Prozessoren

Geköpfter Ryzen 9 7900X kann deutlich besser gekühlt werden (Update)

Wenn unser Test des Ryzen 9 7950X und dem Ryzen 7 7700X eines gezeigt hat, dann dass die Kühlung dieser Serie zumindest bei den höheren Power-Limits zu einer echten Herausforderung werden kann. Entsprechend hat sich Roman "der8auer" Hartung angeschaut, ob man die neuen Prozessoren vielleicht geköpft und mit einer Direct-Die-Kühlung besser gekühlt bekommt.

Die erste Herausforderung ist allerdings, den Prozessor überhaupt zu köpfen – also den Heatspreader vom restlichen Package zu trennen. Dazu entwickelt man aktuell ein Delidd-Tool zum Köpfen der Ryzen-7000-Prozessoren. Wichtig ist es einen Mechanismus zu entwicklen, der den Prozessor im Prozess des Köpfens nicht beschädigt. Hier stellt AMD mit dem neuen AM5-Package einige Hürden auf. SMD-Bauteile zwischen den Beinen des Heatspreaders reduzieren den Spielraum, den man hat, um durch ein Abscheren zwischen Package-Substrat und Heatspreader die Verlötung und den Kleber zu lösen.

Zu einer Direct-Die-Kühlung gehört aber außerdem ein dazugehöriger Frame, der die Chips davor schützt, durch einen ungleichmäßigen Anpressdruck des Kühlers beschädigt zu werden. Neben dem Werkzeug zum Köpfen soll später der Direct-Die-Frame zum Kauf angeboten werden. 

In Vorbereitung auf die Direct-Die-Kühlung müssen die Chips noch gereinigt werden. Dazu muss das Indium auf den Chips entfernt und Flüssigmetall aufgetragen werden. Dann ging es auch schon ans Testen.

Die Ergebnisse waren erstaunlich und bestätigen einige Befürchtungen, die bereits vor den ersten Tests geäußert wurden. Um eine Kompatibilität zu den aktuellen AM4-Kühlern weiterhin gewährleisten zu können, hat AMD den Heatspreader der Ryzen-7000-Prozessoren extrem dick gestalten müssen. Im dicken Kupfer ist ein Wärmeübergang natürlich nicht ganz so einfach und daher sind (neben den höheren Power-Limits) die Temperaturen so hoch.

Romans Ergebnisse sehen wie folgt aus:

Dazu sei gesagt, dass Roman bereits bei den Stock-Ergebnissen ein manuelles Overclocking durchgeführt hat. Die Spannung wurde erhöht, um die zwölf Kerne auf 5,4 GHz zu bringen. Die Temperaturen lagen jedoch schnell bei 90 °C und die Leistungsaufnahme bei 220 W. Geköpft und ohne den Heatspreader fällt die Leistung auf den ersten Blick gar nicht so viel höher aus. Die Temperaturen fallen allerdings von 90 auf 70 °C. Die Leistungsaufnahme geht von 220 W auf etwa 188 W zurück. 5,5 GHz auf allen zwölf Kernen waren problemlos möglich.

Nun wird es für Roman darum gehen die einzelnen Produkte in die Marktreife zu bringen. Ab wann die Werkzeuge und Rahmen erhältlich sein werden, ist aber noch nicht bekannt. Wo gehobelt wird, da fallen Späne und so ist im Verlaufe der Entwicklung des Delidded-Werkzeugs ein Ryzen 7 7700X zerstört worden. Die Bilder dazu finden sich am Ende des Videos.

Update:

In einem zweiten Video hat sich Roman das Temperaturverhalten eines Ryzen 9 7950X angeschaut. Die neuen Ryzen-Prozessoren sind im Vergleich zu den Intel-Prozessoren etwas weniger taktfreudig über die Temperatur. Für ein Plus von 100 MHz müssen schon 20 bis 25 °C niedrigere Temperaturen erreicht werden. Pro 10 K sind es 37,5 MHz. Beim Intel Core i9-10900K ermittelte Roman damals 54,2 MHz pro 10 K an Temperatursenkung und beim Core i9-12900K waren es sogar 66,7 MHz.

Damit werden die Ryzen-7000-Prozessoren keine Takt-Rekorde aufstellen, sind aber von Haus aus bereits extrem schnell. 5,4 GHz sollten bei ausreichender Kühlung schon mit einer AiO problemlos möglich sein.