Heatspreaderkontaktmaterial unschuldig

„Ivy Bridge“: Hitzeproblematik beim Übertakten erklärt

Intels neuester Streich, „Ivy Bridge“, hat viele Vorteile (ComputerBase-Test), darunter den kleinen 22 Nanometer breiten Strukturprozess sowie die niedrige Leistungsaufnahme. Eigentlich schienen die Neuen daher prädestiniert für hohe Taktraten. Bei starken Übertaktungen erwies sich „Ivy Bridge“ jedoch als richtiger Hitzkopf.

Im Zuge der Ursachenforschung geriet zuerst der Heatspreader beziehungsweise das darunter Liegende unter Verdacht: Intel nutzt ab dieser Generation nicht mehr flussfreies Lot sondern Wärmeleitpaste für den Übergang zwischen CPU-Die und Heatspreader. Letztere leitet die Wärme theoretisch wesentlich schlechter ab, was auch die hohen Temperaturen bei starker Übertaktung erklären könnte.

Kurzentschlossen hat deshalb ein User der Webseite pceva.com den Heatspreader seines Core i7-3770K entfernt. Zwar fand sich darunter tatsächlich Wärmeleitpaste, jedoch scheint diese nicht der Grund für die hohen Temperaturen zu sein, wie der Nutzer herausfand, als er einen Kühler direkt auf den CPU-Die aufsetzte. Die Ergebnisse ohne die im Volksmund „Daukappe“ genannte Metallhülle konnten die Vermutungen über die Wärmeleitpaste nicht bestätigen, stiegen die Temperaturen doch sogar leicht an.

Da der Heatspreader die Temperaturen also tendenziell verbessert, liegt die Ursache sowohl im Design als auch der verringerten Strukturbreite der Ivy-Bridge-Prozessoren. Dies hat zwei Gründe: Zum einen nimmt die neue HD-4000-IGP einen größeren Teil des Dies ein und damit hat der eigentliche Prozessor im Verhältnis weniger Platz als dies noch bei „Sandy Bridge“ der Fall war. Zum anderen sinkt der Platzbedarf insgesamt durch den Wechsel auf die 22-nm-Fertigung. Gleichzeitig bleibt der Verbrauch unter Last in ähnlichen Regionen wie sein Vorgänger.

Grob vereinfacht heißt das: Der Die ist stark geschrumpft und besitzt nun weniger Oberfläche. Diese muss aber immer noch eine Abwärme abführen, die sich ungefähr in der Größenordnung einer Sandy-Bridge-CPU bewegt. Das jedoch stellt jeglichen Kühler vor große Herausforderungen, denn gerade hier wird möglichst viel an Kontaktfläche gebraucht, um eine gleichmäßige Auslastung zu erzeugen. Insofern liegt der Problematik eher simple Physik als boshafter Sparwille zugrunde.

Ergänzungen unserer Leser
  • Und Jetzt musst du nurnoch mal erklären was Verlustleistung pro Fläche sein soll ? Das klingt für mich nach verwirrenden Unsinn.


    Was bitte ist an der Einheit nicht zu verstehen? Es ist doch gerade das tolle am metrischen System, dass man grundverschiedene Einheiten kombinieren kann um eine gewisse Aussage zu machen.

    Ich erkläre es mal so:
    Abwärme je Fläche bedeutet die Abwärme (in Watt), die auf einer bestimmten Fläche abgegeben wird.
    Stell dir einfach mal einen hypothetischen Chip mit 1 Quadratzentimeter vor. Dieser Chip hat eine TDP von 100W und es resultiert folgendes daraus: 100W/Quadratzentimeter. Wenn dazu jetz ein deutlich untertakteter Chip mit einer TDP von 50W rauskommt, dann sind es eben nur noch 50W/Quadratzentimeter.

    Früher hatten die Chips eine viel geringere Abwärme je Fläche. Einerseits weil die Packugsdichte sehr viel geringer war (würde man einen aktuellen Xeon E5 in der selben Technik wie den Intel 4004 fertigen, hätte dieser eine Fläche von 160 Quadratmeter!!!) und andererseits die Chips schlicht und ergreifend eine deutlich geringere TDP hatten (ich spreche hier nicht vom P4 oder so - eher noch früher).

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