Что под крышкой процессора intel
С выходом четвертого поколения процессоров intel Core под названием Haswell, мной был приобретение процессора intel Core 4770K, надежды и мечты были огромные, но все было омрачено перегрев, о разгоне выше 4,1 MGz можно было забыть смело и навсегда. Всему виной стал новый термоинтерфейс между теплораспределительной крышкой и кристаллом процессора. Так почему intel стал применять пластичный термоинтерфейс вместо припоя?
О скальпировании intel 4770k и роли теплораспределительной крышки я уже писал ранее и только теперь можно смело сказать по чему intel намерено на протяжении долгих лет использует тонкие чем надо крышки.
Этот вопрос не давал покоя мне долгое время и я стал изучать более детально все составляющие компоненты процессоров начиная с линейки Haswell. В одно и то же время линейка процессоров на socket 2011, 2011-3 спокойно использует под теплораспределительной крышкой припой.
Как правильно скальпировать процессор и послать Intel с искусственным устареванием процессоров "нафиг"
Выше в статье вы могли посмотреть, как можно дёшево самому скальпировать процессор, поменяв старую термопасту под его крышкой на новую. Дёшево и сердито.
Однако, если вы купили б/у процессор для себя, а не для продажи, то всё-таки после скальпирования следует термопасту заменить на жидкий металл.
И если Вы впервые решили рискнуть и скальпировать процессор, не имея никакого в этом опыта - не пожалейте немного потратиться на специальное приспособление для скальпирования процессоров от Интел.
Как правильно и более-менее безопасно продлить жизнь старым процессорам от Intel - смотрите в этом видео.
Самое не приятное.
В процессе пайки индий будет сокращаться, в результате поверхность кремния и крышки будут стягиваться, в результате выходит кривая поверхность теплораспределительной крышки. Интенсивное термоциклирование может привести к повреждению припоя , напряжение при растяжении внутри припоя приведет к образованию пустот. Раз за разом, примерно за 200-300 термических циклов, это неизбежно приведет к образованию трещин в припое по углам на припое чипа кремния, это не избежно приведет к образованию трещин на сомом кремнии что выведет процессор из строя. Появление пустот и трещин в основном зависит от площади припоя на кристалле кремния, то есть чем больше площадь кремния тем лучше. Малый размер кристалла, ниже 130 мм ² , а это старые знакомые — lvy Bridge, Haswell, Skylake будут способствовать образованию пустот а затем и трещин, при чем это не избежно. Тем не менее процессоры среднего и большого размера кристалла, выше 270 мм ² а это Haswell-E socket 2011 не показывают значительного образования трещин при термоциклировании.
Вот и ответ на главный вопрос, для чего инженеры intel не применяют припой а используют термопасту. Отсюда тонкая и кривая теплораспределительная крышка процессора, должна играть, компенсируя сжатие. Так что я не вижу другого объяснения, более чем логического. С другой стороны по чему такая плохая эта термопаста.
В каких процессорах интел термопаста под крышкой и в каких припой
Процессор - одна из самых долговечных деталей вашего компьютера.
Начиная с 1-го поколения процессоров Интел с новыми, привычными уже всем обозначениями - Intel Core I3, Intel Core I5 и Intel Core I7 пользователи не очень то хотели их менять на более новые поколения процессоров от Intel.
Отличить, какое поколение процессора Intel Core у вас в системном блоке можно по его названию.
Все названия процессоров Intel Core 1-го поколения состояли из 3-х цифр.
Все остальные поколения процессоров Intel Core I3. I5, I7 и I9 имеют численное обозначение из 4-х цифр, где первая цифра обозначает поколение процессора.
