(Fast-) Lautloser Mini-ITX PC mit nur 1 Lüfter

[yurij]

So habe jetzt mein Mini-ITX System fast fertig gebaut.
Ursprünglich wollte ich ein ganz kleines Gehäuse nehmen,
dann aber überlegt und doch ein größeres gewählt: Silverstone SG06
- deutlich größere Abmessungen
+ dafür weniger Probleme mit Kühlung (vielleicht bekomme ich später Passivkühlung hin)
+ max Höhe des CPU-Kühler lt. Hersteller bis 82mm
+ 300Watt SFX Netzteil schon dabei (teuere picoPSU kann mir damit sparen)
+ kein Externes Netzteil wird rumliegen
+ Viele Erweiterungsmöglichkeiten, falls ich später mir dem PC was anderes machen will:
Platz für dual-slot Grafikkarte, 3.5" HDD, optisches Slim-Laufwerk

Die Systemkomponenten im Einzelnen:
Celeron G530
GSKILL 2x2GB DDR3 1600 1.35V
ASUS P8H61-I
Samsung 64GB SSD
SilverStone SG06
CoolerMaster Gemin II M4

Ursprünglich hatte das System 3 Lüfter:

1) Das im Gehäuse enthaltene 120mm SilverStone Lüfter ist eigentlich garnicht schlecht,
wurde vom Mainboard auf 600rpm heruntergeregelt und war sehr Leise.
"Leise" ist aber für mich immer noch zuviel, deswegen wurde dieser Lüfter als erster abgeschaltet,

2) CPU Kühler: Wegen der angestrebten Passivkühlung kamen nur "top-blow" Kühler in Frage.
Ich wollte eigentlich einen Kühler der die 82mm verfügbarer Höhe auch wirklich nutzt und
möglichst schwer ist. Leider gabs bei meinem Händler um die Ecke nur zwei kleinere
Lüfter zur Auswahl, ich wollte nicht länger warten und entschied mich für
"CoolerMaster Gemin II M4". Die Einbau erwies sich zunächst als problematisch.
Denn, die superschlauen Ingenieure von ASUS kamen auf Idee kleine ICs direkt neben
den Befestigungsbohrungen auf der Rückseite der Hauptplatine zu verbauen.
Andererseits kamen noch schlauere Ingenieure von CoolerMaster die Aufliegefläche der
Retention-Platte unnötig groß zu dimensionieren. Die Retention-Platte hätte die ICs
unter Druck definitiv beschädigt. Also war Bastelarbeit angesagt.
Zum glück fanden im Lieferumfang des Kühlers 4 Gummiringe, die eigentlich für AMD Sockel
bestimmt waren. Sie waren als Abstandshalter zu dick, also nahm ich scharfes Messter
und schnitt jedes in zwei dünnere Ringe. So konnte ich 4 von 8 "Halbringen" jetzt
als perfekte Abstandshalter missbrauchen, die ICs waren gesichert.
Der 120mm CPU Lüfter befördert standardmäßig Luft nach unten, ich wollte aber
den Luftstrom nach oben umdrehen, so dass direkt darüberhängende SFX Netzteil mitgekühlt wird.
Wenn man aber den Lüfter einfach Umdreht, kommt Rotor in Kontakt mir Kühllamellen und
verrastet. Es waren also wieder Abstandshalter notwendig. Die übrigen 4 "Halbringe"
erwiesen sich dafür wieder als geeignet, zudem entkoppelten Sie ein wenig den Lüfter
vibrationstechnisch vom restlichen Komponenten. Die finale Kontruktion erwies sich als
extrem wirkungsvoll: Das Mainboard regelte auch diesen PWN Lüfter wieder auf 500-600rpm runter,
beim direkten ranhören war er kaum hörbar. Ab ca. 50cm Entfernung weg vom offenen
Geäuse konnte ich selbst bei voller Stille nichts mehr wahrnehmen.

