Процессор с открытым кристаллом это как
Обновлено: 03.07.2024
Всё описанное ниже автор делал на свой страх и риск, и если найдутся повторители, то будут делать так же.
Эх, набрал текст и удалил . Вторая попытка.
Началось всё с вынужденной смены материнской платы с Epox EP-9GF6100-M на MSI K8N Neo 4F. Как бы ни был хорош Epox, он перестал быть полностью работоспособным. Разгон после смены МП упал с 2,7@1,75v до 0%. Так же реакция на напряжение, подаваемое на процессор, была несколько странной. Повышение напряжения мало улучшало частотный потолок, я уже всерьёз подумал о деградации ядра, что не было бы чудом при 1,75v на воздухе. Резкие «взлёты» температуры при нагрузке до 75С я списывал на глюки софта. Насторожила же меня разница в температурах «Процессор» и «Процессор-диод» Хотя видимо первый датчик мало за что отвечает. Закралась мыслю о плохом контакте крышки и ядра процессора. Не долго думая, решил я вскрыть процессор. Давно меня тревожила эта мысль, а тут ещё и повод подвернулся
Для начала необходимо обзавестись артефактом «Бритва НЕВА 0,1мм» Без которого сложно будет аккуратно произвести данные манипуляции. Канцелярские ножи, для самого процесса вскрытия не подходят из за чрезмерной толщины лезвия, по крайней мере у меня не получалось засунуть его под крышку.
В общем, понеслось. Взяв в руки процессор, я сразу понял, что это грозит отвалом, отрывом или в лучшем случае просто гнутыми ножками. Подумав, достал нерабочую Mb с тем же сокетом и вставил туда процессор. Теперь я был спокоен за все 939 его конечностей…
Начинается всё с угла. Лезвие аккуратно вводится перпендикулярно диагонали процессора на 3-5мм, затем проводится по ребру и так по всему периметру.
(кликните по картинке для увеличения)
После чего в случае если крышка не припаяна, она легко отваливается и нашему взору предстаёт ядро процессора.
(кликните по картинке для увеличения)
Собственно, а зачем она там вообще была? - спросит кто-нибудь. Не только для удобного нанесения маркировки, а так же для распределения тепла от небольшого по размерам ядра. Ещё для предотвращения сколов кристалла, при установке, снятии радиатора охлаждения. Вспомнить бы хотя бы А ХР. Да и Epox EP-9GF6100-M погибла от множественных сколов чипсета.
(кликните по картинке для увеличения)
Получив горький опыт, я осознал, что оставлять кристаллы в таком виде нельзя. Поэкспериментировав с различными материалами и формами, я остановился на простом и эффективном решении: Кристалл окружается по периметру бортиком из изоленты. Вокруг ядра наклеивается в несколько слоёв изолента. Количество слоёв зависит от высоты кристалла и толщины самой изоленты. Бортик должен находиться на уровне ядра. В моём арсенале есть изолента толщиной 0,1-0,7мм. Также при обеспечении очень сильного прижима можно делать бортик немного выше ядра, т.к при сильном прижиме слой изоленты деформируется. В общем лучше один раз увидеть, чем долго и нудно читать.
Вот такая нехитрая манипуляция позволяет обезопасить дорогой сердцу кусочек кремния.
После установки радиатора на процессор система не могла продержаться в БИОСе и 1й минуты… На лицо было отсутствие прижима…
Но! После осмотра выяснилось что крепёжная рамка упирается в боковые ТТ куллера, с чего следует что снятие крышки не было прямым решением данной проблемы. Но вооружившись дремелем я доработал крепёжную рамку так что ТТ больше ни чего не мешало.
Немного загнув крепление Ниньзи я смог обеспечить полноценный прижим.
При снятии крышки толщина процессора уменьшается, что требует доработки крепления.
Итог что мы получаем при снятии крышки:
+ Уменьшение температуры на 10С в нагрузке
+ Уменьшение количества посредников в цепи теплопередпчи
+ «Идеально ровная поверхность»
+ Крышка процессора на брелок
Особенности
- Необходимость доработки крепления в связи с уменьшившейся толщиной процессора
- Невозможность использования куллеров с технологией прямого контакта*
- Опасность скола ядра**
_____________________________
* - Возможность есть но эффективность и безопасность данных экспериментов сомнительна
** - При грамотном подходе минимальна
============================
17,03,11
Процессор умер, сгорел. обуглился и взорвался.