Ниже приведу таблицу, чтобы стало более понятно на примере процессоров Intel Core i3 :
Поколение | Год | Архитектура | серия CPU | Сокет | Ядра (потоки) | Кеш L3 |
---|---|---|---|---|---|---|
1 | 2010 | Westmere | i3-1xx | LGA 1156 | 2 (4) | 4 Мб |
2 | 2011 | Sandy Bridge | i3-2xxx | LGA 1155 | 2 (4) | 3 Мб |
3 | 2012 | Ivy Bridge | i3-3xxx | LGA 1155 | 2 (4) | 3 Мб |
4 | 2013 | Haswell | i3-4xxx | LGA 1150 | 2 (4) | 3-4 Мб |
5 | 2015 | Broadwell | i3-5xxx | LGA 1150 | 2 (4) | 3 Мб |
6 | 2016 | Skylake | i3-6xxx | LGA 1151 | 2 (4) | 3-4 Мб |
7 | 2017 | Kaby Lake | i3-7xxx | LGA 1151 | 2 (4) | 3-4 Мб |
8 | 2018 | Coffee Lake | i3-8xxx | LGA 1151-R2 | 4 (4) | 6-8 Мб |
9 | 2018 | Coffee Lake Refresh | i3-9xxx | LGA 1151-R2 | 4 (4) | 8 Мб |
Также вы можете увидеть какой сокет (разъём материнской платы) какому поколению процессоров Intel подходит.
С одной стороны каждое новое поколение процессоров от Intel имеет более совершенную архитектуру,
Второе поколение отличается от первого поколения процессоров тем, что уже во втором поколение Интел стал блокировать множитель у большинства процессоров, и они стали недоступны для разгона, тем же, кто хотел иметь возможность разгонять процессоры - то для них выпускалась специальная линейка процессоров, которую Интел называл - "Для энтузиастов", и в конце названия таких процессоров стала указываться буква "К".
Это сохранилось в отношение всех будущих поколений процессоров.
То есть, название процессора - INTEL Core i5 8600 K означает, что у него множитель разблокирован и "энтузиасты" его могут разогнать, а процессор INTEL Core i5 8600 для разгона не годится.
Если вы не собираетесь разгонять процессор - то нет смысла переплачивать за абсолютно ненужную вам "фишку".
Как самому скальпировать процессор Intel Core I - начиная от третьего поколения процессоров
Как паять кремний и медь?
Кремний и медь совершенно разные материалы, кремний ( Si ) имеет внешний вид металла, но остается по восприятию как стекло (SiO2 ) , тоесть хрупок. Теплопроводность довольно хорошоя, примерно 150 Вт / (м * К) и тепловое расширения относительно низкое 2,6 мкм / (м * К).
Медь (Cu) это пластичный металл, обладает очень хорошей электропроводностью и теплопроводностью. Тем не менее тепловое расширение большое 16,5 мкм / (м * К), это больше в 6 раз, чем у кремния. Как все спаять, обычный оловянный припой, на пример такой Sn60Pb40, подходит отлично для пайки медных проводов, не подойдет, все припои на основе олова не прилепают к кремнию. Кроме того, затвердевание олова ведет к большому тепловому напряжению внутри материала. Это тепловое напряжение может вывевти из строя кристалл процессора. Известный материал способный прилипнуть к меди и кремнию это Индий. Одновременно с этим застывающий индий не дает большой усадки, это приводит к небольшому коэффициенту термического напряжения внутри кристалла процессора. Теплопроводность индия не так высока как у меди, равна (300 K) 81,8 Вт/(м·К). Кроме того индий очень пластичен, это позволяет подложке, относительно теплораспределительной крышке, расширяться без повреждений. Индий имеет температуру плавления 157 ° С.
В 9-м поколение процессоров Intel припой или термопаста?
Теперь давайте перейдём к последнему поколению процессоров от Интел, поколение 9.
Неужели и в них тоже будет термопаста и не пора ли переходить на процессоры от AMD, тем более в последние 2 года они стали превосходить по своему качеству и характеристикам процессоры от Intel?
Итак, вот что мне удалось нарыть в интернете по поводу последнего поколения процессоров от Интел на сегодняшний день:
"Intel решила сэкономить на припое для некоторых процессоров 9-го поколения. Пока нет полного списка моделей с припоем и без, но, вероятно, припой будет только у процессоров K-серии".
То есть, если вы не собираетесь разгонять свой процессор, но хотите, чтобы он проработал многие годы - вы будите вынуждены переплачивать за процессор с разблокированным для разгона множителем.
По крайней мере скальпирование процессора Core i9-9900K показало, что хотя бы в нём находился под крышкой припой (Индий), а не термопаста. Возможно это Intel сделал из-за того, что он даже новый с припоем был очень горячим и термопаста просто бы не справилась с его охлаждением.
