Extreme Delid: Skalpowanie procesorów

W świecie technologii każdy detal ma znaczenie, a wydajność komputera może zależeć od najmniejszych komponentów lub samych czynności wykonanych podczas składania komputera. Jednym z kluczowych czynników wpływających na temperaturę pracy i osiągi procesora jest jego budowa oraz skuteczne chłodzenie.
Dla wielu użytkowników komputerów i graczy, którzy chcą wycisnąć maksimum możliwości ze swojego sprzętu, proces skalpowania procesora jest nieodłączną częścią optymalizacji sprzętu, podczas jego składania.

W tym artykule postaram się udowodnić, że nawet najmniejsze zmiany w budowie pojedynczego podzespołu komputera mogą przynieść znaczący wzrost wydajności i stabilności. Opiszę i nieco przybliżę samą budowę procesora, proces skalpowania i przyrost wydajności, jakie taki proces niesie korzyści - a wszystko oparte o kilkuletnie doświadczenie.

Po co "delid"?

Skalpowanie procesorów, inaczej nazywane delid lub delidem, często jest kluczowym procesem dla wielu użytkowników komputerów, którzy chcą wykorzystać maksymalne możliwości posiadanego procesora. Proces skalpowania przede wszystkim zmniejsza temperatury i pozwala na zwiększenie wydajności samego procesora.

Współczesne jednostki, czyli seria od 9th do 14/15th często mają tendencje do nadmiernego nagrzewania się podczas intensywnego obciążenia, nawet pomimo posiadania lutowanych odpromienników ciepła, inaczej zwanych IHS (ang. Integrated Heat Spreader) i najwydajniejszych układów chłodzenia wodą. Zdarzają się sytuacje, w których to różnice temperatur pomiędzy poszczególnymi rdzeniami są również bardzo wysokie, co skutecznie ogranicza ogólną wydajność CPU i w takim przypadku jedynie delid pomoże.

Jeszcze starsze procesory, mam tutaj na myśli generacje od Ivy Bridge (3th, np. 3770K) do Coffee Lake (8th, np. i7 8700K), posiadają zwykłą pastę termoprzewodzącą jako spoiwo termiczne. Tutaj warto zadać sobie samemu pytanie - jak często wymieniamy pastę termoprzewodzącą na procesorze oraz jak często taka pasta powinna być zmieniana?

Przyjęło się, że standardową pastę termoprzewodzącą powinno się wymieniać od pół roku do roku użytkowania, ponieważ później mamy styczność z jej degradacją termiczną.

Wymienione procesory zaraz po zdjęciu z półki sklepowej, mogły zyskać niższe temperatury o nawet 15 - 20°C. Po dłuższym czasie użytkowania, wymienione generacje procesorów stały się rekordzistami, które po skalpowaniu zyskują jeszcze więcej! Dlaczego? Ponieważ po ponad roku użytkowania delid potrafi obniżyć ich temperatury o ponad 40°C!

Nadmierne temperatury i przegrzewający się procesor mogą prowadzić do niestabilności systemu, spontanicznych resetów komputera i niebieskich ekranów śmierci (BSOD) oraz nieprzewidzianych błędów i innych awarii samych aplikacji, z którą akurat pracujecie. Temperatury są największym wrogiem podkręcania i wydajności procesora.

Proces skalpowania

Skalpowanie procesorów to skomplikowana procedura, która wymaga precyzji, doświadczenia i odpowiednich narzędzi! Teoretycznie może się jej podjąć niemal każdy, lecz jest ogromne ryzyko do uszkodzenia procesora, zwłaszcza w przypadku najnowszych (lutowanych) rozwiązań.

Delid rozpoczyna się od ostrożnego i delikatnego zdjęcia odpromiennika ciepła, czyli IHS (ang. Integrated Heat Spreader). Nowsze procesory wymagają mocnego podgrzania, aby zmiękczyć i rozpuścić lut pod odpromiennikiem ciepła. Następnie należy dokładnie pozbyć się starego spoiwa termicznego, które znajduje się na rdzeniu i po wewnętrznej stronie IHS. Po wszystkim trzeba dobrze odtłuścić powierzchnię, do czego najczęściej stosuję alkohol izopropylowy (IPA).

Warto pamiętać, że ciekły metal stosowany w trakcie skalpowania jest najlepszym przewodnikiem ciepła, ale również bardzo dobrym przewodnikiem prądu, co w przypadku nieostrożnego posługiwania się może skutkować zwarciem procesora lub całego komputera trwale go uszkadzając, dlatego w trakcie całego procesu należy zadbać o bezpieczeństwo. Jak? Wystarczy odpowiednio zabezpieczyć piny serwisowe i komponenty pasywne, które znajdują się w obrębie rdzenia procesora, na który później będzie nakładane spoiwo termiczne, inaczej zwane TIM (ang. thermal interface material). Do zabezpieczenia całej elektroniki rekomenduję stosowanie dedykowanego lakieru SMD lub wystarczy kilka warstw standardowego lakieru bezbarwnego.

