Praxis & Tipps | FAQ

Benjamin Benz

Lüftersteuerung

Antworten auf die häufigsten Fragen

Lüfterauswahl

Was ist ein PWM-Lüfter?

PWM steht für Pulsweitenmodulation und bezeichnet ein Verfahren, das unter anderem bei der Ansteuerung von Motoren verwendet wird. Dabei stellt man die Drehzahl nicht über die analoge (Versorgungs-) Spannung ein, sondern man schaltet die volle Spannung digital ein und aus. Die Frequenz liegt dabei so hoch – typischerweise im Kilohertz-Bereich –, dass der Motor dank seiner Massenträgheit einen Mittelwert bildet. Üblich ist die Angabe des Verhältnisses von High- zu Low-Pegel in Prozent.

Für die Lüftersteuerung hat Intel in der Spezifikation für „4-Wire Pulse Width Modulation (PWM) Controlled Fans“ dieses uralte Verfahren verfeinert: Das PWM-Signal an Pin 4 des Lüftersteckers dient nur noch als Stellgröße für die in den Lüfter eingebaute Elektronik. Unabhängig davon liefern die Pins 1 und 2 eine stabile 12-Volt-Versorgungsspannung. Die Trägerfrequenz des rechteckigen PWM-Signals beträgt unabhängig von der Stellgröße nominell 25 kHz. Die Lüfterelektronik verrechnet die vom Board per PWM übermittelte Stellgröße gegebenenfalls mit eigenen Sensorwerten – etwa der Temperatur der Ansaugluft – und entscheidet dann, wie schnell der Motor den Ventilator drehen lässt.

Damit unterscheidet sich das PWM-Verfahren stark von dem älteren, das mit zwei oder drei Pins auskommt und nur die Versorgungsspannung variiert. PWM-Lüfter erwarten eine konstante Versorgung mit 12 Volt. Es kann passieren, dass ihre Elektronik bei zu niedriger Spannung durcheinandergerät.

Woran erkenne ich einen (guten) PWM-Lüfter?

Grundsätzlich gilt: Je größer ein Lüfter ist, desto weniger Umdrehungen pro Minute – sprich Lärm – reichen aus, um die benötigte Menge Luft zu transportieren. Üblich sind mittlerweile 12-cm-Gehäuselüfter. Der Hersteller sollte nicht nur die Maximaldrehzahl, den größtmöglichen Luftstrom und die maximale Stromaufnahme, sondern vor allem das untere Ende des Drehzahlbereiches angeben. Damit ein 12-cm-Lüfter leise arbeitet, sollte er bis 500 oder 600 U/min herunterregeln können. Maximaldrehzahlen von mehr als 1500 bis 2000 U/min weisen unterdessen auf Radaubrüder hin.

Funktioniert jeder Lüfter an jedem Anschluss?

Nicht unbedingt. 3-Pin-Lüfter passen mechanisch auch auf 4-Pin-Stecker. Es kann allerdings sein, dass die Lüfter dann immer mit voller Drehzahl rotieren, weil der im Mainboard eingebaute Regler an diesem Anschluss nur 4-Pin-Lüfter steuern kann. Einige Mainboards erkennen 3-Pin-Lüfter aber automatisch oder man kann die Betriebsart per BIOS-Setup von „PWM“ auf „Voltage“ umstellen. Die breiteren Verbinder der PWM-Lüfter passen unterdessen längst nicht immer auf die schmaleren Stiftleisten am Mainboard und selbst wenn, ist ungewiss, wie der Lüfter reagiert.

Mein Mainboard hat nur 3-Pin-Stecker für die Gehäuselüfter. Kann ich trotzdem einen PWM-Ventilator anschließen?

Ja. Es gibt für wenige Euro Y-Kabel, mit denen Sie das 4-Pin-Signal des CPU-Kühlers abgreifen und zu den Gehäuselüftern leiten können. Das ist auch dann von Vorteil, wenn sich das Board weigert, die Gehäuselüfter zu regeln. Bedenken Sie jedoch, dass jeder Lüfter Strom braucht und ein einzelner Anschluss nicht unbegrenzt viel davon liefert. Zwei bis drei langsame 12-cm-Lüfter sollte der Anschluss für den CPU-Lüfter jedoch packen.

Die Kunst der Regelung

Wie stelle ich die Regelung am besten ein?

Eine pauschale Antwort darauf haben wir leider nicht, wohl aber ein paar Tipps: Als Erstes sollten Sie ausprobieren, ob nicht die in den meisten BIOS-Setups vorhandenen Auswahlmöglichkeiten wie „Silent“, „Turbo“, oder „Auto“ bereits den gewünschten Effekt erzielen. Ist der PC anschließend zu heiß oder zu laut, müssen Sie es mit den manuellen Einstellungen versuchen.

Leider geht hier jeder Board-Hersteller eigene Wege. Meistens haben Sie jedoch die Möglichkeit, mindestens eine Zieltemperatur für die CPU festzulegen. Je höher Sie diese wählen, desto länger bleiben die Lüfterdrehzahlen niedrig. Aber Achtung: Allzu heiß sollte die CPU nicht werden, weil sie sonst Schaden nimmt oder sich drosselt. Wir empfehlen von der empfohlenen Temperatur TCase noch einmal rund 10 °C als Puffer abzuziehen, für aktuelle Intel-Prozessoren also 60 bis 65 °C als Obergrenze. Bei manchen Boards gibt es nur noch einen zweiten Parameter, der sinngemäß Steigung oder Slope heißt. Er legt fest, wie schnell das PWM-Signal auf steigende Temperaturen reagiert. Hier hilft leider nur experimentieren.

Andere Boards erlauben noch die Eingabe einer Untergrenze für Temperatur und Drehzahl. Einige BIOS-Setups zeigen eine Grafik der Kennlinie, in der man einzelne Punkte festlegen kann. Dazwischen wird interpoliert. Bei Intel-Boards der Serie 8 darf der Benutzer sogar einstellen, welcher Lüfter auf welche Temperatursensoren reagiert. So viele Freiheitsgrade erleichtern die Suche nach optimalen Parametern nicht gerade. Unser Tipp: Verkünsteln Sie sich nicht. Die zentrale Hitzequelle in den meisten PCs ist die CPU, daher sollte deren Temperatur auch die Lüfterdrehzahlen maßgeblich bestimmen.

In jedem Fall sollten Sie Ihr System nach der Drehzahl-Optimierung ausgiebig testen. Installieren Sie dazu ein Diagnoseprogramm wie HWMonitor64, das Temperaturen einzelner Komponenten (CPU, GPU, Laufwerke) zeigt. Setzen Sie diese der Reihe nach oder auch gemeinsam für mindestens 15 Minuten unter Last. Erst wenn das System dabei so leise und kühl bleibt wie gewünscht, haben Sie Ihr Ziel erreicht. CPU-Last können Sie mit dem Linpack-Frontend LinX und Grafiklast mit Furmark erzeugen.

Soll ich die Lüfter ganz anhalten, wenn der PC nichts zu tun hat?

Stillstehende Lüfter erzeugen keinen Krach, und eine gute Regelung kann sie auch jederzeit wieder anwerfen. Allerdings müssen Sie die Warnmeldungen für ausgefallene Lüfter im BIOS-Setup deaktivieren. Sie bekommen dann aber auch keine Warnung, wenn ein Lüfter defekt ist.

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