Wie verschiedene Technologien Ihrem PC helfen, kühl zu bleiben

Da Chips schneller und leistungsfähiger werden, steigt auch ihr Stromverbrauch. Leider geht diese Erhöhung der Wattleistung mit einem entsprechenden Anstieg der erzeugten Wärme einher. Und wenn Chips zu heiß werden, drosseln sie thermisch. Denn wenn nicht, werden sie überhitzen und sterben.

Aber wie können GPU- und CPU-Hersteller die Hitze niedrig halten? Welche Technologien nutzen sie, um das Beste aus neuem Silizium herauszuholen? Sehen wir uns heute die verschiedenen Kühltechniken an, die PC-Hersteller verwenden, damit wir unsere Computer optimal nutzen können.

Maximierung der Desktop-Leistung

Computer-Enthusiasten suchen immer nach Desktop-PCs, wenn sie rohe Leistung und Leistung wollen. Das liegt daran, dass Computergehäuse nicht durch Platz- und Tragbarkeitsbedenken begrenzt sind. Während einige Desktop-PCs klein und tragbar sind, maximieren die meisten anderen Desktops Platz und Luftstrom, sodass Sie große und komplizierte Kühlsysteme installieren können.

Lüfter und Kühlkörper

Lange bevor Hochleistungschips Hunderte von Watt Leistung verbrauchten, verwendeten fast alle Computer Lüfter und Kühlkörper, um ihre Systeme zu kühlen. Auf den ersten Blick scheint der Kühlkörper direkt mit dem Prozessor verbunden zu sein.

Zwischen dem Kühlkörper und dem Prozessor befindet sich jedoch normalerweise eine dünne Schicht Wärmeleitpaste, die dazu beiträgt, die Wärme effizient vom Chip wegzuleiten. Der Lüfter zwingt dann Luft zwischen die Lamellen des Kühlkörpers zu strömen und kühlt ihn, was wiederum den Prozessor kühlt.

Obwohl wassergekühlte Systeme immer beliebter werden, insbesondere bei Hochleistungs- und übertakteten Chips, verwenden die meisten Computersysteme heute noch Lüfter und Kühlkörper. Denn sie sind erschwinglich, einfach einzurichten und zu installieren und es besteht kein Risiko, die empfindliche Elektronik Ihres Computers im Falle eines Lüfterausfalls zu beschädigen.

Flüssigkeitskühlung

Wie der Name schon sagt, verwendet diese Kühltechnik ein flüssiges Kühlmittel, um die Temperatur Ihres PCs zu kontrollieren. Es besteht normalerweise aus einem Wasserblock, der am CPU- oder GPU-Chip befestigt ist, einem Kühler, einer Wasserpumpe und einigen Rohren oder Schläuchen, um das Kühlmittel zu zirkulieren. Dieses System ist im Allgemeinen effektiver darin, Wärme von Ihrem PC abzuführen, sodass Sie Ihren Computer an seine Grenzen bringen können.

Es gibt zwei Möglichkeiten, einen flüssigkeitsgekühlten Computer einzurichten – die erste ist die Verwendung eines All-in-One (AIO) und die andere eine benutzerdefinierte Schleife. Ersteres enthält alles, was Sie brauchen, direkt im Paket, wodurch es einfach zu installieren und dicht gegen Lecks ist. Allerdings ermöglicht es Ihnen in der Regel nur, den Prozessor zu kühlen.

Wenn Sie Ihre GPU und CPU mit einem Kühler kühlen möchten, müssen Sie einen benutzerdefinierten Kreislauf erstellen. Kundenspezifische Systeme geben Ihnen mehr Spielraum bei der Gestaltung Ihres Kühlsystems und ermöglichen Ihnen einzigartige Designs. Sie sind jedoch tendenziell teurer, etwas zerbrechlicher und erfordern etwas mehr Wartung als AIO-Kühler.

Massive passive Lösungen

​​​​​​​

Die dritte Desktop-Kühloption verwendet große Kühlkörper, die den natürlichen Luftstrom und die Konvektion der Luft nutzen, um Ihr System zu kühlen. Da diese Einheiten keine Lüfter verwenden, müssen sie gigantisch sein und manchmal die doppelte oder dreifache Größe aktiver Kühler erreichen.

Diese Designs sind so konzipiert, dass Sie völlig geräuschlose Computer betreiben können. Diese Systeme haben nicht das leichte Surren, das Lüfter machen, wenn Sie Ihren PC einschalten. Dies macht sie perfekt für Menschen, die bei der Arbeit an ihren Computern absolute Ruhe benötigen, wie z. B. Aufnahmekünstler.

Da es jedoch keine aktive Kühlung gibt, sind diese Kühlkörper im Allgemeinen nur für Chips mit geringer bis mittlerer Leistung geeignet. Sie müssen auch damit rechnen, dass diese Chips etwas heißer laufen als lüfterbetriebene Lösungen.

Verwandt: Was ist TDP und wie hängt es mit der Kühlung zusammen?

Wie Laptops kühl bleiben

Das Kühlen eines Computers, wenn Sie mit viel Platz arbeiten können, ist eine Sache, aber das Kühlen ist eine dünne Platte Metall und Kunststoff, wo alle Komponenten zusammengefügt werden, ist eine ganz andere Kugel Spiel.

Sie können einem tragbaren Computer keine gewöhnliche Lüfter- und Kühlkörperlösung hinzufügen, viel mehr einen AIO oder passiven Kühlkörper. Aus diesem Grund verwenden Laptops und mobile Geräte insgesamt unterschiedliche Kühltechnologien.

Wärmerohre

Eine der ersten Lösungen, die zur Kühlung von Laptops entwickelt wurden, sind Heatpipes. So funktionieren Heatpipes laut Celsia, ein Hersteller von Kühlkörpern.

Die Heatpipes bestehen aus einer dünnen Schicht einer dochtartigen Struktur, die an ihren Innenwänden angebracht ist, um das Kühlmittel zu absorbieren. Es wird dann mit einer Kühlflüssigkeit wie Wasser gefüllt und vakuumversiegelt. Dieser Prozess stellt sicher, dass das Kühlmittel gleichmäßig im Rohr verteilt wird.

Wenn ein Ende des Wärmerohrs erhitzt wird, verdampft das in der Innenschicht absorbierte Kühlmittel und wandert zum kühleren Ende des Wärmerohrs. Der Kühlmitteldampf kondensiert dann und wird in der Dochtstruktur wieder absorbiert. Das verflüssigte Kühlmittel wandert dann durch Kapillarwirkung durch den Docht zurück zum beheizten Abschnitt.

Verwandt: DIY-Möglichkeiten, um Ihren Laptop kühl zu halten

Diese Heatpipes sind normalerweise über eine leitfähige Grundplatte mit dem Chip verbunden, wobei sich zwischen den beiden ein Wärmeleitmaterial befindet, um die Wärmeleitung zu unterstützen. Als die Prozessoren jedoch immer heißer und leistungsfähiger wurden, wurde diese Anwendung bald unzureichend. Einige Hersteller haben dies gelöst, indem sie Heatpipes haben, die den Chip direkt kontaktieren, aber es ist nicht so effizient, die gesamte Oberfläche des Chips zu kühlen. Das liegt daran, dass die Rohre nicht mit der gesamten Oberfläche des Prozessors in Kontakt kommen.

Dampfkammer

​​​​​​​

Dies ist die Lösung für das Problem der begrenzten Kontaktfläche des Wärmerohrs. Dampfkammern sind im Wesentlichen Wärmerohre, die abgeflacht und konturiert sind, um der Form des wärmeerzeugenden Teils zu folgen. Egal, ob es sich um ein flaches Viereck handelt oder verschiedene Unebenheiten und Vertiefungen aufweist, Dampfkammern bleiben für eine effiziente Wärmeübertragung mit der gesamten Oberfläche in Kontakt.

Laut Celsia verbessern Dampfkammern die Kühlleistung um 20 bis 30 %. Das bedeutet, dass Laptops jetzt dünnere Kühllösungen haben können, ohne ihre Leistung zu beeinträchtigen, sodass Hersteller dünne und leichte Hochleistungs-Laptops entwickeln können.

Wassergekühlte Laptops?

​​​​​​​

Während die meisten von uns denken würden, dass es unmöglich oder unpraktisch ist, einen Laptop mit Wasser zu kühlen, waren einige Hersteller anderer Meinung. Einige Hersteller bieten leistungsstarke Laptops an, die Sie mit einer Wasserkühlung verwenden können. Dazu gehört normalerweise ein sekundäres Dock, das einige Verbindungen zum Computer erfordert. Wassergekühlte Laptops bieten eine Leistungssteigerung, sind aber ein extremes Nischenprodukt. Das liegt daran, dass es unpraktisch ist, das System jedes Mal ein- und ausstecken zu müssen, wenn Sie Ihren Laptop bewegen.

Sie müssen besonders darauf achten, dass beim Bewegen kein Wasser mehr im System ist, da es auslaufen und Ihr Gerät beschädigen könnte. Außerdem ist das Wasserkühlungsmodul sperrig, was es für einen solchen tragbaren Computer unpraktisch macht.

Chip-zu-Kühlkörper-Schnittstellen

Der Wärmeverteiler des Chips und die Dampfkammer oder Kupferbasis Ihres Kühlkörpers bestehen aus Hartmetall. Das bedeutet, dass es zwangsläufig mikroskopisch kleine Luftspalte zwischen den beiden gibt, was die Kühlleistung dramatisch verringert.

Aus diesem Grund müssen Sie entweder ein Wärmeleitpad, Wärmeleitpaste oder flüssiges Metall zwischen den beiden Oberflächen anbringen, um die Wärmeleitung zu unterstützen.

Thermische Pads

Diese Pads sind die am einfachsten anzuwendende Lösung zum Leiten von Wärme. Das liegt daran, dass es sich um feste, matschige Materialien handelt, die Sie einfach auf die Oberfläche des zu kühlenden Chips legen. Da sie jedoch immer noch fest sind, sind sie weniger effektiv bei der Überbrückung aller Luftspalten zwischen Kühler und Prozessor.

Wärmeleitpaste

​​​​​​​

Dies ist im Allgemeinen die bevorzugte Lösung von mehr Computerenthusiasten. Das liegt daran, dass sie Ihren Chip und Kühler effektiv in Kontakt halten und gleichzeitig erschwinglich bleiben. Außerdem ist Wärmeleitpaste in der Regel nicht leitend. Selbst wenn Sie versehentlich Teile Ihrer Hauptplatine davon berühren, ist es unwahrscheinlich, dass Sie auf Probleme stoßen.

Wie der Name schon sagt, verwendet dieses Material Metall, um Wärme effektiv zu leiten. Da Metall sehr leitfähig ist, leistet es hervorragende Arbeit, um Ihre Chips kühl zu halten. Der Hauptnachteil ist jedoch, dass es teuer ist, manchmal bis zu 50 % teurer. Da Metall leitfähig ist, könnten Probleme auftreten, wenn Sie versehentlich etwas davon auf Ihren Chip oder Ihre Platine verschütten und es nicht reinigen.

Dieses Material sollte am besten Profis und Experten überlassen werden, die wissen, was sie mit Computern tun.

Verwandt: So fügen Sie Ihre CPU erneut ein

Mehr Leistung, mehr Wärme, mehr Kühlung

Wenn Computerchips leistungsfähiger werden und mehr Energie zum Betrieb benötigen, steigt ihre Wärmeabgabe. Deshalb ist es entscheidend, eine effiziente Kühllösung zu haben, wenn Sie Ihre Hardware an ihre Grenzen bringen wollen.

Trotzdem brauchen Sie nicht das beste verfügbare Kühlsystem, wenn Sie Ihre Hardware nicht stark beanspruchen wollen. Für die meisten Benutzer würde die standardmäßige Kühlkörper- und Lüfterkonfiguration, die mit Ihrem Prozessor und Ihrer GPU geliefert wird, ausreichen.

Und wenn Sie einen Laptop haben, müssen Sie sich um diese Dinge keine Gedanken machen. Das liegt daran, dass der Hersteller unter Berücksichtigung von Leistung, Tragbarkeit und Preis das beste Kühlsystem auf Ihrem Computer installiert hat.

So verhindern Sie eine Überhitzung des Computers und halten Ihren PC kühl

Ein überhitzter Computer kann zu Hardwareschäden führen. Verwenden Sie diese Tipps, um Ihren PC kühl und auf einer sicheren Temperatur zu halten.

Lesen Sie weiter

Über den Autor