Michal Necasek beschrijft een incident waarbij een stuk silicium van een AMD Athlon XP-processor afbrak en aan het koelblok bleef plakken. Hoewel de CPU tot dat moment functioneerde, vermoedt de auteur dat een bestaande microscheur in het silicium de uiteindelijke breuk veroorzaakte tijdens het verwijderen van het koelblok.
Dit dient als vertrekpunt voor een bespreking over de evolutie van CPU-behuizingen rond het jaar 2000. Zowel Intel als AMD maakten destijds gebruik van flip-chip PGA-behuizingen om de koeling te optimaliseren bij stijgende TDP-waarden. Het blootgestelde silicium bleek echter te fragiel, wat leidde tot een overgang naar CPU's met een beschermkap (lidded CPUs). Deze zijn mechanisch veel robuuster, al is bij moderne LGA-processors het kwetsbare punt verschoven van de chip naar de socket op het moederbord.
Het einde van een Athlon
Toen ik onderzoek deed naar de chaos rondom vreemde en slecht gedocumenteerde CPUID-bits in de Athlon MP- en XP-processoren, moest ik veel CPU's wisselen. In de meeste gevallen verliep dit probleemloos... maar slechts in de meeste.
Toen ik het koelblok van een ongelukkige Athlon XP verwijderde, zag de processor er als volgt uit:
Afbeelding: Een stuk AMD Athlon-silicium is verdwenen
En dit is hoe het koelblok eruitzag, met een stuk van de CPU eraan vastgeplakt:
Afbeelding: Een stuk van een Athlon-CPU vastgeplakt aan een koelblok
Er zijn twee interessante zaken aan deze situatie. Ten eerste werkte de CPU nog prima totdat er een flink stuk vanaf kwam. Ten tweede was er bij het verwijderen van het koelblok geen bijzonder overmatige kracht nodig, hoewel sommige koelblokken de neiging hebben om vast te komen te zitten.
Op basis van de vorm van het "geëxtraheerde" stuk silicium vermoed ik dat er een relatief lange en rechte microscheur in het silicium zat, die de werking niet merkbaar beïnvloedde. Maar toen er kracht werd uitgeoefend, gaf de microscheur mee en brak er een groot stuk silicium af.
Afbeelding: Een close-up van de beschadigde CPU
Het valt op dat de rechterkant van de inkeping in de CPU zeer recht is, terwijl de linkerkant typische breuksporen vertoont.
Ontwikkelingen in CPU-behuizingen
Het is opmerkelijk dat rond het jaar 2000 zowel Intel als AMD gebruikmaakten van flip-chip PGA-behuizingen in een poging om de koeling te verbeteren. Dit was een punt waar beide bedrijven mee worstelden, aangezien het TDP (Thermal Design Power) van de processors snel steeg van 50W naar 70-80W.
Beide bedrijven, en met name Intel, gaven relatief snel de voorkeur aan een ander type behuizing. Intel gebruikte flip-chip slechts voor sommige Pentium III-modellen en stapte over op CPU's met een kap (lidded CPUs) voor de Pentium 4-lijn en de Pentium III-S-processors. AMD gebruikte flip-chip-behuizingen voor PGA Athlons, maar niet voor Opterons.
Het blootgestelde silicium was iets te fragiel, waardoor monteurs de koelblokken zeer voorzichtig moesten installeren. Als bij de installatie van een koelblok een te ongelijkmatige druk werd uitgeoefend, kon het silicium scheuren. Veel vintage flip-chip CPU's hebben afgebroken hoeken, hoewel dat meestal de werking niet beïnvloedt.
Processoren met een kap boden nog steeds een zeer goede koeling, maar bleken veel robuuster en minder vatbaar voor mechanische schade dan CPU's met blootgesteld silicium. Vooral de pin-loze LGA-processors van Intel zijn zeer stevig en niet gevoelig voor mechanische schade, hoewel het zwakke punt hierdoor simpelweg verschoof naar de socket op het moederbord.
Het einde van een Athlon
Toen ik onderzoek deed naar de chaos rondom vreemde en slecht gedocumenteerde CPUID-bits in de Athlon MP- en XP-processoren, moest ik veel CPU's wisselen. In de meeste gevallen verliep dit probleemloos... maar slechts in de meeste.
Toen ik het koelblok van een ongelukkige Athlon XP verwijderde, zag de processor er als volgt uit:
Afbeelding: Een stuk AMD Athlon-silicium is verdwenen
En dit is hoe het koelblok eruitzag, met een stuk van de CPU eraan vastgeplakt:
Afbeelding: Een stuk van een Athlon-CPU vastgeplakt aan een koelblok
Er zijn twee interessante zaken aan deze situatie. Ten eerste werkte de CPU nog prima totdat er een flink stuk vanaf kwam. Ten tweede was er bij het verwijderen van het koelblok geen bijzonder overmatige kracht nodig, hoewel sommige koelblokken de neiging hebben om vast te komen te zitten.
Op basis van de vorm van het "geëxtraheerde" stuk silicium vermoed ik dat er een relatief lange en rechte microscheur in het silicium zat, die de werking niet merkbaar beïnvloedde. Maar toen er kracht werd uitgeoefend, gaf de microscheur mee en brak er een groot stuk silicium af.
Afbeelding: Een close-up van de beschadigde CPU
Het valt op dat de rechterkant van de inkeping in de CPU zeer recht is, terwijl de linkerkant typische breuksporen vertoont.
Ontwikkelingen in CPU-behuizingen
Het is opmerkelijk dat rond het jaar 2000 zowel Intel als AMD gebruikmaakten van flip-chip PGA-behuizingen in een poging om de koeling te verbeteren. Dit was een punt waar beide bedrijven mee worstelden, aangezien het TDP (Thermal Design Power) van de processors snel steeg van 50W naar 70-80W.
Beide bedrijven, en met name Intel, gaven relatief snel de voorkeur aan een ander type behuizing. Intel gebruikte flip-chip slechts voor sommige Pentium III-modellen en stapte over op CPU's met een kap (lidded CPUs) voor de Pentium 4-lijn en de Pentium III-S-processors. AMD gebruikte flip-chip-behuizingen voor PGA Athlons, maar niet voor Opterons.
Het blootgestelde silicium was iets te fragiel, waardoor monteurs de koelblokken zeer voorzichtig moesten installeren. Als bij de installatie van een koelblok een te ongelijkmatige druk werd uitgeoefend, kon het silicium scheuren. Veel vintage flip-chip CPU's hebben afgebroken hoeken, hoewel dat meestal de werking niet beïnvloedt.
Processoren met een kap boden nog steeds een zeer goede koeling, maar bleken veel robuuster en minder vatbaar voor mechanische schade dan CPU's met blootgesteld silicium. Vooral de pin-loze LGA-processors van Intel zijn zeer stevig en niet gevoelig voor mechanische schade, hoewel het zwakke punt hierdoor simpelweg verschoof naar de socket op het moederbord.
Groetjes,