3) Das 80x80x15mm Netzteillüfter war das einzige was noch die Stille störte.
Leider gibts keine passive oder semi-passive SFX Netzteile.
Bei solchen Mini PCs wie meiner würde schon ein 60-80 Watt Netzteil ausreichen.
Es passiv zu Kühlen, wäre kein großes Hexenwerk, doch haben die Hersteller
noch nicht geblick, dass es hier eine Marktlücke gibt.
Auch Kabelmanagement (gerade für Mini-PCs ganz kritisch) ist für sie noch ein Fremdwort.
Ich habe lange überlegt was ich mit dem Netzteil mache, am Ende habe NT aufgeschraubt,
Leitung geschnitten und den nervigen Lüfer verbannt.
Ich weiß, dass ich damit Garantie verliere und ernsthaft riskiere Lebensdauer des NTs deutlich zu verkürzen.

Der Verbrauch schwankt im BIOS zw. 25 und 40 Watt.
(Zu Windows bin ich nocht nicht gekommen um Idle und Last richtig zu testen.)

Die Tatsachen, dass der CPU Lüfter die jetzt Luft richtung NT befördert und
das System nur sehr geringe Leistungsaufnahme haben wird,
dürften dieses passive Netzteilbetrieb hoffentlich zulassen.
Die Durchlüftung wäre besser, wenn ich das NT Gehäuse offen lasse, doch das ist erstens Gefährlich
und zweitens geht EM Schirmung flöten.
Also werde ich als nächstens das Netzteilgehäuse um zusätzliches Lochraster erweitern.

Bilder folgen.

 

[Der Trollinator]

Bei solchen Mini PCs wie meiner würde schon ein 60-80 Watt Netzteil ausreichen.
Es passiv zu Kühlen, wäre kein großes Hexenwerk, doch haben die Hersteller
noch nicht geblick, dass es hier eine Marktlücke gibt.
Auch Kabelmanagement (gerade für Mini-PCs ganz kritisch) ist für sie noch ein Fremdwort.
Ich habe lange überlegt was ich mit dem Netzteil mache, am Ende habe NT aufgeschraubt,
Leitung geschnitten und den nervigen Lüfer verbannt.
Ich weiß, dass ich damit Garantie verliere und ernsthaft riskiere Lebensdauer des NTs deutlich zu verkürzen.

Die großen Hersteller nicht, aber die Lösung ist wie so oft deutsche Startup-Ingenieurskunst: http://impactics.de/?Produkte:Geh%E4use (okay, ist ursprünglich glaube ich auch von Thermaltake oder so hergestellt).

Erweiterungsmöglichkeiten oder gar Dual-Slot-Grafikkarten hast du mit einem 60-80W-Netzteil sowieso nicht, also kann man auch gleich ein kleines Gehäuse nehmen, der Platz limitiert ja in dem Fall nicht.

Habe das seit Anfang des Jahres mit einem Core i3-2125 so laufen, vollpassiv, wunderbar. Einzig das externe Netzteil, aber gut, damit kann ich leben.

 

[KainerM]

Klingt ja nicht schlecht, was du da so erzählst. Ich plane derzeit einen HTPC im Eigenbau, der soll nochmal eine Ecke kleiner werden. Mein Problem ist da eher einen passenden Kühler zu finden - so wie es aussieht, verdecken die meisten LP-Kühler den PCIe-Slot von ITX-Mainboards. ich wollt mit die Möglichkeit zumindest freihalten - vielleicht will uich ja mal mehr aus dem Teil machen.
Als NT hab ich mir das BeQuiet TFX 300W ausgesucht, das soll schön leise sein. Ich ziele ein Volumen von ca. 6 L fürs fertige Gehäuse an - je nachdem, was ich so an kompakten Teilen finden kann.

Mich würde jedenfalls ein kleines Bildchen zum Gemini interessieren, da der auch noch in meiner Auswahl mit dabei ist. Je nachdem, was halt auf ein ITX-Mainboard passt...

mfg

P.S.: Vielleicht würd das ganze ins Gehäuse-Unterforum besser passen - mit OC hats ja wenig zu tun.

 

[Der Trollinator]

300W

schön leise

Geht nicht...100W...OK...150W...vielleicht auch noch okay...aber mehr bekommst du passiv nicht weggekühlt, ohne dass dir die Tischplatte schmilzt.

 

[denno^]

Bilder wären interessant, aber ich vermute das mit dem NT geht nicht lange gut.

