[Gelöst?] CPU im x201 überhitzt sehr schnell - Serienproblem oder Einzelfall?

elarei

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Hi,

EDIT 2: und noch eine anständige Lösung https://thinkpad-forum.de/threads/1...r-Einzelfall?p=1967971&viewfull=1#post1967971

EDIT: Offenbar ist im neuesten Powermanagement-Treiber eine "Lösung" enthalten. Dabei wird folgendes verändert: bei zu hoher Temperatur taktet die CPU nicht ganz so radikal, sondern nur auf ca 2Ghz herunter, sodass die Leistung akzeptabel bleibt. Offenbar genügt das Kühlsystem für dauerhaft massive Lasten schlichweg nicht. Wer konstant mit dem Turbo-Modus arbeiten können will, sollte also unter Umständen in Erwägung ziehen, statt des x201 ein T-Modell zu wählen, in denen die Problematik nicht auftritt.

mein x201 mit Core i5 540M (2.53Ghz) zeigt ein kurioses Verhalten. Und hier die Geschichte dazu.

Ich habe gerade versucht, die Möglichkeiten von TPFanControl ein wenig auszutesten, und habe dazu vier Instanzen von StressPrime2004, also eine pro angezeigter CPU (physisch sind nur zwei da), laufen lassen. TPFanControl lief während der gesamten folgenden Tests nur im BIOS-Modus, der Lüfter agierte also völlig unbeeinflusst von mir oder TPFC. Zunächst habe ich dem Programm ein paar Minuten idle gegeben, nach dem Stressen auch. Das Ergebnis ist verblüffend:

[align=center]
x201_temptest_2_burnz9dx.png
[/align]
Die Temperatur steigt innerhalb von ca. zwei Minuten rasant, bei zunehmender Lüftergeschwindigkeit ab ca. 75°C dann etwas langsamer an. Kommt die Temperatur über 80°C (und das tut sie mit BIOS-gesteuertem Lüfter nach ca. 3 Minuten), findet plötzlich ein Wunder
Smiley_Jesus.gif
statt: die Temperatur fällt rapide auf etwa 65°C. Dann steigt sie wieder ziemlich rasant bis auf über 80°C, und das Spiel beginnt von vorne.

Nun hatte ich nach der ersten Verblüffung einen Verdacht, wie das passiert sein könnte, und habe CPU-Z nebenher laufen lassen.

[align=center]
x201_temptest_3_undercdbdi.png
[/align]
Ja da schau her: in den Augenblicken, in denen die CPU kühler wird, taktet der Prozessor ordentlich runter - von 2,53Ghz auf 1,2Ghz! Das erklärt auch den wundersamen Temperaturabfall. :wacko:

Nun stellt man sich natürlich die Frage, warum man ein Notebook mit einer Bomben-CPU baut, wenn man die Kühlung so dimensioniert, dass nach gerademal 2 Minuten Vollgas die Handbremse gezogen werden muss, damit die CPU kein Loch in den Deckel brennt.

An schlechter WLP oder ähnlichen Dingen wird es m.E. kaum liegen, denn im Officebetrieb ist der Prozessor bei ganz guten 45°C zu halten (TPFC-Wert, Speedfan zeigt immer 20°C weniger an). Ich würde ganz frech behaupten, das Kühlkonzept im x201 reicht für die bombenstarke CPU nicht aus!

Problematisch an dieser Situation ist vor allem, dass der Betrieb des Notebooks bei voller Leistung extrem ineffizient ist. Dadurch, dass die CPU unter Volllast zwei Drittel der Zeit nur mit halbem Takt läuft, dürfte es sich sogar flüssiger arbeiten lassen, wenn man die CPU von Hand auf eine reduzierte Leistung begrenzt, wo sie dann wenigstens dauerhaft laufen kann.

Das ist ein interessanter Gedanke, fand ich. Daher habe ich es gleich mal ausprobiert. Windows 7 ermöglicht es unter "Systemsteuerung -> Energieoptionen -> Energieplan bearbeiten" sehr komfortabel, den "maximalen Leistungszustand des Prozessors" zu begrenzen. Zu meiner eigenen Überraschung funktioniert das auch einwandfrei! In CPU-Z wurden jeweils entsprechende Werte angezeigt. Das Resultat kann sich sehen lassen:

[align=center]
x201_temptest_4_manualcru6.png
[/align]
Bei einer Begrenzung auf 90% der Leistung (2,26Ghz) läuft die CPU durch und kocht bei knapp unter 80°C unter voller Last stabil vor sich hin. Vermutlich müsste man aber auf 2.13Ghz oder 2.00Ghz reduzieren, um dauerhaft unter der Runtertaktschwelle bei 80°C zu bleiben (ich habe es nicht drauf ankommen lassen, hängt auch von den Außentemperaturen und Fertigungstoleranzen ab). Die Botschaft ist jedenfalls deutlich: unter voller Last kann mein x201 nicht produktiv laufen.