Крышка была на кристале и видимо коприкасалась с окружением. Что создало КЗ. Вот так-то. Это означет, что при начичии на подложке элементов кроме кристала, Необходимо тщательнейшим образом обеспечить физическую и электрическую безопасноть этих элементов
Задумывались ли вы зачем на процессорах нужны металлические крышки, скрывающие под собой микросхему-кристалл? Кто-то верит, и убеждает других в том, что она лучше отводит тепло , снижая нагрев, а кто-то - в защиту от скола хрупкого кремния. Давайте подискутируем на эту тему в комментариях, а пока я расскажу свою точку зрения.
Теплораспределительная крышка лучше охлаждает процессор
Бытует мнение, что крышка лучше забирает тепло от кристалла и отдает его радиатору системы охлаждения. На самом деле это не так. Убедиться в этом можно взяв в пример десктопный Intel Core i7-8700 с 65 Вт TDP и мобильный Intel Core i7-8705G с аналогичным показателем: один закрыт металлом, а другой нет. Если бы этот миф был правдой, то на ноутбуках не использовали бы открытые процессоры, так как в них большая проблема с охлаждением.
Второй способ - найти тестирования процессоров с крышкой и без неё.
Позволю себе спойлернуть - разница в температурах будет 1-4 градусов, в пользу открытого кристалла.
Крышка защищает процессор от сколов кристалла
В утверждении, что крышка защищает кристалл процессора от сколов есть частичка правды. Не все домашние сборщики компьютеров проявляют аккуратность в установке комплектующих. Зачастую, по незнанию и определенного опыта работы, могут сильно прижать кулер под углом, либо уронить его на поверхность процессора - это в них не вызывает ни грамма ужаса последствий.
Справедливости ради, стоит отметить, что чтобы отколоть часть кристалла понадобится доля "неудачи" и сила воздействия.
Крышка процессора распределяет вес системы охлаждения по всей поверхности микросхемы
С развитием технологий, мощности вычислительной техники возрастают в разы, требуя при этом больше электричества. Как следствие, возрастает тепловыделение, что заставляет улучшать показатели системы охлаждения путем увеличения площади рассеивания (размеры радиатора) и активных систем (вентиляторов), повышая тем самым общий вес. Но это лишь часть беды - самое плохое в утончении и ухудшении свойств текстолита под кристаллом, который при высокой температуре и давлении на него начинает гнуться, обрывая в своих слоях токоведущие проводники. Металлическая крышка же, распределяет нагрузку на всю площадь микросхемы , не давая кулеру давить в одну точку - пластину кремния.
Цель термопасты — эффективно передать тепло от горячего процессора или видеочипа к радиатору кулера, чтобы тот его рассеял. При этом теплопроводные свойства термопасты ощутимо меньше, чем у большинства металлов, но все же гораздо выше, чем у воздуха. Отсюда вытекает простой вывод: наносить термопасту нужно тонким ровным слоем без пустот.
Очевидно, что всякие художества на крышке процессора этого могут и не обеспечить: например, банальная капля в центре может оставить края CPU неприкрытыми, потенциально уменьшая площадь, с которой может забираться тепло, и тем самым увеличивая температуру камня. Про всякие кружочки, квадратики и прочие произведения искусства и говорить нечего — могут получиться пустоты вообще в центре крышки, а вы будете долго гадать, почему ваш процессор под мощной башней с дорогой термопастой греется до 100 градусов.
Так что если вы хотите избежать проблем с этим — найдите ненужную кредитку или другую пластиковую карту, и аккуратно размажьте термопасту тонким слоем по всей крышке. Долго, скажете вы? Ну, зато точно не придется вновь разбирать ПК из-за перегрева, дабы уже нормально нанести хладомазь.
Миф №2. Дорогая термопаста позволит сэкономить на кулере
Как я уже писал, цель термопасты — это эффективно передать тепло от крышки CPU радиатору кулера. Да, разумеется дорогие термопасты с более высокой теплопроводностью будут делать это лучше, но они никак не помогут охладить горячий камень, если не справляется сам кулер, так как именно последний отвечает за охлаждение.
Поэтому увы, но Arctic MX4 не поможет боксовому кулеру охладить Core i9 — сей кусок алюминия быстро нагреется и процессор начнет троттлить. Поэтому в любом случае берите охлаждение, максимальный уровень рассеиваемого тепла которого выше TDP вашего процессора.
Миф №3. Термопасты — это мировой заговор: что у процессора, что у радиатора контактные поверхности гладкие, так что хладомазь не нужна.
Гладкие они только для наших глаз, а вот под микроскопом они будут похожи на типичную российскую дорогу, всю в колдобинах и ямах. Поэтому если не использовать термопасту, то площадь контакта подошвы кулера и крышки процессора будет ощутимо меньше последней, а в пустотах между ними будет скапливаться воздух с очень низкой теплопроводностью. Термопаста для того и нужна, чтобы заполнить собой эти полости, ведь она передает тепло куда лучше, чем воздух.
