MYTHEN einer PC-WASSERKÜHLUNG - Das Thema dazu!


  • Bei diesem Thema geht es um ein Artikel was ich in mein Blog heute neu eingestellt habe. :)


    Inhaltsverzeichnis [VerbergenAnzeigen]

    1. MYTHEN
    2. Eine WASSERKÜHLUNG IST LEISER ALS EINE LUFTKÜHLUNG
    3. Eine WASSERKÜHLUNG IST SEHR RISKANT
    4. Eine WASSERKÜHLUNG MACHT ÜBERTAKTEN LEICHTER

    Einleitend möchte ich kurz auf mein letztes Projekt hinweisen was sehr viel Planung und auch Vorbereitung voraussetzte. Die Umsetzung selbst hat auch sehr viel Spaß gemacht, wo ich ganze drei Tage fast rund um die Uhr dran gearbeitet habe. Hierbei wurde nicht nur meine Wasserkühlung von Grund aus neu aufgebaut, sondern mein Gehäuse sollte auch etwas aufgewertet werden. Daher sind Bereiche aus meinem Gehäuse mit Acrylglasplatten ausgebaut worden. Am ende spiegelt sich auch meine ganze Wasserkühlung darin, was natürlich das ganze Optisch noch besser wiedergibt.

    Zuvor war meine Wasserkühlung mit Schlauch aufgebaut, was so schon sehr gut aussah und Funktionierte. Aber nachdem meine Schläuche etwas trüb waren musste das ganze neu aufgebaut werden und dann habe ich mich einfach zu Hardtube entschieden. Zunächst hatte ich aber Schlauch durch Hardtube ersetzt, was so schon sehr gut aussah.


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    Aber dann bekam ich die Idee noch mein AGB gegen Echtglas auszutauschen, die Grafikkarte Vertikal zu verbauen und sämtliche Anschlüsse erneut gegen Silberne auszutauschen. Zudem sollte die gelbe Kühlflüssigkeit gegen klare Flüssigkeit ausgetauscht werden daher musste auch mein komplettes System nach dem Zerlegen gereinigt werden.


    An diese Stelle möchte ich auf diese Anleitung von mir verweisen: [Guide] Wasserkühlung reinigen


    Da ich auch im PCGH Forum recht aktiv bin sind mir in der Vergangenheit auch Einsteiger begegnet die zum Teil ein halb Wissen irgendwo aufgeschnappt haben und zum Teil nicht alles stimmt oder erwarteten von ihrer Investition Unmögliches. Eine Wasserkühlung bereitet sehr viel Spaß, aber es ist keine Wunderwerk. Aus diesem Grund werde ich ein paar Mythen zusammengetragen die meiner Meinung nach zutreffend sind.

    MYTHOS 1: Eine WASSERKÜHLUNG IST LEISER ALS EINE LUFTKÜHLUNG

    Dieser Mythos hängt mit der Erwartung zusammen, die einige von euch vielleicht überhaupt erst für das Thema interessiert hat. Wasser kühlt besser und daher wird eine Wasserkühlung leiser als Luftkühlung sein. Das ist so nicht richtig, denn auch Wasser muss mittels Radiatoren die Wärme an die Umgebungstemperatur abführen können und hier sind ein paar Faktoren ausschlaggebend.