Dieses Verhalten erklärt auch manchen verdächtigen "Hänger" im Betrieb von CPU-lastigen Programmen. Ich hatte mich schon gefragt, woran das liegt, dass ich mit denselben Programmen auf einem x200s mit 1.86Ghz keine Probleme hatte...

Fazit: Mieses Kühlkonzept oder übler Einzelfall? Wenn ein Leser ein x201 hat, würde ich mich freuen, wenn er unter Angabe des genauen CPU-Typs die Tests reproduzieren könnte. (4x StressPrime, jedes StressPrime auf einen Kern festlegen, CPU-Z zum auslesen des Takts)


Edit: Ich habe mal meinen etwas voreiligen Schluss auf ein Serienproblem relativiert.
Edit 2: In SpeedFan habe ich 20°C Temperaturoffset eingestellt; das entspricht dann den Werten, die TPFC ausspuckt.
 
Ich hatte vor 3 Wochen auch ein X201 mit i5 560M auf dem Tisch gehabt, welches die 100°C bei 2x2,93Ghz ziemlich schnell geknackt hat und anschließend abschaltete.

Problem war hier das zu dicke Wärmeleitpad am PCH (??). Der CPU Die ist der mittlere von den dreien. Und damit hing die Kühlfläche der CPU in der Luft. Nach Entfernen des Wärmeleitpads sahen die Temps erheblich besser aus (max. um die 90°C bei Volllast und 2,93GHz). Den Spalt den das entfernte Pad hinterließ habe ich durch dezentes Nachbiegen des Kühlers und Wärmeleitpaste geschlossen.
 
Ich habe das Pad durch ein 0.8mm-Kupferplättchen ausgetauscht und das Ganze auch nochmal auseinandergebaut um zu schauen ob auch Kontakt da ist. Da sah soweit ganz gut aus, aber vielleicht versuche ich deine "radikale" Methode später mal.

- - - Beitrag zusammengeführt - - -

Nachtrag: Was soll ich sagen - astreine Sache! Ich habe die Stege für die Verschraubungen etwas nach oben gebogen, damit der Kühler ohne Pad plan aufsitzt.

Beim Prime95-Stresstest erreicht das Gerät jetzt 72 Grad maximal, mit Turbo Boost. Manchmal ist es so einfach! :)

IMG_20160115_205148.jpgIMG_20160115_205219.jpg
 
Zuletzt bearbeitet:
Ich hab vor zwei Tagen hier im Forum ein X201t mit i7-640LM erstanden. Das gerät kocht unter Last mit 85 Grad vor sich hin. Mit TP Fan Control viel Lüftersurren habe ich es auf 70 Grad bekommen. Lohnt hier eine Demontage und Erneuerung der Wärmeleitpaste? Oder muss ich damit leben und schon mal für in zwei Jahren ein neues Board nebst Prozessor anlegen wenn der alter Verglüht?
 
Mir hat mit meinem i5 nur der Tipp von diablo666 geholfen. Der Kühler sitzt leicht schräg auf der CPU, da das Wärmeleitpad für den Chipsatz diesen nach oben drückt. Es ist nur ein kleines bisschen, aber genau das macht diese enorme Temperatur aus.

Mir hat nicht einmal ein viel dünneres Kupferplättchen geholfen. Da hilft wohl nur Verbiegen, wie ich es oben auf den Fotos gemacht habe.

Ich habe verschiedene Lösungsansätze mal ins thinkwiki eingefügt.
 
Zuletzt bearbeitet:
Blöde Frage vielleicht, aber könnte man das Problem nicht auch so lösen, indem man stattdessen ein dünneres Wärmeleitpad verwendet? Wie dick ist das original verwendete denn?
 
Ich habe mir die Problematik im Zuge eines geplanten (jedoch gescheiterten) Umbaus auf ein X200-Board gleich mit angeschaut. Ich sehe das genauso, das Wärmeleitpad ist definitiv zu dick und der Kühler dadurch verbogen - man sieht das auch am Wärmeleitpad wenn man den Kühler abnimmt, dass dass es einseitig eingedrückt ist.