Разумеется, если у вас стоит какой-нибудь Celeron под мощным суперкулером, то скорее всего даже небольшой площади контакта действительно хватит, чтобы охладить процессор. Но если мы берем реальные системы, то термопаста нужна в обязательном порядке — в противном случае вы рискуете получить под 100 градусов на CPU даже на рабочем столе.
Миф №4. Дорогие термопасты не нужны, я всю жизнь мажу КПТ-8 и проблем не знаю.
Все очень сильно зависит от процессора. Если у вас простой чип с 2-4 ядрами и низкими частотами, то поток тепла через крышку будет низок, и даже различные графитовые смазки вполне справятся с поставленной задачей. Но если мы берем различные Core i9 или Ryzen 9, которые имеют реальные TDP под нагрузкой нередко больше 200 Вт, неэффективная термопаста просто не сможет передать такой поток тепла с крышки на радиатор, из-за чего CPU будет греться больше.
Вот и получается, что в случае с дешевыми кулерами дорогая высокоэффективная термопаста не поможет, а в случае с мощными системами охлаждения дешевая термопаста все испортит. Насколько сильно? Разница может составлять до 4-5 градусов. Конечно, в играх это не критично, но например в рабочих задачах процессоры нередко могут греться до 90 градусов, и тут такая разница может быть фатальной.
Так что если учесть, что разница между граммовыми шприцами с дешевой и дорогой термопастами нередко составляет всего несколько сотен рублей, при сборке дорогого ПК уж точно не стоит экономить на хладомази.
Миф №5. Термопаста — прошлый век, нужно наносить жидкий металл.
Безусловно, жидкий металл крут, Т-1000 не подвержен механическому разрушению, его повреждённые части быстро восстанавливаются… Огнестрельное оружие и взрывчатые вещества против него оказываются бесполезными, а это не от туда.
Термоинтерфейс из жидкого металла плавится при температуре ниже комнатной, из-за чего вы в прямом смысле того слова можете держать в руках расплав. И разумеется его теплопроводные свойства нередко на порядок выше, чем у лучших термопаст — получается, что и температура процессора с ним должна быть ниже?
Не совсем. Жидкий металл действительно снижает температуру там, где нужно передать большое количество тепла с маленькой площади — например, с кристалла процессора на крышку. Поэтому скальпирование процессоров с терможвачками под крышкой и замена так называемого пластичного термоинтерфейса на жидкий металл действительно имеет смысл: площадь кристалла CPU в несколько раз меньше площади крышки, а передать нужно нередко пару сотен ватт тепла. Поэтому в таком случае жидкий металл с крайне высокой теплопроводностью может снизить конечную температуру процессора нередко на внушительные 15-20 градусов.
А вот просто втирать жидкий металл в крышку процессора смысла нет — в сравнении с хорошей термопастой вы выиграете от силы 1-2 градуса. Почему? Все просто — сама крышка процессора достаточно большая, и снять с нее те же пару сотен ватт гораздо проще, чем с небольшого кристалла. И в таком случае с передачей тепла отлично справляются и термопасты, жидкий металл оказывается избыточен и даже вреден.
Почему вреден? Во-первых, жидкий металл отлично проводит ток. Так что если вы при его нанесении случайно капнете на плату, или он выдавится из-под радиатора и попадет в сокет — вы в лучшем случае пойдете за новым CPU, в худшем еще и за материнкой.
Во-вторых, жидкий металл химически активен — одна его капля всего за сутки может превратить прочный алюминиевый радиатор в труху: вы в прямом смысле слова сможете крошить его пальцами. С медью процесс схож, но идет гораздо медленнее. Однако в течение года вы скорее всего увидите, что температура процессора снова выросла, а сняв радиатор заметите следы черного сплава на медном основании вашего кулера.
Поэтому использовать жидкий металл можно только в прошлом, чтобы убить Джона Коннора и с кулерами, имеющими никелированное основание: никель никак не реагирует с индием и галлием в составе этого термоинтерфейса, поэтому даже через несколько лет никаких проблем с температурой и прочностью кулера у вас не будет.
Миф №6. Термопасту нужно менять раз в год.
И совет тут прост — менять термопасту стоит только в том случае, если температура CPU или GPU выросла, а чистка радиатора не помогает. В профилактической замене хладомази каждый год смысла нет никакого.
Миф №7. Термопасты, идущие в комплекте с кулерами, плохого качества и их нужно стирать или выкидывать.
