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So ein Endkunde ist schon ein erstaunlich vielseitiges Wesen. Man traut ihm zu, teure Grafikkarten zu bezahlen, komplizierte Wasserkühlungen aufzubauen und sich durch BIOS-Menüs zu kämpfen, die gelegentlich an eine schlecht übersetzte Steuererklärung erinnern. Sobald es aber um das Material zwischen Chip und Kühler geht, scheint dagegen betreutes Staunen zu genügen. Hier eine neue Paste, dort ein anderer PTM-Zuschnitt, dazu ein eindrucksvoller Name und die freundliche Bitte, nun auch diesen Fortschritt angemessen zu bejubeln. Zum Bezahlen offenbar voll geschäftsfähig, für einen vollständigen technischen Überblick sitzt der Endkunde hingegen vorsichtshalber noch am Kindertisch. Und während wir noch über das richtige Pastenmuster oder das richtige Auflegen von PTM-Sheets diskutieren, werden in der KI-Industrie längst andere thermische Interfaces eingesetzt. Nicht als dekoratives Extra, sondern als primärer Bestandteil der Verbindung zwischen leistungsstarken Chips und ihrer Kühlung. NVIDIA gehört bereits seit Längerem zu diesem Umfeld. Über die Verwendung von HFCs Graphen-TIM, um das es heute geht berichtete IDTechEx schon im November 2024. Auch AMD spielt nach meinen Informationen beim Einsatz auf den neuen KI-Beschleunigern mittlerweile eine große Rolle, auf die ich später noch genauer zurückkomme. Die industrielle Vorgeschichte dieser Materialien liest sich wirklich wie ein spannendes Buch, das nur leider nie veröffentlicht wurde.

Das macht weder gute Wärmeleitpaste noch PTM rückwirkend zu schlechten Lösungen. Auch meinen eigenen Test der Carbice-Technik werde ich deshalb nicht umschreiben: Ein langlebiges Interface ist eine reale technische Leistung, aber noch lange kein universeller Sieger bei der Wärmeübertragung. Mein Problem ist ein anderes. Wer dem Endkunden immer nur den gerade verkaufsfertigen Ausschnitt zeigt, sollte sich nicht wundern, wenn dieser Ausschnitt irgendwann für den gesamten Stand der Technik gehalten wird. Man muss die Käufer nicht ausdrücklich für Trottel erklären. Es genügt, ihre Neugier bei der nächsten Produktverpackung enden zu lassen, denn Neukaufen geht immer. Und hier sind wir wohl beim springenden Punkt angelangt: ein Produkt, das unter normalen Bedingen faktisch nicht kaputt geht, ist Gift für den Handel.

Heute liegt deshalb das GEEKTC GX-300 Graphen Pad im Labor. Das Testmuster stammt direkt aus meinem Import von GEEKTC und ich kann es nach allen Tests der Ausführung des Industrieproduktes HCF-010-03 sehr sicher zuordnen. Als Bezugsquelle für GEEKTC-Produkte ist unter anderem AliExpress relevant, den eigenen Shop verlinkt die Marke unmittelbar auf ihrer Website. Mein Muster ist also keine zufällig ausgewählte Bestellung bei einem unbekannten Marktplatzhändler, sondern wurde für diesen Test direkt vom Distributor bezogen. Dass man hier noch nichts davon gehört hat, liegt nicht nur an der Verschwiegenheit der KI-Firmen, sondern auch am simplen Umstand, dass diese Pads auf der Liste der “Seltenen Erden” stehen, für die man erst einmal eine schwer zu erhaltene Exportlizenz braucht. Die Geschichte bekommt trotzdem schon in Kürze deutlich mehr praktische Relevanz für deutsche Leser. Nach meinen Vorabinformationen bereitet ein größeres deutsches Unternehmen die offizielle Einführung und den direkten Verkauf einer entsprechenden HFC-Ausführung hierzulande vor. Dabei handelt es sich um das HCF-013-03, also nicht ganz um exakt dieselbe Variante wie beim heute untersuchten GX-300, aber sie ist für den Endkunden fast noch besser geeignet. Wer solche Materialien bislang als interessante, aber umständlich zu beschaffende Industrieprodukte betrachtet hat, dürfte seine Einschätzung deshalb bald überdenken müssen. 

