Kühlung + Modding

Keine Angst vor Wasser Der Wasserkühlungs-Guide Die PC-Kühlung hat sich in den letzten Jahren stark gewandelt: Würdigte man sie vor einigen Jahren noch keines Gedankens, ist sie heute ein sehr wichtiges Thema geworden. Auch „normale Hersteller“ schenken der Problematik zunehmend Aufmerksamkeit. Wir stellen in diesem Artikel dar, wie sich die Idee einer Wasserkühlung im PC entwickelt hat und welche Problemzonen bei der Kühlung mit Wasser entstehen. Wir werden die einzelnen Komponenten einer Wasserkühlung erklären und auf ein Komplettkühlsystem eingehen. von C. Godelmann Die Abwärme von immer noch unter 50 W ließ weiterhin eine Vernachlässigung des Themas zu - die vormals kleinen Alukühler nahmen aber immer an Größe zu und es wurden vermehrt 60-mm-Lüfter, vereinzelt auch 80mm-Versionen auf CPUs montiert. Der wahre Beginn der Wasserkühlungs-Gemeinschaft kann etwa auf das Jahr 2000 datiert werden. Um diese Zeit kaufte ein Großteil der sich heute mit PCs beschäftigenden Jugend wohl ihren ersten eigenen PC und musste sich somit auch Gedanken um die Kühlerwahl machen. Zu dieser Zeit war die PCWasserkühlung aber immer noch ein Ding für absolute Insider, die ihren PC übertakten wollten. Um das Jahr 2000/2001 kann man dann aber eine zunehmende Communitybildung derer feststellen, die nach effizienterer und leiserer Kühlung verlangen. Erste Firmen spezialisieren sich auf leise Kühlungssysteme: Angefangen von regelbaren oder temperaturgesteuerten Lüftern, die auf weit gefächerten Kupferkühlern sitzen, bis hin zu ersten Wasserkühlungssystemen. Dieser Trend fing an zu boomen und entwickelte sich fast schon zu einer Sportart: Auf der

Eine wassergekühlte CPU und Northbidge DCM treffen sich Casemodder und treten mit ihren PCs gegeneinander an: Kriterien wie die Extravaganz des Kühlungssystems, die Gesamtperformance oder der erreichte relative Overclockinganteil werden hier verglichen. Oftmals steckt in solchen Gehäusen die Arbeit mehrerer Monate, ganz zu schweigen vom Geld. Die PC-Kühlung entwickelte sich ebenso rasant und bot dem kaufstarken Publikum immer neuere und leistungsstärkere Kühler, nicht nur im Luftkühlungs-, sondern vor allem im Wasserkühlungsbereich. Hier entbrannte ein regelrechter Kampf mehrerer Hersteller darum, wer die leistungsstärkste Kühlung herzustellen vermag. Ab Mitte/Ende 2002 drängten dann zunehmend auch größere Hersteller in den Wasserkühlungsbereich vor. Diese mussten sich aber an eine Vielzahl von Sicherheitsrichtlinien halten, um ihre Kühlsysteme genehmigt zu bekommen. Inzwischen haben alle Hersteller die Problematik erkannt

und arbeiten mit Hochdruck an Lösungen. Heutzutage hat eine CPU mehr Abwärme pro cm² als eine Herdplatte - diese enorme Energie ruft Speziallösungen auf den Plan. Die Prozessorhersteller ihrerseits versuchen die Abwärme bei gleichbleibender/steigender Leistung zu reduzieren, Boardhersteller versuchen optimale Möglichkeiten zur Kühlermontage zu bieten, Gehäusehersteller erarbeiten spezielle Kühlungskonzepte und nicht zuletzt die Kühlerindustrie hat sich voll auf die steigenden Anforderungen eingeschossen. Aber nicht nur CPUs sind leistungsstärker - und damit hitziger geworden. In etwa dem gleichen Maße entwickelten sich auch Grafikkarten. Diese wollen selbstverständlich auch gekühlt werden. Zwar gibt es auch hier durchaus schon passiv kühlbare Produkte, aber die meisten Karten der neueren Generation sind mit hochfrequent drehenden Lüftern bestückt. Zwar hat sich hier auch einiges geändert und es gibt gar

Quelle: www.thermografie.de, Dr.-Ing. Georg Dittié

Die Zeiten in denen man sich um die Kühlung des PCs absolut keine Gedanken machen musste, sind ein für alle Mal vorbei. Mit der seit Jahren exponentiell zunehmenden Leistung der CPUs (Mooresches Gesetz) und der im zweiten Hauptteil des Gesetzes beschriebenen Verkleinerung der CPU tritt ein Problem zunehmend in den Vordergrund: Die Abwärme. Waren alte CPUs der 486erGeneration und erste PentiumModelle noch sehr sparsam beim Stromverbrauch, so änderte sich dies von Generation zu Generation. Anfangs mussten CPUs gar nicht gekühlt werden, die CPU-Oberfläche allein absorbierte die Wärme und auch in den Folgejahren waren es einfache Alukühlkörper, die mittels einfacher Plastikhalter auf die CPU gedrückt wurden. Im Extremfall sorgte ein kleiner 40-mm-Lüfter für eine zusätzliche Kühlung. Erst seit dem Pentium III begann das Thema Kühlung an Bedeutung zu gewinnen. Zu dieser Zeit gab es aber noch keine Trends wie Modding, geschweige denn alternative Kühlungsmethoden. Hätte man zu diesem Zeitpunkt von einer Wasserkühlung gesprochen, wäre man höchstwahrscheinlich ausgelacht worden.