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    1. Die Umgebungstemperatur: Egal ob Luft oder mit Wasser gekühlt, es kann nie unter Umgebungstemperatur herunter gekühlt werden.
    2. Die Fläche der Radiatoren ist ausschlaggebend wie gut das Wasser die Wärme abführen kann.
    3. Die Drehzahl der Lüfter sind ein Kompromiss zwischen Wassertemperatur und Geräuschentwicklung der Lüfter. Um so langsamer die Lüfter drehen können um so leise wird ein System. Jedoch würde mit wenig Fläche der Radiatoren die Wassertemperatur ansteigen und damit auch die Temperatur die ebenfalls von der Wassertemperatur abhäng sind mit ansteigen. Das kann aber entgegen gewirkt werden und dazu muss einfach mehr Fläche her. Denn mit mehr Fläche kann immer noch ausreichend Wärme abgeführt werden obwohl die Lüfter nicht schnell drehen. In meinem Fall macht es ein Untersied von 7-8°C und etwa 500 U/min mit und ohne meinem externen Radiator (Mora 360 LT). So kann ich mit dem Mora eine Wassertemperatur von 30°C und Drehzahlen aller 14 Lüfter von 500 U/min halten. Hierbei ist mein Rechner selbst mit Last komplett lautlos, da meine Lüfter mit dieser geringen Drehzahl noch nicht aus dem Gehäuse zu hören sind. Natürlich könnte ich noch mit der Drehzahl weiter runter gehen, aber da meine Lüfter damit bereits nicht raus zu hören sind bevorzuge ich lieber die bessere Wassertemperatur.
    4. Die Pumpe kommt dazu und eine Pumpe die schnell dreht ist auch aus dem Gehäuse raus zu hören. Zudem kann eine Pumpe auch Vibration auf Gehäuse und Röhren übertragen, was dann ein gewisses dumpfes Dröhnen erzeugt. Je nachdem wie sensibel jemand ist kann es auf Zeit schon störend sein. In meinem Fall mit meiner Aquastream Ultimate Pumpe kann ich auf 3000 U/min runter gehen und mit dieser Drehzahl ist sie nicht aus dem Gehäuse raus zu hören. Zudem ist meine Pumpe auf einem Soggy Sandwich von AquaComputer gut entkoppelt. Bei dieser Drehzahl und meinem großen Loop erreiche ich noch an die 60-65 Liter/h an Durchfluss, was so vollkommen ausreichend ist und ohne dem Mora würde ich auf etwa 75 l/h kommen.
    5. Es kommt noch dazu das zum Beispiel ein Prozessor nicht ins Unendliche herunter gekühlt werden kann, da der Kern ab einem gewissen Punkt mehr Wärme erzeugt als überhaupt abgeführt werden kann. Als ich von Luft auf Wasser umgestiegen bin hatte ich ein Temperatur vorteil mit dem selben System von etwa 10°C,
    6. Mit der Grafikkarte kann aber ein besserer Temperatur Vorteil erreicht werden, da sich hier der Chip besser abkühlen lässt. Jedoch ist auch hier die Wassertemperatur ausschlaggebend wie kühl es am ende werden kann, denn berechnet man die Fläche der Radiatoren zu knapp, dann wird zwar ein Rechner nicht gleich überhitzen, aber leise und Kühl ist dann doch was anderen. Am ende kann es sogar sein viel Geld ausgegeben zu haben und sich im Vergleich zu Luft nicht viel besser verbessert zu haben. Manch einer kann dann schon eintäuscht sein soviel Zeit und Geld rein gesteckt zu haben und nicht ganz das Ergebnis zu erhalten was man sich erhofft hat.

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    Aber wieso kann ein Prozessor als Beispiel nicht ins unendliche herunter gekühlt werden? Bedenken muss man das zwischen dem Kern, dem Silizium, dem Lot oder WLP zwischen dem Silizium und dem Headspeaker und dann noch zwischen dem Headspeaker und der Kühlplatte des Kühlers immer ein gewisser Widerstand entsteht. Das ganze muss man sich so vorstellen wie eine Wasserleitung was nur ein bestimmten Querschnitt hat und daher nur eine gewisse Menge an Wasser immer durch hindurch fließen kann. Daher wird es ein Punkt geben wo die Hitze nicht mehr ausreichend und schnell genug auf dem Kühler abgeführt werden kann. Natürlich ist es immer ein gewisser Punkt, denn steigt die Wassertemperatur wegen zu geringer Fläche an wird diese wieder zum ausschlagendem Faktor.

    MYTHOS 2: Eine WASSERKÜHLUNG IST SEHR RISKANT

    Natürlich ist verständlich das manche Leute angst haben sollte mal doch eine Wasserkühlung auf die teure Hardware auslaufen. Oft bestehen die Ängste darin ob ein Schlauch halten wird und ob Wasser elektrisch leitend ist. Natürlich ist in Foren gelegentlich was davon zu lesen, wo jemanden so etwas widerfahren ist. Die meisten Zwischenfälle passieren immer durch Unachtsamkeit entweder beim Umbau oder wenn nicht gut und sorgfältig alles verbaut wurde. Hatte auch schon einige Fälle wovon ich sogar in diesem Thema davon berichtet habe.

    Pleiten Pech und Pannen


    In meinem Fall war es meist Unachtsamkeit weil ich mir zu selbst sicher war. Denn mit ansteigender Erfahrung wird man schneller und genau hier passieren dann Fehler oder man wird etwas nachlässig weil man die ganze Prozedur schon X mal gemacht hat. Grundregel ist daher immer...

