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Wasserkühlung optimieren, Teil 3: Feintuning


Einleitung

In den vorangegangenen beiden Teilen der Wasserkühlungs-Optimierungs-Serie haben wir die Komponenten eines bestehenden Wasserkühlungs-Systems ausgewechselt, um möglichst gute Temperatur- und Durchflusswerte zu erzielen. In diesem letzten Teil der Serie wollen wir weitere Änderungen vornehmen, die aber nicht in erster Linie mit neuen Komponenten zu tun haben, sondern mehr damit, das meiste aus den bestehenden Komponenten herauszuholen. Wir versuchen dies zu erreichen, indem wir kleine, meist kostengünstige oder sogar kostenlose Änderungen am System vornehmen.

Grundlagen

Zur Erinnerung: Im ersten Teil der Serie haben wir eine relativ günstige Wasserkühlung für unser System zusammengestellt und danach getestet, wie sich ein stärkerer Radiator und ein besserer Kühler auf die Temperaturen auswirken. Im zweiten Teil haben wir dann die Schläche und die Pumpe ausgetauscht, um mehr Durchfluss zu erreichen.

So sieht unser System inzwischen aus:

Hardware
- Intel Core 2 Quad Q6600 Prozessor @ 3,2 GHz
- Asus P5E WS Pro Mainboard
- 2x 2 GiB OCZ Gold Edition DDR2 RAM
- Radeon HD 4850
- Corsair VX550 Netzteil
- Nanoxia FX-1250 Lüfter
- Antec Twelve Hundred

WaKü-Komponenten "High-End"
- EK Supreme
- EK FC-4850
- Thermochill PA120.3
- Laing DDC 1T+ mit Bitspower Mini AGB
- 19/13 Masterkleer Schlauch


Hier ein Bild des Gesamtsystems mit entfernter Seitenwand:

Feintuning 1: Lüfter-Ausrichtung
Der Thermochill Radiator steht in der Front des Gehäuses und die Lüfter waren bislang so ausgerichtet, dass sie saugend (Bild links) Luft aus dem Gehäuse-Inneren nach außen beförderten. Nun drehen wir die Lüfter um, so dass sie die Luft von außen nach innen befördern (Bild rechts).
Davon versprechen wir uns zwei Vorteile: Erstens wird der Radiator nun mit Frischluft von außen versorgt, statt mit bereits aufgewärmter Luft aus dem Gehäuse-Inneren. Zweitens kann sich ein Temperaturvorteil ergeben, wenn die Lüfter in Richtung des Radiators befördern statt davon weg (aufgrund von verstärkten Luftverwirbelungen).


Feintuning 2: Lüftervorkammer
Eine weitere Massnahme, die wir am Radiator vornehmen können, ist der Einbau einer Lüftervorkammer. Für die Thermochill-Radiatoren sind solche Vorkammern vorgefertigt in allen drei Größen (für PA120.1, 120.2 und 120.3) erhältlich. Vorkammern sind aber auch einzeln erhältlich oder lassen sich selbst basteln, indem ein günstiger Lüfter entkernt wird. Die Vorkammer macht nichts anderes, als die Lüfter in einem gewissen Abstand vom Wärmetauscher zu fixieren und gleichzeitig dafür zu sorgen, dass die Luft nicht seitlich entweichen kann.
Der Zweck besteht in erster Linie darin, dass der tote Punkt hinter der Lüfternabe eliminiert wird. Durch den gegebenen Abstand kann sich der Luftstrom vom Lüfter aus verteilen und die gesamte Fläche des Radiators anströmen.
Ein Nachteil der Vorkammer ist, dass der Radiator damit sehr große Ausmasse erreicht, wie das Bild rechts zeigt (Thermochill 120.3 mit Vorkammer und Lüftern im Vergleich zu einem schmalen Single-Radiator).

Kosten: 22 Euro


Feintuning 3: Neue Wärmeleitpaste
Bei allen vorhergehenden Testläufen haben wir die Wärmeleitpaste, die auf dem Bild links zu sehen ist, verwendet. Diese Paste wurde mit dem "Budget-Kühler" unserer ersten Zusammenstellung, dem Alphacool Nexxxos XP Light, mitgeliefert. Wir hatten diese Wärmeleitpaste noch nie in einem Vergleichstest dabei, daher können wir nicht pauschal sagen, ob sie besonders gut ist oder nicht. Wir machen den Versuch und nehmen als neue Wärmeleitpaste Arctic Cooling MX-2, die Paste, die sich in unserem letzten Vergleich als knapper Sieger erwiesen hat.