Eine Wasserkühlung kühlt zwar die angeschlossenen Komponenten (hier CPU, GPU und Northbridge) sehr gut, für eine gute Gehäusebelüftung muss jedoch trotzdem gesorgt werden. Links sieht man die Wärmeentwicklung ohne Lüfter, rechts mit nur einem 80mm-Lüfter mit 7V.

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Von links nach rechts: Gleitschichtkühler, Kanalkühler, Feinstrukturkühler und Düsenkühler. Im Titelbild ist ein Kernkühler zu sehen. Hersteller, die ihre Karten wassergekühlt ausliefern, aber derartiges ist die absolute Ausnahme. Wenn man sich für eine Wasserkühlung interessiert, ist also Eigeninitiative angesagt.

Wo kommt die Hitze her? Die Hitze, die es zu bekämpfen gilt, kommt von mehreren Komponenten bzw. Chips des PCs. Die Thermofotografie auf der Seite links verdeutlicht recht eindrucksvoll, wo sie entsteht und wohin sie sich ausbreitet. Da CPU, NB und die Grafikkarte wassergekühlt sind, lassen wir diese Komponenten einmal außen vor: Sie werden mehr als ausreichend gekühlt, die entstandene Wärme wird perfekt abgeführt. Die wärmsten Stellen sind somit die Spannungswandler und Spulen in Sockelnähe. Diese halten zwar höhere Temperaturen aus als eine CPU oder Northbridge, aber altern mit zunehmender Temperatur auch schneller. Die Wärme, die sie übers Mainboard an die CPU weitergeben, ist auch nicht zu vernachlässigen. Ein einfacher Trick, um sich Abhilfe zu verschaffen, ist einen Lüfter in CPU-/Mosfet-Nähe zu positionieren. Wie stark die Auswirkungen eines einzigen 80mmLüfters bei 7 V sind, sieht man auf dem zweiten Bild. Eine Belüftung sollte man also in jedem Fall nicht vergessen. Mittlerweile gibt es auch Mosfet-Wasserkühler, über deren Sinn und Nutzen sich allerdings streiten lässt, klar ist aber, dass ein Lüfter einfacher zu realiseren ist. Auf dem Bild sieht man jedoch sehr deutlich: Eine Gehäusebelüftung ist auch in einem wassergekühlten System ein wichtiger Punkt. Ohne eine aktive Lüftung des Gehäuses heizt sich die Hardware nur unnötig auf, was zum schnelleren Dahinscheiden führt.

Warum Wasserkühlung? Viele mögen denken, dass es ziemlich abwegig ist, hochempfindliche elektrische Bauteile mit Wasser zu kühlen und fürchten sich vor der Kombination dieser beiden absolut nicht zusammenpassenden Kom-

ponenten. Der eigentliche Grund für die Verwendung von Wasser als Kühlmedium ist dessen hohe Wärmekapazität. Durch die hohe Wärmekapazität kann das durch den Kühlkörper fließende Wasser die Wärme aufnehmen und an einem anderen Ort abgeben. Im PC heißt das, dass die Wärme der CPU aufgenommen wird, und die Energie im Radiator wieder an die Luft abgegeben wird. Die genauen thermischen Vorgänge fordern ein Verständnis des Wärmeenergiebegriffs und der Grundsätze der Thermik. Diese werden wir in diesem Artikel leider nur ansatzweise vermitteln können. Die Vorgänge im Wasserkühlungskreislauf sind für den Laien meist unverständlich und gehen gegen die Logik: Zum Beispiel die Tatsache, dass das Wasser vor und nach dem Radiator in etwa die gleiche Temperatur hat, stößt bei vielen auf Unverständnis. Dies ist aber so, da es sich bei einem Wasserkühlungskreislauf um einen eingependelten Kreislauf handelt. In diesem ist die Temperatur an jedem Punkt nahezu gleich. In Wasserkühlungen kommt demineralisiertes Wasser in Kombination mit einem Korrossionsschutz zum Einsatz. Dies sorgt dafür, dass sich keine Ablagerungen im Kreislauf absetzen oder sich Algen bilden. Korrosionsschutz ist dann nötig, wenn ein Materialmix (z.B. Alu und Kupfer) vorhanden ist. Die Frage, warum ausgerechnet Wasser zum Einsatz kommt, ist recht schnell beantwortet: Bei Wasser handelte es sich um einen ungefährlichen Stoff, der für jeden leicht zugänglich ist. Man könnte auch diverse Chemikalien zum Einsatz bringen, die bessere thermische Eigenschaften als normales Wasser haben, aber normales Wasser hat diesen Mischungen neben dem Preis und der Verfügbarkeit noch einiges voraus. Man sollte sich beim Hantieren mit Wasser und Elektronik aber immer darüber im Klaren sein, dass dies eine gefährliche Mixtur ist und dementsprechend vorsichtig vorgegangen werden muss. Ein unachtsam festgezogener Anschluss kann mehrere Hundert Euro Scha-

den verursachen und die geliebte High-End-CPU samt Mainboard und Grafikkarte zerstören.

großem Aufwand selber herstellbar. Das Titelbild zeigt einen Kernkühler von Cape.

