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.
Um einen Prozessor möglichst kühl zu halten, muss ein idealer Abweg für die erzeugte Wärme bereitstehen. Je weniger Übergänge und isolierende Materialien zwischen dem Prozessor und dem Kühler liegen, desto besser. Wer um das letzte Grad Kelvin kämpft, für den kann es sich deshalb beispielsweise lohnen, die CPU zu köpfen und damit auf einen Schlag den Heatspreader und sämtliche Garantieansprüche zu entfernen. Weniger drastisch ist es, einen Kühler auszuwählen, der perfekt auf dem Heatspreader aufliegt. Doch wie muss dieser dafür beschaffen sein? Igor's Lab hat sich die Thematik angesehen.
Die Heatspreader sind unterschiedlich
Zwar sind Heatspreader auf den ersten Blick meist glatt und eben, doch gibt es dennoch mikroskopische Unterschiede, die mit Wärmeleitpaste aufgefüllt werden müssen und dadurch den Wärmeaustausch behindern. Um sich diese Unterschiede anzusehen, hat Igor's Lab mehrere Heatspreader mit einem 3D-Profilometer angesehen. Dadurch lässt sich die Oberflächenbeschaffenheit möglichst exakt bestimmen.
AMDs Ryzen-1000- und Ryzen 2000-CPUs sind laut diesen Messungen ab Werk in der Mitte sowie an den Ecken etwas nach außen gewölbt. Der maximale Höhenunterschied bewegt sich im Bereich um 0,02 mm. Der Einsatz eines entsprechend nach innen gewölbten Kühlers ist hier laut Igor's Lab aber nicht zwangsläufig die beste Wahl, denn bei der Montage gibt der Heatspreader nach und wird so ebener. Gleichzeitig sinkt der Höhenunterschied auf nur noch 0,01 mm. Bei den Ryzen-APUs der 2000er und 3000er Generation ist das Ergebnis ähnlich: Auch hier ist der Heatspreader am Anfang in der Mitte und an den Ecken erhoben, und wird durch einen Kühler plattgedrückt.
Bei den neueren Ryzen-3000- und Ryzen-5000-Prozessoren zeigt sich ein anderes Bild: Diese setzen auf Chiplets und sind dadurch im gesamten Bereich über den Chips deutlich erhoben, wohingegen die Ränder tiefer sitzen. Das würde zuerst für den Einsatz eines nach innen gewölbten Kühlers sprechen, doch müsste dieser keine "geschwungene" Wölbung bieten, sondern die Plateau-ähnliche Erhöhung über den Chiplets nachbilden. Da das bei den wenigsten Kühlern der Fall sein dürfte, sind auch hier also planare Kühlkörper zu empfehlen, um sich nicht doch noch einen vermeidbaren Luftspalt über den Chips einzufangen. Ganz planar wird der Heatspreader aber auch dann nicht.
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Zuletzt hat Igor's Lab noch Intel-Prozessoren untersucht, und hier unterscheidet sich das Ergebnis deutlich. Intels Kleinsockel-CPUs sind demnach in einer runden Form um 0,02 bis 0,03 mm nach innen gewölbt, was bei einem ebenen Kühler eine deutliche Lücke lassen würde. Hier könnte ein nach außen gewölbter Kühler eine etwas bessere Leistung erbringen als eine perfekte Ebene - dafür muss aber natürlich die Wölbung zur CPU passen. Bei den Großsockel-CPUs sieht es noch einmal anders aus: Diese sind wie AMDs neuere Chiplet-CPUs in der Mitte flächig nach außen gewölbt. Hier dürfte ein planarer oder eventuell sogar ein leicht nach innen gewölbter Kühler die beste Performance liefern.
Wie die Ergebnisse zeigen, kann man den unterschiedlichen Heatspreadern mit einer angepassten Kühler-Kontaktfläche also entgegenkommen, um möglichst dünne Schichten aus Wärmeleitpaste erreichen. Sofern man keine gravierenden Formunterschiede zwischen Kühler und Prozessor hat, dürften sich die daraus resultierenden Unterschiede aber in erster Linie für Enthusiasten lohnen. Um mehr als ein paar Grad Kelvin Unterschied wird es wohl nicht gehen, und durch beispielsweise Flüssigmetall ließe sich der Unterschied noch verkleinern.
Quelle: Igor's Lab
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?