Son haline gelmeden önce çok sayıda işlemden geçen çipler, milyonlarca ve bazen milyarlarca transistör içerebiliyor. Yarı iletken tasarımının ne kadar zor süreçlerden geçtiğini hepimiz biliyoruz. Biz CPU veya GPU gibi donanımlara dışardan baktığımızda aslında tek bir parça halinde yekpare bir tasarım görüyoruz. Ancak gördüğümüz aslında sadece bir entegre ısı yayıcı, yani IHS (integrated heat spreader). Peki nedir bu IHS denilen şey?

CPU ve GPU’nun yanı sıra, kullandığımız cihazlarda kullanılan çiplerin neredeyse hepsi bir entegre ısı dağıtıcıyla kaplıdır. Bu küçük metal parçası çok basit bir şey gibi görünebilir, ancak çipler için hayat önem taşıyor. Ortaya çıkan ısıyı etrafa yaymakla kalmaz, yongayı korur ve bütünlüğünü sağlıyor.

İşlemcilerdeki IHS Nedir?

Entegre ısı dağıtıcı anlamına gelen IHS, en basit tabirle işlemcinin metal dış kapağıdır. Hem işlemci silikonu etrafında koruyucu bir kabuk hem de CPU ile CPU soğutucunuz arasında ısı alışverişi sağlayan bir aracı görevi görür.

Geliştirilen ilk işlemciler tümleşik ısı yayıcılarla gönderilmiyordu ve başa çıkılamayacak kadar sıcak çalışıyordu. Bir soğutucuyu doğrudan CPU üzerine monte etmek büyük riskti zira çok baskı uygulandığında çip çöp olabiliyordu. Baskı çok hafif olduğunda ise silikon yongalar alev topuna dönüyordu. Bu işe bir hal çare lazımdı, sonrasında metal ısı yayıcılar devreye girdi.

İşlemci çekirdeğinin kendisi işlemcinin kendisine nispeten oldukça küçük bildiğiniz üzere. Diğer taraftan yeni nesil işlemcilerde kullanılan transistör sayısı bir hayli fazla. Üretim teknolojileri geliştikçe ve transistörler küçüldükçe, çiplerin tasarımı da daha karmaşık hal almaya başladı. Çok sayıda çekirdeğin yanı sıra bileşenler iç içe geçti, böylelikle oluşan ısı da oldukça küçük bir alanda yoğunlaşmaya başladı.

Özetle IHS’ler basit şekilde oyunu değiştirdi. CPU tarafından üretilen ısıyı yüzeyi boyunca eşit olarak etrafa yayan ısı dağıtıcılar basit gibi görünse de işlevsellik açısından çok başarılı. Isı tek bir noktada yoğunlaşmak yerine dağıtılıyor. Bu arada şirkete bağlı olarak çip ile IHS arasına farklı termal malzemeler uygulanabiliyor. Dışa bakan yüzeye ise bildiğiniz üzere termal macun sürüyoruz. Termal macun, IHS’den alınan ısıyı üst kısma taktığımız soğutucuya iletiyor. Üretilen sıcaklık nihayetinde dışarı atılmış oluyor. Entegre ısı dağıtıcıların faydalarına kısaca bakacak olursak:

• Eşit Isı Dağılımı: IHS, ısıyı eşit bir şekilde yayarak çiplerin tamamen ısınmasını engelliyor. Böylelikle işlemcinin içindeki hiçbir parça kullanılmayacak seviyelerde sıcaklığa ulaşmıyor.
• Koruma: Tabiri caizse için bir kask gibi. Hassas silikonu kazara oluşabilecek darbelerden koruyan sert bir yapısı var.
• Daha İyi Soğutma: Bir IHS ile soğutma çözümünüz, iyi yalıtılmış bir evdeki termostat gibi işini daha etkili bir şekilde yapabilir.
• Çipe Estetik Katıyor: Doğrusu işlemciler tümleşik ısı yayıcılar ile estetik açıdan daha iyi görünüyor.