CPU-Kühler - die Typen

Feinstrukturkühler Der Feinstrukturkühler setzt auf eine sehr feine Struktur, die vom Wasser durchflossen wird. Teils werden Feinstrukturkühler noch nicht einmal gefräst, sondern aus einer Vielzahl kleiner Plättchen zusammengesetzt. Diese Kühler haben bauformbedingt einen recht hohen Durchflusswiderstand. Schon Kleinstteilchen wie z.B. Haare oder Staub bleiben im Kühler hängen und tragen somit negativ zur Kühlleistung bei. Feinstrukturkühler haben keine „Düse“.

Beim Bau eines Wasserkühlers werden immer wiederkehrende Formen benutzt. Anhand dieser kann man gewisse Kühlertypen unterscheiden. Es gibt natürlich auch Mixkühler, die mehrere Techniken kombinieren, im Wesentlichen spricht man aber von fünf verschiedene Kühlertypen: • Gleitschichtkühler • Kanalkühler • Kernkühler • Feinstrukturkühler • Düsenkühler Gleitschichtkühler Der Gleitschichtkühler sei an dieser Stelle nur der Vollständigkeit halber erwähnt - in der Praxis findet er außer in Northbridge- und Grafikkartenkühlern keine Verwendung mehr. Ein Gleitschichtkühler zeichnet sich dadurch aus, dass er keine Struktur hat, sondern nur eine einfache Grundfläche in die zwei Anschlüsse eingeschraubt sind. Der Wärmeübergang findet in der sogenannten Grenzschicht statt. Kanalkühler Der Kanalkühler ist der direkte Nachfolger des Gleitschichtkühlers: Im Kühler ist nun eine Struktur, die in den meisten Fällen s-förmig ist. Diese Bauform kommt heute kaum noch zum Einsatz. Der Wärmeübergang findet hier ebenfalls in der Grenzschicht statt, allerdings ist diese um einiges größer als bei Gleitschichtkühlkörpern, da durch die Wände des Kanals die als aktive Kühlfläche vergrößert wird. Kanalkühler sind mit Hausmitteln einigermaßen einfach herstellbar. Kernkühler Der Kernkühler zählt ebenfalls zu den inzwischen kaum noch Verwendung findenden Kühlertpyen. Sein Prinzip setzt auf die Weiterleitung der Wärmeenergie durch einen Kern. Zur Herstellung eines Kernkühlers benötigt man in den meisten Fällen zumindest eine Drehbank. Kernkühler sind nur mit

Düsenkühler Der Düsenkühler ist eigentlich keine richtige Art für sich, da er strenggenommen eigentlich ein Kanalkühler mit einer kleinen Erweiterung ist: Das Wasser strömt durch eine Vielzahl parallel gefräster Kanäle, die sich über dem Die befinden. Das Besondere an Düsenkühlern ist ein kleiner Trick beim Zulauf: Dieser wird durch kleine Löcher („Düsen“) im Querschnitt reduziert. Dadurch gewinnt das Wasser an Geschwindigkeit und trifft mit voller Wucht auf die darunterliegende Struktur. Düsenkühler sind auch mit einfachen Mitteln selbst herzustellen, hier reicht eigentlich schon ein Dremel aus. Für die Durchflussproblematik gilt dasselbe wie beim Feinstrukturkühler.

Montagearten Der Kühlkörper muss natürlich irgendwie befestigt werden - zwei Methoden haben sich durchgesetzt: • 4/2-Loch-Halter • Sockelhalter Die Montageart wird beim Kühlerkauf als Kriterium leider allzuoft vernachlässigt, obwohl sie eine wichtige Rolle spielt. Im Groben gibt es zwei verschiedene Systeme: Sockelhalter und Lochhalter. Sockelhalter werden an Punkten im Sockel oder am Sockelrahmen befestigt. Das wohl populärste Beispiel ist hier der Sockelhalter für Sockel A, der die drei Nasen rechts und links am Sockel

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Kühlung + Modding benutzt. Nach ähnlichem Prinzip arbeiten die Sockelhalter für Pentium 4 mit Sockel 478: Sie benutzen den Rahmen, um sich dort einzuhaken. Der Vorteil der Sockelhalter ist, dass der CPU-Kühler schnell montiert ist und das Board zur Montage nicht ausgebaut werden muss. Sockelhalter haben oft eine Zentralverschraubung über die der Anpressdruck geregelt wird. Das ist anders bei der LochMontage: Hier werden die Mountingholes für die Verschraubung benutzt: Schrauben werden von hinten durch das Mainboard gesteckt und dann von vorne mit Muttern und Federn festgezogen. Dies ist zwar beim ersten Einbau aufwendiger, geht aber mit einer größeren Sicherheit einher. Außerdem kann man den Anpressdruck besser regulieren.

Anschlusstypen Das Wasser muss nun auch sicher in den Kühlkörper - hierfür existieren drei Anschlussvarianten: • Schnellsteckverbinder • Tüllen • Schraubverbinder Die obige Anordnung der Anschlusstypen ist von oben nach unten nach der Zeit sortiert, die man zum Verbinden braucht. Die umgekehrte Reihenfolge gilt für die Sicherheit des Systems gegen Auslaufen und ähnliche Unfälle. Schnellsteckverbinder Schnellsteckverbinder sind die wohl meistverbreiteten Anschlüsse im WaKü-Bereich. Das gerade abgeschnittene Schlauchende wird einfach fest in den Anschluss hereingedrückt, bis es von der anschlussinternen Mechanik fixiert wird. Zum Lösen wird der Ring am Anschluss nach unten gedrückt und der Schlauch kann dann herausgezogen werden. Steckverbinder haben den Vorteil, dass man den montierten Schlauch noch drehen kann. Dies kann unter anderem bei engen Radien von erheblichem Vorteil sein.

