News : Intels High-End-CPU „Ivy Bridge-E“ geköpft

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In gut zwei Monaten wird Intel die neuen High-End-Prozessoren „Ivy Bridge-E“ veröffentlichen. Und anders als bei „Haswell“, bei dem Wärmeleitpaste zum Einsatz kommt, werden die CPUs über einen mit dem Die verlöteten Heatspreader verfügen. Das zumindest verraten erste Bilder einer „geköpften“ CPU.

Bis zu den Prozessoren der ersten Sandy-Bridge-Generation war es bei Intel Usus, den Heatspreader direkt mit dem Prozessor-Die zu verlöten. Ab der zweiten Generation auf Basis dieser Architektur, Codename „Ivy Bridge“, wurde jedoch ein kostengünstigeres Verfahren gewählt: es wurde Wärmeleitpaste zwischen Die und Heatspreader gepresst. In Folge dessen lagen die Temperaturen bei Ivy Bridge unter Volllast deutlich höher als beim Vorgänger. Die neuen Prozessoren auf Basis der Haswell-Architektur setzen dieses Verfahren fort und weisen abermals höhere Temperaturen auf.

Erste Bilder eines vom Heatspreader vorsichtig mit der Rasierklinge befreiten Core i7-4960X („Ivy Bridge-E“) zeigen Lötzinn auf dem Die sowie dem Heatspreader. Bei den Prozessoren kommt augenscheinlich weiterhin das klassische Verfahren zum Einsatz, das niedrigere Temperaturen verspricht. Höhere Temperaturen direkt ab Werk bei CPUs mit bis zu zwölf Kernen und Preisen, die im Durchschnitt im vierstelligen Bereich liegen, kann sich Intel für das riesige Einsatzgebiet der Server in teilweise sensiblen Umgebungen anscheinend nicht leisten, sodass es hier die klassische Trennung von Mainstream-Produkten und High-End-Ware gibt.

Intels „Ivy Bridge-E“ geköpft
Intels „Ivy Bridge-E“ geköpft
Intels „Ivy Bridge-E“ geköpft
Intels „Ivy Bridge-E“ geköpft (Bild: coolaler.com)

Die Bilder des geköpften Core i7-4960X, der als Flaggschiff der Desktop-Modelle Anfang September vorgestellt werden soll, geben aber auch noch weitere Details preis. So kann unter anderem die Die-Größe geschätzt werden, die bei rund 310 mm² liegen dürfte. Dies wäre deutlich kleiner als der Die des direkten Vorgängers Core i7-3960X mit 435 mm², allerdings wurde dort eine Acht-Kern-CPU auf sechs Kerne kastriert. Bei Ivy Bridge-EP soll es hingegen einen echten Sechs-Kern-Die geben, der Vorgänger hatte parallel zum Acht-Kern-Die noch einen nativen Vier-Kern-Die mit 295 mm² Fläche. Spätestens im September dürfte es für diese Angaben eine offizielle Bestätigung geben.

Wir werden uns dem Thema Temperaturentwicklung bei Haswell in den kommenden Tagen noch einmal separat im Detail annehmen.

108 Kommentare
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Ergänzungen aus der Community

  • oldmanhunting 24.06.2013 15:15
    Das wäre ja wohl auch traurig gewesen, wenn Intel den Ivy Bridge-E nicht mehr verlöten würde. Zeigt aber, das es wohl geht und da fragt man sich warum Ivy und Haswell nicht auch verlötet werden.
    Ein zu großer Spalt zwischen CPU und Die ist ja etwas was Intel sehr leicht verbessern könnte. Da muss aber erst einmal der Wille da sein die CPU Kühler zu bekommen.

    Ich denke mir das so:
    Mit einer gescheiten CPU Kühlung kann man Ivy und auch Haswell (wenn die VCore das zulässt) locker auf 4,5Ghgz takten. Aus Intel Sicht sollte das wohl reichen und wer mehr will der soll halt köpfen. Der Personenkreis, der in die Regionen von 5Ghz taktet ist ja eher klein und es sind Enthusiasten die so etwas machen, die auch bereit sind viel Geld für teure Boards und Kühlung auszugeben. Warum also wegen eine kleiner Gruppe Leute einen Aufwand treiben.

    Was mich viel mehr aufregt als diese Lötzinn Diskussion ist die Tatsache, dass es bei Haswell wohl eine sehr große Streuung gibt wenn es um die Übertaktbarkeit und um die Qualität der CPU geht. Bei Ivy war es noch so, dass man sich einen Costa Rica Batch gekauft hat und die Chancen waren gut eine gute CPU zu erwischen. Von Haswell habe ich noch nirgendwo einen Costa Rica Batch gesehen. Anscheinend produzieren die Haswell dort nicht.
    Bei Haswell ist es wohl so, dass 60% der K CPU's nicht bis 4,5Ghz getaktet werden können, 30% die 4,5Ghz mit annehmbarer VCore machen und 10% (oder weniger) auch in Bereiche von 4,8Ghz - 5Ghz betrieben werden können. Immer davon ausgehend, das man für 24/7 unter 1,35V VCore bleiben sollte (wenn man das gekühlt bekommt).
    Bei Ivy gab es nur wenige CPU's, die 4,5Ghz nicht gemacht haben. Ich würde mal schätzen kleiner 10%.

