AMD Ryzen 5 2400G geköpft: Original gegen Wärmeleitpaste und Flüssigmetall

Nachdem die Diskussionen um die Wärmeleitpaste in AMDs neuen APUs statt des metallischen Lotes genügend hohe Wellen geschlagen hat, wollen wir nun nachprüfen, wie sich AMDs TIM gegen eine gute, konventonielle Wärmeleitpaste und eine passende Flüssigmetall-Paste schlägt.

Wir haben es bereits im Launchartikel “Ryzen und Vega vereint: AMDs Ryzen 5 2400G und Ryzen 3 2200G im Test” und im detaillierten Follow-Up “AMD Ryzen 5 2400G und Ryzen 3 2200G: Leistungsaufnahme, Takt und Temperaturen” erwähnt und getestet, dass AMD bei den neuen APUs generell auf passende Wärmeleitpaste statt des sonst verwendeten Weichlotes setzt und mit welchen Temperaturen man in Folge dessen dann rechnen muss.

Folgt man dabei unseren Messungen des Follow-Ups, schafft es auch die größere der beiden APUs noch, selbst unter Prime95 und Small FFTs mit dem beigelegten Boxed-Kühler nicht ins thermische Limit zu laufen. Dies passierte erst, wenn man sowohl den CPU- als auch den GPU-Teil mit einem Stresstest-Programm jeweils voll auslastete.

Da aber vor allen in Foren immer wieder die Frage aufkam, was wäre wenn (es doch Lot gewesen wäre) und wie gut AMDs verwendete Paste wirklich sei, werden wir genau das jetzt auch beantworten. Dazu werden wir den Heatspreader der APU zunächst entfernen, diese säubern und verschiedene Versuche und Benchmarks durchführen.

Abrasiert: Wir köpfen die APU

Ob man jetzt ein passendes Delid-Tool oder die gute alte Rasierklinge nimmt, bleibt natürlich jedem selbst überlassen. Da AMD auf eine silikonartige, ca. 0,2 mm dicke Klebeschicht setzt, bietet sich eine stinknormale, altertümliche Rasierklinge natürlich als preiswerte Alternative durchaus an. Den Schnitt beginnt man genau dort, wo AMD eine Aussparung im Kleber vorgesehen hat.

Die einzige Hürde sind die sehr nah an der Klebeschicht platzierten SMD-Bauelemente, auf die man unbedingt Rücksicht nehmen muss. Wir empfehlen deshalb, die APU hochkant zu stellen und von oben nach unten zu schneiden. Dabei setzen wir die Klinge leicht schräg an, und schneiden mit der Ecke der Klinge von oben nach unten und zwar mehrmals vorsichtig in Bahnen von außen beginnend nach innen. Spürt man einen Widerstand, dann sofort stoppen und die Klinge etwas nach oben und dann erst nach außen ziehen. Das hört sich aber schlimmer an, als es in Wirklichkeit ist.

Die geöffnete APU befreien wir nun von der alten, sehr zähen Wärmeleitpaste. Statt fusseligen Küchenpapiers empfiehlt sich ein dünnes und trockenes Tuch aus Vlies. Am besten wischt man um den Die herum kreisförmig von außen nach innen. Erst für die Nachreinigung kann man etwas Isopropylalkohol oder notfalls Brennspiritus nehmen. Azeton und Nitrolösung sind jedoch tabu.

Danach nutzen wir die Klinge (am besten eine neue nehmen), um die Reste des Silikonklebers zu entfernen. Das wird nötig, damit später der Abstand des wieder aufgeklebte Heatspreaders nicht zu groß wird.

Zwischenstufe: Herkömmliche Wärmeleitpaste

Wer den Aufwand treibt und den Heatspreader abnimmt, der wird wohl kaum die eine Paste durch die andere ersetzen, sondern gleich zum Flüssigmetall greifen. Wir aber wollten wissen, wie gut AMDs eigene Lösung im Vergleich zur Thermal Grizzly Kryonaut abschneidet, die zu den aktuell besten konventionellen und nichtleitenden Wärmeleitpasten auf Silikonbasis gehört. Also rein interessehalber und für einen möglichen Erkenntnisgewinn – jedoch nicht, um das Produkt final umzubauen. Das wäre in jedem Fall purer Nonsens.

Deshalb haben wir die Ecken des wieder aufgesetzten Heatspreaders diese eine Mal auch nur temporär mit Heißkleber von außen fixiert und diesen später wieder komplett entfernt. Doch die Messergebnisse sprechen durchaus für AMD, soviel kann man jetzt schon spoilern. Mehr dazu jedoch gleich noch.

Flüssigmetallpaste auftragen

Wir benutzen für den finalen Umbau nun Thermal Grizzly Conductonaut, da sich diese Flüssigmetall-“Paste” trotz gewisser Hürden noch verhältnismäßig einfach auftragen lässt. Wichtig ist, dass die Oberflächen auf dem Die und dem Heatspreader absolut fett- und staubfrei sein müssen. Sonst hält die Paste nicht und man baut Murks.

Darüber hinaus benötigt man einen guten, azetonfreien Klarlack. Hier empfiehlt sich ein etwas besserer, transparenter Nagellack ohne jegliche Farb- oder Effektpigmente, den man vor dem Auftragen erst einmal gut aufschütteln muss. Um die empfindlichen Pins nicht abzubrechen, stecken wir die CPUs und APUs von AMD immer in zweckmäßigen Schaumstoff. Man weiß ja nie…

Der Auftrag sollte bereits beim ersten Mal alle SMD-Bauteile und die freien, nicht bestückten Pins großflächig abdecken. Wer mehrmals streicht, löst u.U. die originale Lackierung des Packages an oder ab, was vermieden werden sollte. Danach muss der Lack erst einmal von selbst aushärten. Wir empfehlen zur kompletten Durchtrocknung ca. eine Stunde bei mindestens 20°C Zimmertemperatur.

Kommen wir nun zum Auftragen der Conductonaut. Dazu benetzen wir sowohl den Die, als auch die dazu passende Erhebung im Heatspreader sehr dünn. Ein Auftrag aus der Spritze in Form einer kleinen Kugel reicht völlig aus. Lieber erst einmal etwas weniger auftragen und später noch etwas nachspritzen, falls es zu wenig war. Dazu muss der mitgelieferte Applikator (die dünne Aufsatzspitze) genutzt werden, weil sonst mit Sicherheit viel zu viel Flüssigkeit austritt.

Das Ganze verstreichen wir nun mit den mitgelieferten Schaumstoffstäbchen kreisförmig so, dass keine Flüssigkeit über die Grenzen gelangt, sondern nur die gewünschten Flächen dünn und gleichmäßig bedeckt sind. Sollte später doch beim Andrücken ein wenig Flüssigmetall übertreten, schützt der aufgetragene Klarlack vor Kurzschlüssen.

Das abschließende Verkleben der wieder aufzusetzenden Heatspreaders geschieht entweder mit Sekundenkleber oder mit Silikon. Simpler und günstiger Alleskleber hält hingegen nicht am Heatspreader, auch wenn so manche Tube meint, Metall ginge wohl auch. Man muss jedoch beachten, dass der besagte Spalt von ca. 0,2 mm so gefüllt sein muss, dass der Kleber auch noch nach dem Aushärten beide Seiten berührt bzw. verbindet.

Hier bietet sich auch herkömmliches Fugensilikon an. Der Heatspreader wird beim Einsatz von Kleber von beiden Seiten benetzt, beim Silikon bringen wir dieses jedoch nur als dünne Wurst auf dem Rand des Heatspreaders auf (Orientierungshilfe!). Dann setzen wir den Heatspreader seitenrichtig wieder auf und stören uns erst einmal nicht an herausquellenden Matrialüberflüssen.

Zum perfekten Anpressen und Austrocknen setzen wir die APU nun vorsichtig in den Sockel, bringen einen kleinen Klecks einer guten Wärmeleitpaste auf und montieren den Boxed Kühler anschließend ganz vorsichtig so, dass er alternierend diagonal verschraubt wird, nicht verkantet und nicht verrutscht. Die Inbetriebnahme sollte nach einem ersten kurzen Temperatur-Check mit geeigneter Software (z.B. HWiNFO64) durch einen längeren, aber überwachten BurnIn abgeschlossen werden (Prime 95, small FFTs). Eine Stunde sollte locker reichen, um die finale Performance zu erreichen. Bitte beachten, dass das Silikon ca. einen Tag zum Aushärten braucht.

Testaufbau und Testsystem

Um die Limits besser herausarbeiten zu können, kommt parallel zum originalen Luftkühler von AMD (“Wraith Stealth”) erneut auch die bekannte Maximallösung zum Einsatz, um die APU zum Maximum zu belasten. So setzen wir nun statt des AMD Boxed-Kühlers auf einen Alphacool Eisblock XPX und für die Kühlung der Flüssigkeit auf einen Kompressorkühler in Form des Alphacool Eiszeit 2000 Chillers. Zusätzlich kühlen wir die Mainboard-Komponenten wie z.B. die Spannungswandler mit einer straffen Brise unserer Windmaschine, die die Raumluft mit ihren 22°C geradezu gegen die Platine und deren Aufbauten presst. Wir vergleichen somit beides: einfachste Kundenlösung und Enthusiasten-Technik.

Interessierten bietet die Zusammenfassung in Tabellenform schnell noch einen kurzen Überblick, bevor wir dann loslegen:

Testsysteme und Messräume
Hardware:
AMD Ryzen 5 2400G
Gigabyte AB350N GAMING WIFI
2x 8GB G.Skill FlareX DDR4 3200
1x 1050 GB Crucial MX300
Be Quiet Dark Power Pro 11, 850-Watt-Netzteil
Kühlung:
AMD Boxed Cooler

Alphacool Eisblock XPX
Alphacool Eiszeit 2000 Chiller

Wärmeleitpasten: Thermal Grizzly Kryonaut
Thermal Grizzly Conductonaut
Gehäuse:
Microcool Banchetto 101
Monitor: Eizo EV3237-BK
Leistungsaufnahme:
Mainboard Sensors, HWiNFO64, Aida64, Custom Software (I. Wallossek)

berührungslose Gleichstrommessung am 8-Pin EPS-Anschluss
direkte Spannungsmessung an den jeweiligen Zuführungen und am Netzteil
1x Rohde & Schwarz HMO 3054, 500 MHz Mehrkanal-Oszillograph mit Speicherfunktion
2x Rohde & Schwarz HZO50, Stromzangenadapter (1 mA bis 30 A, 100 KHz, DC)
2x Rohde & Schwarz HZ355, Tastteiler (10:1, 500 MHz)

Betriebssystem Windows 10 Pro (1709, alle Updates)

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