Bei Schnellsteckverbinder gibt es große Unterschiede zwischen qualitativ hochwertiger und minderwertiger Ware. Hier ist es von Vorteil den Anschluss vor dem Kauf getestet zu haben. Der Preis liegt je nach Qualität zwischen einem und vier Euro pro Anschluss. Tüllen Tüllen sind die wohl primitivste Anschlussart: Der Schlauch wird einfach über einen Nippel geschoben und dann mittels Schlauchschellen/Kabelbinder fixiert. Tüllen sind die preiswertesten Anschlüsse für Wasserkühlungen. Sie kosten ungefähr 45 Cent pro Stück. Schraubverbinder Der Schraubverbinder stellt einen guten Kompromiss aus Sicherheit und Komfort dar: Der Schlauch wird über einen Nippel gestülpt (wie bei Tüllen) und dann mit einer Überwurfmutter fest montiert. Der Schlauch lässt sich nach Festdrehen des Rings nicht mehr drehen. Die Preise für einen Anschluss liegen bei 1-2 € / Anschluss. Unterschiede zwischen den Herstellern fallen hier kaum ins Gewicht. Alle Anschlusstypen gibt es in den verschiedensten Formen. Die wohl gebräuchliste Form ist der Winkel: Ein gewinkelter Anschluss kann oft sehr nützlich sein, um kleine Schlauchradien zu vermeiden oder gar Problemstellen zu erreichen, die ansonsten unerreichbar blieben. Diese erhöhen zwar den Widerstand des Systems und reduzieren so den Durchfluss, man kann aber oft nicht auf sie verzichten. Darüber hinaus gibt es noch eine große Menge Anschlüsse, die weniger gebräuchlich sind oder seltener zum Einsatz kommen. TStücke, die z.B. zur Inline-Temperaturmessung verwendet werden, oder Y-Stücke sind hier zu nennen.

Schlauchtypen Im Wasserkühlungssystem kommen verschiedene Schläuche zm

Einsatz, die sich in ihrer Stabilität und Kompatibilität zu AnschlußSystemen unterschieden. Die drei bekanntesten Schlaucharten: • Pur-Schlauch • Silikon/PVC-Schlauch • Tygon-Schlauch In Deutschland hat sich Pur-Schlauch mit 8 mm Innen- und 10 mm Außendurchmesser als Standard etabliert (8/10erSchlauch). Amerikanische Übertakter stehen auf dicke Schlauchradien. Das Thema Schlauchwahl ist aber ebenso wie die Wahl der Anschlüsse eine Sache für sich, bei der jeder seinen eigenen Favoriten hat. Pur-(Polyurethan)-Schlauch ist ein recht steifer Schlauch. Es gibt ihn mit unterschiedlichen Innendurchmessern, je geringer der dieser ist, desto niedriger ist die Abknick-Gefahr. Pur-Schlauch ist der abknicksicherste Schlauch. Er kann mit allen drei Anschlusstypen verwendet werden - den passenden Innendurchmesser bei Tüllen und Schraubverbindern vorausgesetzt. Silikon-Schlauch, wie er z.B. von der Firma Innovatek vertrieben wird, ist nicht ganz so verbreitet wie Pur-Schlauch. Er ermöglicht kleinere Radien bei der Schauchverlegung, allerdings besteht hier das erhöhte Risiko des Abknickens. Durch Silikon-Schlauch diffundiert mehr Wasser als durch Pur-Schlauch, d.h. es kondensiert quasi durch den Schlauch. Tygon-Schlauch ist ein bisher noch vornehmlich im Labor zum Einsatz kommender Schlauch. Er hat eine sehr geringe Ausdünstung, ist hochflexibel und dabei trotzdem abknicksicher. Allerdings sind die Kosten für den Schlauch wesentlich höher als für Pur/Silikon-Schlauch. Der besondere Vorteil des TygonSchlauches ist ein recht geringer Kraftaufwand, der für kleine Radien nötig ist. So wirken kaum seitwärts

Von links nach rechts: Schlauchtüllen, Schraubverbinder und Schnellsteckverbinder

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drückende Kräfte, wie es beim PurSchauch der Fall ist. Tygonschlauch ist mit Tüllen und 11mm-Schraubverbindern einsetzbar.

Radiatoren Der Radiator ist in einer Wasserkühlung der Punkt, an dem die aufgenommene Wärmeenergie an die Umgebungsluft freigesetzt wird. Es gibt zwei Arten von Radiatoren: • Aktivradiatoren • Passivradiatoren Eigentlich unterscheiden sich die beiden Radiatorentypen nicht voneinander - es ist vielmehr der Unterschied, ob sie von einem Lüfter aktiv gekühlt werden oder eben nicht. Beide Arten haben ihre Vorzüge für sich - an dieser Stelle lässt sich ein eindeutiges Urteil schwer fällen: Auf der einen Seite ist absolute Stille unbezahlbar, auf der anderen Seite ist ein aktiver Radiator bei geringerer Größe oft leistungsfähiger. An diesem Punkt muss jeder selbst seine Prioritäten setzen. Aktiv-Radiatoren werden meistens in einer Breite von 120 mm und in verschiedenen Längen angeboten (120, 240, 360 mm). Die Radiatoren sind also auf 120-mmLüfter zugeschnitten. Diese stellen einen guten Kompromiss aus Lautstärke und Luftdurchsatz dar. Beim Radiator selbst stellt ein Dual-Ra-