Bazı overclock ustaları, işlemcilerinin stok IHS’sini çıkarmak ve daha da iletken bir malzeme ile değiştirmek için “delid” adı verilen bir işlem yapmakta. Bu işlem doğrusu biraz zor ve riskli. Bununla birlikte, IHS ne kadar iyi olursa olsun her zaman bir soğutucu kullanılması şart.

• İşlemci Delid Rehberi

Delid ve Sıvı Metal Kullanımı

Geçmişte sıvı metal kullanımına ilişkin bazı örnekler görmüştük. Ünlü hız aşırtmacı Roman ‘der8auer’ Hartung, Intel’in Core i9-14900K işlemcisiyle delid işlemi yaptı ve termal iletkenliği en üst düzeye çıkarmak için sıvı metal termal macun uygulamıştı. Yapılan deneyler, 13. Nesil ve 14. Nesil Core CPU’lar arasındaki farkın ihmal edilebilir düzeyde olduğunu ve her zamanki gibi delid işleminin önemli bir sıcaklık düşüşü sağladığını kanıtladı.

Delid işlemi Thermal Grizzly tarafından üretilen Delid-Die-Mate ile gerçekleştirildi. Bununla birlikte, sıvı metal olarak Conductonaut Extreme sıvı metal termal macun uygulandı. Corsair’in 360 mm hepsi bir arada sıvı soğutma sistemiyle mümkün olan en iyi teması sağlamak için CPU temas çerçevesi kullanıldı.

Gelelim sıcaklık değerlerine. Core i9-14900K, güç tüketiminde küçük bir azalmanın yanı sıra ortalama tepe sıcaklıkları baz alındığında 10°C daha serin çalıştı. E-Core olarak tabir ettiğimiz verimlilik çekirdeklerinin sıcaklıkları 8°C düştü. Bu arada, IHS’nin kaldırılması ve daha iyi bir termal arayüzün uygulanmasıyla birlikte P-Core performans çekirdeklerinin sıcaklığında 12°C’lik azalma gözlemlendi.

Hem delid işlemi hem de sıvı metal kullanımı bildiğiniz gibi riskli. Ayrıca garanti geçersiz hale geliyor. Umuyoruz ki CPU üreticileri gelecekte daha gelişmiş ısı yayıcılar ve materyaller kullanır, hiç bunlara gerek kalmaz.

AMD Ryzen 7000 IHS Tasarımı

Ryzen 7000 işlemcilerde benimsenen IHS tasarımı hatırlarsanız çok farklıydı. Teknoloji meraklıları yeni tasarımın performansını merak ediyordu ve sonra anlaşıldı ki yeni tasarım pek de iyi soğutma performansı sağlayamıyor. Örümceğin bacaklarına benzeyen IHS, ayrıca CPU soğutucularını değiştirirken termal macunu temizlemek isteyen kullanıcılar için sorunlar yarattı.

Bir de kalınlık meselesi var. Ryzen 7000’in dahili ısı dağıtıcısı önceki modellere göre daha kalın. 7000 serisi çipler özünde daha ince, ancak AMD’nin pazarlama ekibi yeni AM5 CPU’ları eski AM4 soğutucularla uyumlu hale getirmek için IHS’yi kalınlaştırma yolunu seçmişti.

Kırmızı takımın Ryzen 7000 işlemcileri bazı senaryolarda çok ısınabiliyor. Performans açısından çok güçlü olsa da sıcaklıklar çok yüksek seviyelere çıkabiliyor. JayzTwoCents isimli YouTuber ise Ryzen 9 7950X’in ısı dağıtıcısını 0.8 mm kadar incelterek işlemcinin sıcaklığını kullanılan termal macuna bağlı olarak (tüm çekirdeklerde 5,10 GHz hızda çalışırken) yaklaşık 10 santigrat derece düşürdü. Sıcaklıkların düşmesiyle birlikte çekirdeklerin frekansı da 5.40 GHz’e kadar ulaştı.