Припой.
Как было описано выше, индий является единственным материалом который годится для использования. В зависимости от формы индия мы должны удалить оксидный слой перед пайкой. Это может быть сделано путем селективного травления с использованием хлористоводородной кислоты. Слой индий должен быть толстым, чтобы обеспечить достаточное количество циклов тепловом расширения без образования трещин, при многократных термических процессов. И мы не можем припоять индий к кристаллу процессора, так как индий будет диффузировать в кремний, что не избежно со временем выведет чип процессора из строя. Таким образом нужен еще один диффузионный барьер слой на верхней части чипа. Диффузионный барьер формируется из нескольких слоев, выполненных из титана (Ti), никель (Ni) и ванадия (V). Сверху этого бутерброда, лежит слой золота для лучшего прилепания индия.
Вся правда о пайке или скальпирование CPU
Пайка процессора с крышкой.
Вся правда о пайке или скальпирование CPU
Привычной для нас пайкой тут не отделаешься, крышка из меди а кристалл из кремния, при этом сроки эксплуатации готового процессора составляют многие годы, это накладывает особый отпечаток на качество работ. По этому нужно правильно и качественно подготовить все составляющие для пайки, это теплораспределительная крышка и подложка ( кристалл процессора). Теплопроводящая крышка (платина) покрыта слоем никеля (Ni), никель будет работать в качестве диффузионного посредника для качественного соединения с медью. Индий тоже цепляется за никель но не так хорошо как хотелось, поэтому понадобится еще один слой, желательно из благородного металла, на пример золото (Аu), серебро (Ag) или палладий (Pd), поскольку может обеспечить более стабильное прилипание. Золото по всем параметрам подходит лучше для пайки. Золото нужно наносить на пластину слоем 1-3 мкм.
Что делать, если высохла термопаста под крышкой процессора Intel
Понять, что у вашего процессора под крышкой испортилась термопаста, достаточно не сложно.
Если у вас хороший кулер, рассчитанный на рассеивание тепла вашего процессора и он правильно установлен, а температура ядер процессора под нагрузкой превышает сотни градусов - значит термопрослойка процессора пришла в негодность.
И выхода тут два.
Первый, очень рискованный - это скальпировать процессор и поменять термопасту на жидкий металл.
Второй вариант - потерять 10-15% от мощности процессора и продолжать им дальше пользоваться. Как это сделать - написано здесь.
Как можно самостоятельно скальпировать процессор - можно посмотреть в этом видео:
Припой, как все выглядит.
В настоящее время процессоры производятся и имеют внешний вид кремниевой микросхемы. Кремний является основным материалом для создания процессоров, обладая кубической кристаллической решеткой можно создавать идеальные слои на атомном уровне. Таким образом после создания интегральной схемы, на аерхней части подложки будут размещены металлизированные площадки для соединения чипа с печатной платой, припой в виде шариков обеспечит надежность соединения чипа. Сама матрица чипа, будет производить и выделять достаточно большое количество тепла, относительно своих физических размеров, по этому нужен хороший теплоотвод . Одновременно возникает другая проблема в текстолите socket LGA, его толщина всего около 1,17мм (процессор Haswell ), но процессор Skylake имеет толщену текстолита около 0,78 мм. Текстолит будет давать идеальное подключение к контактам LGA в гнезде материнской платы . Главная проблема, как соединить кристалл, изготовленный из кремния и теплораспределительную крышку, произведенную из меди. Медь имеет теплопроводность около 400 Ват, плюс она доступна. Есть много способов все это соединить, но реально мы столкнемся с множеством факторов, самый главный — это максимальная температура которую может выдержать чип кремния и теплопроводность совместимых материалов.
Вся правда о пайке или скальпирование CPU
На рисунке видно как схематично выглядит процессор intel поколений lvy Bridge, Haswell, Skylake. Видно что, подложка соединяется с печатной платой через столбики припоя, которая в конечном итоге соединяет процессор с socket LGA. Виден так называемый не долив, тот что на печатной плате, основание и выступающая часть имеют разные коэффициенты теплового расширения, таким образом недолив защищает процессор от саморазрушения, вызванного разностью коэффициента теплового разрушения. Теплораспределительная крышка будет проводить тепло от подложки к радиатору, который будет крепиться на теплораспределительную крышку сверху. Термоинтерфейс должен быть пластичным и должен компенсировать все движения из-за разности теплового расширения, без повреждений кристалла процессора. В зависимости от типа процессора, между подложкой и теплопроводящей крышкой, можно применять обычную термопасту или припой.