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diator, also ein auf zwei 120-mmLüfter ausgelegter Wärmetauscher, meist das Optimum dar: Sie kühlen ein Komplettsystem ausreichend und nehmen nicht zu viel Platz weg. Die Lüfter können bei 7 V betrieben werden, was sich nochmals positiv auf die Lautstärke auswirkt - und dabei je nach zum Einsatz kommendem Lüfter nur etwa 2° C wärmere Wassertemperaturen im Vergleich zu bei 12 V laufenden Lüftern bringt. Single-Radiatoren sind von der Leistung her für eine CPU auch noch ausreichend, verkraften aber kaum noch eine GPU oder Northbridge zusätzlich. Triple-Radiatoren reichen gar für den Passiv-Betrieb eines Komplettsystems oder ein neues Dual-Core-System aus. Bei Triple-Radiatoren hat man allerdings bei der Montage das Problem, dass sie kaum noch intern verbaubar sind. Zur externen Montage gibt es hier spezielle Halterungen, z.B. von Watercool. Der Triple-Radiator ist also sozusagen ein Multifunktionsmodell: Man kann ihn sowohl aktiv wie auch passiv betreiben. Der Leistungsunterschied zwischen einem passiv laufenden und einem aktiv gekühltem Radiator ist allerdings alles andere als vernachlässigbar: Auch schon ein geringer Luftzug, wie z.B. ein Lüfter auf 5 V, steigert die Leistungsfähigkeit eines Radiators enorm. An diesem Punkt geht es wirklich um einige Grade. Mit einem optimal belüfteten Wärmetauscher kann man mehr Temperaturverbesserung erreichen, als mit einem noch so optimierten CPU-Kühlkörper. Es gibt aber auch Radiatoren, die nur auf den Passiv-Betrieb ausgelegt sind und nicht einmal eine Möglichkeit zur Lüftermontage bieten. Diese Modelle werden immer extern betrieben, also nicht im Computer-Gehäuse. Oftmals werden sie an einer Gehäusewand oder auf dem Gehäusedeckel montiert. Es gibt aber auch Modelle, die eher schon künstlerische Akzent setzen und zum Beispiel auf den Schreibtisch gestellt werden können. Das größte Problem bei der externen Montage ist der Transport, aber auch hierfür gibt es eine salonfähige Lösung: beidseitig schließende Kupplungen. Mit diesen ist es möglich den Radiator vom übrigen System zu trennen, ohne dass ein Tropfen Wassser verloren geht. Ein kleiner Tipp der Redaktion: Ein Dual-Radiator mit zwei auf 7 V betriebenen 120er Lüftern stellt eine optimale und für so gut wie jedes System ausreichend dimensionierte Kühllösung dar.

Wichtige Punkte auf die man beim Radiatorenkauf achten sollte: • Anschluss-Gewinde am Radiator • Befestigungsmöglichkeiten für Lüfter, idealerweise m4-Gewinde • Befestigungsmöglichkeiten im Gehäuse (seitlich, Ober-/Unterseite)

Pumpen Die Pumpe ist das Herz, bzw. der Motor der Wasserkühlung. Sie sorgt dafür, dass das Wasser durch die Komponenten Kühler, Radiator und Ausgleichsbehälter zirkuliert. Ohne sie kommt es entweder zur Überhitzungsabschaltung oder im schlimmsten Fall zum CPU-Tod. Die Verlässlichkeit und die Dauerlauffähigkeit sind demnach wohl die wichtigsten Kriterien, denen heutzutage glücklicherweise alle im WaKü-Bereich angebotenen Pumpen gerecht werden. Es gilt also andere Bewertungspunkte zu finden: Einer dieser Punkte ist zum Beispiel die Fördermenge [in l/h] und Förderhöhe [in m oder bar] - andere sind weniger messbar, wie z.B. die Pumpenlautstärke, die Stärke der Vibrationen, die von der Pumpe ausgehen, oder Merkmale bezüglich der Befestigungsmöglichkeiten. Diese Punkte kann man kaum den Herstellerangaben entnehmen. Hier sind reale Pumpentests, wie wir sie zum Beispiel online schon durchgeführt haben, vorteilhaft. Ein sehr wichtiges Kriterium, welches uns Pumpen eigentlich in zwei Typen einordnen lässt, ist die Art der Stromversorgung - obwohl man korrekterweise eigentlich nach Inline- und Tauchpumpen unterscheidet. Im WaKü-Bereich kommen nahezu nur Inline-Pumpen oder Tauchpumpen mit Ausgleichbehälter kombiniert zum Einsatz. Es gibt normale Aquariumpumpen, die einen 230 V-Stecker haben, aber auch speziell für den PC-Bereich angepasste Pumpen mit 12 V-Molex-Anschluss. Dieser Unterschied hat eine Vielzahl von Folgen, der größte Vorteil ist, dass man sich bei 12V-Pumpen um die Verlegung des Anschlusskabels keine Gedanken machen muss. Dieser Vorteil geht natürlich mit einem geringfügig höherem Preis einher. Zum Quasi-Standard haben sich die Aquariumpumpen von Eheim etabliert. Die 230V-Modelle 1046 und 1048 sind die wohl weitverbreitetsten Modelle in Deutschland. Es gibt auch diverse 12-VMods der beiden Pumpen, die den 230-V-Vorbildern in Punkto Leistung in nichts nachstehen. Eheim-