Ich habe jetzt schön kräftig neue WLP draufgemacht und wieder das X201-Board eingebaut (ohne Bleche verbiegen o.ä.) und muss sagen - Wahnsinn! Hätte nicht gedacht, dass sich das Lüfterverhalten so dramatisch verbessert. Vorher hat der Lüfter gleich beim Booten hochgedreht, ist dann leise geworden und sobald man etwas gemacht hat (beispielsweise den Browser gestartet) hat er sofort hochtourig aufgedreht. Jetzt merkt man gar nichts mehr, das X201 läuft durchweg leise bis man es wirklich mal fordert. Unter CPU-Volllast (4 cpuburn-Prozesse) pendelt es sich dann bei etwa 80°C ein und der Lüfter läuft mit 3800 U/min. Und aus dem Luftauslass kommt es schön warm und nicht nur lauwarm raus.

Interessanter Nebeneffekt (aber vermutlich hängt's nicht damit zusammen): Das Teil steht jetzt plan auf dem Tisch und kippelt nicht mehr.
 
Ja, einfach nur Pad raus und dafür eine Schicht WLP drauf, sonst habe ich nichts gemacht. Hier noch ein paar Bilder wie es vorher aussah, man hat fast den Eindruck, auf der CPU wäre WLP *und* ein Pad drauf gewesen:

IMG_20160307_231218.jpgIMG_20160307_231223.jpgIMG_20160307_231232.jpg
 
Hatte auch schon den Fall, daß die schwarze Isolierfolie ab Werk so schief aufgeklebt war, daß sie eine Kante vom DIE der CPU abgedeckt hat.

Ja, einfach nur Pad raus und dafür eine Schicht WLP drauf, sonst habe ich nichts gemacht.
Reicht auch für die popelige Southbridge.
Beim T410/T510 wird die sogar lediglich über den Magnesiumframe gekühlt (mit Wärmeleitpad).
Manche basteln sich da für das Ding, was weniger verbraucht als ein (ungekühlter) Speicherriegel noch ein Kupferblättchen zwischen :facepalm:
 
Und so dick, wie die Wärmeleitpaste aufgetragen war, darf man sich auch nicht über hohe Temperaturen wundern.
 
Und so dick, wie die Wärmeleitpaste aufgetragen war, darf man sich auch nicht über hohe Temperaturen wundern.

Da das Board schonmal getauscht wurde will ich an der Stelle natürlich nichts gegen einen der Forumssponsoren sagen. ;-) Aber das Temperaturproblem war auch vor dem Board-Tausch schon da...
 
Doch hat er, aber dann meinen wir wohl nicht den gleichen - aber ist egal und hier eh OT.
 
Vielen Dank für die "Auflösung" des Problems, denn mein X201 hat mich schön langsam verzeifeln lassen.
Das Gerät war unter Last sehr schnell sehr heiß und hat sogar schon mal die Notabschaltung erreicht (i7) und das trotz mehrfach erneuerter Wärmeleitpaste (Artic MX2), neuem Wärmeleitpad (Phobya XT) und neuem Kühler mit Lüfter. Im Leerlauf waren die Temperaturen aber trotzdem so niedrig, dass sich der Lüfter auch relativ bald ausgeschaltet hat.

Jetzt ohne dem Wärmeleitpad und mit frischer Paste auf allen Kühlflächen, liegen die Temperaturen unter Last um gut 20°C unter den vorher erreichten Maximaltemperaturen.
Wirklich erstaunlich, dass bei dieser Serie so ein Konstruktionsfehler besteht, der nie über die Jahre behoben wurde.

Vielen Dank nochmal für den Tip!!!! :thumbsup:


Ich habe mir die Problematik im Zuge eines geplanten (jedoch gescheiterten) Umbaus auf ein X200-Board gleich mit angeschaut. Ich sehe das genauso, das Wärmeleitpad ist definitiv zu dick und der Kühler dadurch verbogen - man sieht das auch am Wärmeleitpad wenn man den Kühler abnimmt, dass dass es einseitig eingedrückt ist.