Kosten: 6,90 Euro (Tube mit vier Gramm Inhalt)


Feintuning 4: Kühler-Ausrichtung
Bisher war der EK Supreme bei den Testläufen immer so wie auf dem Bild links zu sehen eingebaut. Bei eingebautem Mainboard strömt das Wasser so von links nach rechts durch den Kühler. Wir drehen nun den Kühler um 90 Grad, so dass das Wasser von unten nach oben fließt und testen, ob sich dies auf die Temperaturen auswirkt.

Resultate

Nun kommen wir zu den Auswirkungen der auf der letzten Seite beschriebenen Veränderungen. Wer die Serie bislang noch nicht mitverfolgt hat, oder sich die Testmethoden nochmals in Erinnerung rufen möchte, kann diese hier nachlesen.


CPU-Temperaturen

Als erstes sehen wir uns die CPU-Temperaturen als Differenz zur Umgebungstemperatur an. Dieser Wert soll die Kühlleistung des Gesamtsystems repräsentieren. Wir beziehen uns dabei auf die CPU-Temperaturen, da diese am empfindlichsten sind und von uns auch am genausten gemessen werden.



Die Feintuning-Maßnahmen wurden nach einander eingesetzt und nicht wieder rückgängig gemacht. Das heisst, dass neue Wärmeleitpaste, umgedrehte Lüfter, die Vorkammer und der rotierte CPU-Kühler für die letzte und tiefste Temperatur gesorgt haben. Der unterste Wert, "Ausgangslage", ist die CPU-Temperatur, die am Ende des letzten Teils der Serie erreicht wurde.
Wir sehen, dass jede der Maßnahmen messbare Vorteile erbrachte. Besonders erwähnenswert sind dabei die Maßnahmen eins und vier, da sie für insgesamt 1,7 Kelvin tiefere CPU-Temperatur sorgen und dabei völlig kostenlos sind.

Kommentar zur Wärmeleitpaste
Wie wir im letzen Wärmeleitpasten-Vergleich feststellten, können die Resultate zwischen zwei Applikationen der selben Paste teils stark unterschiedlich ausfallen. Wir hatten eigentlich damit gerechnet, dass wir die neue Wärmeleitpaste mehrmals auftragen und testen müssten, um einen Unterschied eindeutig feststellen zu können. Wie sich aber herausstellte, war der Unterschied bereits bei der ersten Applikation so deutlich, dass es zweifellos an der Qualität der Wärmeleitpaste liegen muss. Daher haben wir hier auf weitere Testläufe verzichtet.
Rückblick

Zwar haben wir mit den Feintuning-Massnahmen die CPU-Temperatur spürbar senken können, andererseits können wir auch hier, wie schon bei den vorherigen Teilen, Temperaturverbesserungen meist nur in Bruchteilen von Graden feststellen. Angesichts dessen mag es fragwürdig sein, ob sich die ganze Optimierungs-Sache überhaupt lohnt.

Um einen Überblick zu gewinnen, wollen wir nun die Werte des ursprünglichen "Budget"-Systems mit denen des jetztigen "High-End"-Systems vergleichen.

Budget-System:
Optimiertes System:
Wie wir sehen können haben sich alle Werte insgesamt doch spürbar verbessert. Während viele der einzelnen Optimierungs-Schritte nur sehr kleine und unwesentlich erscheinende Auswirkungen zeigten, summieren sie sich alle zu sehr deutlichen Unterschieden.
Was wir an den Daten ebenfalls feststellen können, ist dass sich bei diesem System nicht mehr sehr viel holen lässt: Die Wassertemperatur ist selbst unter Last sehr nahe an der Umgebungstemperatur und ohne einen Durchlaufkühler wird sie nie viel weiter sinken. Anders herum gesagt ist die benutzte Kühlung mit dem System eher etwas unterfordert. In einem PC, der mehr Hitze von sich gibt, hätte auch die Kühlung mehr zu kämpfen und Optimierungs-Maßnahmen würden sich eher lohnen oder sogar dringend nötig sein.