    1. alles schön mit Küchenrollenpapier auslegen und auch immer eine Küchenrolle griffbereit haben.
    2. nie das System mit laufendem Rechner befüllen und entlüften. Hierzu immer ein ein Netzteil verwenden mit dem NUR die Pumpe betrieben wird. Denn sollte doch was auslaufen wird keine Hardware zu schaden kommen solange sich keine Spannung drauf befindet. Nasse Hardware kann auch getrocknet werden und erst nachdem sichergestellt ist das alles schön trocken ist kann der Rechner vorsichtig mal zum Test gestartet werden. Sollten irgendwelche Probleme oder Fehler auftreten den Rechner sofort ausmachen, denn dann kann sich doch noch in einer Ritze oder Spalte restliches Wasser befinden. Wasser kann sich auch Tage lang verborgen irgendwo befinden.
    3. Ganz so nebenbei bekommt man ein Schlauch selbst mit Rütteln und dran herum ziehe normalerweise nicht ab. Hierzu zuvor auch Anschlüsse und Schlauch austesten, da es von Hersteller zu Hersteller immer kleine Abweichungen geben kann. Hardtube hingegen wird nur sozusagen eingeklemmt. Aber auch hier wird etwas Kraft nötig sein um eine Röhre aus dem Anschluss ziehen zu können. Hardtube lässt sich aber mit etwas Gewalt raus ziehen, was bei Schlauch kaum möglich ist. Zudem kann sich auch Hardtube locker ruckeln, weshalb ein Rechner besser un befüllt transportiert werden sollte. Ganz davon abgesehen das ein befülltes System ein gewissen Eigengewicht erreicht und Schäden während eines Transportes nicht ausgeschlossen wären.

    Destiliertes Wasser wird oft als nichtleitend bezeichnet und so soll nichts passieren sollte doch mal Wasser auslaufen. Stimmt aber nicht ganz, zwar sind in destiliertes Wasser keine oder nur wenig Ionen vorhanden, was die Leitfähigkeit ausmacht, aber destiliertes Wasser ist doch geringfügig leitend. Es kommt noch dazu das Materialien aus dem Kreislauf und auch Verunreinigung dazu führen das diese Ionen sehr schnell sogar zunehmen und sich die Leitfähigkeit erhöht. Besonder wenn nach einem Umbau die selbe Kühlflüssigkeit befüllt wird und hierzu zum befüllen das System mit unter Spannung steht ist das Risiko um so höher.


    Da ich aber kein Chemiker bin, habe ich hierzu bezüglich der Leitfähigkeit auch was zum lesen: Elektrische Leitfähigkeit des Wassers

    Natürlich ist das Risiko existent, aber es ist absolut beherrschbar und bei halbwegs durchdachter Vorgehensweise sollte es niemanden abschrecken.

    MYTHOS 3: Eine WASSERKÜHLUNG MACHT ÜBERTAKTEN LEICHTER

    Ein Prozessor oder Grafikkarte muss mit steigender Temperatur auch mehr Spannung anliegen haben und die Spannung ist am ende auch ausschlaggebend wie heiß ein Chip wird. Daher kühlen auch extrem Übertakter mit Flüssigstickstoffkühlung und der Gleichen um die Temperatur sehr niedrig zu halten. Natürlich wird eine Wasserkühlung nicht solche große Ergebnisse erreichen, da wie bereits geschrieben immer ein gewisser Punkt erreicht wird wo nicht mehr Hitze abgeführt werden kann. Als ich von Luft auf Wasser umgestiegen bin konnte ich etwa 10-15mv für den selben OC anliegen haben. Sollte die Wassertemperatur mit ausreichender Fläche niedrig sein, wird es zwar im Vergleich zur Luftkühlung mehr Spielraum geben, aber auf Wunder sollte man hier nicht hoffen. Ganz davon abgesehen das Hersteller zur Zeit fast das max. bereits raus hauen und oft nur noch z.B. ein Turbo Boost als Takt auf alle Kerne erreicht werden kann.


    In einem Thema meinte sogar jemand zu mir das ich meinen 9900K Prozessor nur deshalb auf 5 GHz mit nur 1,200v bekomme, weil ich ein Wasserkühlung habe. Zwar macht sicherlich meine Wasserkühlung was aus, aber es ist auch dem restlichem System wie Mainboard geschuldet und letztendlich auch von der Güte des Prozessors selbst. Denn besonders was die Güte angehen hatte ich bei meinem Kauf sehr viel Glück. Einen schlechten übertaktbaren Prozessor oder Grafikkarte würde ich auch selbst mit Wasserkühlung nicht viel besser übertakten können.