Für mich zeichnet sich hier ein wirklicher Gamechanger ab. Nicht, weil plötzlich alle bisherigen Wärmeleitmittel unbrauchbar wären, sondern weil ein industriell entwickeltes Materialkonzept im Endkundenmarkt tatsächlich greifbar wird. Noch steht es nicht im Mittelpunkt der üblichen Diskussionen über PC-Kühlung, aber das dürfte sich aber sehr schnell ändern, sobald Verfügbarkeit, verständliche Produktzuordnung und nachvollziehbare Messungen Dritter und Erfahrungsberichte zusammenkommen. Es gehört zu den angenehmeren Seiten meiner Arbeit, bei solchen Entwicklungen immer wieder ganz früh dabei sein zu dürfen. Ich bekomme also keine fertige Werbegeschichte geliefert, sondern kann nachfragen, Material untersuchen und selbst prüfen, was von der Aussage übrig bleibt. Ohne den enormen Entwicklungs- und Investitionsdruck der KI-Industrie wäre diese Übertragung auf den Endkundenmarkt meiner Einschätzung nach kaum in derselben Geschwindigkeit erfolgt. Die Grundlagen sind zwar älter als der aktuelle KI-Boom, aber der wirtschaftliche Antrieb, daraus belastbare Serienprodukte zu machen, hat dadurch erheblich an Kraft gewonnen.

Mit Superlativen ist es so eine Sache, und gerade den Begriff „Gamechanger“ sollte man nicht bei jeder Gelegenheit aus der Schublade holen. Auch bei mir gab es in der Vergangenheit gewisse Situationen, in denen etwas weniger Begeisterung und etwas mehr Abstand wohl die bessere Wahl gewesen wären. Hinter dem heutigen Artikel stehen allerdings Wochen harter Laborarbeit und Recherche, zahlreiche Messungen und so viele Kilowattstunden Strom, dass der Energieversorger vermutlich ebenfalls von einem erfolgreichen Test sprechen würde. Und es sind vor allem die Hersteller von Ki-Beschleunigern selbst, die in diese Euphorie ausgebrochen sind. Also wird schon etwas dran sein.

Die Ergebnisse sind unter den untersuchten Bedingungen so eindeutig, dass ich mir den Begriff “Gamechanger” diesmal trotzdem herausnehme.

Nicht wegen einer beeindruckenden Verpackung von GeekTC und auch nicht, weil bekannte Firmennamen eine aufwändige Messung ersetzen könnten. Da ich als einer der Wenigen außerhalb der industriellen Großfamilien und TIM-Clans überhaupt über das geeignete Equipment und auch die nötigen Verbindungen verfüge, wäre es geradezu fahrlässig, solche Ressourcen nicht zu nutzen. Die öffentlich dokumentierte, beziehungsweise nach unseren Informationen bestehende Nutzung solcher Materialien im Umfeld von NVIDIA, AMD und Huawei ist ein gewichtiges Indiz für ihre industrielle Bedeutung, aber selbst große Chipkonzerne sind nicht unfehlbar. Entscheidend ist für mich nur, was ich am vorliegenden Muster selbst nachvollziehen kann. Die öffentlichen Unterlagen bleiben bei den konkreten Chipkunden nämlich auffällig zurückhaltend und verwenden überwiegend anonymisierte Kennungen. Das beweist keine gezielte Geheimhaltung gegenüber Endkunden, vermittelt aber durchaus den Eindruck, dass man interessante technische Lösungen lieber im eigenen Kreis behält, während draußen weiter über den richtigen Pastenklecks diskutiert wird.