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Gigabyte 3D Galaxy Immer mehr namhafte Hersteller versuchen derzeit auf dem Wasserkühlungsmarkt Fuß zu fassen. So auch der große Board- und Grafikkartenhersteller Gigabyte. Das Set kommt mit einem SingleRadiator, einem gegossenen Feinstrukturkühler und einer Pumpe mit „echtem“ Ausgleichsbehälter daher. Eine Innovation des Sets gefällt uns besonders gut: Gigabyte spendiert dem CPU-Kühler einen 80er-Lüfter, der auf den Kühler gespannt werden kann. Durch diesen wird das Mainboard und die CPUGegend aktiv belüftet - eine Idee, deren Nutzen wir schon zu Beginn dieses Artikels anhand der Thermoaufnahmen verdeutlichten. Darüber hinaus hat das Set noch einige andere interessante Ansätze: Die 12-V-Pumpstation hat einen für Komplettsets außergewöhnlich großen und gut durchdachten Ausgleichsbehälter. Dieser hat eine Füllstandüberwachung, die bei zu niedrigem Wasserstand Alarm gibt, eine rote Led aufleuchten lässt und den PC ausschalten kann. Ebenso schaltet das Set bei Überschreitung einer Wassertemperatur von 70° C automatisch ab. Der große, naturtrübe 1/4“PVC-Schlauch wird an den im Set verwendeten Tüllen mit speziellen, beigelegten Klammern befestigt. Der CPU-Kühler weist eine Feinstrukur auf. Von der Kühlleistung her bewegt er sich verglichen zu anderen Kühlkörpern im Mittelfeld. Er kann bei einem Pentium 4 über zwei Klammern im Sockel und bei einem Athlon 64 über eine Nasenhalterung befestigt werden. Die Halteklammern zur Befestigung des Kühlers bieten ausreichend Druck. Der Zusatzlüfter auf dem CPU-Kühlkörper ist sehr leise. Mit 2000 rpm bei 12 V ist er für die-

sen Zweck genau richtig bemessen. Der Radiator wird von einem bequem per Potentiometer regelbarem 120mm-Lüfter belüftet. Die vibrationsarme Pumpe ist mit 0,24 bar Druck (2,27 m real gemessen) und 4,6 l/min ohne Widerstand in etwa so leistungsfähig wie eine Eheim HPPS mit AutoMod, was allemal ausreichend ist. Im Ausgleichsbehälter und bei den Lüftern sind kleine blaue LEDs verbaut. Zusammen mit der blauen Kühlflüssigkeit ergibt dies für Casemodder einen durchaus ansehnlichen Effekt. Der Preis von ~ 119,- Euro für das Set ist durchaus angemessen. Aufgrund der Zusammenstellung und des einfachen Einbaus ist es für Einsteiger empfehlenswert, aber nur begrenzt erweiterbar.

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Die beliebteste und eine der stärksten Pumpen am Markt: Eheim 1048 und Laing DDC.

Weitere Kühlmethoden: Ein externes System wie die Innovatek aquaMatic und ein Chipsatz-Kühlkörper von MIPS-Computer.

Pumpen sind zwar nicht gerade ein Vorbild an Montagemöglichkeiten, aber die weite Verbreitung im Aquaristikbereich und die damit verbundene Zuverlässigkeit und Laufstille der Pumpe waren für den Erfolg maßgeblich entscheidend. Eheimpumpen stehen für einen sehr ruhigen Betrieb. Die Pumpe vibriert kaum spürbar und ist ab 50 cm Entfernung kaum noch wahrzunehmen. Wenn die Pumpe noch entkoppelt wird, indem sie z.B. auf eine Schaumstoffmatte gestellt wird, ist sie komplett unhörbar. Eine Pumpe der jüngeren Tage, die speziell auf den PCBetrieb optimiert ist, ist die Laing DDC. Diese sorgte zu Beginn des Jahres für einiges Aufsehen, da sie auch im ersten wassergekühlten Komplettsystem, dem G5 standardmäßig eingesetzt wird. Sie ist um einiges kleiner als die Eheim-Pumpen, aber wesentlich leistungsstärker. Ebenso bietet sie hervorragende Montagemöglichkeiten. Dies will natürlich auch entsprechend bezahlt sein. Ob - und inwiefern sich eine Durchflusssteigerung auf die Kühlperformance eines Wasserkühlungssystems auswirkt wird immer wieder kontrovers diskutiert. Beim Blick nach Amerika erscheinen unsere Pumpen wie einfaches Spielzeug, aber das sind zwei schlecht miteinander vergleichbare Philosophien.

