Schwerpunkt H-IT-ZE: Vor- und Nachteile verschiedener Prozessorkühler

Turm- oder Top-Down-Kühler, All-in-One- oder Custom-Wasserkühlung – wir geben einen Überblick, welche Optionen es gibt.

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(Bild: c't)

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Steigen die Temperaturen von Prozessoren beziehungsweise Grafikchips zu stark an, verringern diese als Schutzmaßnahme die Taktfrequenzen oder schalten sich gar komplett ab. Eine verringerte Bildrate in 3D-Spielen, längere Ladezeiten in Anwendungen oder Black-Screens sind die Folge. Wie Sie mit moderatem Aufwand mögliche Probleme beheben oder solchen vorbeugen, zeigen wir im aktuellen Themenschwerpunkt H-IT-ZE auf.

Nutzer eines Desktop-PCs haben zahlreiche Möglichkeiten, ihre Prozessor- und Grafikkartenkühlung zu gestalten. Häufig reichen zwar die mitgelieferten oder vormontierten Kühlsysteme aus – allerdings versprechen viele separat erhältliche Kühlsysteme geringere Temperaturen und leisere Lüfter.

Früher waren Top-Down-Kühler gang und gäbe: Der Lüfter ist meistens oben aufgesetzt und pustet die Luft durch einen Aluminiumkörper in Richtung Mainboard. Entsprechende Modelle sind kompakt gehalten und kühlen durch ihren Luftstrom die Spannungswandler auf dem Mainboard gleich mit. Top-Down-Kühler eignen sich deshalb besonders für Mini-PCs, bei denen CPU-Kühler nur wenige Zentimeter hoch ausfallen dürfen. Nachteil: Sie bieten eine begrenzte Kühlleistung.

Einer der stärksten Boxed-Kühler: AMDs "Wraith Prism" liegt den High-End-Prozessoren Ryzen 7 3700X, Ryzen 7 3800X und Ryzen 9 3900X bei.

(Bild: c't)

Beispiel für überhitzende Spannungswandler beim MSI Z390 Gaming Plus: Die Kühler bekommen kaum Luft ab und müssen den Core i9-9900KS deshalb drosseln.

Aus diesem Grund befinden sich in Spiele-PCs häufig Turmkühler, die weiter in die Höhe ragen, um die Kühlfläche zu erhöhen. Ein oder mehrere Lüfter sind seitlich verbaut und pusten die Abwärme durch die Kühlrippen. High-End-Modelle reizen das Design mit mehreren Kühltürmen und 140-mm-Lüftern aus, die über Heatpipes mit der Bodenplatte verbunden sind. Größere Lüfter fördern bei gleicher Drehzahl mehr Luft und können deshalb langsamer und leiser laufen.

Doch selbst diese sind auf eine gute Gehäusebelüftung angewiesen. Schließlich können Sie keine Frischluft durch Löcher am Gehäuseseitenteil ansaugen, zudem stellen echte Gehäuselüfter einen Luftzug über die Mainboard-Spannungswandler sicher.

All-in-One- beziehungsweise Kompakt-Wasserkühlungen haben sich in den vergangenen Jahren verbreitet. Sie setzen auf einen geschlossenen Flüssigkeitskreislauf, um die Inbetriebnahme zu vereinfachen. Der eigentliche CPU-Kühler besteht zumeist aus einem Kupferblock mit aufgesetzter Pumpe, welche die Flüssigkeit durch feine Lamellen im Inneren des Blocks drückt und anschließend durch Schläuche zu einem Radiator pumpt.

Wasserkühlungen lassen sich so montieren, dass sie die Abwärme sofort aus dem Gehäuse befördern.

(Bild: c't)

Das Prinzip hat zwei Vorteile: Nutzer können den Radiator so anbauen, dass dessen Lüfter die Abwärme direkt aus dem Gehäuse befördert – beispielsweise am Deckel oder an der Rückseite montiert. Dadurch heizt sich das Gehäuse weniger auf, die Kühlung ist einfacher. Zudem sind Nutzer nicht mehr auf den Platz direkt am Prozessor limitiert; die Flüssigkeit transportiert die Abwärme über eine größere Distanz. Am Gehäusedeckel ist auch schon mal Platz für einen Radiator mit zwei 140 mm oder drei 120 mm großen Lüftern vorhanden.

