Hvorfor bruker prosessorer i økende grad silikonfett i stedet for loddemetall for å spre varme?

Intel bruker i økende grad silikonfett for å spre varme etter IvyBridge, og selv den dyre X-serien er ikke immun. Selv om det er praktisk for overklokkingsentusiaster å åpne dekselet, er vanlige forbrukere i tvil. For å spare noen få dollar, ofrer high-end-serien på tusenvis av dollar varmespredning. Er dette virkelig passende? Hva er årsakene til den økende populariteten til silikonfett?

For det første er den termiske diffusjonsytelsen til silikonfett faktisk dårligere enn loddetinn, noe som er hevet over tvil. Men CPU-silikonfett er ikke billig vanlig silikonfett, og det er heller ikke tannkremen som mange latterliggjør. Bruken av silikonfett er faktisk for å spare kostnader. Når fokus ikke er på selve varmeavledningsmaterialet, er det dypere grunner. For å forstå prinsippene bak det klarere, la's forstå litt grunnleggende kunnskap om CPU.

Dysen festes på underlaget med en gruppe svart filler Underfill, og deretter belagt med silikonfett og deretter på kjøleribben. Ettersom Die genererer mer og mer varme, og mange mennesker knuser Die for å få kjøleribben til å passe Die nærmere, begynte Intel å legge til beskyttende deksler og Die for å danne skrivebordet vi ser nå. Det grunnleggende utseendet til maskinens CPU:

IHS: Integrert varmespreder. Det er det vi ser med sølvlokket. Noen tror det er laget av aluminium, men faktisk er hovedmaterialet kobber, fordi kobber har høy varmeledningsevne. Det er sølv fordi det er belagt med et lag nikkel. Å bruke nikkel som overflate kan være mer kompatibel med silikonfettet ovenfor:

Det termiske grensesnittmaterialet på kobberdekselet kalles TIM1 (Thermal Interface Material), og den termiske ledningsevnen under kobberdekselet ble en gang kalt TIM2. Kobberdekselet kan bringe varmen fra Die til et større område, og bringe varmen til et større varmeavledersystem (Heat Sink) gjennom TIM1 for å lette varmeavledning.

Det som'er verre er at boblene som er igjen i loddingen som er usynlige for det blotte øye, vil forverre denne deformasjonen betraktelig. Ved bruk av CPU vil sprekkene som kan oppstå i loddet også forverre denne effekten. Akkurat som togsporet vil etterlate ekspansjonsfuger, kan silikonfettet TIM2-forbindelsen etterlate en bufferplass for dysen og kobberdekselet med forskjellige ekspansjonsforhold, og dermed eliminere denne faren. En større Die kan bedre spre varmen til underlaget og IHS, og deformasjonen per arealenhet er også liten. Den lille Die vil forverre dette fenomenet og gjøre det mer utsatt for problemer.

Loddeforbindelsen er veldig vanskelig, og hvordan man lodder silisiummaterialet til kobberdekselet er et stort problem. Materialet må behandles mange ganger for å sikre effektiv passform:

Likevel vil loddetinn ha en negativ innvirkning på utbytte og produksjonskostnader. Sammen med den økte vanskeligheten med loddeprosessen forårsaket av økningen i varmetetthet, venter ikke brikkeprodusenter på å finne alternativer. Så vi ser at siden IvyBridge blir Dien veldig liten, silikonfettet TIM2 har vært på bordet og brukt mer og mer. Å bruke silikonfett for å lage TIM2 har ingen effekt på vanlige brukere. Alle CPUer fungerer veldig bra innenfor TDP, som er garantert av pakking og testing. Samtidig reduserer det kostnader og risiko, så hvorfor ikke gjøre det?

For overklokkere gjør silikonfettet TIM2 det enkelt å åpne lokket. Du kan prøve ulike TIM2-materialer på egenhånd, kombinert med et sterkt varmeavledningssystem, som kan utfordre høyere frekvenser, noe som også er bra. Vanlige brukere bør imidlertid minnes på at det ikke er noen garanti etter åpning av dekselet, og høy temperatur påvirker levetiden, så de bør være forsiktige.