    Quelle: MYTHEN einer PC-WASSERKÜHLUNG | PC-AQUACOOLING.DE

  • Zur Leitfähigkeit des Prozessors auf dem Kühler hatte ich vor einiger Zeit auch ein paar Tests unternommen, die ich gerne hier weiter geben möchte.


    Ausgangspunkt:

    • Wassertemperatur 28°C
    • 1,208v Lastspannung
    • 5 GHz auf alle Kerne mit meinem 9900K Prozessor
    • Prime95 8K inkl. AVX
    • Lüfterdrehzahl ca. 550 U/min

    Die Lüfter aufs max. Drehen zu lassen hätte die Kühlflüssigkeit zwar noch ca. 2°C senken können, die sich aber gar nicht auf die CPU-Temperatur mit auswircken konnte. Wieso werde ich im nachfolgendem Beitrag versuchen wieder zu geben.

    Test 1

    Zu diesem Zeitpunkt hatte ich mein Monoblock nicht nicht verbaut und der kam später eher nur aus optischen Gründen dazu. Denn Probleme mit den Temperaturen hatte ich bis zu diesem Zeitpunkt mit den Spannungswandler nicht. Anmerken muss ich hierzu das es sich in diesem Fall um extreme Tests handelt, denn Prime95 mit 8K und AVX kann den Prozessor ganz schön mit bis zu 250 Watt Leistungsaufnahme belasten. Dementsprechend schießen die Temperaturen auch zur Decke.


    Als der Test begann erreichte ich recht schnell die 100°C mit dem Prozessor und der Prozessor fing sich an herunter zu Takten. Die Wassertemperatur betrug dabei nur 28°C. Daher stellte ich ein AVX-Offset von 2, also 200 MHz ein, damit der Prozessor sobald mit AVX getestet wird um 200 MHz herunter takten tut. Das lief dann auch soweit eine ganze halbe Stunde gut und der Prozessor übersteigte mit dem heißestem Kern die 90°C nicht mehr. Normalerweise hätte der Prozessor nicht herunter takten dürfen, aber nach ca. 20-30min fing er doch an sich herunter zu takten und dann bemerkte ich auch weshalb. Denn die Spannungswandler erreichten hierbei schon eine Temperatur von 113°C. Wohl gemerkt mit Luftgekühlten Spannungswandler, denn mein Monoblock war noch nicht verbaut.

    Test 2

    Der selbe Test, nur diese mal mit dem Monoblock. Wie zuvor musste ich auch diesmal ein AVX-Offset von 2 einstellen und erreichte die selben Temperaturen mit dem Prozessor wie zuvor. Jedoch diesem mit Temperaturen der Spannungswandler um die 67°C. Daher konnte ich diesen Test so längere Zeit laufen lassen.

    Test 3

    Der selbe Test wie zuvor, nur wurde diesmal die Wärmeleitpaste zwischen IHS und Kühler gegen Flüssigmetall Wärmeleitpaste (LM) ausgetauscht. In diesem Test wurde aber kein AVX-Offset genutzt, so das dieser auf "NULL" stand. Das Ergebnis war erstaunlich, denn obwohl der Prozessor diesmal nicht um 200 MHz herunter taktete erreichte ich immer noch mit dem heißestem Kern 90°C. Diesen Test konnte ich auch sehr lange laufen lassen ohne das die 28°C Wassertemperatur weiter angestiegen sind und diese 90°C im Schnitt gehalten wurde.

    Fazit

    Durch das Flüssigmetall konnte ich die Leitfähigkeit zwischen IHS und Kühler verbessern, so das in diesem extrem Test die Temperatur soweit gut abgeführt wurde das kein AVX-Offset mehr benötigt wurde. Natürlich macht das ganze mit realen Bedingungen nicht so viel aus, da der Prozessor Kern nicht so rasant an hohe Temperatur ansteigt und die Temperatur auch mit normaler WLP gut abgeführt werden kann. Denn je nach Anwendung und ins besonders dann wenn die Grafikkarte Limitiert erreicht der Prozessor keine so hohe Leistungsaufnahme. Im Normalfall erreicht mein Prozessor im GPU-Limit an die 55-75 Watt im Schnitt und um auf 100-120 Watt zu kommen muss sich ein Spiel im CPU-Limit befinden. Natürlich erreiche ich zwischen 140-160 Watt mit andere Anwendungen wie Beispielsweise das bearbeiten von Videos.


    Im Übrigem ist mein Prozessor nicht geköpft und hat noch von Werk aus Lot zwischen Silizium und IHS.

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