Вся правда о пайке или скальпирование CPU
Подлянка от Intel - или как заставить людей портить процессоры, скальпирование, припой, термопаста и жидкий металл.
Люди, которые выбирают процессоры от Intel, всегда переплачивали за его "надёжность".
На всех процессорах установлена крышка, закрывающая его кристалл. Под крышку наносился припой, который обладал высокой теплоотдачей, и температура процессора в системном блоке зависела от того, насколько качественный кулер был установлен у пользователя. Если через 2-3 года температура процессора начинала расти - достаточно было просто поменять термопасту на кулере. Чем термопаста качественнее - тем процессор лучше охлаждался (зависит от её коэффициента теплопроводности).
Но так было до 3-го поколения процессоров INTEL Core iХ-2xxx.
Начиная с 3-го поколения процессоров Интел вместо припоя стал наносить в качестве прослойки между камнем и крышкой процессора термопасту.
Поначалу конечно всё шло замечательно, вот только через 4-5 лет пользования такими процессорами термопаста стала терять свои свойства, и пользователи не понимали - что с этим делать. Ставили самые мощные кулера, а температура процессора под нагрузкой всё равно стала зашкаливать за все мыслимые пределы.
И если раньше человек, у которого не очень много денег, всегда мог поискать на рынке б.у. процессор предыдущего поколения, которые продавали более состоятельные граждане, меняя свои компьютеры, то начиная с 3-го поколения все б.у. процессоры от Интел были, мягко говоря, не совсем хорошего качества. Они сильно перегревались под нагрузкой.
Процесс пайки.
Итак получилось: Никелерованная теплораспределительная крышка сверху, снизу слой золота для связи с индием, еще ниже три слоя, титан, никель + ванадий и золото. Температура пайки должна быть не выше 170 ° С. Меньше температура может привести к плохой диффузии всех компонентов а высокая к выходу из строя процессора. В процессе пайки будут образовываться сплавы из некоторых компонентов. После пайки видно что золото, индий и никель образуют сплавы различной толщины. Теперь теплораспределительная крышка припаянна к кремнию и готова к работе.
Вся правда о пайке или скальпирование CPU
В новых процессорах от AMD термопаста или припой? AMD Ryzen 3, 5, 7.
В процессорах АМД термопаста или припой
Любителям сборок компьютеров на процессорах от AMD опасаться по поводу термопасты под их крышками не стоит.
AMD на сегодняшний день (2019 г) в своих процессорах в качестве термоинтерфейса между крышкой процессора и его "камнем" по прежнему использует припой.
Скальпировать современные процессоры от компании АМД нет никакого смысла, так как во первых - это очень сложно, а во вторых - замена припоя на "жидкий металл" максимум сможет снизить температуру процессора от AMD на 1-2 градуса.
И если у вас сейчас стоит выбор о том, на какой системе собирать новый компьютер - то советую присмотреться к конфигурациям на базе процессоров AMD Ryzen, а так же к видеокартам AMD Radeon - если верить современным тестам, то современные сборки на базе АМД на 20 процентов превосходят сборки компьютеров на базе процессоров от Intel в паре с видеокартами nVidia Geforce при "схожих" параметрах, при этом сборка на базе процессоров от AMD ещё и дешевле.
Возможность внести свою лепту в проект. Только для тех, кому действительно не жаль 100 рублей. Если Вы считаете каждую копейку - не вздумайте помогать!
(Материальное спасибо. Сумму можно поменять как в меньшую, так и в большую сторону. ) ◕‿◕
Что под крышкой — зависит от поколения процессора, а также от конкретной модели. Но скажу, что в большинстве случаев, по статистике — под крышкой именно обычный пластичный термоинтерфейс, то есть не припой.
Это если коротко.
Также полезно знать:
- Сама крышка, точнее теплораспределительная крышка процессора предназначена для рассеивания тепла при помощи радиатора охлаждения с вентилятором, который устанавливается на данную крышку. Между крышкой и радиатором — термопаста.