Ich habe jetzt schön kräftig neue WLP draufgemacht und wieder das X201-Board eingebaut (ohne Bleche verbiegen o.ä.) und muss sagen - Wahnsinn! Hätte nicht gedacht, dass sich das Lüfterverhalten so dramatisch verbessert. Vorher hat der Lüfter gleich beim Booten hochgedreht, ist dann leise geworden und sobald man etwas gemacht hat (beispielsweise den Browser gestartet) hat er sofort hochtourig aufgedreht. Jetzt merkt man gar nichts mehr, das X201 läuft durchweg leise bis man es wirklich mal fordert. Unter CPU-Volllast (4 cpuburn-Prozesse) pendelt es sich dann bei etwa 80°C ein und der Lüfter läuft mit 3800 U/min. Und aus dem Luftauslass kommt es schön warm und nicht nur lauwarm raus.

Interessanter Nebeneffekt (aber vermutlich hängt's nicht damit zusammen): Das Teil steht jetzt plan auf dem Tisch und kippelt nicht mehr.
 
Nochmal ein kleiner Nachtrag von mir:

Meine alte Paste (Amasan T12) ist nach einigen Wochen leider ausgetrocknet und ich stand wieder vor dem alten Problem.

Nun habe ich das Gerät nochmal zerlegt und auf alle Chips Thermal Grizzly Kryonaut aufgetragen, laut diesem Thread die beste Wärmeleitpaste des letzten Jahres, die speziell für Übertakter angepriesen wird.
Die funktioniert sehr gut, so bleibe ich im Burn-In-Test knapp unter 80°C und die CPU hat in 15 Minuten Dauertest nicht einmal heruntergetaktet.

Keine großen Verbesserungen im Idle, aber dennoch eine klare Empfehlung von mir für das Zeug. ;)
 
Die funktioniert sehr gut, so bleibe ich im Burn-In-Test knapp unter 80°C und die CPU hat in 15 Minuten Dauertest nicht einmal heruntergetaktet.

Kannst du bitte deinen Testaufbau genau beschreiben, damit andere das nachstellen können? Was für ein X201 genau, welche Festplatte, welches Betriebssystem? Und du meintest den "BurnInTest" von Passmark, richtig?

Ich probiere mal meinen Aufbau zu beschreiben. Mein Gerät:
* X201
* i5-540M
* 4GB RAM
* BIOS 1.40
* kein Akku
* keine Festplatte
* kein WWAN
* 90W Netzteil

Testaufbau:
* Ubuntu MATE 16.04-beta Live-System
* gewöhnlicher Holzschreibtisch
* etwa 22°C Raumtemperatur
* PassMark BurnInTest Linux v3.3, Build 1002 (mit root-Rechten)
* abweichend von der Default-Config: CD/DVD abgeschaltet, Disks abgeschaltet, 3D eingeschaltet

Ergebnis nach 5 Minuten Laufzeit:
* alle 4 Kerne laufen konstant mit 2,53GHz
* CPU-Temperatur schwankt zwischen 84 und 86°C
* Lüfter läuft konstant mit etwa 3700 Umdrehungen/Minute.
 
Zuletzt bearbeitet:
Hallo und sorry für die späte Antwort. Hatte keine Benachrichtigung im E-Mail-Fach.

Kannst du bitte deinen Testaufbau genau beschreiben, damit andere das nachstellen können? Was für ein X201 genau, welche Festplatte, welches Betriebssystem? Und du meintest den "BurnInTest" von Passmark, richtig?

Mein Gerät:
* X201(-Mainboard im X200-Gehäuse)
* i5-540M 2,53 GHz
* 8GB RAM
* BIOS 1.40 ohne Whitelist.
* Festplatte: WD5000LPVX
* WLAN: AzureWave AW-NE766
* 65W Netzteil
* Kühler verbogen, Wärmeleitpad entfernt und direkt durch Paste ersetzt
* Paste: Thermal Grizzly Kryonaut

Testaufbau:
* Slackware64-current
* Gerät liegt meistens auf meiner Bettmatratze
* etwa 21°C Raumtemperatur
* mprime Burn-In-Test mit Standardeinstellungen (4 Threads)

Ergebnis nach 5 Minuten Laufzeit:
* alle 4 Threads (2 Kerne) laufen konstant mit 2,53GHz
* CPU-Temperatur pegelt sich in den ersten 10 Minuten von 70°C auf knapp unter 80°C ein und bleibt auf diesem Niveau
* Lüfter läuft konstant auf voller Stufe

Funktioniert so einwandfrei seit Anfang April, mal sehen ob das so bleibt oder die Paste wieder aushärtet.
 
Ich würde den Umbau auch gerne vornehmen, also Pad raus und neue Paste rein, aber kurz vor dem Urlaub fehlt mir die Zeit. Kann mir jemand gute Einstellungen für tpfan empfehlen (X201 i7)?
 
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