Po skrupulatnym oczyszczeniu i odtłuszczeniu całego procesora i dokładnym usunięciu starego kleju/silikonu z krawędzi PCB i IHS kolejnym etapem jest nakładanie TIM (ang. Thermal Interface Material), czego rolę w przypadku każdego "operowanego" CPU przyjmuje ciekły metal.

Nie można zapomnieć o nałożeniu ciekłego metalu na obydwie strony kontaktu - nie tylko rdzeń, ale również wewnętrzna strona IHS. Warto również pamiętać o degradacji powierzchni, na której ciekły metal się znajduje, ponieważ cząsteczki galu (jeden z pierwiastków wchodzących w skład LM) powodują wżery i stale uszkadzają powierzchnię miedzi lub niklu. Nie ma to praktycznie żadnego wpływu na ewentualne spadki wydajności w przyszłości, ale zdecydowanie ma wpływ na estetykę, o czym warto pamiętać w przypadku stosowania ciekłego metalu na IHS, ponieważ po krótkim czasie nie będzie możliwości odczytania wygrawerowanych numerów seryjnych i modelu z procesora.

LM (ang. Liquid Metal) jest bardzo trudny w aplikacji, w porównaniu do znanych i najczęściej stosowanych standardowych past termoprzewodzących. Nie można go nałożyć, tak jak zwykłej pasty przy użyciu jednej ze znanych metod takich, jak "ziarnko grochu", "X", czy inne.

Ciekły metal musi być odpowiednio rozprowadzony, a idealnym zjawiskiem, jaki powinien wystąpić to zjawisko napięcia powierzchniowego, który z drugiej strony jest bardzo ryzykowny w przypadku urządzeń mobilnych, ponieważ wstrząsy mogą spowodować, że zjawisko to może zostać przerwane. Przerwanie napięcia powierzchniowego powoduje "ucieczkę" LM z miejsca, w którym powinien się wyłącznie znajdować, a to może skutkować wcześniej wspomnianym zwarciem lub spadkiem zdolności odprowadzania ciepła - przypadek znany z konsol PlayStation 5, który występował, ponieważ użytkownicy często korzystali z konsoli ustawionej pionowo, co powodowało wypływanie LM poza rdzeń procesora właśnie.

Gdy wszystko jest przygotowane, a sam TIM poprawnie nałożony na rdzeń i IHS, to pozostaje tylko złożyć procesor w całość. Teoretycznie najprostszy krok całego procesu, ale praktyka również znajduje tutaj swoje zastosowanie, ponieważ odpowiednia ilość silikonu odpornego na wysokie temperatury i dobrze dobranie siły nacisku oraz czasu oczekiwania na poprawne związanie kleju, to droga do sukcesu i idealnie złożonego procesora, co finalnie nie pozwala na żadne odróżnienie oryginalnego procesora od takiego, który został poprawiony.

Może to mieć szczególne znaczenie w przypadku procesorów, które jeszcze są na gwarancji! Dobrze wykonana usługa praktycznie pozostawia gwarancję konkretnego modelu w stanie nienaruszonym, chyba że podczas użytkowania takiego egzemplarza dojdzie do widocznego uszkodzenia mechanicznego (np. zerwanie IHS i ukruszenie rdzenia lub wykrzywienie/pęknięcie zielonej płytki PCB).

Podsumowanie

Wiele opisanych etapów w tym materiale zostało poruszonych wyłącznie powierzchownie, ponieważ prawdziwy mistrz nie sprzedaję swoich najlepszych trików! 😊

Podkreślam, że ten artykuł nie ma spełniać funkcji poradnika, który nieostrożnym czytelnikom może narobić sporych problemów i kosztów w przypadku, gdy podejmą się skalpowania procesora we własnym zakresie, a bardziej ma być czymś w postaci ciekawego felietonu lub artykułu o samym procesie. Warto próbować i zbierać własne doświadczenia, ale musisz mieć na uwadze ryzyko, jakie niesie nieumiejętne korzystanie z ciekłego metalu lub użycie zbyt dużej siły i nieodpowiednich narzędzi do rozbierania konkretnych modeli procesorów. Pamiętaj również, że każdy model procesora różni się od siebie i mimo faktu, że z zewnątrz wyglądają podobnie, to pod odpromiennikiem ciepła ich budowa może być zupełnie inna, co może mieć wpływ na ewentualne uszkodzenia.

Jako potwierdzenie statusu samozwańczego "mistrza", to już zapowiadam nadchodzącą możliwość skalpowania procesorów z logo AMD! Jakie to będą procesory i kiedy się pojawią? Więcej szczegółów niebawem! Na pewno będą to modele, które oficjalnie są uznane za niemożliwe do takiej modyfikacji. Pamiętaj, że nigdy nie stoję obojętnie w obliczu Twoich pytań.

Zachęcam do śledzenia mojego konta na platformie Facebook, na którym również publikuję dużo krótsze, ale pełne ciekawych informacji materiały i posty związane ze światem hardware! 💪