Festplatten kann man auch wasserkühlen. Dies wird allerdings oft fehlverstanden: Es geht nicht primär darum, die Festplatten zu kühlen, denn das Wasser in einem Wasserkühlungskreislauf ist nicht immer kälter als die Festplatte es ohne Kühlung ist. Es geht viel mehr darum, eine gedämmte Festplatte zu kühlen. Andernfalls tut es bei der Festplatte auch ein 80er-Lüfter auf 5 Volt. Als Beispiel sind hier die Festplattenkühler von Heattrap zu nennen, die seitlich mit der Festplatte verschraubt werden. Festplatten geben einen Großteil ihrer Wärme über die Seiten ab. Spannungswandler werden extrem heiß und altern dadurch schneller. Hier gilt dasselbe Problem wie bei der Norhtbridge: Der vom CPU-Lüfter resultierende Luftzug fehlt ebenfalls. Eine Wasserkühlung macht aber in diesem Fall wenig Sinn: Man holt sich nur unnötige Wärmeenergie in den Kreislauf. Mosfetkühler werden meistens mit Wärmeleitkleber direkt auf die Mosfets geklebt und sind danach kaum mehr entfernbar. Auch geben Mosfets ihre Wärme oft an das PCB des Mainboards ab, eine Wasserkühlung hat dann keine positive Wirkung. Zu guter Letzt noch das wassergekühlte Netzteil. An diesem Punkt geraten immer wieder Leute differierender Meinung aufeinander. Das Netzteil ist zweifelsohne die gefährlichste Komponente, die man wasserkühlen kann: Unsaubere Verabreitung bei der Herstellung kann hier Leben gefährden. Die elektrischen Bauteile im Netzteil halten mit Luftzug ebenso länger als ohne. Außerdem ist der geringe Luftzug, den die im Netzteil verbauten Lüfter verursachen, nur gut für den PC. Ein Silent-Netzteil macht also in den meisten Fällen mehr Sinn.

Ausgleichsbehälter Bei einer Pumpe ist es wichtig, dass das Wasser blasenfrei ankommt. Zu diesem Zweck ist es sinnvoll einen Ausgleichsbehälter vor die Pumpe zu setzen. Dieser filtert alle Luftblasen aus dem Wasser. Über dies ist ein Ausgleichsbehälter beim Befüllen eine große Hilfe, da Wasserkühlungspumpen nicht selbstansaugend sind.

Was kann man sonst noch mit Wasser kühlen? Bisher haben wir nur über die Wasserkühlung einer CPU gesprochen, bzw. andere Komponenten nur nebenbei erwähnt. Mit einem Wasserkühlungssystem sind aber auch

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noch andere Komponenten kühlbar. Wann und ob es lohnt, diese zu kühlen, bzw. welche Methoden dabei empfehlenswert sind, wollen wir hier noch kurz anschneiden. Die Northbridge wird in vielen Systemen schon aktiv gekühlt, meist von einem 40er-Lüfter mit dem notorischen Lagerschaden nach ein paar Jahren Betriebsdauer. Da im wassergekühlten System der Luftzug vom CPU-Lüfter ausbleibt, sollte man sich bei passiv gekühlten Northbridges auch hier Gedanken machen. Bei einer aktiv gekühlten Northbridge denkt man nach kurzer Zeit kaum noch an etwas anderes, da der Lüfter mit der Zeit immer penetranter lärmt. Northbridge-Kühler können durchaus weniger leistungsstark als CPU-Kühler sein. Die Montage ist hier ähnlich wie bei der CPU, es gibt auch bei der Northbridge Mountingholes oder Klammern. Zur Not muss der Kühler gar festgeklebt werden. Ähnliches gilt in puncto Penetranz auch für den Grafikkartenlüfter. Mit der Zeit geht einem das hochfrequente Surren eines 40er-Lüfters einfach nur noch auf die Nerven. Hier gibt es verschiedene Lösungen, einige Kühler kühlen die Grafikkarten-Rams noch mit, andere nicht. Außerdem ist die Grafikkartenkühlung noch stärker bauformbedingt als dies bei CPUs schon der Fall ist. Ein noch zu erwähnendes Problem bei der Grafikkartenkühlung ist, dass diese aufgrund der Grafikkarten-Bauform (die GPU ist auf der Unterseite der Karte) meist den unter dem AGP/PCIe-Slot liegenden Slot in Beschlag nimmt. Hier sind gewinkelte Anschlüsse sehr empfehlenswert, sonst gehen weitere Slots verloren. Southbridge-Kühlung wird in neueren Systemen auch zunehmend zum Problem: Auch wenn hier oft schon ein passiver Luftkühler ausreicht, kann man die Southbridge genauso gut wasserkühlen. Allerdings gilt hier zu beachten, dass der Wasserkühler nicht allzu hoch sein darf, weil er oft noch unter die zwischen Grafikkarte und Mainboard passen muss.

Was kostet eine gute Wasserkühlung? Die Kosten für eine gute und erweiterbare Wasserkühlung für eine CPU belaufen sich auf ungefähr 200,- € und mehr. In der folgenden Tabelle liefern wir eine kleine Zu-

sammenstellung für eine wassergekühlte CPU mit Komponenten von Alphacool: NexXxos HP pro HTF3 Dual 2 Papst Lüfter Eheim 1046 Pumpenadapter Cape AGB2 Steckverbinder Schlauch Summe

24,99 € 54,90 € 29,80 € 32,90 € 7,80 € 21,90 € 15,96 € 11,45 € 199,70 €

Diese Zusammenstellung stellt eine gute Ausgangsbasis für Erweiterungen wie beispielsweise noch eine wassergekühlte Northbridge oder eine wassergekühlte Grafikkarte dar. Man kann hier auch zu den angebotenen Sets greifen. Wer sich der anstehenden Bastelei im und am Rechner nicht gewachsen fühlt, kann auch zu einem Komplettset greifen, mit dem man meistens günstiger weg kommt. Dafür sind diese Systeme oft nur begrenzt erweiterbar. Der Levicom Watercube beispielsweise ist einfach in zwei 5 1/4“-Schächte einschiebbar und kühlt die CPU. Die Montage dauert keine halbe Stunde, allerdings ist das System auch nicht besonders leistungsfähig. Ein sehr leistungsstarkes Komplett-System ohne Bastelaufwand ist die Innovatek aquaMatic: In dieser externen Wasserkühlung kommen nur die allerfeinsten Komponenten zum Einsatz. Für den ordentlichen Preis bekommt man ein Extra-Gehäuse, welches unter oder über den PC gestellt werden kann.