Übersicht, CPU-Temperaturen und Preise
Hier nochmals die Übersicht über alle Optimierungs-Schritte. Wir führen wieder die CPU-Temperaturen als Repräsentation der Kühlleistung auf.

Wir sehen von oben nach unten die verschiedenen Upgrades und Maßnahmen der gesamten Serie. Wir gehen beim Preis vom Basis-System als "gegeben" an und berechnen dann den jeweiligen Preis, der ein bestimmtes Update gegenüber dem letzten Schritt kostet. Bei den ersten fünf Schritten berechnet sich der Preis gegenüber dem Basis-System, da diese Upgrades nicht auf einander aufbauen sondern unterschiedliche Varianten sind, von denen sich nur eine als die beste erwies.

Was sehr deutlich ist, ist dass der Preis in keinem Verhältnis zur gewonnenen Mehrleistung stehen muss. So ist zwar unter den Möglichkeiten aus der ersten Serie die teuerste Variante auch tatsächlich die stärkste, bei anderen Upgrades ließ sich aber kein solcher Zusammenhang feststellen.

Fazit

Wir sind diese Optimierungs-Serie angegangen, ohne selbst zu wissen, wie die Resultate ausfallen würden. Von einigen Resultaten waren wir daher auch während den Tests sehr überrascht. Insbesondere sind zwei "Extremfälle" zu nennen: Die Durchfluss-Optimierung im zweiten Teil der Serie erwies sich als besonders kostspielig und gleichzeitig besonders ineffektiv. Wir hatten uns vom Schlauch- und Pumpen-Wechsel eine größere Durchfluss-Steigerung und damit auch ein deutlicheres Sinken der Temperaturen erhofft. Dafür liess sich mit dem Drehen der Lüfter und des CPU-Kühlers erstaunlich viel Verbesserung holen - und das ganz umsonst!

Letztendlich hat sich auch gezeigt, dass bei der Kühlung ab einem gewissen Niveau die Leistung nicht mehr so sehr von einzelnen Komponenten wie vom Zusammenspiel aller Komponenten abhängig ist. Es gibt keinen einzigen Optimierungsschritt, der einen wirklich großen Temperaturunterschied zur Folge hat. Immer handelt es sich bei den Veränderungen um einzelne Grade oder Bruchteile davon. Nur im Zusammenspiel miteinander sorgen die teuren High-End-Komponenten für einen echten Temperaturvorteil gegenüber einer günstigen Zusammenstellung.


Empfehlungen

Allen, denen die Wasserkühlung in erster Linie aus optischen und akustischen Gründen zusagt, sind die Resultate unserer Tests sicherlich willkommen. Denn es hat sich gezeigt, dass man getrost zu Komponenten greifen kann, die einem optisch zusagen, auch wenn diese nicht zur "akzeptierten Spitzenklasse" gehören.
Wer die Temperaturen optimieren will und gleichzeitig auf sein Budget achten muss, kann auch schon sehr viel umsonst erreichen. Es lohnt sich auf jeden Fall, mit verschiedenen Lüfter- und Kühler-Ausrichtungen sowie neuer Wärmeleitpaste zu experimentieren. Ein wenig Geld für Lüftervorkammern ist ebenfalls sicher keine schlechte Investition und kommt allemal günstiger als ein komplett neuer Radiator.
Last but not least sind die Hochleistungsjäger zu nennen, die fürs Übertakten oder einfach aus Prinzip hinter dem letzten Grad her sind. Auch diese dürfen sich wohl freuen, denn dadurch dass sich viele kleine, aber (ohne Chiller oder Über-Radiator) keine riesigen Unterschiede erreichen lassen, bleibt die Jagd komplex und damit spannend.
Alle unsere Resultate müssen natürlich mit Vorsicht genossen werden, da die Lage in einem anderen Gehäuse mit anderen Komponenten schnell auch ganz anders aussehen kann. Wenn ihr selbst Erfahrung mit solchen Optimierungsversuchen gemacht habt, würden wir uns über einen Beitrag im Forum sehr freuen!

Danksagung

Dieser Artikel entstand mit freundlicher unterstützung von Aquatuning.

Weitere Informationen

Dieser Artikel wurde von HESmelaugh verfasst.
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