多年以来,英特尔始终都不愿意承认自己"牙膏厂"的骂名,但是从玩家角度来说,最近几年的处理器升级路线绝对逃不掉"挤牙膏"的嫌疑。随着10nm工艺推迟以及14nm产能不足因素的影响,即使是在9代U发布之时英特尔也没过几天消停日子。好在对于所有人来说,9代CPU总算称得上是英特尔递交的一份及格的答卷。
我们今天要讲的,是英特尔已经被吐槽了6年多的"硅脂U"的名号。在这6年多里,英特尔一改以往钎焊工艺(材料),甚至连自家高端桌面级CPU都开始使用硅脂导热。这一现象终于在9代产品身上得到了终结,钎焊的回归引来大部分PC玩家一片赞赏声。
钎焊通常为锡的合金,故又称焊锡,但通常情况下钎焊工艺用到的金属材料还会加入很多其他金属元素。这类材料必须有非常好的延展性才能填补CPU核心和顶盖之间的缝隙,同时这类材料还必须拥有非常好的导热系数,毕竟我们用它就是为了及时把CPU核心产生的热量传递出去。
不同焊料的特性及导热系数
英特尔处理器从钎焊到硅脂再到钎焊导热的旅程为了更好的散热效果,处理器通常都是钎焊导热的,AMD哪怕是在比较低端的CPU及APU上都在坚持钎焊导热,英特尔之前也是如此,一直坚持到Sandy Bridge架构的酷睿i7-2600K这一代上,但是从2012年的22nm工艺的Ivy Bridge处理器,也就是酷睿i7-3770K处理器开始,英特尔开始堕落了,放弃钎焊开始使用硅脂。
先是在主流处理器上这样做,接着发烧级平台的Core X系列处理器也遭到了黑手,然后Xeon处理器也一样开始用硅脂,直到九代酷睿处理器重新使用钎焊,前后历时六年时间。
酷睿i7-3770K开盖,开始用硅脂
硅脂导热的8代酷睿处理器
开盖后的酷睿i9-9900K
无论怎样,从钎焊到硅脂都是导热能力的极大下降,理论上导热效率损失90%都是可能的,而且硅脂的成本更低,工艺也更简单,所以很多人把英特尔这次改变视为奸商抠门之举,刚好2012年的时候AMD的处推土机处理器已经失利,英特尔没有竞争压力了,所以这个说法是最流行的。
千古之谜:英特尔为什么不顾骂名非得用硅脂?
在放弃钎焊换用硅脂的六年中,英特尔官方对这种转变一直没有公开解释,在一些玩家看来,被骂了6年也不敢解释更坐实了英特尔是为了省钱才换的说法,从钎焊到硅脂确实可以节省成本,就算减少1美元的成本吧,英特尔一年出货量的处理器数量在2.5亿左右,算下来也要2-3亿美元,虽然相对每年一百多亿美元的净利来说不值一提,但蚊子肉也是肉啊。
上面这个解释合情,但我个人并不认同这种猜测,省了钱是英特尔改用硅脂导热的结果,但不是英特尔这么做的原因,这事应该不是从商业角度考虑的,而是背后有技术原因。
当年酷睿i7-3770K开盖事件频发时,还有一个解释听上去更合理——英特尔改用硅脂导热的节点是22nm的IVB处理器,相比32nm的酷睿i7-2600K,酷睿i7-3770K的核心面积在更先进的工艺下从216mm2直降到160mm2(4核+GT2级别),之后的4代、5代、6代及7代酷睿处理器的核心面积越来越小,酷睿i7-6700K只有122mm2,而钎焊过程中核心越小,工艺难度越大,所以英特尔开始改用硅脂导热了。
除了这个原因之外,还有一种说法与环保有关,欧盟2006年开始全面推行RoHS标准,禁用了有污染的含铅工艺,英特尔在2007年就表态45nm及之后的处理器已经是无铅工艺了。此外,英特尔之前也开展了无冲突矿产行动,2009年首次对合作伙伴的冶炼厂进行审查,涉及金、钨、锡、钽四种矿产,而金、锡金属正是钎焊中的重要材料。
从英特尔发布的无冲突矿产报告来看,他们加入并完成这个承诺的时间段正好是在2012年前后,受此影响而在IVB处理器那一代弃用金属焊料工艺也是有可能的。
当然,这样的话又不能解释为什么九代酷睿处理器又能用钎焊工艺了,除非这两年英特尔搞定了无冲突矿产行动中受影响的供应链。
总之,在这个问题上英特尔官方多年来一直不肯公布他们改变钎焊工艺的原因,省钱或者环保等方面的解释不能完全解释这个问题,根源可能还是技术上的。
对于钎焊材料,大家所关注的主要是导热系数,但是"钎焊料的可焊性、 熔点、 强度及杨氏模量、热膨胀系数、 热疲劳、 蠕变及抗蠕变性能等均可影响钎焊连接的质量。",对英特尔来说,导热性能也很重要,但肯定不是唯一重要的。
至于现在为什么又把钎焊工艺带回来,英特尔同样没有什么解释,当然秋季发布会上会大谈特谈钎焊工艺的好处——提高了散热效率,允许更高的散热空间,处理器可以运行在更高频率上。一个简单的例子就是英特尔在酷睿I9-9900K的PL2功耗上大幅放宽到了210W,远高于其他处理器通行的1.25倍功耗的做法,限制放宽到了TDP功耗的两倍多。
从八代酷睿的情况来看,英特尔也有必要改进处理器的散热,因为6核12线程的酷睿i7-8700K处理器就够热了,小型的散热器已经压不住了,不超频的话核心温度也能轻松跑到90°C以上,而九代酷睿又是8核16线程又是5GHz频率,不敢想象要还是继续硅脂导热,那发热得是什么样。