Zum Bezahlen der Hardware ist der Käufer schließlich ausreichend qualifiziert, für den vollständigen technischen Überblick offenbar nicht immer vorgesehen. Wer wissen möchte, wie „mauern“ aus Kundensicht aussieht, bekommt hier zumindest eine anschauliche Vorstellung. Der heutige Artikel untersucht deshalb anhand eines ganz konkreten Pads eine Materialkategorie, die keineswegs gestern erfunden wurde, sondern bereits seit einigen Jahren entwickelt und industriell mittlerweile auch seit ca. 2024 in der Chip- und KI-Industrie eingesetzt wird, im Endkundenmarkt aber bislang wesentlich weniger sichtbar war. Doch immer der Reihe nach. Gerade um frühere Fehler nicht zu wiederholen, belasse ich es nicht bei einer spektakulären Behauptung, sondern veröffentliche einen entsprechend ausführlichen Test. Er verbindet meine Laboruntersuchungen und Anwendungserfahrungen mit der Recherche zur industriellen Nutzung und macht nachvollziehbar, was hinter den großen Namen tatsächlich steckt. Die Geschichte dieser bislang wenig beachteten Lieferkette wäre bereits einen eigenen Artikel wert. Ich packe diesmal trotzdem beides zusammen: die Spur hinter dem Material und die Messungen, an denen sich sein vermeintlich großer Auftritt anschließend auch beweisen muss. Aber ganz ohne Hintergrundinformationen und eine ordentliche Einführung geht es diesmal nicht. Genau dafürgibt es dann die zweite Seite mit der Story hinter dem Material.

Völlig unbemerkt ist der Einsatz eines solchen Pads z.B. auf neueren auf Sapphire-Grafikkarten keineswegs geblieben. Tweakers, Club386 und TweakTown erwähnen das Graphenpad bereits in ihren Tests der NITRO+ Radeon RX 9070 XT PhantomLink, Tweakers beschreibt unter Berufung auf Sapphire sogar ausdrücklich den Wechsel von Honeywell PTM7950 auf das neue Material. Nur endet die Geschichte in den gesichteten Artikeln ziemlich genau dort, wo sie für mich erst interessant wird: Eine unabhängige Identifikation des Materials, eine Untersuchung seines Aufbaus oder eine isolierte messtechnische Bewertung des Pads findet sich in diesen Tests nicht. Ob die Kollegen an dieser Stelle nicht weiter nachforschen wollten oder mangels Zeit, Zugang und geeigneter Messtechnik nicht konnten, lässt sich daraus natürlich nicht ableiten. Aber zwischen „Da sitzt ein Graphenpad“ und einer belastbaren Erklärung, was dort tatsächlich arbeitet und welchen Beitrag es zur Kühlung leistet, liegt eben noch ein gutes Stück Laborarbeit. Mir reicht es nicht, eine Materialbezeichnung aus den Herstellerunterlagen zu übernehmen und anschließend auf eine niedrige GPU-Temperatur zu zeigen. Ich möchte wissen, was dahintersteckt. Okay, genau dafür bin ich dann da, also zurück zur Verpackung.

Das GEEKTC GX-300 kommt in einem flachen, dunkelblauen Karton mit abnehmbarem Deckel. Ein dezentes Sechseckmuster greift das Graphen-Thema auf, während Produktname und Beschriftung vergleichsweise sachlich bleiben. Neben der chinesischen Bezeichnung steht gut lesbar „Graphene Thermal Interface Pad“. Weniger zurückhaltend ist die aufgedruckte Wärmeleitfähigkeit von 130 W/(m·K). Diese Zahl ist zunächst eine Verpackungsangabe, kein Ergebnis meiner Messungen und eigentlich auch irgendwie falsch. Für die technische Einordnung des enthaltenen Materials reicht dieser Aufdruck deshalb nicht aus, auch wenn er beim ersten Blick natürlich mehr Aufmerksamkeit bekommt als das Kleingedruckte. Nach dem Abheben des Deckels zeigt sich eine schwarze Kartoneinlage mit seitlichen Eingriffen. Das Pad liegt nicht lose zwischen dem Zubehör, sondern besitzt eine zusätzliche flache Schutzverpackung. Daneben befindet sich ein bedrucktes Blatt, auf dem unter anderem Felder für Spezifikationen und Prüfergebnisse erkennbar sind. Hinzu kommen die mit GX-300 beschriftete silberweiße Produkthülle und die aufklappbare Aufnahme des Sheets. GEEKTC belässt es bei meinem Testmuster also nicht bei einer einfachen Tüte mit einem empfindlichen Zuschnitt.

