Varför använder processorer i allt större utsträckning silikonfett istället för löd för att avleda värme?
Intel använder allt mer silikonfett för att avleda värme efter IvyBridge, och även den dyra X-serien är inte immun. Även om det är bekvämt för överklockningsentusiaster att öppna locket, tvivlar vanliga konsumenter. För att spara några dollar, offrar den avancerade serien på tusentals dollar värmeavledning. Är detta verkligen lämpligt? Vilka är orsakerna till den ökande populariteten för silikonfett?
Först och främst är den termiska diffusionsprestandan för silikonfett verkligen sämre än löd, vilket är utom tvivel. Men CPU-silikonfett är inte billigt vanligt silikonfett, och det är inte heller tandkrämen som många förlöjligar. Användningen av silikonfett är verkligen för att spara kostnader. När fokus inte ligger på själva värmeavledningsmaterialet finns det djupare skäl. För att förstå principerna bakom det tydligare, låt's förstå lite grundläggande kunskap om CPU.
Munstycket fixeras på underlaget av en grupp svart filler Underfill och beläggs sedan med silikonfett och sedan på kylflänsen. Eftersom Die genererar mer och mer värme, och många människor krossar Die för att få kylflänsen att passa Die närmare, började Intel lägga till skyddsöverdrag och Die för att bilda skrivbordet vi ser nu. Det grundläggande utseendet på maskinens CPU:
IHS: Integrerad värmespridare. Det är vad vi ser med silverlocket. Vissa tror att den är gjord av aluminium, men i själva verket är dess huvudmaterial koppar, eftersom koppar har hög värmeledningsförmåga. Det är silver eftersom det är belagt med ett lager av nickel. Att använda nickel som yta kan vara mer kompatibelt med silikonfettet ovan:
Det termiska gränssnittsmaterialet på kopparhöljet kallas TIM1 (Thermal Interface Material), och värmeledningsförmågan under kopparhöljet kallades en gång TIM2. Kopparlocket kan föra värmen från Die till ett större område och föra värmen till ett större kylflänssystem (Heat Sink) genom TIM1 för att underlätta värmeavledning.
Vad'är värre är att de bubblor som finns kvar i lödningen och som är osynliga för blotta ögat kommer att förvärra denna deformation avsevärt. Med användning av processorn kommer sprickorna som kan uppstå i lodet också att förvärra denna effekt. Precis som tågspåret kommer att lämna expansionsfogar, kan silikonfettet TIM2-anslutningen lämna ett buffertutrymme för stansen och kopparhöljet med olika expansionsförhållanden, och därmed eliminera denna fara. En större dyna kan bättre sprida värmen till substratet och IHS, och deformationen per ytenhet är också liten. Den lilla Die kommer att förvärra detta fenomen och göra det mer benäget för problem.
Lödanslutningen är mycket svår, och hur man löder kiselmaterialet på kopparhöljet är ett stort problem. Materialet måste bearbetas många gånger för att säkerställa effektiv passform:
Trots det kommer lödning att ha en negativ inverkan på utbyte och produktionskostnader. Tillsammans med den ökade svårigheten för lödningsprocessen som orsakas av den ökade värmedensiteten, väntar inte chiptillverkarna på att hitta alternativ. Så vi ser att sedan IvyBridge blir Dien väldigt liten, silikonfettet TIM2 har legat på bordet och använts mer och mer. Att använda silikonfett för att göra TIM2 har ingen effekt på vanliga användare. Alla processorer fungerar mycket bra inom TDP, vilket garanteras av paketering och testning. Samtidigt minskar det kostnader och risker, så varför inte göra det?
För överklockare gör silikonfettet TIM2 det enkelt att öppna locket. Du kan prova olika TIM2-material på egen hand, kombinerat med ett starkt värmeavledningssystem, vilket kan utmana högre frekvenser, vilket också är bra. Men allmänna användare bör påminnas om att det inte finns någon garanti efter att locket har öppnats, och hög temperatur påverkar livslängden, så de bör vara försiktiga.
