Kompaktwasserkühlung: Testsystem und Methodik für AiO-Kühlungen

Testsystem und Vergleichswerte

Sogenannte All-in-One-Wasserkühlungen sind Flüssigkühlungen, die Kühler, Radiator, Pumpe und Schlauchverbindungen fertig vormontiert und in der Regel als geschlossenes System bieten. Sie sind im Gegensatz zu Custom-Wasserkühlungen deutlich anwenderfreundlicher, aber dafür weniger gut anpassbar. Sie widmen sich in der Regel der Kühlung des Prozessors eines PCs. Für die Analyse nutzt ComputerBase deswegen eine CPU der Extreme-Edition-Familie von Intel.

Das Testsystem setzt auf Sandy Bridge-E

Als Grundlage des Testsystems dient ein Intel Core i7-3960X, der dank verlötetem Heatspreader und einer hohen TDP von 130 Watt für ausreichende Wärmeproduktion und Wärmeabgabe sorgt. Um die Wasserkühlungen zu fordern, wird der Prozessor zusätzlich mit einer Kernspannung von 1,300 Volt auf 4,00 GHz übertaktet. Ausreichend Platz findet das Testsystem im handgefertigten Gehäuse Phobya WaCoolT Black Owl. Die Radiatoren der Wasserkühlungen werden im Gehäusedeckel befestigt. Radiatorlüfter werden drückend („Push“) montiert, so dass Luft aus dem Gehäuseinneren durch den Radiator nach außen befördert wird.

Komponente	Typenbezeichnung
Prozessor	Intel Core i7-3960X, 4,0 GHz bei 1,300 Volt
Mainboard	Asus P9X79 Pro
Arbeitsspeicher	Corsair Vengeance DDR3 4×4 GB
Grafikkarte	Sapphire Radeon HD 4670 (passiv gekühlt)
Netzteil	be quiet! Dark Power Pro 11 850 Watt
Gehäuse	Phobya WaCoolT Black Owl

Zur unterstützenden Gehäusebelüftung wird ein be quiet! Pure Wings 2 als Lüfter mit 120 Millimetern Rahmenbreite eingesetzt, der ausblasend neben der ATX-Slotblende platziert ist. Dieser Lüfter wird während aller Messungen auf 500 U/min fixiert.

Zwei Towerkühler als Vergleich

Um die Kühlleistungen mit herkömmlichen Luftkühlern in Relation zu setzen, wird der von ComputerBase ausgezeichnete Noctua NH-D15 als Leistungsspitze der Luftkühlung sowie der Alpenföhn Brocken 2 als beliebter Kühler mit moderatem Preis ebenfalls im Testsystem eingesetzt. Da Luftkühler maßgeblich von einer guten Gehäusebelüftung abhängig sind, werden die Messungen dieser Kühler mit 500 U/min und 1.450 U/min des eingesetzten 120-Millimeter-Gehäuselüfters durchgeführt.

Software und Messungen

Der übertaktete Prozessor wird mit der Software Prime95 v27.9 (Einstellung: 8K in-place FFTs) belastet, damit die Kühlung durch die Nutzung aller zwölf logischen Kerne gefordert wird. Messungen werden für Wasserkühlungen nach einer Aufwärmphase von 30 Minuten durchgeführt, Luftkühler erhalten ein 15-minütiges Aufwärmintervall. Als Messwerte dienen das anschließend über fünf Minuten ermittelte arithmetische Mittel der höchsten CPU-Kerntemperatur sowie der Raumtemperatur.

Resultate werden als Temperaturdifferenz in Kelvin zwischen CPU- und Raumtemperatur angegeben. Sollen die Ergebnisse übertragen werden, muss zur Temperatur im eigenen Zuhause lediglich die im Test ermittelte Temperaturdifferenz addiert werden, um die tatsächliche CPU-Temperatur zu erhalten.

Die Raumtemperatur wird mit Foliensensoren 15 Zentimeter vor der Gehäusefront mit einem Abstand von 15 Zentimeter über dem Boden gemessen. Die Temperaturen der einzelnen Sensoren werden mit der Software HWiNFO64 v5.22 ausgelesen. Alle Temperaturmessungen sowie Schalldruckmessungen des Gesamtsystems werden bei geschlossenem Gehäuse durchgeführt.

Spannungen werden mit einem Rigol DS1052E Oszilloskop ausgelesen und Schallpegelmessungen mit einem Voltcraft SL-100 durchgeführt. Der Schalldruckpegel des Gesamtsystems wird in 50 Zentimetern Abstand parallel zur oberen linken Gehäusekante gemessen, wobei nur die Pumpe sowie die aktuell installierten Radiatorlüfter aktiv sind. Der Gehäuselüfter wird dabei abgeschaltet. Zur Messung des Schalldruckpegels der Pumpe allein werden zusätzlich auch die Radiatorlüfter angehalten. Diese Messungen erfolgen in einem Abstand von 10 Zentimetern von der Pumpe bei geöffnetem Gehäuse. Bei 33 dB(A) erreicht das Messintervall des Voltcraft SL-100 im Testraum die Empfindlichkeitsgrenze. Weniger als 33 dB(A) können nicht verlässlich reproduziert werden, so dass dieser Wert als Minimum dient.

Serien- und Referenzzustand

Die Kompaktwasserkühlungen werden sowohl mit den mitgelieferten Lüftern als auch mit Referenzlüftern getestet. Für die Tests mit Serienlüftern wird die vom Hersteller bereits aufgetragene oder im Lieferumfang enthaltene Wärmeleitpaste eingesetzt, damit die Kühlungen realistisch im Werkszustand verglichen werden können. Um das volle Kühlpotential der Kandidaten zu beurteilen, wird bei der maximal möglichen Lüfterdrehzahl gemessen. Als fixer Wert wird zusätzlich bei 800 U/min die Kühlleistung ermittelt.

Noctua NF-F12 PWM dienen als Referenzlüfter für Radiatoren, die für 120-Millimeter-Lüfter ausgelegt sind. 140er Radiatoren werden mit Noctua NF-A14 PWM als Referenzlüfter betrieben. Diese werden auf den Kompaktwasserkühlungen in den drei Umdrehungsgeschwindigkeiten 500 U/min, 800 U/min und 1.200 U/min eingesetzt. Um Einflüsse durch die verschiedenen Wärmeleitpasten auszuschließen, werden die Kühlungen mit der MX-2 von Arctic für diese Messungen erneut montiert. Als Vergleich dienen hier die Daten der Custom-Wasserkühlung aus dem Test verschiedener Lüfter auf Radiatoren.

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