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Pentium2 L2Cache発熱量について 1998/10/26
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Pentium2 L2Cache発熱量について 1998/10/26
Pentium2のS.E.C.カートリッジを分解すると、Tag-RAMやCPUなど、色々な部品が見えます。これらの部品を眺めていると、L2Cacheはサーマルプレートに熱結合されています。構造に感心しながらも、ひとつの疑問が。どの程度発熱するのだろう？そんな事がきっかけとなり、今回の調査を実施する事になりました。
Pentium2 L2Cache動作温度測定 1998/10/26
ハード構成（1998年10月26日現在）
| CPU | Pentium2/350MHz B80523P350512E SL2SF 2.0V 98110373 MALAY | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| マザー | ASUS P2B改 | ||||||
| メモリ | SDRAM 128MByte PC100対応メモリ メルコ VSF-64M×2枚 （PC100非対応メモリを100MHz超で動作中） 合計256MByte |
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| HDD |
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| その他 | AHA-2910B、SC970、WGP-VG4DX、PowerCapturePRO（全てPCIバスカード） |
【測定風景】
今回使用したハンディデジタル温度計です。横河電機㈱製 MODEL2455、K形熱電対使用で、-160～+1372℃まで測定できます。
1. Pentium2 S.E.C.C.カートリッジを分解したところです
S.E.C.C.カートリッジ分解は簡単には出来ません。最悪ＣＰＵを壊すことがあります。自信の無い方は真似しない方が無難です。もしチャレンジされるなら、自己責任で行ってください。やす坊は一切保証もしませんし、分解の奨励もしません。
2. サーマルプレートから分解したCPU基板です
左右2個付いているのがL2、中央がCPUです。CPUはサーマルプレートと接触していますが、L2Cacheはサーマルプレートとの隙間が約1㎜弱あります。この隙間を、写真で見える灰色の充填材で埋めて熱結合させています。L2Cacheに付いている充填材を除去し、センサーを取り付けてからCPUを組み立て、温度測定を行います。
【測定条件】
| 外気温 電圧 動作クロック |
別途デジタル温度計にて測定。測定開始から終了までの約６分間、約24℃ コア電圧2.05V、L2/DIMM電圧3.4V （P2Bでは3.4Ｖがノーマルです） 103MHｚ×4倍 ＝ 412MHｚ |
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| 測定手順 | 1. L2Cacheが周囲温度とほぼ同じことを確認してパソコンを起動させる。 2. WindowsNT4.0WS起動完了後、直にSuperπ104万桁を実行させ、計算完了時の温度を測定する。 |
【測定結果】
・WindowsNTWS起動完了時のL2Cache温度は約30℃ （約6℃上昇）
・Superπ計算完了時のL2Cache温度は39.4℃ （約15℃上昇）
【考察】
L2Cacheとサーマルプレートの熱結合を無くした状態でテストした為、これ以上の測定はL2Cacheを熱破壊する危険があり、テストを中止しました。サーマルプレートと熱結合している程ですから、有る程度の発熱は予想していましたが、予想以上の発熱でした。L2Cacheの発熱を効率良くサーマルプレートに伝達し、更に効率良くサーマルプレートの熱をCPUクーラーで冷却する事が重要でしょう。OverClock時に、L2Cacheでコケる場合にはL2Cacheの発熱対策で大きな効果を得ることが出来るかもしれません。何れにしろ、安定性向上の為、L2Cache発熱対策実施の必要性を痛感する結果となりました。
Pentium2 L2Cache発熱対策 1998/10/26
1. L2Cacheです（充填物を除去して撮影しました）
私のPentium2/350MHzにはSEC KOREA 805 /
KM736V604MT-55 / SBK070JAのL2Cacheが搭載されていました。（一般的な情報と同じ、5.5nS）
2. CPUです（充填物を除去して撮影しました）
私の場合、｢L8093264-0051｣と、表面に刻印？（レーザー印刷？）されていました。
3. 厚さ0.5㎜×幅10㎜の銅板を取りつけます
サーマルプレートとの隙間に銅板を挿入する事により、熱伝導効率の改善を行います。サーマルプレートの凸部と銅板の間には当然、シリコングリスを塗布します。銅板は加工後、バリを十分に取り、綺麗に仕上げてください（加工クズが付着していると、大変です）。銅板は動かない様にエポキシ接着剤で固定して有ります。更に安全を考え、接着剤から剥離しても動かない様に折り曲げ、サーマルプレートに引っ掛けます。（銅板が内部で動くと、最悪ショートします)
注記：写真で見えるビスは自作CPUクーラー5号で説明しています。
4. CPU基板を組み立てます
L2Cache、CPU共にヒートシンクとの接触面にはシリコングリスを塗布します。個人的には高効率のシリコングリス（銅紛を練りこんだ物）を使いたいところですが、はみ出したグリスが心配なので止めました。一般的なシリコングリスを使用しました。一般的なシリコングリスは絶縁性が高いので、L2Cacheのピンに付着しても大丈夫です。前項にて説明した銅板の折り曲げが見えます。
注記：シリコングリスはたっぷり使用すれば良い！は間違いです。
5. S.E.C.C.カートリッジを組み立てます
銅板の折り曲げ部分は、蓋と干渉する為、蓋に切り込み加工を施します。荒業ですが、ペンチでむしり取り、ヤスリで仕上げました。
6. 完成です
（ファンは、作業の邪魔にになる為、取ってあります。）
【考察】
これでL2Cacheの放熱効率は大幅に改善されたと考えております。熱結合状態で温度測定が出来ると、効果の確認が出来ますが、センサー設置が出来なかったので諦めました。後は、CPUクーラーの効率アップが課題となります。