В данном случае сложно сказать, откуда идет миф. Возможно, его придумали разочарованные пользователи, купившие дешевые бруски алюминия с нанесенной термопастой в пару к горячим Core i7 или Ryzen 7 и получившие в результате высокие температуры при работе. Однако, как я уже объяснил, термопаста на крышке неспособна сильно влиять на температуру CPU, поэтому винить в данном случае стоит имеенно плохой кулер, а не некачественную хладомазь.
Что касается качества комплектных термопаст, то обычно они соответствуют уровню кулера: очевидно, что к простому народному GAMMAXX 200T никто не поставит в пару 16-ядерный Ryzen 9 5950X, а такой же народный Ryzen 3 3100 не настолько горяч и жорист, чтобы недорогая комплектная термопаста играла тут хоть какую-то роль.
Миф №8. Термопаста в шприце густая и плохо мажется? Значит, она низкокачественная или неправильно хранилась, использовать ее не стоит.
Видимо, такие советы дают люди, всю жизнь использовавшие КПТ-8, которая действительно достаточно жидкая. На деле в термопастах используются различные оксиды металлов — например, цинка или алюминия, и связующие их масла с низкой испаряемостью. И, разумеется, от концетрации входящих веществ сильно зависит получаемая вязкость термопасты.
Так что на деле густая и плохо мажущаяся хладомазь вовсе не является плохой — просто ее производитель выбрал такой состав. Причем нередко такие термопасты оказываются более энергоэффективными, чем более жидкие, потому что в них меньше плохо проводящих тепло масел. Так что главное нанести такую термопасту правильно, не бросив процесс на пол пути.
Миф №9. Зачем нужны термопасты за несколько сотен рублей, когда есть зубная паста аквафреш за полтинник?
О, эта зубная паста, о которой не говорил только ленивый. И ведь она частенько работает — даже у нас в обзоре RTX 3080 температуры с ней оказались сравнимыми с заводской термопастой на далеко не самой дешевой видеокарте линейки ASUS TUF. Так почему же зубная паста действительно работает?
Все просто потому что в ней содержится ментол! Шучу конечно — она, как и любая термопаста, заполняет собой неровности. При этом вода в ней, очевидно, проводит тепло гораздо лучше воздуха, а ее теплоемкость вообще близка к рекордной. Поэтому зубная паста действительно может показать себя на уровне неплохой термопасты — но только до тех пор, пока не испарится вода.
А произойдет это при рабочих температурах в 60-80 градусов максимум за сутки, и в результате зубная паста превратится в зубной порошок, теплопроводные свойства которого крайне сомнительны. При этом масла в термопастах, очевидно, куда более долговечные. Так что да, в кратковременных тестах зубная паста действительно тащит, но уже через несколько часов вы поймете, что экономить на термопасте не стоило.
Как видите, мифов о термопастах хватает, и, мы надеемся, развеяли большинство самых популярных из них. Знаете какие-либо еще? Пишите о них в комментариях.
Я попытался совместить в одной конструкции хороший теплоотвод, компактность и простоту установки.
Процессор QNCT имеет 6 ядер / 12 потоков, работает на базовой частоте 2.0 гигагерца, автоматически в турбобусте разгоняется до 3.6гигагерц на одно ядро или 3.1 гигагерц на все, вручную — до 3.3 гигагерц через BIOS или программу Intel XTU. При этом его TDP составляет 45 Вт,, а производительность достаточна для полного использования возможностей видеокарт уровня GTX1070/1080.
Практически идеальный вариант для домашнего ПК, но, естественно, без подводных камней тут не обошлось:
Процессоры требовательны к материнским платам. Меньше всего проблем возникает с платами от Gigabyte. На чипсетах B360, H310, H370, Q370 и Z390 на данный момент склейки не запускаются из-за особенностей устройства BIOS. Также существуют некоторые ограничения по конструкции и весу применимых систем охлаждения — они должны быть со сплошным металлическим основанием и как можно более лёгкими.
Меня все эти сложности не испугали, и я оформил заказ.
Посылка была упакована в коробочку из гофрокартона, доехала за 2 недели.
Полезное содержимое посылки — пластмассовая коробочка, в которой лежат прижимная рамка, 6 винтов для её крепления и завёрнутый в салфетку процессор, и две отвёртки Torx разного размера. Упаковочную плёнку-пупырку я фотографировать не стал:)
Процессор-бутерброд, вид сверху. Кристалл заклеен каптоновым скотчем для защиты от повреждений — не забудьте снять скотч перед установкой кулера.