    Ich bin gespannt wie ein Flitzebogen, wie sich Ivy Bridge-E beim übertakten verhalten wird und ob es da auch so eine große Streuung geben wird. Man muss es mal aus der Sicht sehen: Wenn man schon mehr Geld für eine CPU mit freiem Multi ausgibt, dann möchte man auch gescheit übertakten können und nicht erst selektieren müssen um seinen Mehrwert zu haben.
  • Butter_b.d.F. 24.06.2013 23:02
    Das wäre ja wohl auch traurig gewesen, wenn Intel den Ivy Bridge-E nicht mehr verlöten würde. Zeigt aber, das es wohl geht und da fragt man sich warum Ivy und Haswell nicht auch verlötet werden. MikelMolto
    Ich kann es auch nur vermuten: Kosteneinsparungen bzw. höherer Profit.

    Wir hatten schon einmal über den enormen Hitzestress diskutiert, den der Chipkristall ("Die") während des Lötens aushalten muss (siehe die verlinkten Fachaufsätze), von daher bin ich nach wie vor davon überzeugt, dass stressbehaftetes Löten, welches gleichzeitig auch einen höheren und teureren Fertigungsaufwand bedeutet, gleichbedeutend ist mit einer geringeren Marge. Diese könnte sich allerdings angesichts der Preise von Ivy Bridge-E rechnen. Im Gegensatz zur Mainstream-CPU, die wesentlich weniger teuer verkauft-, aber dafür mit geringerer Ausfallrate, ohne Lot und simpler Heatspreader-Randverklebung kostengünstiger produziert wird. Blättert man im "Hütte" (Taschenbuch des Ingenieurs), stößt man auf einen interessanten Aspekt, der diese Vermutung stützt: Niedrigtemperaturlote, die einerseits die Wärmebelastung verringern und andererseits Glas (Silizium) und Metall verbinden können und darüber hinaus noch bleifrei gleich ROHS-konform sind, sind relativ teuer. Als Beispiel sei das "Fieldsche Metall" genannt, welches alle diese Eigenschaften auf sich perfekt vereint (Wikipedia, Fieldsches Metall, Lot bzw. Weichlöten). Intel streicht damit definitiv mehr Gewinn ein, wenn auf solche Lotlegierungen verzichtet wird. Das sind zwar nur private Schlussfolgerungen (Intel veröffentlicht ja nichts dazu), aber ich könnte mir sehr gut vorstellen, dass es genau in diese Richtung geht.

    Ein zu großer Spalt zwischen CPU und Die ist ja etwas was Intel sehr leicht verbessern könnte.
    Über den Sinn dieses Spalts, der sich bei diversen Köpfungsexperimenten herausstellte, gab es ja das eine oder andere andere Rätselraten, z.B. dass der Spalt mitsamt der weichen Paste gewisse Biegebelastungen auffängt, die dem Chipkristall ansonsten schaden könnten (immerhin ist das Package mitsamt Sockel und Board keine besonders biegesteife Angelegenheit und wird dennoch teilweise hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt, wie mitunter ungleichmäßiger und/oder zu hoher "Druck" vom Kühler). Seit der Intel-Köpfer-Whistleblower dieses Geheimnis verraten hat, ist auch diese Vermutung hinfällig, denn mit Lot gibt es praktisch keinen Spalt und damit auch keine Annahme eines Problems, zu dessen Lösung ein Spalt nötig gewesen wäre. Für den ominösen Zwischenraum mit seinem hohen Wärmeübergangswiderstand (-> Chipkristall im deutlich zweistelligen Gradbereich heißer als der Kühler) spricht demnach rein gar nichts, er ist das Resultat von unverständlich hohen Fertigungstoleranzen (Spalt mal enger, mal weiter, je nach Auftrag des Klebers am Rand des Heatspreaders) und einer maximal verbilligten Eintütung des Prozessors. Dass eine optimierte Montage mit WLP dagegen nichts am Wärmeübergang zwischen Chipkristall und Heatspreader zu bemängeln gäbe und gibt, wissen wir ja durch die bessere Fertigung bei AMDs CPUs und den schon erwähnten Intel-CPU-Köpfereien. Erst Bastler müssen auf den Plan treten, damit der Murks überhaupt mal aufgedeckt wird... mir ist das absolut schleierhaft, warum Intel eine derart miserable Qualität in der Weiterverarbeitung zulässt. Und so denke ich, dass es Intel seit Ivy darauf angelegt hat, bei den Mainstream-CPUs zusätzlich Kohle zu raffen, durch eine aufs Äußerste getriebene Einsparung beim Verpacker der Dies, zu Lasten der individuellen Leistungssteigerung ("Übertaktbarkeit") und womöglich auch der Lebensdauer und der Betriebssicherheit.
  • Herdware 26.06.2013 08:04
    Nein. Der Spalt bleibt. Der drückt sich nicht komplett weg, sonst wären die Ergebnisse anders. In dem verlinktenThread im Anandtech-Forum wurde die Sache mit dem Spalt gründlich ausgetestet. Mal mit mal ohne Abstandshalter, der den ursprünglichen Zustand der CPU wieder her stellt.

    Es gibt auch einen zweiten Thread, in dem 9 verschiedene WLP mit der selben geköpften CPU ohne IHS getestet wurden, einschließlich Tests mit extrem viel und extrem wenig WLP usw. Selbst mit einem riesen Haufen WLP auf dem nackten Die wurden die Ergebnisse nicht wesentlich schlechter.
    (Leider scheint das Bandbreitenlimit von photobucket dafür zu sorgen, dass die Bilder gerade nicht sichtbar sind. Ist wohl aus gegebenen Anlass derzeit ein ziemlich starkes Interesse an diesem Thema. ;) )