Zakaj CPU vedno bolj uporabljajo silikonsko mast namesto spajka za toplotno disipacijo?
Intel vse bolj uporablja silikonsko mast za disipat toploto po IvyBridge, celo draga serija X ni imuna. Čeprav je priročno za navdušenke nad overclockingom, da odprejo naslovnico, imajo navadni potrošniki dvome. Da bi prihranili nekaj dolarjev, serijo na tisoče dolarjev žrtvuje toplotno disipacijo. Je to res primerno? Kateri so razlogi za vse večjo priljubljenost silikonske masti?
Najprej je toplotna difuzijska zmogljivost silikonske masti res inferiornejša od spajkanja, kar je brez dvoma. Ampak CPU silikonska mast ni poceni navadna silikonska mast, prav tako ni zobna pasta, ki se posmehuje mnogim ljudem. Uporaba silikonske masti je res za prihranjevanje stroškov. Ko fokus ni na samem materialu za razsip toplote, obstajajo globlji razlogi. Da bi bolj jasno razumeli načela, ki stojijo za njim, razumemo nekaj osnovnega znanja CPU.
Die na substratu pritrdi skupina črnega polnila Underfill, nato pa premažemo s silikonsko mastjo in nato na pomivalnik toplote. Kot Die ustvarja vse več toplote, in veliko ljudi zdrobiti Umreti, da bi toploto pomivalnik fit Die bližje, Intel začel dodajati zaščitne pokrove in Die za oblikovanje namizja, ki ga vidimo zdaj. Osnovni videz stroja CPU:
INTEGRIRANI TOPLOTNI POSILNIK. To vidimo s srebrnim pokrovom. Nekateri mislijo, da je narejen iz aluminija, v resnici pa je njegov glavni material baker, saj ima baker visoko toplotno prevodnost. Srebrna je, ker je obložena s plastjo niklja. Uporaba niklja kot površine je lahko bolj združljiva s silikonsko mastjo zgoraj:
Material toplotnega vmesnika na bakrenem pokrovu se imenuje TIM1 (Toplotni vmesnik material), toplotna prevodnost pod bakrenim pokrovom pa se je nekoč imenovala TIM2. Baker pokrov lahko prinese toploto Die na večje območje, in prinese toploto v večji toplotni pomivalni sistem (Toplotni pomivalnik) skozi TIM1, da bi olajšali toplotno disipacijo.
Še huje je, da bodo mehurčki v spajkah, ki so nevidni golim očesom, zelo poslabšali to deformacijo. Z uporabo CPU, razpoke, ki se lahko pojavijo v spajkalniku, bo tudi poogrožen ta učinek. Tako kot bo železniška proga zapustila širitvene spoje, lahko silikonska mast TIM2 povezava pusti medpomnilnik prostora za Die in bakra pokrov z različnimi razmerji širitve, s čimer se odpravi ta nevarnost. Večji Die lahko bolje širi toploto na substrat in IHS, deformacija na enoto območje pa je tudi majhna. Mali Die bo ta pojav še poslabšal in ga naredil bolj podložnega težavam.
Spajkanje je zelo težko, in kako spajkati silicon material na bakreno pokrov je velik problem. Material je treba obdelati večkrat, da se zagotovi učinkovito prileganje:
Kljub temu bo spajka negativno vplivala na donosne in proizvodne stroške. Skupaj z večjo težavnostjo spajkanja, ki jo povzroča povečanje gostote toplote, proizvajalci čipov ne čakajo, da bi našli alternative. Tako vidimo, da od IvyBridge, Die postane zelo majhna, silikonska mast TIM2 je na mizi in uporablja vse več in več. Uporaba silikonske masti za to, da TIM2 ne vpliva na splošne uporabnike. Vse CPU delujejo zelo dobro v okviru TDP, kar je zagotovljeno z embalažo in testiranjem. Hkrati zmanjšuje stroške in tveganja, zakaj ne bi?
Za overclockerje silikonska mast TIM2 omogoča enostavno odpiranje pokrova. Različne tim2 materiale lahko preizkusite sami, v kombinaciji z močnim sistemom za razsip toplote, ki lahko izzove višje frekvence, kar je tudi dobra stvar. Vendar je treba splošne uporabnike opozoriti, da po odprtju pokrova ni garancije, visoka temperatura pa vpliva na življenje, zato morajo biti prevideni.
