Hvorfor bruger CPU'er i stigende grad silikonefedt i stedet for loddemetal til at aflede varme?
Intel bruger i stigende grad silikonefedt til at aflede varme efter IvyBridge, og selv den dyre X-serie er ikke immun. Selvom det er praktisk for overclocking-entusiaster at åbne dækslet, er almindelige forbrugere i tvivl. For at spare nogle få dollars ofrer high-end-serien på tusindvis af dollars varmeafledning. Er dette virkelig passende? Hvad er årsagerne til den stigende popularitet af silikonefedt?
Først og fremmest er den termiske diffusionsevne af silikonefedt faktisk ringere end loddemetal, hvilket er uden tvivl. Men CPU silikonefedt er ikke billigt almindeligt silikonefedt, og det er heller ikke tandpastaen, som mange mennesker latterliggør. Brugen af silikonefedt er faktisk for at spare omkostninger. Når fokus ikke er på selve varmeafledningsmaterialet, er der dybere årsager. For at forstå principperne bag det mere klart, lad's forstå noget grundlæggende viden om CPU.
Matricen fastgøres på underlaget med en gruppe sort fyldstof Underfill, og derefter belægges med silikonefedt og derefter på kølepladen. Da Die genererer mere og mere varme, og mange mennesker knuser Die for at få kølepladen til at passe Die tættere på, begyndte Intel at tilføje beskyttende dæksler og Die for at danne det skrivebord, vi ser nu. Det grundlæggende udseende af maskinens CPU:
IHS: Integreret varmespreder. Det er det, vi ser med sølvlåget. Nogle mennesker tror, det er lavet af aluminium, men faktisk er dets hovedmateriale kobber, fordi kobber har høj varmeledningsevne. Det er sølv, fordi det er belagt med et lag nikkel. Brug af nikkel som overflade kan være mere kompatibel med silikonefedtet ovenfor:
Det termiske grænseflademateriale på kobberdækslet kaldes TIM1 (Thermal Interface Material), og den termiske ledningsevne under kobberdækslet blev engang kaldt TIM2. Kobberdækslet kan bringe varmen fra Die til et større område og bringe varmen til et større kølepladesystem (Heat Sink) gennem TIM1 for at lette varmeafledning.
Hvad'er værre er, at de bobler, der er tilbage i lodningen, som er usynlige for det blotte øje, i høj grad vil forværre denne deformation. Ved brug af CPU'en vil de revner, der kan opstå i loddet, også forværre denne effekt. Ligesom togbanen vil efterlade ekspansionsfuger, kan silikonefedtet TIM2-forbindelsen efterlade en bufferplads til matricen og kobberdækslet med forskellige ekspansionsforhold, og derved eliminere denne fare. En større Die kan bedre sprede varmen til underlaget og IHS, og deformationen pr. arealenhed er også lille. Den lille Die vil forværre dette fænomen og gøre det mere udsat for problemer.
Loddeforbindelsen er meget vanskelig, og hvordan man lodder siliciummaterialet til kobberdækslet er et stort problem. Materialet skal behandles mange gange for at sikre en effektiv pasform:
Alligevel vil loddemetal have en negativ indvirkning på udbytte og produktionsomkostninger. Sammen med den øgede vanskelighed ved loddeprocessen forårsaget af stigningen i varmetæthed, venter chipproducenter ikke på at finde alternativer. Så vi ser, at siden IvyBridge bliver Dien meget lille, silikonefedtet TIM2 har været på bordet og brugt mere og mere. Brug af silikonefedt til at lave TIM2 har ingen effekt på almindelige brugere. Alle CPU'er fungerer meget godt inden for TDP, hvilket er garanteret af pakningen og testen. Samtidig reducerer det omkostninger og risici, så hvorfor ikke gøre det?
Til overclockere gør silikonefedtet TIM2 det nemt at åbne låget. Du kan prøve forskellige TIM2 materialer på egen hånd, kombineret med et stærkt varmeafledningssystem, som kan udfordre højere frekvenser, hvilket også er en god ting. Almindelige brugere skal dog mindes om, at der ikke er nogen garanti efter åbning af dækslet, og høj temperatur påvirker levetiden, så de bør være forsigtige.