Hört sich zu gut an, um wahr zu sein? AiO-Wasserkühlungen kommen gleichzeitig mit erheblichen Nachteilen daher: Die Pumpe kann Lärm verursachen und kaputt gehen. Entkoppelt der Hersteller die Pumpe schlecht, erzeugt diese durch Vibrationen Geräusche. Zu schnell drehende Modelle können außerdem ein hochfrequentes Fiepen verursachen. Die Mischung aus Kupfer, Aluminium und aggressiven Wasserzusätzen führt in seltenen Fällen zu Korrosionen und Flüssigkeitslecks.

Die Königsdisziplin stellen Custom-Wasserkühlungen dar, die sich Nutzer aus Einzelteilen zusammenbauen. Die Kühlfläche lässt sich durch mehrere Radiatoren beinahe beliebig nach oben skalieren, zudem können Grafikkarten in den Kreislauf aufgenommen werden. Die Pumpe lässt sich entkoppelt montieren, zum Beispiel auf Schaumstoff. Verbaut man ausschließlich Kupferkühler und -radiatoren, kann kein galvanisches Element entstehen, welches das Metall angreift. Nachteil: Komponenten für eine Einsteiger-Wasserkühlung kosten bereits mehrere Hundert Euro.

Schwerpunkt: H-IT-ZE

Für Einsteiger-PCs sind Top-Down-Kühler, die AMD und Intel vielen ihrer Prozessoren beilegen, meistens ausreichend. Nutzer eines Mini-PCs finden stärkere, aber trotzdem noch kompakt gehaltene Modelle von Drittherstellern wie EKL Alpenföhn oder Noctua. Turmkühler wiederum bieten in der Regel ein besseres Preis-Leistungs-Verhältnis: Gute Modelle mit 120 oder 140 mm großen Lüftern sind bereits für unter 30 Euro erhältlich und kühlen üblicherweise deutlich besser als AMDs und Intels Standard-Boxed-Kühler. Wasserkühlungen – egal, ob All-in-One oder Custom – lohnen sich, wenn Nutzer die Kühlfläche maximieren wollen. Sie decken das High-End-Segment ab.

Wird Ihr PC unter Last, zum Beispiel beim Spielen, zu laut, können Sie versuchen, die Lärmquelle zu orten: Das funktioniert zum einen akustisch, wenn Sie ihr PC-Seitenteil öffnen, oder über Tools wie HWMonitor, die über Sensordaten die Drehgeschwindigkeiten von Lüftern auslesen. Stellen Sie sicher, dass Kühler und Lüfter sauber sind. Verbauen Sie mindestens je einen herein- und herausblasenden Gehäuselüfter in der Front beziehungsweise im Heck.

Sorgt der Prozessor trotzdem für zu viel Lärm, könnte sich der Kauf eines neuen CPU-Kühlers lohnen. Bei der Grafikkarte gestaltet sich das schwieriger, da der Markt für Nachrüstkühler sehr klein ist und die Garantie auf die Karte erlischt. Abhilfe können ein Herabsenken des Powerlimits oder eine Reduzierung der Spannung (Undervolting) schaffen.

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Surrt Ihr PC hingegen im Leerlauf immer wieder auf, liegt das Problem wahrscheinlich bei der Ansteuerung der Lüfter. Lüfter reagieren dann empfindlich auf kurze Lastspitzen und drehen unnötig stark hoch. Zahlreiche Software-Tools schaffen mit eigenen Lüfterkurven Abhilfe. Solche bieten Mainboard-Hersteller selbst an – heutzutage häufig sogar ins UEFI-BIOS integriert. Das Grundprinzip hat sich in den letzten zehn Jahren nicht geändert; ein Blick in unsere Erklärung zu PWM-Lüftern und deren Ansteuerung lohnt sich (Shop-Seite).

(mma)