Luftkühlung: Testsystem und Methodik für CPU-Luftkühler

ComputerBase testet CPU-Luftkühler nach einem umfangreichen und standardisierten Protokoll. Alle Details zum Testsystem, der verwendeten Hard- und Software sowie der Messmethodik sind in diesem Artikel zusammengefasst.

Testsystem, Serien- und Referenzlüfter

CPU-Luftkühler werden mit dem gleichen System gemessen wie Kompaktwasserkühlungen. Für Luftkühler erfolgen jedoch einige Anpassungen, da die Kühler andere Rahmenbedingungen als Flüssigkühlungen mitbringen.

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 CPU-Kühler zu fordern, wird der Prozessor zusätzlich zu Messungen im Standardtakt auch mit einer Kernspannung von 1,300 Volt auf 4,00 GHz übertaktet. Ausreichend Platz findet das Testsystem im handgefertigten Gehäuse Phobya WaCoolT Black Owl. CPU-Kühler werden in der klassischen Ausrichtung zum I/O-Panel des Mainboards hin orientiert, so dass warme Abluft direkt zum 120-Millimeter-Hecklüfter des Gehäuses befördert wird.

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

Zur Gehäusebelüftung wird ein be quiet! Pure Wings 2 als Lüfter mit 120 Millimetern Rahmenbreite eingesetzt, der ausblasend neben der ATX-Slotblende platziert ist. Um keinen Hitzestau zu erzeugen, wird der Lüfter für die Leistungsmessungen der Luftkühler mit maximaler Drehzahl (1.450 U/min) betrieben. Aus diesem Grund sind die Werte nicht direkt mit Messergebnissen von Kompaktwasserkühlungen zu vergleichen: Da eine AiO-Lösung mit ihrem Radiator direkt am Gehäusedeckel befestigt wird, setzt sie anders als ein Luftkühler keinen so starken Luftstrom durch das Gehäuse voraus, um effektiv zu arbeiten. Für Tests von Kompaktwasserkühlungen arbeitet der Heckventilator daher nur mit 500 U/min.

Messungen mit Serien- und Referenzlüftern

Die CPU-Kühler werden sowohl mit den mitgelieferten Lüftern als auch mit Referenzlüftern getestet. Zur Montage der Prozessorkühler wird auf die Wärmeleitpaste Arctic MX-2 zurückgegriffen. Um das volle Kühlpotenzial der Kandidaten zu beurteilen, wird eine Messung bei maximal möglicher Lüfterdrehzahl durchgeführt. Als fixer Wert wird zusätzlich bei 800 U/min die Kühlleistung ermittelt.

Als Referenzlüfter werden Noctua NF-F12 PWM eingesetzt. Sofern ein Kühler die Montage von 140-Millimeter-Lüftern mit Standardmaßen (keine abweichenden Lochformate) zulässt, wird ein Noctua NF-A14 PWM eingesetzt. Messungen mit Referenzlüftern werden bei 800 und 1.500 U/min durchgeführt.

Software und Messungen

Der 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 nach einer Aufwärmphase von 30 Minuten durchgeführt. Als Messwert dient 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 CPU-Temperatur in Grad Celsius zu erhalten.

Die Raumtemperatur wird mit einem Aquaero 5 von Aqua Computer mittels 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 werden bei geschlossenem Gehäuse durchgeführt.

Schallpegelmessungen werden mit einem Voltcraft SL-100 durchgeführt. Um den Schalldruckpegel der CPU-Kühler unabhängig vom Gehäuselüfter beurteilen zu können, werden die Testkandidaten bei abgeschaltetem Gehäuselüfter und offener Seitenwand gemessen. Das Messgerät wird dazu lotrecht zum CPU-Kühler in 50 cm Abstand positioniert. 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.

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