Welche Leistung muss ein Wasserkühler bringen? Jeder Wasserkühler bringt ausreichend Leistung, um jede beliebige CPU ausreichen zu kühlen. Das ganze Trara, was um Teststände und Kühlercharts betrieben wird, ist eigentlich nicht gerechtfertigt: Jeder Wasserkühlkörper ist besser als eine Luftkühlung. Und diese würde theoretisch ja auch ausreichen. Auf Testständen wird bei einer bestimmten zugeführten

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Wärmeenergie (meist 100 W) die Temperaturdifferenz zwischen DieSimulator und Wasser gemessen. Diese Temperaturdifferenz gilt als Kenngröße für die Leistung des Kühlers. Diese Messmethode ist zwar physikalisch gesehen korrekt und viele Testseiten - so auch wir - haben gute Messinstrumente, die direkt vom PC ausgelesen werden, so dass die Werte auch recht zuverlässig sind. Allerdings sind solche Werte nur ein Kriterium zur Bewertung der physikalischen Leistung auf einem spezifischen System - in dem Fall eben einem Teststand. Sie haben kaum eine Aussagekraft, wie es sich im Realsystem verhält. Ein Kühler, der auf dem Teststand besser abschneidet als ein anderer, muss im RealSystem mit einem anderen Radiator und einer anderen Pumpe nicht unbedingt bessere Temperaturen bringen. Der Wert, der aus solchen Messungen entsteht, ist also nahezu unbedeutend und ihm sollte bei einer Kaufentscheidung nicht allzuviel Bedeutung beigemessen werden. Dies ist auch der Grund, warum wir keine Kühlercharts führen. Mit einem besseren oder besser

belüftetem Radiator oder einem auf die CPU-Gegend gerichtetem Lüfter kann man seine Temperaturen ohne großen Aufwand deutlich mehr verbessern als es mit jedem noch so leistungsfähige CPU-Wasserkühlkörper möglich wäre.

Leistung vs. Verstand Eine Wasserkühlung ist immer ein Balance-Akt zwischen Leistung und Verstand. Als solches sollte man sie auch akzeptieren. Natürlich liegt es in der Natur eines jeden „Hardwareluxxers“ möglichst viel aus seiner Hardware herauszukitzeln und bis an die Grenze des Erreichbaren zu übertakten. In solchen Fällen macht eine Wasserkühlung auch Sinn, aber man kann zwischen zwei Gruppen von Anwendern unterscheiden: • Der Silent-Fan • Der Gnadenlos-Übertakter Dem Silent-Fan liegt nur daran ein leises System zu haben, das ihn beim Arbeiten nicht unnötig stört, oder weil der PC im Wohn- oder Schlafzimmer steht und er deswegen möglichst leise sein soll. Er versucht seinen PC durch Dämm-

matten, Wasserkühlung und passiv kühlende Komponenten möglichst zum Schweigen zu bringen. Wenn er an der Taktschraube dreht, dann ohne etwas an der CPU-Spannung zu ändern. Der Gnadenlos-Übertakter hingegen geht bis ans Limit des Machbaren, wenn nicht noch etwas darüber hinaus. Durch Voltmods mutet er seiner Hardware einges zu und verlangt ihr das Letzte ab. Mit seinem Nebenjob finanziert er seine Kiste, der er alle paar Wochen neuen Speicher oder eine neue CPU spendiert. Seine Wasserkühlung hat zwei Kreisläufe, für die GPU hat er einen eigenen Dual-Radiator. Das System ist mit seinen sieben 120mm-Lüftern alles andere als leise, aber solange er damit die Benchmarkliste anführt, ist ihm das recht. Er spekuliert schon seit langem auf eine Kompressorkühlung, vielleicht gönnt er sich eine zu Weihnachten - vor ausgesetzt das Kleingeld reicht. Beide Gruppen haben ihre Daseinsberechtigung. Wer es schafft ein ausgewogenes Mittelverhältnis zu treffen, kann sich glücklich schätzen.

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Fazit Die Wasserkühlung ist eine Möglichkeit ein leistungsstarkes System mit relativ geringer Lautstärke zu kühlen. Dabei muss niemand mehr Angst um auslaufendes Wasser haben, nur sollte man beim Zusammenbau gründlich und ruhig handeln und sich auch die Anleitung des Sets durchlesen. Eine gute Planung ist hier alles. Wer die entsprechende Zeit und die Lust mitbringt, kann sich in einem Wasserkühlsystem durchaus austoben und viel Zeit in die Optimierung stecken. Auf „der Jagd nach den Graden“ kann man schnell eine Menge Geld loswerden - aber das ist ja bei jedem Hobby so.

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