- Некоторые процессоры Интел под крышкой имели припой. Пример — 1155 сокет. Припой позволят лучше охлаждать проц, что хорошо сказывалось на охлаждении. Однако потом от этого отказались, в компании считают что это все таки не очень безопасно и вернулись к обычному термоинтерфейсу в виде специальной пасты.
- Второй пример — девятое поколение процов Интел, где снова используется припой. Однако он присутствует не у всех — у моделей, где ядер от двух до шести — используется обычный термоинтерфейс. Исключение — Core i5-10600K, i5-10600KF, Core i5-10400, i5-10400F, потому что эти процы основаны на 10-ядерном кристалле.
- Сам термоинтерфейс, если не припой, имеет приличный минус — может терять свои свойства при длительной высокой температуре. Именно поэтому для разгона часто процессор скальпируют, заменяя обычную термопасту на припой.
- По факту, сам процессор в плане отвода тепла представляет из себя следующую схему: кристалл процессора > термоинтерфейс > металлическая крышка > термопаста > радиатор охлаждения. Из этого всего можно сделать вывод, что для офисных процов, или проц без разгона — это еще терпимо. Но если проц планируется разгонять — штатный кулер охлаждения, который идет в комплекте — лучше заменить на более массивный, например фирмы Noctua.
Самый простой пример — обычный проц, под крышкой которого обычная термопаста:
Надеюсь данная информация оказалась полезной. Удачи и добра, до новых встреч друзья!
Компания Intel вернула припой под крышки процессоров нового поколения. Однако так ли он хорош и стоило ли оно того? Ведь тесты, как наши, так и других обозревателей, показали, что в разгоне новые процессоры очень сильно греются. Разобраться с этим попытался известный немецкий оверклокер Роман «Der8auer» Хартунг (Roman Hartung).
Для того чтобы выяснить, насколько хорош припой, использованный Intel, энтузиаст решил сравнить его с так называемым «жидким металлом». Напомним, что «жидкий металл» давно выступает в качестве замены «пластичному термоинтерфейсу», используемому Intel в процессорах предыдущих поколений. Что интересно, несмотря на наличие припоя, снять крышку с Core i9-9900K можно методом сдвига с помощью специального приспособления. Этот процесс может быть несколько тяжелее и потребует смещать крышку в нескольких направлениях, однако даже нагревать процессор не потребуется.
После снятия крышки обнаружилось, что слой припоя имеет довольно большую толщину, что негативно сказывается на теплопередаче. Поэтому энтузиаст решил самостоятельно припаять крышку, предварительно убрав силиконовый клей. Однако эксперимент не удался, так как припой выдавился по краям кристалла. Возможно, именно поэтому Intel и наносит его достаточно толстым слоем, чтобы избежать образования трещин и пустот.
После очистки кристалла и внутренней поверхности крышки процессора на них был нанесён «жидкий металл» Thermal Grizzly Conductonaut. В результате средняя температура всех восьми ядер Core i9-9900K снизилась на немалые 9 °C. В целом этого можно было ожидать, так как данный термоинтерфейс имеет куда лучшую теплопроводность, нежели любые сплавы, применяемые при пайке в промышленных масштабах.
Но на этом эксперименты не прекратились. После ряда измерений оказалось, что у новых процессоров по сравнению с их предшественниками увеличилась толщина подложки (PCB), а также толщина самого кристалла. Причём более чем в два раза.
Поэтому было решено несколько уменьшить толщину кристалла с помощью шлифовки. Ранее Der8auer уже проводил подобный эксперимент. Сначала толщина кристалла Core i5-9600K была уменьшена на 0,15 мм, а затем и на 0,2 мм. Результаты оказались довольно наглядные. Шлифовка кристалла и замена припоя на «жидкий металл» позволили выиграть более 12 °C.
В конце Роман рекомендует подходить к снятию крышки с процессора с большой ответственностью. Рядовым пользователям, пожалуй, не стоит этого делать, ведь новые процессоры и так очень производительны. А вот энтузиастам заменить припой настоятельно рекомендуется.
