Γιατί οι CPU χρησιμοποιούν όλο και περισσότερο λίπος σιλικόνης αντί για συγκόλληση για διασκεδασμό θερμότητας;

Η Intel χρησιμοποιεί όλο και περισσότερο λίπος σιλικόνης για να διαχέει θερμότητα μετά το IvyBridge και ακόμη και η ακριβή σειρά X δεν είναι ανοσία. Ενώ είναι βολικό για τους λάτρεις του overclocking να ανοίξουν το κάλυμμα, οι απλοί καταναλωτές έχουν αμφιβολίες. Για να εξοικονομήσει μερικά δολάρια, η σειρά υψηλών προδιαγραφών χιλιάδων δολαρίων θυσιάζει τη διάχυση της θερμότητας. Είναι πρέπον αυτό; Ποιοι είναι οι λόγοι για την αυξανόμενη δημοτικότητα του λίπους σιλικόνης;

Πρώτα απ 'όλα, η θερμική απόδοση διάχυσης του λίπους σιλικόνης είναι πράγματι κατώτερη από τη συγκόλληση, η οποία είναι αναμφισβήτητη. Αλλά το λίπος σιλικόνης CPU δεν είναι φθηνό συνηθισμένο λίπος σιλικόνης, ούτε είναι η οδοντόκρεμα που πολλοί άνθρωποι γελοιοποιούν. Η χρήση γράσου σιλικόνης είναι πράγματι για την εξοικονόμηση κόστους. Όταν η εστίαση δεν είναι στο ίδιο το υλικό διάχυσης θερμότητας, υπάρχουν βαθύτεροι λόγοι. Για να κατανοήσουμε πιο καθαρά τις αρχές πίσω από αυτό, ας κατανοήσουμε κάποιες βασικές γνώσεις της CPU.

Ο κύβος στερεώνεται στο υπόστρωμα από μια ομάδα μαύρου πληρωτικού Underfill και στη συνέχεια επικαλύπτεται με γράσο σιλικόνης και στη συνέχεια στο νεροχύτη θερμότητας. Καθώς το Die παράγει όλο και περισσότερη θερμότητα και πολλοί άνθρωποι συνθλίβουν το Die για να κάνουν τον ψύκτρα να ταιριάζει, η Intel άρχισε να προσθέτει προστατευτικά καλύμματα και να die για να σχηματίσει την επιφάνεια εργασίας που βλέπουμε τώρα. Η βασική εμφάνιση της CPU του μηχανήματος:

IHS: Ενσωματωμένος διασκορπιστής θερμότητας. Είναι αυτό που βλέπουμε με το ασημένιο καπάκι. Μερικοί άνθρωποι πιστεύουν ότι είναι κατασκευασμένο από αλουμίνιο, αλλά στην πραγματικότητα το κύριο υλικό του είναι ο χαλκός, επειδή ο χαλκός έχει υψηλή θερμική αγωγιμότητα. Είναι ασήμι επειδή είναι επικαλυφμένο με ένα στρώμα νικελίου. Η χρήση νικελίου ως επιφάνειας μπορεί να είναι πιο συμβατή με το λίπος σιλικόνης παραπάνω:

Το υλικό θερμικής διεπαφής στο κάλυμμα χαλκού ονομάζεται TIM1 (Υλικό Θερμικής Διεπαφής) και η θερμική αγωγιμότητα κάτω από το κάλυμμα χαλκού ονομαζόταν κάποτε TIM2. Το κάλυμμα χαλκού μπορεί να φέρει τη θερμότητα die σε μια μεγαλύτερη περιοχή, και να φέρει τη θερμότητα σε ένα μεγαλύτερο σύστημα ψύγων θερμότητας (ψύκτες θερμότητας) μέσω TIM1 για να διευκολύνει το διασκεδασμό θερμότητας.

Το χειρότερο είναι ότι οι φυσαλίδες που παραμένουν στη συγκόλληση που είναι αόρατες με γυμνό μάτι θα επιδεινώσουν σημαντικά αυτή την παραμόρφωση. Με τη χρήση της CPU, οι ρωγμές που μπορεί να εμφανιστούν στη συγκόλληση θα επιδεινώσουν επίσης αυτό το αποτέλεσμα. Ακριβώς όπως η σιδηροδρομική γραμμή θα αφήσει τις ενώσεις επέκτασης, η σύνδεση λίπους σιλικόνης TIM2 μπορεί να αφήσει ένα ρυθμιστικό χώρο για το Die και το κάλυμμα χαλκού με διαφορετικές αναλογίες επέκτασης, εξαλείφοντας έτσι αυτόν τον κίνδυνο.  Ένας μεγαλύτερος κύβος μπορεί να απλώσει καλύτερα τη θερμότητα στο υπόστρωμα και το IHS, και η παραμόρφωση ανά περιοχή μονάδων είναι επίσης μικρή. Το μικρό Die θα επιδεινώσει αυτό το φαινόμενο και θα το καταστήσει πιο επιρρεπές σε προβλήματα.

Η σύνδεση συγκόλλησης είναι πολύ δύσκολη και πώς να συγκολλήσει το υλικό πυριτίου στο κάλυμμα χαλκού είναι ένα μεγάλο πρόβλημα. Το υλικό πρέπει να υποβληθεί σε επεξεργασία πολλές φορές για να εξασφαλιστεί η αποτελεσματική εφαρμογή:

Ωστόσο, η συγκόλληση θα έχει αρνητικό αντίκτυπο στο κόστος απόδοσης και παραγωγής. Σε συνδυασμό με την αυξημένη δυσκολία της διαδικασίας συγκόλλησης που προκαλείται από την αύξηση της πυκνότητας θερμότητας, οι κατασκευαστές τσιπ δεν περιμένουν να βρουν εναλλακτικές λύσεις. Έτσι βλέπουμε ότι από το IvyBridge, το Die γίνεται πολύ μικρό, το λίπος σιλικόνης TIM2 είναι στο τραπέζι και χρησιμοποιείται όλο και περισσότερο. Η χρήση γράσου σιλικόνης για την πραγματοποίηση του TIM2 δεν επηρεάζει τους γενικούς χρήστες. Όλες οι CPU λειτουργούν πολύ καλά εντός του TDP, το οποίο διασφαλίζεται από τη συσκευασία και τις δοκιμές. Ταυτόχρονα, μειώνει το κόστος και τους κινδύνους, οπότε γιατί να μην το κάνουμε;

Για τα overclockers, το λίπος σιλικόνης TIM2 διευκολύνει το άνοιγμα του καπακιού. Μπορείτε να δοκιμάσετε διάφορα υλικά TIM2 μόνοι σας, σε συνδυασμό με ένα ισχυρό σύστημα διάχυσης θερμότητας, το οποίο μπορεί να προκαλέσει υψηλότερες συχνότητες, κάτι που είναι επίσης καλό. Ωστόσο, οι γενικοί χρήστες θα πρέπει να υπενθυμίζουν ότι δεν υπάρχει εγγύηση μετά το άνοιγμα του καλύμματος και η υψηλή θερμοκρασία επηρεάζει τη διάρκεια ζωής, επομένως θα πρέπει να είναι προσεκτικοί.