Videoda görebileceğiniz üzere, işlemci IHS’sini aşındırmak için zımpara makinesi kullanılmış. Sonuçlar gayet iyi görünüyor lakin bu işlem doğal olarak garantiyi geçersiz kılıyor.

AMD, en yeni Ryzen 7000 serisi işlemcilerinde AM4 form faktörüyle uyumlu hale getirmek için çok kalın (3,6 mm) bir ısı dağıtıcı kullandı. Uyumluluk elbette son tüketici için olumlu bir gelişme, ancak IHS daha kalın olduğunda termal iletkenlik azalıyor ve CPU’yu soğutmak biraz daha zorlaşıyor. Bu da daha yüksek sıcaklıklar, düşük frekans hızları ve daha düşük overclock potansiyeli demek. Hatırlarsanız AMD Ryzen 9 7950X incelememizde sıcaklıkların birçok kez 95 dereceye dayandığını dile getirmiştik.

Entegre ısı dağıtıcının çıkarılması sıcaklıkları 20 santigrat dereceye kadar düşürüyor. 0.8 mm’lik aşındırma işlemi yapıldığında ise sıcaklığın 7 ila 10 derece arasında düştüğü ortaya çıktı. Elbette bu tür uygulamalar riskli. İşlemcilerin üzerinde gördüğünüz entegre ısı yayıcılar (IHS), hassas CPU yongalarını korumak, sıcaklık transferi ve soğutma sistemiyle düzgün temas sağlamak için kullanılıyor.

Termal Macunun Önemi

Bahsettiğimiz gibi, IHS’nin üzerine sürdüğümüz termal macun ısı yönetimi açısından çok önemli.

Termal Macunlar Hakkında Merak Edilenler

• Termal macun olmadan işlemci veya ekran kartını çalıştırmak uygun mudur?
  • Hayır, termal macun olmadan bir sistem kullanmak güvenli değildir. Termal macun, soğutucudan işlemcinin yüzey alanına kadar istikrarlı bir soğutma sağlar. Kullanılmadığında bilgisayar aşırı ısınabilir ve başlangıçta bile çökmeler yaşanabilir.
• Kullanılacak doğru termal macun miktarı nasıl?
  • Termal macun miktarının CPU’nuzun yüzey alanına göre ayarlanması gerekir. Genel olarak, CPU’nun ortasında makul büyüklükte bir nokta veya tek bir kalın çizgi bırakabilirsiniz. Büyük CPU’lar, normal boyutlu CPU’lara kıyasla en az iki kat daha fazla termal macuna ihtiyaç duyar. AMD Threadripper veya Intel Xeon işlemciler, uygun soğutma için yüzey alanlarında neredeyse bir gramlık termal bileşik gerektirir.
• Yüksek kaliteli termal macun satın almaya değer mi?
  • Evet, daha yüksek kaliteli bir termal macun genellikle daha güvenilirdir. Sürekli kullanımdan sonra kuruma, ayrılma veya kıvam değiştirme ihtimali daha düşüktür. Örneğin yeni Arctic MX-6 için konuşacak olursak, üretici kurumadan beş yıla kadar dayandığını belirtiyor. Uygun fiyatlı bir termal macun da uzun süre dayanabilir, ancak hiçbir şeyin garantisi yok.
• GPU için en iyi termal macun hangisidir?
  • Genellikle CPU’lar için kullanılan termal macunlar GPU’lar için de kullanılabilir. Ancak belirli bir ürün kullanmadan önce araştırma yapmak önemlidir. Uyumluluk üründen ürüne farklılık gösterir ve bazı üst düzey seçenekler grafik işlemcisi için uygun değildir. Nitekim sürmeden önce ufak bir araştırma yapmakta fayda var.
• Termal macunu ne sıklıkla değiştirilir?
  • Genel bir kural olarak termal macun her yıl değiştirilmelidir. Bazı ürünlerin dayanıklılık sürelerinin daha fazla olduğundan bahsetmiştik lakin tek nokta bu değil. Sistemin çalışma sıcaklıkları termal macunun kuruması konusunda çok önemlidir. Bileşeniniz sıcak çalışmıyorsa değişim süresi biraz daha uzayabilir.
• Termal macunun bekleme ömrü var mı?
  • Termal macun kuruyarak ‘son kullanma tarihi’ geçebilir. Bu da ürünün artık işe yaramaz hale gelmesi demek. Termal macununuzu orijinal ambalajında sakladığınızdan ve birlikte verilen kapakla dış ortamdan tamamen yalıttığınızdan emin olun. Bileşim kurumadığı sürece 5 yıldan uzun süre saklanan bir termal bileşik hala kullanılabilir durumda olabilir.
• Sıvı metal termal macundan daha mı iyidir?
  • Sıvı metal aslında tüm termal macunlardan daha üstündür zira bileşim daha iyi ve daha verimli ısı transferine olanak tanır. Sıvı metal, tıpkı termal macun gibi başka bir termal malzemedir (TIM). Kullanma konusunda dikkatli olunması gerekiyor, bu nedenle sıvı metallerin yapısı, kullanım şekli ve iletkenliği gibi konuları araştırmakta fayda var.

