Buzz
Tại sao thiết kế IHS của CPU Ryzen 7000 Series lại giống như một con bạch tuộc và lý do AMD mạ vàng CCD và mặt dưới IHS trên Zen 4?
Vào đầu tháng 6/2022, chỉ sau hơn 2 tuần kể từ khi Tiến sĩ Lisa Su trình bày về thế hệ Zen 4 tại sự kiện Computex, một mẫu Ryzen 7000 Series đã được delid. Hiện chúng ta đã biết rằng chỉ có Ryzen 9 7950X và Ryzen 9 7900X gồm 2 CCD (Core Complex Die), các mẫu Zen 4 CPU thấp hơn chỉ có 1 CCD. Thiết lập bên dưới IHS của CPU Ryzen 9 7000 Series gồm 3 die, với 2 CCD và 1 IOD (I/O die), trong đó CCD kiến trúc Zen 4 được sản xuất trên tiến trình 5 nm của TSMC và IOD sử dụng tiến trình 6 nm. Khi đo đạc, diện tích của CCD là 70 mm2, nhỏ hơn so với thế hệ Zen 3 (83 mm2), tuy nhiên mật độ bán dẫn dày đặc nhờ lợi thế từ tiến trình nhỏ hơn, chứa đến 6.57 tỉ transistor, cao hơn 58% so với trước đây (chỉ 4.15 tỉ).
Khi AMD chuyển sang sử dụng kiểu đóng gói LGA tương tự như Intel, cách thiết kế mặt dưới CPU của họ khác biệt. Thay vì chừa một khoảng trống dưới đế chip cho các linh kiện SMD như tụ điện, điện trở... thì AMD đặt tất cả lên phía trên, cùng bề mặt với CCD và IOD. Lúc này, phía dưới đế chip hoàn toàn trống, toàn bộ diện tích dành cho các pad tiếp xúc của LGA 1718. Điểm khác biệt dễ thấy nhất là khi đặt CPU lên mặt phẳng, sản phẩm của Intel sẽ dễ nhấc lên hơn so với CPU AMD Zen 4 sẽ nằm gần với bề mặt. Mật độ của các chân tiếp xúc trên AMD Zen 4 không cao như CPU Intel, đồng thời cũng có kích thước lớn hơn.
Chính vì mang linh kiện SMD lên trên đế chip, AMD buộc phải thiết kế IHS dạng “bạch tuộc” với 8 chân. Các chân của IHS không nằm sát với đế chip mà có một khoảng hở nhỏ, vừa khớp với độ dày của phần keo cố định, vừa để luồng khí lưu thông, thoát nhiệt cho linh kiện SMD. Lượng linh kiện SMD rất nhiều, dày đặc, bố trí ở gần như mọi khoảng trống có thể, chính vì vậy việc delid Ryzen 7000 Series là khá khó, tỉ lệ “đi” luôn CPU rất cao. CPU được delid là Ryzen 9 7950X, và nó đã không thể sống sót sau khi delid.Tay ép xung chuyên nghiệp der8auer cho biết đang phát triển một công cụ đặc biệt dùng để delid các CPU Zen 4 mới, đồng thời cũng giải thích vì sao AMD lại mạ vàng ở mặt dưới IHS và CCD. AMD hàn các die vào IHS để tăng khả năng truyền dẫn nhiệt, và chất liệu TIM (Thermal Interface Material) cao cấp được sử dụng là Indium dạng lá (In, nguyên tố hóa học có số nguyên tử 49 trong bảng tuần hoàn) với hệ số dẫn nhiệt cực cao, đến 81.8 W/mK (so sánh với kim loại lỏng liquid metal cũng chỉ 73 - 79 W/mk). Nguyên nhân của quyết định mạ vàng CCD và mặt dưới IHS là do sử dụng Indium truyền nhiệt, người ta có thể hàn hai nguyên tố này lại với nhau dễ dàng mà không cần chất trợ hàn (solder flux), hạn chế sử dụng các chất hóa học mạnh lên nhân silicon. Nếu không mạ vàng, về lý thuyết vẫn có thể hàn được silicon vào đồng (Cu), nhưng khó khăn hơn nhiều và cần có chất trợ hàn để phá vỡ các lớp oxi hóa. IHS có chất liệu chính là đồng, mặt dưới mạ vàng trong khi mặt trên mạ nickel.
AMD có thể thiết kế diện tích tiếp xúc của IHS lớn hơn nhưng đã làm nhỏ lại để tương thích với các tản nhiệt của socket AM4 hiện tại. Noctua cung cấp hướng dẫn trét kem tản nhiệt cho CPU Ryzen 7000 Series, chỉ cần 1 viên kem ngay chính giữa IHS, với đường kính khoảng 3 - 4 mm.https://twitter.com/harukaze5719/status/1564409602933792770
Vị trí của CCD trên Zen 4 CPU đặt lệch về cạnh, gây khó khăn khi muốn delid và ảnh hưởng đến khả năng tản nhiệt. Ryzen 7000 Series có thể đạt xung 5.85 GHz với PPT 230 W, tương đương với Core i9-12900K, vì vậy khả năng tản nhiệt của các phương án làm mát khi sử dụng AMD Raphael cần phải lưu ý.
