Warum haben CPUs einen Deckel?

[apfelrauch]

Ich schaue mir im Moment ein paar Videos zum Thema Köpfen an, so wie ich das jetzt verstanden habe ist wohl diese silberne Oberfläche wo der CPU Name draufsteht und wo die Paste + Kühler draufkommt nur ein "Deckel" der über der eigentlichen CPU liegt.

Warum? Warum macht man das nicht direkt so dass man den Kühler direkt auf die CPU setzen kann? Wieso muss man das durch modden (köpfen) erreichen?

Würde ein direkt auf dem Die sitzender Kühler nicht sogar besser funktionieren als mit der Flüssigmetallmethode (wo der Deckel am Ende ja wieder draufkommt)?

 

[BlubbsDE]

Gab es schon mal. Und was passierte dann, Leute haben tausendfach Ihre CPU beim aufsetzen des Kühlers geschrottet.

Ein Beispiel.

 

[coasterblog]

Das ist ein Heatspreader. Ist selbsterklärend.

In der Vergangenheit gab es nackte Dies, die aber vom Käufer auch oft beschädigt wurden bei der Kühlermontage.

edit: außerdem sind einige Chips heute verlötet, das kommt dem schon recht gleich.

 

[Axxid]

Das ding heisst "Heatspreader", verteilt also die Temperaturen. Ausserdem schuetzt es die CPU. Einmal mit dem Noctua ausgerutscht und der neue 700$ Intel ist im Eimer.

 

[apfelrauch]

oh okay daran hab ich noch nicht gedacht. Aber fungiert nicht der Kühlkörper auch als Spreader?

 

[Kasjo]

Warum? Warum macht man das nicht direkt so dass man den Kühler direkt auf die CPU setzen kann? Wieso muss man das durch modden (köpfen) erreichen?

Würde ein direkt auf dem Die sitzender Kühler nicht sogar besser funktionieren als mit der Flüssigmetallmethode (wo der Deckel am Ende ja wieder draufkommt)?

Wie die Vorredner schon sagten, es ist ein Heatspreader. Er verteilt die hitze des kleinen spots auf eine Fläche die unter einen Kühler passt. Wenn du dir heutige Kühler ansiehst, verteilen sich die Heatpipes auf die Fläche dieses deckels. Die sind dafür gemacht die Hitze von der größeren Fläche weiter aufzunehmen. Nicht vom Hotspot eines kleinen Dies.

Die Flüssigmetall Methode wird gemacht, ist aber von vielen Seiten skeptisch betrachtet. Viele stellen Theorien in den raum das sich das Flüssigmetall in die DIE einzieht. Was das für folgen hat weiß keiner.

Zudem wie schon erwähnt is die Gefahr sehr sehr hoch die CPU schon vor dem ersten einschalten zu zerstören. Hab durch so ne spielerei einen 9900K zerstört weil ein Mikro Stück an einer ecke abgebrochen ist vom DIE. Allerdings erst bei Montage trotz des Mointing System vom 8auer.
Zudem kommt wohl das keiner Garantieren kann das der Boden eines kühler zu 100% gerade ist. Eine kleine Unebenheit, und du presst die in die DIE. Das schwächere Glied gibt nach und das is dann nicht der Kühler. Der Druck der ausgeübt wird ist sehr hoch.

Bezüglich meiner eigenen Tests: Beim 9900K bringt das genau Null. Das hat bei CPUs was gebracht die nicht verlötet wurden. Wenn du die cpu auch verlieren kannst, probiers halt aus. Wenn dir das geld dafür allerdings zu schade is, lass die finger davon. Es bringt rein von den Temperaturen im Grunde gar nix.

Das einzige wo Flüssigmetall auf direkt die was bringt, und daher rührt der ganze Wahn auch ist bei Laptops. Die kommen ohnehin meist ohne deckel mit zahnpasta. Hier wirkt Flüssigmetall teils echte wunder. Nur würde ich den Laptop dann auch nicht mehr so mobil mit mir rumschleppen . Einfach aus Angst das die flüssige Soße einen tropfen bildet der dann feucht fröhlich über das Mainboard rollt und randaliert.

 

[coasterblog]

Aber fungiert nicht der Kühlkörper auch als Spreader?