Termal Macun Nasıl Uygulanır?

• Başlamadan önce mutlaka kullanım kılavuzlarını okuyun. Hatta buna termal macunla birlikte işlemci soğutucusuyla gelen belgeler de dahil. Termal macunlar ve CPU soğutucuları farklı detaylara sahiptir. Önceden bilgi sahibi olursanız sorun yaşama ihtimaliniz daha düşük olur.
• Soğutucunuzda termal macun zaten mevcutsa termal macun kullanmaya gerek yok, ancak istiyorsanız hazır sürülü olan bu macunu silebilirsiniz.
• Her CPU ve GPU’nun üzerinde bir entegre ısı yayıcı (IHS) bulunur. Yüzey alanının tam ortasına küçük bir miktar (kabaca bir pirinç tanesi veya bezelye büyüklüğünde) termal macun sıkın.
• Şimdi CPU soğutucusunu takın. Soğutucunuzun taban plakasını veya su bloğunu CPU’ya yerleştirmek için hafif şekilde, yukarıdan aşağıya doğru basınç kullanın ve soğutucuyu montaj mekanizmasına takarken bu basıncı koruyun. Soğutucunun kaymasını önlemek ve termal macunu eşit şekilde dağıtmak için yeterli şekilde güç kullanmalısınız, ancak anakartı eğecek veya CPU’ya zarar verecek kadar sert davranmayın. Soğutucuyu anakarta çapraz bir şekilde takarken sabit tutun, vidaları (vida mekanizması kullandığınızı varsayarak) onlarla bir “X” çiziyormuş gibi sabitleyin. Dördünü de takana kadar vidaları tam olarak sıkmayın, ardından eşit basınç sağlamak için bir sonrakine geçmeden önce her birini birkaç kez çevirin.
• Eğer isterseniz işlemci soğutucusunu takmadan önce gönderilen aparatları veya evinizdeki bir malzemeyi kullanarak termal macunu IHS üzerinde eşit şekilde yayabilirsiniz.
• Her şey tamam. Ancak sonrasında soğutucunun düzgün şekilde oturduğundan ve düzgün çalıştığından emin olun. Ayrıca işlemcinin yan kısımlarından veya anakartın herhangi bir yerinden sızan bir termal macun kalıntısı olmadığına dikkat edin. Eğer termal macunu fazla sürerseniz kenarlardan taşabilir. Böyle bir durum olursa alkol gibi bazı materyallerle temizlemeniz gerekecek.
• Son olarak, sistemi kullanırken sıcaklıkları birkaç kez takip edin.