Wie warm darf ein PC-Prozessor werden?

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Mein neuer Rechner ist schön leise, aber ich fürchte, der Prozessor wird zu heiß. Wenn ich unter Windows mit der Software Core Temp die Temperatur der CPU auslese, während ich sie etwa mit Prime 95 belaste, dann stehen über 70 °C an. Kann das zu Schäden führen?

Das ist unwahrscheinlich. Alle modernen Prozessoren überwachen ihre Temperatur und enthalten automatische Schutzschaltungen. Werden sie zu heiß, dann drosseln sie zunächst ihre Taktfrequenz und Betriebsspannung (Thermal Throttling). Reicht das nicht, schalten sie in eine Art Stotterbetrieb um, rechnen also beispielsweise nur noch in jedem vierten oder achten Taktzyklus. Bei extremer Hitze schaltet sich die CPU komplett ab. Freilich ist es beim Übertakten mit deutlich gesteigerter Kernspannung trotzdem möglich, CPU oder Mainboard dauerhaft zu schädigen. Und theoretisch ist es denkbar, sämtliche Schutzfunktionen durch falsche BIOS-Programmierung außer Kraft zu setzen oder bei manchen Mainboards auch per BIOS-Setup abzuschalten. Das ist aber selten der Fall.

Höhere Prozessortemperaturen erleichtern die leise Kühlung, weil die Lamellen des CPU-Kühlers dann schneller Wärme an die Kühlluft abgeben können: Je größer die Temperaturdifferenz zwischen Kühler und Luft, desto besser gelingt der Energietransport. Folglich kann der Lüfter umso langsamer drehen, je heißer der Kühler werden darf. Unter anderem deshalb sind Mobilprozessoren für höhere Temperaturen ausgelegt: In enge Notebook-Gehäuse passen nur kleine Kühlkörper.

Wenn Sie der Lüfterregelung Ihres Mainboards per BIOS-Setup einen möglichst leisen Betrieb vorgeben, dann wird die CPU-Temperatur unter Last recht hoch werden. Wie heiß ein bestimmter Prozessor genau werden darf, lässt sich leider kaum noch aus den Datenblättern ablesen. Für LGA1155-Prozessoren beispielsweise beschreibt Intel ein höchst kompliziertes Verfahren, um die Grenzwerte der Temperatur an der Oberseite des fest aufgebauten Blechdeckels, des Integrated Heat Spreaders (IHS), zu messen. Diese TCase soll demnach nicht wesentlich über 70 °C liegen (siehe c’t-Link).

Was Sie mit Software-Tools wie Core Temp (siehe c’t-Link) auslesen können, ist allerdings die Temperatur der Halbleiter-Sperrschicht (Junction, Tj). Dieser Wert liegt stets höher als TCase und stammt von Messfühlern, die in das Silizium der CPU eingebaut sind. Wie hoch Tj maximal sein darf, kann bei jeder CPU verschieden sein, sogar bei Prozessoren gleicher Typenbezeichnung. Intel programmiert den Grenzwert bei einigen CPU-Typen individuell in ein Machine-Specific Register (MSR); von dort liest ihn Core Temp aus. Für andere Prozessortypen gibt der Programmierer von Core Temp die Grenzwerte vor. Bei AMD-Prozessoren ist ein solcher Mechanismus im Prinzip ebenfalls vorhanden, aber mangels präziser Dokumentation kaum nutzbar (siehe c’t-Link). Sogar die AMD-eigene Software AMD Overdrive zeigt auf vielen Mainboards Unsinn an. Einige stellen über den SMBus auch bei AMD-Prozessoren Temperatursignale bereit, die proprietäre Software der Mainboard-Hersteller anzeigen kann. Wie genau diese Werte sind, ist allerdings unklar. (ciw)

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