Sockel im Video zerlegt: So arbeiten AM4 und AM5
Klappe hoch, Prozessor rein, Klappe runter - fertig. In der Handhabung sind LGA-Sockel wie AMDs neuer AM5 eher simpel. Doch wie sind sie im Detail aufgebaut? Und wie funktionieren die PGA-Vorgänger mechanisch? Welche Aspekte spielen bei der Package-Formgebung eine Rolle? Wir haben AM4 und AM5 vor laufender Kamera seziert.
Der Einbau von Prozessoren kann so simpel sein: Unten dran sind Steckkontakte und auf der Platine gibt es einen Rahmen mit Löchern. So einfach funktionierte das allerdings nur bei 8086 sowie 8088 und später noch einmal bei den Slot-1- und -A-CPUs mit Schlitz statt Löchern. Die meisten Prozessorsockel sind dagegen komplexe Konstruktionen, die hohen elektrischen und mechanischen Anforderungen gerecht werden müssen. Während AMD mit dem Sockel AM4 das letzte PGA-Format in Rente schickt, wollen wir uns diesen noch einmal detailliert und im Vergleich zum LGA anschauen.
Im Gegensatz zur Ur-PC-Prozessorfassung beim 8088 und ihrem bei den Low-Insertion-Force-Sockeln (LIF) der 386er- und teilweise 486er noch einmal aufgegriffenen, reinen Steckprinzip, setzten die meisten Plattformen mit Pins am Prozessor (PGA: Pin Grid Array) nämlich auf Zero-Insertion-Force-Klemmsysteme (ZIF). Wie so etwas funktioniert, wird deutlich erkennbar, nachdem wir die sichtbare Arretierungsplatte vom eigentlichen Sockel AM4 abgenommen und dessen V-förmige Kontakte freigelegt haben: Hier können Prozessor-Pins durch seitliche Verschiebung eingeklemmt werden.
Ganz anders dagegen LGA-Sockel wie der AM5. Ähnlich wie Intels Independent Load Mechanism (ILM) drückt auch AMD Socket Acuation Mechanism (SAM; nicht mit Smart Access Memory der gleichen Firma zu verwechseln) den kompletten Prozessor von oben auf die Sockel-AM5-Kontakte. Dazu braucht es neben der eigentlichen Hebelkonstruktion aber auch noch eine stabile Backplate und den schützenden Heatspreader auf der Prozessor-Package, denn mehrere 100 N gesammelte Anpresskraft von 1.718 Kontakten kann weder über die Auflagefläche von vier Schräubchen ins PCB der Platine noch über die Auflagefläche von zwei kleinen Metalllaschen auf das CPU-Substrat abgeleitet werden.
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Zusätzlich erfüllt der Heatspreader natürlich auch seine namensgebende Aufgabe. Wir haben noch einmal exakt nachgemessen und kommen zu dem Ergebnis: Trotz der viel kritisierten Dicke, die trotz des flacher bauenden Sockel AM5 weitestgehende Kompatibilität von AM5-Mainboards zu AM4-Kühlern ermöglicht, stellt dieser kein Hindernis, sondern eine Verbesserung der Kühlung dar. So verursacht der Wärmewiderstand des Heatspreaders in Längsrichtung bei von AMD spezifizierten 230 W PPT einen theoretischen Temperaturanstieg von 2 Kelvin innerhalb der CPU gegenüber dem Kühlerboden, während es beispielsweise mit der Dicke der für sparsamen Materialeinsatz gescholtenen Skylake-CPUs 1,3 Kelvin wären. Von diesen 0,7 K Nachteil abzuziehen ist aber noch die bessere Wärmeleitung des dickeren Materials in horizontaler Richtung, welche die Abfuhr der beim AM5-CPUs sehr konzentriert am Rand anfallenden Hitze erleichtert und so die Temperaturen senkt.
