Скальпирование Процессора Intel Core I7 4770k

Как провести скальпирование процессора Intel Core i7 4770k ?

В этой статье не много моей практики . Если посмотреть на современный процессор на примере i7 4770K, то мы не увидим на нем кристалл,он скрыт за металлической крышкой.

Это и есть теплораспределительная крышка или на языке специалистов IHS(integrated heatsink)-интегрированная теплораспределительная пластина.
Крышка изготавливается из меди на поверхность наносится тонкий слой гальванического покрытия.

При этом производитель думает что она выравнивает температуру по поверхности кристалла,да именно выровнивает а не только переносит тепло с поверности кристалла на поверхность кулера охлаждения.Именно выравнивать температуру на всей поверхности кристалла и переносить тепловую энергию и только потом защищать от механического воздействия сам кристалл.
Кристалл процессора имеет не равномерную температуру,большую до 100 градусов в районе ядер и не более 65 градусов в районе кэш памяти,остальные области имеют еще меньшую температуру.Такой перепад температур создает на поверхности кристалла, в областях максимальных
градиентов температур,механические повреждения.Так для снижения этих зон градиентов температур и необходима крышка.

Крышка выполнена из металла с большой теплопроводностью а именно из меди(Cu-389Ит/м град),по этому сам тепловой поток будет распространяться как вдоль так и поперек крышки.Тепловой поток от кремниевого кристалла будет растекаться через крышку в доль поверхности кристалла к кулеру за счет высокой теплопроводности меди.При этом теплопроводность кремния более чем в два раза ниже меди и =148 Вт/м град,
а теплопроводность слоистой структуры проессора еще меньше,поэтому медное основание кристалла должно улутшать тепловой поток.
Всю основную работу теплораспределительной крышки несет только ее плоская часть которая с одной стороны контактирует с кристаллом процессора,а с другой контактирует с подошвой кулера.Все повехности контактов должны быть идеально плоскими для обеспечения контакта.
Из физических свойст меди мы знаем что:высокая теплопроводность(389 Вт/м град) и высокий коэффициент линейного расширения(16,7×10^6I/град) из этого следут при нагреве медь будет расширятся и одновременно удленнятся больше в наиболее нагретых местах.При этом пластина должна иметь толщину гарантированную от ее коробления.

При этом термоинтерфейс между кристаллом и пластиной должен максимально передавать тепловую энергию(пайку или канонический припой) но не как термопасту или другой пластичный материал.От пасты растет тепловое сопротивление и сокращается срок службы процессора при больших его производительностях.Рост температуры происходит из-за циклической деформации пластины,при этом возникает эффект жевания термоинтерфейса, засасывает в него воздух.Проходит меньше года и термоинтерфейс представляет собой пористую кубку и теряет свои свойства.
Припой в качестве термоинтерфейса снижает температуру кристалла процессора на 4-7 градусов,при этом уменьшает неравномерность нагрева всей поверхности кристалла процессора и лишения эффекта пористой губки.
Вот пример сразу после снятия крышки,видна неравномерность заполнения из-за эффекта пористой губки.Проц проработал неделю,что будет через год?

А теперь самое главное к чему все это, для нормальной работы по переносу и распределению тепловой инергии от кристалла процессора. 

Тепловая пластина IHS должна иметь толщину 1/2-1/3 минимальнного линейного размера кристалла(Линейный размер твёрдого тела – это, как правило, его длина, ширина и высота).Только в этом случае она обеспечит равномерное распределение температуры по поверхности кристалла и исключит механичесие деформации IHS.

Особенно это относится к разгону процессора,которые работают в режиме термоциклирования(тоесть чередования максимально допустимых-минимальных температур) Это должно снизить температуру примерно на 5 градусов.Кристалл процессора 4770K имеет размер ш.-8мм,д.-20,2мм получается линейный размер 20,2+8=28,2 Соответственно толщина крышки будет 1/2-1/3 линейного размера и равна 28,2мм:3=9,4мм. Но интел на i7 4770K который из обозначения подразумевает разгон упорно игнорирует все научные доводы и мы получаем горячий будерброд для разгона,но разгон выше 4,3 уже очень труден, процессор перегревается и уходит в тротлинг.Крышка IHS имеет толщину 2мм,термоинтерфейс-некая серая субстанция основательно затвердевшая при вскрытии.Вдобавок из-за эффекта пористой губки,видно на термоотпечатке, что контакт не полный и термоинтерфейс треснул в зоне градиентов температур.При этом крышка имет выпуклость ближе к к одму краю а посередине яму.Крышка деформировалась,термоинтерфейс затвердел,итог горячий процессор под разгон.Сам кристал уменьшился в размерах,а количество транзисторов увеличелось из-за уменьшения литографии(Литография указывает на полупроводниковую технологию,используемую для производства интегрированных наборов микросхем и отчет показывается в нанометре (нм),что указывает на размер функций, встроенных в полупроводник.)поэтому плотность тепловой инергии увеличелась а площадь кристалла уменьшилась и не понятный термоинтерфейс,все это привело к росту температуры.

Я скальпировал процессор и заменил жвачку на жидкий металл, крышку выровнял шкуркой с 600 по 2500 шкурку на толстом стекле, с последующей полировкой самодельным кругом.

На этом Скальпирование Процессора Intel Core I7 4770k закончено

Итог температура упала на 15-18 градусов при 4,5ГГц.Температура в стрес тесте OCCT 4.4.1 один час не поднималась выше 75 градусов.
Вышел не плохой результат.Осталось только изготовить более толстую срышку и доработать крепления сокета под кулер и можно будет проверить на практике теорию физики.Но это в следующий раз,так как изготовление медной крышки более толстой в кустарных условиях
не много трудноват.Нужны станки и токаря с рукими,коих мало стало.
Данная доработка стоит сейчас у ребенка в компе и работает больше года.
​

Данная статья была написана GRU64rus за что ему огромное спасибо.