מדוע מעבדים משתמשים יותר ויותר בשמן סיליקון במקום הלחמה לצורך פיזור חום?

אינטל משתמשת יותר ויותר בשומן סיליקון כדי לפזר חום אחרי IvyBridge, ואפילו סדרת X היקרה אינה חסינה. למרות שנוח לחובבי אוברקלוק לפתוח את הכיסוי, לצרכנים הרגילים יש ספקות. על מנת לחסוך כמה דולרים, סדרת הקצה הגבוהה - של אלפי דולרים מקריבה פיזור חום. האם זה באמת מתאים? מהן הסיבות לפופולריות הגוברת של שומן סיליקון?

קודם כל, ביצועי הדיפוזיה התרמית של גריז סיליקון אכן נחותים מהלחמה, וזה מעבר לכל ספק. אבל גריז סיליקון של CPU הוא לא גריז סיליקון רגיל זול, וגם לא משחת השיניים שאנשים רבים לועגים לה. השימוש בשמן סיליקון הוא אכן כדי לחסוך בעלויות. כאשר ההתמקדות אינה בחומר פיזור החום עצמו, ישנן סיבות עמוקות יותר. כדי להבין את העקרונות מאחורי זה בצורה ברורה יותר, תן'נו להבין קצת ידע בסיסי ב-CPU.

המות מקובעות על המצע על ידי קבוצה של חומר מילוי שחור Underfill, ולאחר מכן מצופה בשומן סיליקון ולאחר מכן על גוף הקירור. כאשר Die מייצר יותר ויותר חום, ואנשים רבים מוחצים את Die כדי לגרום לגוף הקירור להתאים את Die קרוב יותר, אינטל החלה להוסיף כיסויי הגנה ו-Die כדי ליצור את שולחן העבודה שאנו רואים כעת. המראה הבסיסי של מעבד המכונה:

IHS: מפזר חום משולב. זה מה שאנחנו רואים עם מכסה הכסף. יש אנשים שחושבים שהוא עשוי מאלומיניום, אבל למעשה החומר העיקרי שלו הוא נחושת, כי לנחושת יש מוליכות תרמית גבוהה. זה כסף כי הוא מצופה בשכבת ניקל. שימוש בניקל כמשטח יכול להיות תואם יותר לשומן הסיליקון שלמעלה:

חומר הממשק התרמי על מכסה הנחושת נקרא TIM1 (חומר ממשק תרמי), והמוליכות התרמית מתחת לכיסוי הנחושת נקראה פעם TIM2. כיסוי הנחושת יכול להביא את החום של Die לאזור גדול יותר, ולהביא את החום למערכת גוף קירור גדולה יותר (Heat Sink) דרך TIM1 כדי להקל על פיזור החום.

מה שגרוע יותר הוא שהבועות שנותרו בהלחמה שאינן נראות לעין בלתי מזוינת יחמירו מאוד את העיוות הזה. עם השימוש במעבד, הסדקים שעלולים להופיע בהלחמה גם יחמירו את האפקט הזה. בדיוק כמו שמסילת הרכבת תותיר מפרקי התפשטות, חיבור שומן הסיליקון TIM2 יכול להשאיר מרווח חיץ ל-Die ולכיסוי הנחושת עם יחסי התפשטות שונים, ובכך לבטל את הסכנה הזו. תבנית גדולה יותר יכולה להפיץ טוב יותר את החום למצע ול-IHS, וגם העיוות ליחידת שטח קטן. ה-Die הקטן יחמיר את התופעה הזו ויהפוך אותה ליותר מועדת לבעיות.

חיבור ההלחמה קשה מאוד, ואיך להלחים את חומר הסיליקון לכיסוי הנחושת זו בעיה גדולה. יש לעבד את החומר פעמים רבות כדי להבטיח התאמה יעילה:

למרות זאת, להלחמה תהיה השפעה שלילית על התפוקה ועלויות הייצור. יחד עם הקושי המוגבר בתהליך ההלחמה שנגרם מהעלייה בצפיפות החום, יצרני השבבים לא מחכים למצוא חלופות. אז אנחנו רואים שמאז IvyBridge, ה Die הופך קטן מאוד, שומן הסיליקון TIM2 נמצא על השולחן והשתמש בו יותר ויותר. השימוש בשמן סיליקון לייצור TIM2 אינו משפיע על משתמשים כלליים. כל המעבדים עובדים טוב מאוד בתוך ה-TDP, המובטח על ידי האריזה והבדיקה. יחד עם זאת, זה מפחית עלויות וסיכונים, אז למה לא לעשות את זה?

עבור אוברקלוקרים, שומן הסיליקון TIM2 מקל על פתיחת המכסה. אתה יכול לנסות חומרים שונים של TIM2 בעצמך, בשילוב עם מערכת פיזור חום חזקה, שיכולה לקרוא תיגר על תדרים גבוהים יותר, וזה גם דבר טוב. עם זאת, יש להזכיר למשתמשים הכלליים שאין אחריות לאחר פתיחת הכיסוי, וטמפרטורה גבוהה משפיעה על החיים, ולכן עליהם להיות זהירים.