Auch der Lieferumfang ist für ein einzelnes thermisches Interface recht umfangreich. Auf dem Tisch liegen mehrere einzeln verpackte IPA-Reinigungstücher und zwei Reinigungsstäbchen. Die rot-schwarzen Beutel sind mit Isopropanol und einer Konzentrationsangabe von 99,9 Prozent beschriftet und die beiden schwarzen Stäbchen besitzen an beiden Enden verbreiterte Reinigungsköpfe. Ergänzt wird das Zubehör durch transparente und bernsteinfarbene Folienzuschnitte, die vor allem für eine nochmalige Verwendung des Pads vorgesehen sind. Der Schwerpunkt des Zubehörs liegt damit erkennbar auf Vorbereitung und Handhabung. Einen Spatel zum Verteilen einer Paste benötigt dieses Konzept nicht. Stattdessen sollen die Kontaktflächen vorbereitet und das bereits zugeschnittene Sheet möglichst kontrolliert an seinen Platz gebracht werden. Das wirkt zunächst aufwendiger als das Öffnen einer Pastenspritze, vermeidet aber zumindest die Frage, ob diesmal ein Punkt, ein Kreuz oder die komplette moderne Kunstsammlung auf dem Heatspreader landen soll.

Das eigentliche Pad wird erst beim Öffnen der zusätzlichen Schutzaufnahme sichtbar. Diese lässt sich seitlich wie eine kleine Mappe aufklappen. Im rechten Teil liegt das Sheet unter einer großflächigen, blau eingefärbten Folienlage. Eine deutlich überstehende Lasche bietet einen Ansatzpunkt zum Abziehen, ohne dafür unmittelbar an der Nutzfläche greifen zu müssen. Durch die Folie erkennt man bereits die dunkle, fein strukturierte Fläche des Pads und seine umlaufende schwarze Einfassung. Die Schutzlagen reichen deutlich über den eigentlichen Zuschnitt hinaus. Dadurch bleibt das kleine Sheet beim Auspacken zunächst in einer größeren, besser greifbaren Aufnahme, statt sofort als lose Folie auf dem Tisch zu liegen. Aus meiner Sicht ist das der sinnvollere Teil der Verpackung: Nicht der Karton muss den technischen Anspruch demonstrieren, sondern die Aufnahme muss eine kontrollierte Entnahme ermöglichen.

Unterm Strich präsentiert sich das bereitgestellte GX-300 als vollständiges Montagepaket und nicht als bloßer Materialzuschnitt. Reinigungstücher, Stäbchen, zusätzliche Folien und die mehrteilige Schutzverpackung nehmen mehr Raum ein als das eigentliche Pad. Entscheidend wird anschließend trotzdem nicht die Menge des Zubehörs sein, sondern wie sich das Sheet nach dem Entfernen seiner Schutzlagen handhaben lässt und welchen Kontakt es unter realem Anpressdruck herstellt. Die Verpackung verspricht bereits reichlich Wärmeleitfähigkeit. Jetzt muss das Material zeigen, was davon zwischen den Kontaktflächen ankommt.

Für die Untersuchung des GEEKTC GX-300 werden die Materialcharakterisierung auf dem Nanotest TIMA5 und der anwendungsnahe Belastungs- und Alterungstest auf dem Nanotest TTV10 getrennt betrachtet. Das TIMA5 bestimmt den thermischen Widerstand unter kontrollierter Temperatur, Belastung und Schichtdicke. Der TTV10 erfasst dagegen das räumliche und zeitliche Temperaturverhalten eines beheizten Siliziumchips unter dem montierten Kühler. Beide Verfahren ergänzen sich, ihre Ergebnisse beschreiben jedoch unterschiedliche Ebenen der thermischen Verbindung.

Eine niedrige Temperatur zu Beginn eines Tests ist erfreulich, beantwortet aber noch nicht, wie zuverlässig ein thermisches Interface nach wiederholter Belastung arbeitet. Für das GEEKTC GX-300 untersuche ich deshalb nicht nur den ersten Kontaktzustand, sondern auch dessen Entwicklung unter fortlaufenden Lastwechseln. Der Aufbau kombiniert den Nanotest TTV10, den speziell für meine Laboruntersuchungen entwickelten Thermal Grizzly Equalizer und einen Laborchiller von Huber. Im Mittelpunkt steht das Sheet zwischen dem beheizten Siliziumchip und der gekühlten Kontaktfläche. Der Versuch soll zeigen, ob diese Verbindung nach dem anfänglichen Setzen stabil bleibt oder sich schrittweise verschlechtert.

Natürlich habe ich auch noch andere Dinge gemacht, aber das steht dann auf den nächsten Seiten locker verstreut mit im Artikel