Ist nicht direkt die Funktion. Wie der Name auch schon sagt. Ein Kühler transportiert die Wärme durch Oberflächenvergrößerung ab; mit einem Lüfter wird diese aktiv abgeführt.

 

[ghecko]

Aber fungiert nicht der Kühlkörper auch als Spreader?

Höchstens solche mit einer massiven Bodenplatte. Solche, die Heatpipes mit direct touch haben, würden ohne Heatspreader an Leistung verlieren.

Köpfen und Austauschen der WLP macht echt nur bei CPUs Sinn, die auch tatsächlich WLP unter dem Heatspreader haben. Bei allen verlöteten macht das keinen Sinn.

 

[Jasmin83]

Würde ein direkt auf dem Die sitzender Kühler nicht sogar besser funktionieren

Funktioniert es denn nicht so wie es ist nicht ausreichend gut?

 

[DJKno]

Zu Zeiten des AMD Athlon XP wurden CPUs von AMD noch ohne Heatspreader ausgeliefert.
Da kam es oft vor, dass unachtsame Leute einen Ecke des Dies bei der Montage des Kühler abgebrochen haben. Es ist also hauptsächlich ein Schutz.
Grundsätzlich ist die Funktion der Wärmeverteilung durch den Heatspreader aber eher suboptimal,
da die Paste zwischen Die und HS gern mal minderwertig ist.
Nicht umsonst köpfen des Extrem-Übertakter gern mal CPUs um das letzte Quentchen mehr rauszuholen.

Das ist aber alles nur im Grenzbereich sinnvoll, der Ottonormalo bleibt beim HS.

 

[CB-Andi]

R.I.P mein kleiner XP2200+ ich habe dich sehr gern gehabt

 

[cvzone]

mein kleiner XP2200+

Athlon Thunderbird 1400 war es bei mir... Ich verfluche diesen Kühler noch heute. Die Spannkraft der Halteklammer war einfach 20 mal stärker, als nötig gewesen wäre.

 

[itm]

Grundsätzlich ist die Funktion der Wärmeverteilung durch den Heatspreader aber eher suboptimal,
da die Paste zwischen Die und HS gern mal minderwertig ist.
Nicht umsonst köpfen des Extrem-Übertakter gern mal CPUs um das letzte Quentchen mehr rauszuholen.

Solange die nicht verlötet sind, ja aber heutiger Highend ist inzwischen verlötet... AMDs Ryzen mit Ausnahme einíger weniger APUs sogar alle...

Alte Intel CPUs mit Intels ThermalZahnpasta "könnten" profitieren...

 

[kachiri]

P.S.: Bei aktuellen CPUs empfehlen selbst die größten OC-Fanatiker das köpfen eigentlich nicht mehr, weil der Zugewinn an Kühlleistung quasi null ist.
(Und die Gefahr beim Köpfen SMD-Bausteine zu killen ungleich groß ist)

 

[0x8100]

Zu Zeiten des AMD Athlon XP wurden CPUs von AMD noch ohne Heatspreader ausgeliefert.

intel ebenso. unter http://www.dau-alarm.de/gallery.html kann man so einige prozessoren von damals bewundern. manche haben gar das gesamte package gesprengt

 

[KnolleJupp]

Das gibt es aus zwei Gründen - wurden beide schon genannt.

1. Fungiert die Abeckung als Heatspreader. Die massive Metallabdeckung soll die Abwärme auf eine größere Fläche verteilen.
Da die eigentlichen Chips in immer kleineren Strukturgrößen gebaut werden, werden die Chips immer kleiner und damit die Oberfläche, auf der sie Wärme abgeben können.
Durch den Heatspreader wird - wie der Name schon sagt - die wärmeabgebende Oberfläche vergrößert.

Ein Problem sieht man z.B. bei den aktuellen Ryzen-CPUs und ihrem Chiplet-Design.
Da ist es selbst mit Heatspreader schwierig(er), die CPU zu kühlen. Durch die sehr kleinen Chips, die auch nicht in der Mitte des Heatspreaders sitzen, bilden sich Hotspots.

Und viele aktuelle CPU-Kühler nutzen Heatpipes, um die Wärme vom Kühlerboden zu den Kühlfinnen zu führen.
Und die Abwärme der CPU muss erstmal zu den Heatpipes hingeführt werden.

