetalbodenplatte.

 

[Pfranzy]

Weil die Verteilung durch den Heatspreader noch lange nicht ideal ist.

aber die CPU Kühler-Designer haben doch auch einen Weg gefunden , die punktuelle wärme gleichmäßig zu verteilen.( die extra Bodenplatte auf dem Kühlerboden) Wieso machen also die CPU Designer nicht auch so eine extra Bodenplatte auf der CPU (also auf den Heatspreader quasi noch eine Bodenplatte , die die Hitze dann gleichmäßig auf den kompletten Heatspreader verteilt )?

 

[Sinusspass]

Oder einen dickeren Heatspreader...
Nein, das ist alles nicht so einfach. Klar, eine größere Fläche hilft, aber die funktioniert eben nur mit entsprechender Materialstärke. Das macht dann auch wieder was aus, denn umso kürzer die Wege, umso geringer der Wärmewiderstand.
Es gibt auch nicht nur Luftkühler mit Heatpipes, sondern eben auch andere Kühldesigns, und da wäre die dickere Bodenplatte dann wieder von Nachteil, wenn diese Kühllösung die Wärme punktuell besser aufnehmen kann. Egal wie man es macht, einen Tod muss man sterben. Diese Bodenplatten sind ja auch nicht wirklich dick und allenfalls Optimierung. Die Dicke wird so schnell zum Nachteil.

 

[Pfranzy]

Der reicht schon aus.

Und was bringt dann die extra Bodenplatte auf einem CPU Kühler?

 

[Pfranzy]

Oder einen dickeren Heatspreader...
Nein, das ist alles nicht so einfach.

Aber wieso kann man nicht den Heatsprader nur ein paar mm dicker machen?( weil bei CPU Kühlern (die extra Bodenplatte) bringt es doch auch was.)

Der zusätzliche Boden verteilt die Abwärme nochmal besser

 

[Tetrahydrocannabinol]

Du kannst natürlich den Heatspreader als CPU-Hersteller gleich als Towerkühler mit zwei Lüftern designen ... um Folgeprobleme können sich ja die Mainboard- und Gehäusehersteller kümmern.

PS: Reibst du dich gerade am Wort "zusätzlich" auf, das ist er nämlich nicht, die Bodenplatte ist ein stinknormales Bauteil bei CPU-Kühlern?! Bodenplatten gab es schon zu Zeiten als CPUs noch keine Heatspreader besaßen.

 

[Sinusspass]

Aber wieso kann man nicht den Heatsprader nur ein paar mm dicker machen?( weil bei CPU Kühlern (die extra Bodenplatte) bringt es doch auch was.)

Ok, Gegenfrage: Warum kann man das Ding nicht bisschen dünner machen, damit ich als Wasserkühlungsnutzer 2°C bessere Temperaturen habe?
Du merkst, worauf ich hinaus will, oder?

 

[PCGH_Torsten]

Abgesehen davon, dass je nach verwendeten Kühler eine andere IHS-Dicke optimal wäre, haben Bodenplatten gegenüber dicken Heatspreadern noch einen weiteren Vorteil:
Man kann sie mit den Heatpipes verlöten.

 

[Fafafin]

Aber wieso kann man nicht den Heatsprader nur ein paar mm dicker machen?( weil bei CPU Kühlern (die extra Bodenplatte) bringt es doch auch was.)

Für Wasserkühlungen wäre das nachteilig, die profitieren nämlich von einem schnellen Wärmeübergang durch den dünnen Heatspreader..

 

[Pfranzy]

kann sie mit den Heatpipes verlöten.

Sorry der Nachfrage, aber was genau ist dann dabei der Vorteil?

 

[wuselsurfer]

Sorry der Nachfrage, aber was genau ist dann dabei der Vorteil?

Daß die Rohre nicht umherrutschen im Sockel und der Wärmeübergang besser ist ohne Luft dazwischen.

Was soll die ganze Fragerei?

 

[Pfranzy]

Ok, Gegenfrage: Warum kann man das Ding nicht bisschen dünner machen, damit ich als Wasserkühlungsnutzer 2°C bessere Temperaturen habe?
Du merkst, worauf ich hinaus will, oder?

weil die Wärmeverteilung dann doch zu schelcht wäre bzw. zu punktuell wäre und dann nur der Mittelteil des CPU-Kopfes die wärme abbekommen würde. Aber der "normale" Heatspreader ist aber auch nicht optimal und die Temperaturen sind immernoch zu punktuell , weswegen ich mich immernoch frage , warum man den heatspreader nicht was Hitzeverteilung noch besser entwickelt ? (siehe alles Fragen oben).

weil die Wärmeverteilung dann doch zu schelcht wäre bzw. zu punktuell wäre und dann nur der Mittelteil des CPU-Kopfes die wärme abbekommen würde. Aber der "normale" Heatspreader ist aber auch nicht optimal und die Temperaturen sind immernoch zu punktuell , weswegen ich mich immernoch frage , warum man den heatspreader nicht was Hitzeverteilung noch besser entwickelt ? (siehe alles Fragen oben).

ups die Narricht war jetzt nicht beabsichtigt bzw. die Narricht sollte eigentlich schon viel früher los geschickt werden. Die war jetzt nur noch in meinem Entwurf und ich bin auf Absenden gekommen . Würde mich aber dennoch freuen , wenn du antwortest

 

[Sinusspass]

Unter Wasser performen viele CPUs ohne Heatspreader besser als mit, wenn es sich denn vom Sockel her umsetzen lässt. Da ist nichts mit zu punktuell. Bei weitem nicht. Der Heatspreader ist eben eine zusätzliche Schicht und damit auch ein Wärmewiderstand. Wenn man die Wärme punktuell gut wegbekommt (was mit einem Wasserkühler nämlich geht), dann bringt ein möglichst dünner Heatspreader die besten Ergebnisse.
Für eine ideale Wärmeverteilung über die ganze Fläche müsste der HS unendlich dick sein. Wärme breitet sich bei gleichem Material in alle Richtungen gleichmäßig aus. Im Prinzip wäre es (vollkommen in Kupfer gehüllt) ein Kreis, wo eine bestimmte Temperatur vorherrscht. Da geht eben mit einer gerade Oberfläche keine gleichmäßige Wärmeverteilung. Die Wärme muss immer durch "Unmengen" von Kupfer, um an die Ecken zu kommen. Da ist es egal wie dick der HS ist, der Weg ist einfach zu weit. Das Kupfer hat auf der Strecke einen zu hohen Wärmewiderstand. Dünnere Schichten sind da besser.