Intel представила настольные процессоры Comet Lake-S в прошлом месяце. Старт продаж начался 20 мая, однако некоторые модели только сейчас начали появляться в наших магазинах. Сегодня мы обсудим интересный факт про процессоры Intel Core i5 нового поколения, так как они, как оказалось, имеют разный степпинг.
Некоторые модели Intel Core i5 поколения Comet Lake-S могут иметь один из двух степпингов – Q0 или G1. Процессоры со степпингом Q0 изготавливаются путем отбраковки от десятиядерного Intel Core i9-10900K. Плюс данных процессоров в том, что они изготавливаются по современным технологиям и используют припой для охлаждения кристалла. Процессоры со степпингом G1 изготавливаются путем использования шестиядерного кристалла поколения Coffee Lake, которое появилось в 2017 году и, как видим, по сей день активно используется компанией. Минусы данных процессоров в том, что они оснащаются не припоем, а “качественной” термопастой.
Узнать степпинг процессора перед покупкой можно двумя способами: посмотреть на заднюю часть процессора или посмотреть на код SPEC, который расположился на теплораспределительной крышечке процессора. В качестве примера рассмотрим процессор Intel Core i5-10400, так как он имеет оба степпинга.
На задней части процессора со степпингом Q0 SMD-компоненты разделены на две группы, как у процессора Intel Core i9-10900. Если степпинг G1, то SMD-компоненты не поделены на группы и равномерно занимают всю заднюю площадь текстолита. В случае определения степпинга по коду SPEC необходимо обратиться к таблице, в которой указаны коды SPEC и степпинги. Например, на теплораспределительной крышечке указан код SRH3C. Это значит, что у вас процессор Core i5-10400 со степпингом G1, который изготавливается из процессоров линейки Coffee Lake и оснащается термопастой, а не припоем.
Теперь, когда будете приобретать процессор линейки Intel Core i5 поколения Comet Lake, внимательно смотрите на заднюю часть процессора, если OEM-версия, и на код SPEC, если BOX-версия, и постарайтесь приобретать процессор со степпингом Q0, чтобы не испытывать проблем с высокими температурами.
Припой, как все выглядит.
В настоящее время процессоры производятся и имеют внешний вид кремниевой микросхемы. Кремний является основным материалом для создания процессоров, обладая кубической кристаллической решеткой можно создавать идеальные слои на атомном уровне. Таким образом после создания интегральной схемы, на аерхней части подложки будут размещены металлизированные площадки для соединения чипа с печатной платой, припой в виде шариков обеспечит надежность соединения чипа. Сама матрица чипа, будет производить и выделять достаточно большое количество тепла, относительно своих физических размеров, по этому нужен хороший теплоотвод . Одновременно возникает другая проблема в текстолите socket LGA, его толщина всего около 1,17мм (процессор Haswell ), но процессор Skylake имеет толщену текстолита около 0,78 мм. Текстолит будет давать идеальное подключение к контактам LGA в гнезде материнской платы . Главная проблема, как соединить кристалл, изготовленный из кремния и теплораспределительную крышку, произведенную из меди. Медь имеет теплопроводность около 400 Ват, плюс она доступна. Есть много способов все это соединить, но реально мы столкнемся с множеством факторов, самый главный — это максимальная температура которую может выдержать чип кремния и теплопроводность совместимых материалов.
Вся правда о пайке или скальпирование CPU
На рисунке видно как схематично выглядит процессор intel поколений lvy Bridge, Haswell, Skylake. Видно что, подложка соединяется с печатной платой через столбики припоя, которая в конечном итоге соединяет процессор с socket LGA. Виден так называемый не долив, тот что на печатной плате, основание и выступающая часть имеют разные коэффициенты теплового расширения, таким образом недолив защищает процессор от саморазрушения, вызванного разностью коэффициента теплового разрушения. Теплораспределительная крышка будет проводить тепло от подложки к радиатору, который будет крепиться на теплораспределительную крышку сверху. Термоинтерфейс должен быть пластичным и должен компенсировать все движения из-за разности теплового расширения, без повреждений кристалла процессора. В зависимости от типа процессора, между подложкой и теплопроводящей крышкой, можно применять обычную термопасту или припой.
Вся правда о пайке или скальпирование CPU
Читайте также: