Salutare lume, sunt Kala cu A64 si astazi o sa va prezint rezultatele cat si procesul unui proiect pe care l-am avut in realizare la atelierul Artizan.
Pentru inceput o sa prezint cu ce lucram si ce urmeaza sa facem. Avem un Ryzen 3 2200G la care o sa dam delid si vom vedea ce imbunatatiri putem observa.
Ca testbench avem o placa de baza de la MSI A520M-A pro, ram G.SKILL Ripjaws 5 2x8 de 3200 CL16, un drive generic pe M.2, si un R7 260X pentru display out; totul alimentat de o sursa MSI MAG de 550 wati. Procesorul este racit de un cooler ID-COOLING SE-214-XT basic ce vine cu un ventilator de 120 milimetri care pentru toate testele a rulat la viteza maxima de 1800 rotatii pe minut si este evaluat pentru 180 wati. Tot pachetul a fost asamblat pe cutia de la placa de baza adica fara carcasa.
Inainte sa trecem la proces in sine, umpic de istorie, cei dintre voi mai inaintati de 30 de ani probabil stiti ca pana in anii 2000 procesoarele veneau fara disipator de caldura la care o sa ma refer ca IHS, prescurtarea din engleza, iar la acestea siliconul era racit direct de placa radiatorului adica direct-die. Intel a facut trecerea la IHS de la Pentium 3 la Pentium 4 iar AMD cand au trecut de la Athlon XP la Athlon64. IHS-ul a fost introdus pentru a proteja siliconul prin distribuirea presiunii exercitate de radiator si pentru distribuirea uniforme a caldurii. Acum, se pot observa astfel de procesoare, montate pe laptopuri, IHS-ul fiind omis din cauza grosimii adaugate si a caldurii mult crescute din cauza spatiului inghesuit iar, precum stim din fizica de la legile lui Fourier ale conductiei, pe masura ce crestem grosimea materialului intermediar, scadem eficienta transferului de energie.
Cu putin timp in urma am facut delid la un Ryzen 7 1700 pe care il puteti vedea deschis acum insa pentru acesta am folosit o metoda diferita de cea aplicate pentru 2200G despre care o sa va povestesc cand incepem delidul.
Bun, hai sa povestim umpic si depre 2200G-ul nostru. Acesta este un APU adica un proces accelerat care contine un proces central cat si un proces video sau grafic. El face parte din arhitectura Raven Ridge sau ZEN-ul original lansat in 2018 pe 14nm sau putin mai mult depinde pe cine intrebi si vine cu 4 nuclee si 4 threaduri care ruleaza la o frecventa de la 3.5GHz pana la 3.7GHz. Valorile cache sunt urmatoarele 4MB L3, 512KB L2 respectiv 96KB L1 iar procesul grafic integrat este Vega 8, comparabil cu un GTX 750 sau R7 250 dar nu o sa ne legam de acesta.
Pana la proces, hai sa vedem de ce unelte avem nevoie pentru delid: o menghina, un pistol cu aer cald sau heatplate, un cutter, lame pentru cutter separate (cu cat mai late cu atat mai bine), banda izoliera kapton sau un lichid izolier rezistent la temperaturi inalte si relativ subtire de exemplu cauciuc sau silicon lichid sau chiar lac de unghii rezistent la temperaturi inalte, alcool izopropilic, betisoare de bumbac si, daca este cazul, o solutie pentru indepartarea indiumului despre care o sa vorbim dupa ce deschidem procesorul.
Primul pas pentru procesul de delid este identic pentru toate procesoarele; trebuie sa vedem cum arata pe dedesubt pentru a putea proceda corespunzator. De exemplu pentru majoritate din cazuri incepem prin a lucra cu o lama cauciucul prezen pe margini pentru a reduce rezistenta IHS-ului avand grija sa nu zgariem placa sau sa atingem vreun rezistor sau capacitor prezent sau SMD prescurtat din engleza. Acest pas poate fi omis in functie de materialul prezent pe silicon pentru transferul de caldura care poate fi ori pasta termala ori STIM adica solder thermal interface de obicei un aliaj de indium care introduce o noua problema: acesta dupa ce se trateaza se intareste iar IHS-ul nu mai poate fi ridicat cu usurinta de pe silicon. pentru 1700 la care am facut delid se poate folosi metoda cu menghina pentru ca 1700 are indium iar SMD-urile sunt indeajus de departate de lateralele IHS-ului asadar putem pozitiona placa pe o laterala a menghinei si sa impingem cu cealalta parte ihs-ul cu mare atentie la pozitionara procesorului. Menghina nu trebuie sa faca contact cu interiorul placii, doar cu IHS-ul iar acest proces se repeta pana cand cedeaza cauciucul si indiumul. De asemenea, daca sunt SMD-uri precum la 2200G foarte apropiate de marginile IHS-ului aceasta metoda nu este recomandata. Pentru alegereav directiei de impins sus-jos sau stanga-dreapta trebuie reamintit din primul pas pozitionarea SMD-urilor sub IHS si sa alegm laturile cu cel mai mare loc liber dintre IHS si SMD-uri; se poate observa ca la 1700 directia stanga-dreapta este corecta. In cazul in care avem indium iar menghina nu poate fi folosita, procedam cu slabirea cauciucului si incalzirea procesorului la 150-160 grade celsius pentru a lichefia indiumului de pe silicon. Aceasta metoda nu este recomandata din cauza temperaturii inalte presupuse; nu recomandam mai mult de 100-110 grade celsius. In cazul in care am slabit cauciucul insa IHS-ul se mai tine de silicon prin pasta termala, putem incalzi procesorul la 100-110 grade; in cazul nostru dupa mai putin de 10 minute, pasta a cedat. De asemenea procedura cu menghina se poate executa si pe procesoare cu pasta, desigur daca nu sunt SMD-uri in cale.
Inainte de a curata interiorul procesorului, l-am montat in testbench fara radiator pentru a confirma ca nu l-am avariat in proces iar dupa ce am primit o avertrtizare de temperatura l-am oprit si am putut continua. De notat este faptul ca unele placi de baza nu o sa porneasca chiar daca procesorul este functional daca nu este conectat ventilatorul in cpu_fan. Pentru eliminarea cauciucului de pe marginile IHS-ului si a procesorului am folosit un cutter si betisoare de bumbac cu alcool izopropilic. Retrospectiv, inlocuirea cutterului cu o unealta de plastic ascutita este recomandata pentru a diminua riscul de zgariere a placii. Pasta termala de pe silicon a fost inlaturata cu betisoare de bumbac si alcool izopropilic. In cazul in care gasim STIM in loc de pasta, acesta poate fi razuit de pe IHS cu o lama iar depunerea de pe silicon poate fi abordata in mai multe feluri. In general incepem prin a racla cu lama cat putem fara a atinge siliconul iar la final, indiumul rezidual poate fi eliminat cu metal lichid, prin aplicare si curatare pana cand se ajunge la silicon, prin slefuire cu o granulatie mai mare de 300 insa aveti mare grija (nota: dremel cu cap textil ferm si pasta de lustruire adecvata?), prin tratarea cu solutie de maxim 10% acid clorhidric sau prin aplicarea de galinstan si la fel, curatarea pana ajungem la silicon. pentru toate aceste metode, mai intai se izoleaza componentele de pe placa. Inainte de a continua am mai facut un test cu procesorul deschis.
Cu ocazia asta hai sa vedem si ce se afla sub capota. Avem aici o imagine luata de pe cpu graveyard cu aspectul chipului in care putem observa cele 4 nuclee separate de memoria L3 cu galben, controllerul de memorie pe latura de sus cu albastru deschis, procesul grafic integrat in partea dreapta si diferite controllere input output pe laturile de jos si din stanga.
Acum, exista doua optiuni: daca interiorul IHS-ului este plat asta inseamna ca chipul este cel mai inalt punct si putem face direct-die (cazul 1700) sau in cazul 2200g, IHS-ul nu este plat, chipul este mai scund decat SMD-urile si va trebui sa reasamblam procesorul. O sa mai vorbim pe final despre problema asta. Daca facem direct-die trebuie sa ne asiguram ca placa de contact a radiatorului este din cupru sau cupru/nickel inainte de a pune metal lichid. Daca avem un radiator cu placa din aluminium, vom fi limitati la pasta. De asemenea trebuie sa avem mare atentie la mecanismul de prindere al radiatorului din cauza inaltimii reduse a chipului.
Am folosit metal lichid LT-100 pentru silicon-IHS dupa delid si pasta GD900 pentru IHS-radiator la toate testele. LT-100 este marketat cu 128 wati per metru kelvin si GD00 cu 4.8 wati per metru kelvin. Valoarea in wati reprezitna energia ce trebuie transferata, m este grosimea aplicarii iar valoarea in Kelvin este delta T adica diferenta temperaturilor dinaine si dupa traversarea grosimii m.
Din tot procesul cel mai dificil pas a fost remontarea procesorului si a radiatorului. Deoarece IHS-ul nu mai era lipit de procesor, aplicarea pastei termala fara ca IHS-ul sa patineze pe chip a fost cel putin agasanta iar insurubarea radiatorului in kit-ul de montare ne-a dat palpitatii. Desigur, la direct-die, acest proces este mult mai confortabil. 
Pana trecem la treburile serioase, hai sa vedem ce configuratii am testat si ce rezultate am obtinut in materie de performanta. Inainte de toate, o sa va reamintest ca placa noastra de baza este un A520 care nu suporta overclocking asa ca ne-am jucat cu ce am putut, adica tensiunea, iar frecventa maxima a ramas la 3.7. Dupa cum putem vedea, am reusit sa mentinem in jur de 3.7GHz pana la 1170 milivolti, iar catre uimirea nimanui, rezultatele multi-core au fost in marja de eroare. Single core score nu am rulat pentru fiecare configuratie dar va puteti imagina ca toate rezultatele s-ar invarti in jur de 55-60 de puncte. Aceste rezultate au fost date de cinebench R24 pe o instalare custom de Windows 11 care consuma in jur de un giga jumatate de ram si 0.5% din CPU in idle raportat de task manager. Asta ne plaseaza in contentie cu un 9100F de la intel, procesor lansat cu un an mai tarziu, in 2019 si cu frecvente de la 3.6Ghz la 4.2Ghz. Aici, desigur, pentru studiu suplimentar, am putea vedea o performanta superioara daca am avea acces la overclocking, RAM mai performant si daca am folosi un sistem de operare mai putin taxant si fara a rula HardwareInfo64 alaturi de Cinebench. Bun, ce mai e de mentionat aici este ca am ovservat la valori mai mici de 1170milivolti cu 3.7ghz, stabilitatea sistemului este compromisa.
Haideti sa trecem si la desert, adica la rezultatele termale. Se pot observa doua trepte principale de pierderi in temperatura una intre configuratia din fabrica si delid si a doua intre delid si delid plus subtensionare iar dupa aceea putem vedea scaderea progresiva a temperaturii cu scaderea tensiunii. In final, putem vedea valori comparabile cu temperaturile unor laptopurilor in indle. Acestea au fost rezultatele originale, pentru normalizare am folosit cea mai mica temperatura ambientala observata in timpul testarii, 25.6 grade celsius din prima tura dupa delid cu tensiunea standard. In mare parte, dupa noile rezultate se micsoreaza putin bresa dintre primul tur dupa delid si configuratia stock, insa diferenta dintre al doiela tur dupa delid si stock ramane similara iar cele doua trepte despre care va vorbeam raman iarasi, vizibile, cu mentiunea ca scaderea temperaturii datorate subtensonarii este si mai accentuata. Altfel, de mentionat este faptul ca odata cu cresterea temperatuii de rulare a unui procesor, creste si tensiunea ceruta de acesta. Pentru atingerea de temperaturi si mai mici, ca studiu suplimentar se poate folosi un radiator cu o placa de contact care sa fie adecvata pentru direct-die pe acest procesor, adica sa ocoleasca SMD-urile, executarea testelor intr-un mediu mai rece de 26 grade celsius sau montarea unui radiator mai performat adica evaluat la mai mult de 180 wati, posibil racit cu lichid.
Va multumim pentru vizionare si daca v-a placut experimentul si v-a intereseaza astfel de studii, puteti lasa un like si sa va abonati. Daca aveti intrebari, lasati in comentari si o sa incerc sa va raspund cat pot eu de precis.
Pentru feedback, aveti desigur in descriere contactele noastre. De asemenea, daca vreti sa va informati mai departe pe subiect, tot in descriere gasiti sursele folosite de noi pentru acest videoclip. Pentru cei care inca vizionati, va multumim pentru tot suportul; acesta a fost primul proiect adus in format video pentru Artizan64 precum si cel mai incitant pentru noi de cercetat si de produs... la revedere...