Он же, вид снизу:
Вот этот усеянный контактными площадками квадратик входит в разъём на материнской плате, а всё остальное там не помещается, почему и пришлось делать специальную рамку. Для сравнения — рядом лежит обычный процессор под Socket 1151:
Установка данного процессора состоит из двух этапов.
На первом этапе выполняется доработка BIOS материнской платы, так как инженерные процессоры требуют корпоративную версию Intel ME и отказываются запускаться на пользовательской(именно поэтому процессорные склейки не поддерживаются системами на чипсетах B360, H310, H370, Q370 и Z390 — они используют ME 12.x, корпоративной версии которого в открытом доступе нет, снизить версию МЕ до 11.х невозможно). По замыслу разработчиков это одна из ступеней защиты от перепродажи таких процессоров на рынке, но прошивки тестовых материнских плат уже утекли в Интернет, расковырены и написаны специальные программы для автоматизации доработки пользовательских прошивок.
ME — обязательно Corporate, в противном случае инженерный процессор не запустится. Версия подбирается опытным путём, но необходимо помнить, что доступное место ограничено. Некоторые материнские платы (особенно Асус) требуют только версию 11.7. Опция Enabled / Disabled под выбором МЕ отключает его через HAP-bit В большинстве случаев ME необходимо отключить, но некоторые материнки не стартуют с выключенным МЕ. MSI будет выводить предупреждение об отключении МЕ, но на дальнейшую работу это не повлияет.
Vbios+GOP — обновить до последней версии. Иначе плата не запустит видеоядро процессора и не стартует (либо не будет работать встроенная графика).
Микрокод — для QNCT нужен микрокод 906EA DE, отмечаем его в списке обязательно; те микрокоды, которые уже есть в прошивке и/или желаемые для других процессоров — по желанию. В итоговом образе будет только отмеченное — регион при доработке перезаписывается полностью.
Серийный номер/MAC/UUID в Personal Data можно ввести вручную Ваши, или программа может найти их найдет автоматически в дампе BIOS. В принципе для работоспособности некритично…
Сохранять готовый образ только в формате *.bin для прошивки программатором. Даже для Asus. Особенно для Asus -с ним без программатора никуда.
Он обеспечивает питание вентиляторов постоянным током, напряжение которого зависит от коэффициента заполнения управляющего сигнала. При этом сохраняется корректная работа встроенного таходатчика.
Детали блока управления:
Маломощные биполярные транзисторы VT1, VT2 — типа MMBT3904 (маркировка 1N, *1A, 1AM, pO4, wO4) — можно снять со старых материнских плат.
VT3 — P-канальный МОП-транзистор (p-MOS) на 25-30 В в корпусе SO-8. Я использовал TPC8126 — можно снять с платы контроллера АКБ ноутбука.
Диод VD2 — Шоттки SS12 (1 А, 20 В). Конденсаторы C1 и C2 — 47-100 мкФ 16-20 В, желательно малогабаритные, танталовые,.
Дроссель L1- гантелька, на 500 мкГн, рабочий ток не менее 1,5 А и сопротивлением по постоянному току не более 0,5 Ом — можно найти на плате старого струйного принтера или в слаботочном канале блока питания АТХ.
Предохранитель F1 SMD исполнения на ток срабатывания 1,5..2 А, можно снять со старой материнской платы.
Плату я решил выцарапать резаком из ножовочного полотна. Но есть и шаблон для ЛУТ.
Оказалось важным не переборщить с индуктивностью дросселя, иначе управление работать не будет.
Готовая плата:
Приклеиваем плату к рамке-адаптеру двухсторонним скотчем:
Зависимость напряжения на вентиляторе(голубая линия) от сигнала управления скоростью вращения(жёлтая линия):
Зависимость напряжения питания вентилятора от коэффициента заполнения PWM сигналу управления скоростью вращения.
Стресс-тест с адаптивным управлением скоростью вращения вентилятора:
Температуры несколько повысились, но стало заметно тише.
Итак, система охлаждения в разобранном виде:
А теперь переходим к тестам производительности.
Отчёт CPU-Z:
В однопоточной производительности процессор примерно соответствует AMD Ryzen 5 1600, в многопоточной — Intel i7-7700K:
Неплохой результат для процессора с TDP 45W и стоимостью 70 долларов.
Видеоядро — UHD 630. Патченный драйвер для Windows 7 лежит тут.
Сборная солянка Cinebench версий 11.5, 15, 20, 23:
Тест кэша и памяти AIDA64(одноканальный режим):
Выводы: процессор совмещает хорошую производительность с низкими тепловыделением и ценой, а предлагаемый мной адаптер — простоту установки системы охлаждения с её компактностью. Если не пугает перспектива немного поработать напильником — к покупке рекомендую.
Читайте также: