CPU-Kühler für Ryzen 5000 im Test: Kühler für 30 bis 200 Euro treffen 5800X und 5950X

Moderne CPUs wie die Ryzen-5000-Serie von AMD erreichen trotz moderater TDP hohe Temperaturen. Vor allem der Ryzen 7 5800X ist als Hitzkopf bekannt. ComputerBase vergleicht Arctic Freezer 34 eSports, Noctua NH-D15 und Corsair iCUE H150i Elite Capellix auf dem Ryzen 7 5800X und seinem großen Bruder Ryzen 9 5950X.

Wer sich einen neuen Prozessor für seinen PC gönnt, möchte diesen unter allen Lebenslagen ausreichend gekühlt wissen. Denn nur wenn die Kühlung stimmt, kann die CPU ihre Leistung vollständig abrufen. Doch was ist ausreichend? Welche Temperaturen sind bei einer CPU kritisch? Während eine möglichst niedrige Temperatur zu den in der Regel bevorzugten Merkmalen zählt, herrscht deutlich weniger Einigkeit darüber, wie viel denn nun am Ende in die Kühlung investiert werden sollte.

TDP-Angabe bei CPUs und CPU-Kühlern

Dabei machen es die beiden CPU-Hersteller AMD und Intel dem Nutzer nicht einfacher. Sie geben eine TDP („Thermal Design Power“) an, die als grober Richtwert dafür dienen kann, wie groß ein Kühler ausgelegt werden sollte. Im Detail verstecken sich dahinter allerdings aufwendige Rechnungen und AMD und Intel verstehen unter der TDP obendrein nicht dasselbe. ComputerBase hat dem Thema, was „TDP“ bei AMD und Intel bedeutet, einen eigenen Artikel gewidmet, um die Konzepte der Hersteller zu erklären.

Doch mit der Verwirrung durch die CPU-Hersteller ist es noch nicht genug. Luftkühler und AiO-Wasserkühlungen für Prozessoren werden teilweise ebenfalls mit TDP-Angaben beworben. Diese reichen manchmal bis zu utopischen 500+ Watt für eine 240-mm-AiO. Doch selbst eine Workstation mit einer von AMDs großen Threadripper-CPUs samt 32 Kernen genehmigt sich unter CPU-Volllast gerade einmal 400 Watt. Gemessen an der Steckdose, wohlgemerkt, denn der Prozessor hält sich an seine Leistungsbegrenzung und zieht selbst nicht mehr als 280 Watt. Derart hohe TDP-Angaben bei CPU-Kühlern mögen zwar beruhigend wirken, ausreichend genormt sind sie allerdings nicht und damit weder unter verschiedenen Herstellern vergleichbar, noch unbedingt realistisch.

Wie so oft gilt: Es kommt darauf an. Ein Prozessor mit einem großen Die wird bei gleicher elektrischer Verlustleistung tendenziell kühler bleiben als ein kleinerer Chip, weil die Fläche, über die die Wärme abgegeben werden muss, größer ausfällt. So ergibt sich in logischer Konsequenz, dass moderne CPUs mit kleineren Fertigungsstrukturen und daraus folgend kleineren Chips immer schwieriger zu kühlen werden (bei gleichbleibender elektrischer Verlustleistung). Nicht umsonst musste Intel von den seit Ivy Bridge „nur noch“ per Wärmeleitpaste mit dem Heatspreader verbundenen CPUs wieder auf das klassische Lot umsteigen: Je kleiner die Fläche des Chips, desto wichtiger wird ein geringer Widerstand für den Wärmeübergang.

Kühler-Empfehlungen: pauschal kaum möglich

Folglich ist es schwierig, eine allgemeingültige Regel abzuleiten. Welcher Prozessor benötigt mindestens welchen Kühler? Die Temperatur des Prozessors bei gleicher Leistungsaufnahme schwankt nicht nur von CPU-Serie zu CPU-Serie, sondern auch innerhalb einer Reihe durch die übliche Serienstreuung. Nicht zuletzt hängt die benötigte Kühlung zudem vom erwarteten Einsatzgebiet ab. Wird ein Rechner lediglich für kleinere Office-Aufgaben benötigt, gerät ein moderner Prozessor nicht ins Schwitzen. Soll der PC allerdings stundenlang unter Volllast rechnen, sieht die Sache anders aus. Eine weitere Einflussgröße ist die Umgebung. Die Dachgeschosswohnung im Sommer verlangt der Kühlung mehr ab als ein angenehm klimatisiertes Büro.

Ein klassischer Test verschiedener CPU-Kühler auf einem einzigen Testsystem ist für die Auswahl eines Kühlers zwar ein guter Startpunkt, doch seine Aussagekraft bleibt immer noch eingeschränkt. So wird bei einem solchen Test meist nur mit einer einzigen CPU getestet, doch nicht jeder Kühler schneidet auf jedem Prozessor gleichermaßen gut oder schlecht ab. Die Auswahl des Testsystems und das für den Test genutzte Verfahren sind weitere Variablen, die die Aussagekraft eines Tests beeinflussen: Nur auf den ersten Blick ist Kühlertesten einfach.

Einen weiteren Anhaltspunkt soll dieser Test bieten: Prozessoren im Plug-&-play-Betrieb, innerhalb der Werkseinstellungen, die beim Einbau ins Mainboard vorliegen, werden mit Kühllösungen aus verschiedenen Preis- und Leistungsklassen kombiniert, um zu sehen, wie stark sich die Kühlerwahl am Ende in der Temperatur bemerkbar macht.

Kühler aus drei Leistungsklassen auf zwei modernen CPUs

Die neueste Generation der Ryzen-Prozessoren von AMD ist dabei besonders spannend. Die Prozessoren setzen auf sehr kleine Chips, haben davon aber mehr oder weniger unter ihrem Heatspreader verborgen. Aus diesem Grund sind zwei CPUs aus AMDs hoher TDP-Klasse (105 Watt) eine gute Grundlage für einen Vergleich: Der Ryzen 9 5950X besitzt dieselbe TDP wie der Ryzen 7 5800X, verfügt aber über die doppelte Anzahl an Kernen (16 versus 8) und daher auch über zwei anstelle von einem 8-Kern-Chiplet. Der Prozessor verteilt seine Abwärme folglich auf die doppelte Fläche und sollte bei gleicher elektrischer Verlustleistung kühler bleiben als der kleinere Ryzen 7 5800X, was der Test der Ryzen-5000-CPUs bereits bestätigt hat.

Doch wie warm werden die beiden Prozessoren, wenn sie jeweils mit den gleichen Kühlern aus unterschiedlichen Leistungsklassen kombiniert werden? Dazu dienen drei Kühler als Grundlage. Den Einstieg stellt der Arctic Freezer 34 eSports (Test) dar. Der Tower-Kühler mit 120-mm-Lüfter ist ab etwa 30 Euro erhältlich und bietet zu diesem Kaufpreis eine überaus beeindruckende Kühlleistung. Als nächster Testkandidat dient ein alter Bekannter: Der Noctua NH-D15 (Test) ist der seit mittlerweile weit über fünf Jahren quasi ungeschlagene König unter den Luftkühlern. Als Tower-Kühler mit zwei Kühltürmen und zwei großen 14-cm-Ventilatoren stellt er die Speerspitze dessen dar, was mit Luftkühlung noch erreichbar ist. Mit einem Kaufpreis von 85 Euro ist er allerdings auch preislich am oberen Ende der Skala für Luftkühler.

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Der dritte Kandidat ist die stärkste Kompaktwasserkühlung aus den aktuellen Testreihen von ComputerBase: Die Corsair iCUE H150i Elite Capellix (Test) hat nicht nur einen langen Namen, sondern auch eine sehr hohe Kühlleistung zu bieten. Dabei wird die AiO mit 360-mm-Radiator zwar sehr laut, zeigt aber damit die Leistungsgrenze herkömmlicher PC-Kühlung auf. Preislich übertrifft die AiO die beiden Luftkühler mit 190 Euro noch einmal deutlich.

Im bisherigen Testsystem auf einem übertakteten Ryzen 7 1700X erreichten die Kühler dabei eine breite Spanne an Temperaturdifferenzen. Den für die CPU optimalen Fall stellt die 360-mm-AiO bei maximaler Lüfterdrehzahl dar, denn dann beträgt die Differenz zwischen CPU- und Raumtemperatur nur noch knapp unter 37 Kelvin. Bei reduzierter Lüfterdrehzahl wird die AiO vom NH-D15 abgehängt, der dann mit einer Differenz von immerhin noch knapp 50 Kelvin punktet. Das Schlusslicht stellt der kleine Arctic Freezer 34 dar, der die CPU zwischen 50 und 60 Kelvin über der Raumtemperatur halten kann. Von den Kühlern werden je zwei Drehzahlstufen auf den beiden neuen CPUs getestet. Von flüsterleise bis störend laut sind damit alle Möglichkeiten abgedeckt. Hier folgt noch einmal eine tabellarische Übersicht der Werte aus dem alten Testsystem, bevor sich die Kühler auf Ryzen 5000 bewähren müssen.

Kühler	Lüfterdrehzahl	Schallpegel	CPU-Temperatur*
Arctic Freezer 34 eSports	2.000 U/min	39,8 dB(A)	70,8 °C
Arctic Freezer 34 eSports	1.200 U/min	33,2 dB(A)	81,0 °C
Noctua NH-D15	1.500 U/min	40,9 dB(A)	62,8 °C
Noctua NH-D15	800 U/min	33,2 dB(A)	69,3 °C
Corsair iCUE H150i Elite Capellix	2.300 U/min	49,1 dB(A)	56,9 °C
Corsair iCUE H150i Elite Capellix	950 U/min	34,3 dB(A)	67,6 °C
*normiert auf eine Raumtemperatur von 20 °C