2. Dient die Abdeckung zum Schutz des sehr empfindlichen Chips.
In der Vergangenheit ist es oft vorgekommen das es da zu Beschädigungen kommt, wenn der CPU-Kühler nicht gerade aufgesetzt und gleichmäßig angezogen wurde.
Zumal es früher üblich war das CPU-Kühler nur an zwei Halteklammern befestigt wurden, was gerne dazu führte das der Kühler verkantete und so Ecken aus dem Chip ausbrach.
Es gab/gibt eine schöne Internetseite, "Daualarm", wo man sich das anschauen kann/konnte.

Tatsächlich handelt es sich bei dem sichtbaren Teil des Chips unter dem Heatspreader um die Unterseite des Chips,
die Oberseite mit den Anschlüssen, Transistoren usw. ist natürlich auf der Platine der CPU aufgelötet.
Was man da sieht ist eine Sperrschicht aus Siliziumnitrid o.ä. Dient der elektrischen Isolation und der Wärmeübertragung.

Diese Heatspreader sind entweder mit dem Chip verlötet (gut) oder es ist nur Wärmeleitpaste dazwischen (schlecht).
Köpfen macht nur Sinn bei CPUs mit Wärmeleitpaste zwischen Die und Heatspreader.
Bei verlöteten Heatspreadern ist es auch deutlich umständlicher diesen zu entfernen.

 

[Asghan]

Grundsätzlich ist die Funktion der Wärmeverteilung durch den Heatspreader aber eher suboptimal

Naja, mitlerweile sind ja die meisten wieder verlötet, also passt das.

 

[apfelrauch]

Wie die Vorredner schon sagten, es ist ein Heatspreader. Er verteilt die hitze des kleinen spots auf eine Fläche die unter einen Kühler passt. Wenn du dir heutige Kühler ansiehst, verteilen sich die Heatpipes auf die Fläche dieses deckels. Die sind dafür gemacht die Hitze von der größeren Fläche weiter aufzunehmen. Nicht vom Hotspot eines kleinen Dies.

Die Flüssigmetall Methode wird gemacht, ist aber von vielen Seiten skeptisch betrachtet. Viele stellen Theorien in den raum das sich das Flüssigmetall in die DIE einzieht. Was das für folgen hat weiß keiner.

Zudem wie schon erwähnt is die Gefahr sehr sehr hoch die CPU schon vor dem ersten einschalten zu zerstören. Hab durch so ne spielerei einen 9900K zerstört weil ein Mikro Stück an einer ecke abgebrochen ist vom DIE. Allerdings erst bei Montage trotz des Mointing System vom 8auer.
Zudem kommt wohl das keiner Garantieren kann das der Boden eines kühler zu 100% gerade ist. Eine kleine Unebenheit, und du presst die in die DIE. Das schwächere Glied gibt nach und das is dann nicht der Kühler. Der Druck der ausgeübt wird ist sehr hoch.

Bezüglich meiner eigenen Tests: Beim 9900K bringt das genau Null. Das hat bei CPUs was gebracht die nicht verlötet wurden. Wenn du die cpu auch verlieren kannst, probiers halt aus. Wenn dir das geld dafür allerdings zu schade is, lass die finger davon. Es bringt rein von den Temperaturen im Grunde gar nix.

Das einzige wo Flüssigmetall auf direkt die was bringt, und daher rührt der ganze Wahn auch ist bei Laptops. Die kommen ohnehin meist ohne deckel mit zahnpasta. Hier wirkt Flüssigmetall teils echte wunder. Nur würde ich den Laptop dann auch nicht mehr so mobil mit mir rumschleppen . Einfach aus Angst das die flüssige Soße einen tropfen bildet der dann feucht fröhlich über das Mainboard rollt und randaliert.

vielen Dank für die detaillierte Antwort, ich werds aus meinem Hirn streichen

Ergänzung (13. April 2022)

ich hatte mich halt baiten lassen von diesen Headlines wie "20 Grad weniger dank ..."

 

[KnolleJupp]

Ich habe bisher zwei CPUs geköpft, zwei i5-8500, wo ich die Wärmeleitpaste duch Flüssigmetall ersetzt habe.
War nicht wirklich nötig, funktionieren beide aber seit 2018 bis heute tadellos.

 

[Kasjo]

ich hatte mich halt baiten lassen von diesen Headlines wie "20 Grad weniger dank ..."

Ja, nicht nur du ^^