 

[Shaav]

Geht nicht...100W...OK...150W...vielleicht auch noch okay...aber mehr bekommst du passiv nicht weggekühlt, ohne dass dir die Tischplatte schmilzt.

in ATX schon (auch hone Wakü)
https://www.computerbase.de/2011-07/test-nofan-pc-set-a43/

 

[yurij]

in ATX schon (auch hone Wakü)
https://www.computerbase.de/2011-07/test-nofan-pc-set-a43/

bleiben wir lieber bei Minis, ATX ist eine andere Baustelle.

übrigens danke für den Link, das Gehäuse dort ist richtig interessant.
Leider sieht man auf einem der Bilder, dass PCIe x16 Grafikkarte oben wegen dem Kühler nicht reinpasst, und unten würde sie nicht reinpassen wegen dem Netzteil im weg. Also wurde eine PCI Graka in der Mitte reingebaut, damit sie überhaupt was zeigen können, löl. Da ist dem Startup ein kleiner Designfehler unterlaufen. Den Kühler sollten sie noch definitiv nachbessern, vor allem auf gar keinem Fall in den Bereich von PCIe slots damit vordringen.

Bilder gibts heute Abend nach der Arbeit.

Gestern habe erste Idle werte bekommen: 19-20 Watt
(Standardsettings, noch kein Undervolting / Underclocking)
Übrigens der 12V 0.23A NT Lüfter fraß ganze 2.7 Watt.
Das wäre fast 15% des gesamten Idle-Verbrauchs nur für den NT-Lüfter!
Ich denke wenn ich CPU Lüfter mal testweise abschalte sind noch mal 2-2.5 Watt weg.
Und mit Undervolting/Underclocking bin ich dann hoffentlich unter 15 Watt, womit ich das NT bedenkenlos
passiv betreiben lasse.

 

[KainerM]

Geht nicht...100W...OK...150W...vielleicht auch noch okay...aber mehr bekommst du passiv nicht weggekühlt, ohne dass dir die Tischplatte schmilzt.

Genau da liegt der Trick: das ist ein 300 W-Bronze-NT. Klar läuft das nicht passiv. Aber bis ca. 100 W Dreht der Lüfter (80mm) mit ca. 900 U/min, und das ist "schön leise". Mehr braucht ein HTPC nicht. Bei einem extrem Stromsparenden System von mir aus Lüfterlos. Aber selbst ein Bronze NT verbrät bei 60W Leistungsaufnahme noch ungefähr 10W intern. Deswegen ganz lüfterlos... nein, das würd ich mit einem TFX/SFX-NT nicht machen. Schon garnicht mit einem voreingebauten NT, denn da hat man oft mal richtig billiges Zeug. Wenn schon, dann wenigstens mit einer Lüftersteuerung über Speedfan o.Ä., damit du den unter Last / bei höheren Temperaturen aufdrehen kannst. Muss ja nicht permanent laufen.

mfg

 

[yurij]

Das eingebaute NT von mir ist natürlich billigware, immerhin ist es ein 80Plus.
Es hat 24-pol ATX, 4-pol P4, 6-pol PCIe, einen Strang mit 3x SATA und einen mit 3x Molex Anschlüssen.
Ich glaube ich werde es mit dem NT noch weiter treiben:
- der komplette Molex Strang wird an der Lötstelle abgeschnitten
(in SATA Zeitalter brauche ich die Molex Anschlüsse nicht mehr, selbst wenn da eine Grafikkarte reinkommt, wird diese maximal einem 6-pol Anschluss haben)
- wenn mir die Längen passen, wird auch der dritte SATA Anschluss vom Strang verbannt.
- der Rest bekommt Spiralschlauch umgewickelt
- PCIe Stecker bleibt noch am Leben, für den Fall dass irgendwann eine Grafikkarte dazukommt.
- Von beiden Seiten und von unten auf der gesamte Fläche wird ein Lochraster geborht.
- Ich lasse Prime95 beim offenen NT laufen und jedes Bauteil mit einem Lasertemperaturmessgerät aus der Entfernung vermessen, um sicher zu gehen dass keine kritischen Temps auftreten.

 

[KainerM]

Naja, Offen hilft dir leider wenig, weil das NT im PC wesentlich weniger Luftstrom hat. Noch dazu hast du den Gehäuselüfter abgeklemmt, wodurch nurnoch der CPU-Lüfter übrig bleibt, der aber keinerlei Kühlwirkung für den Innenraum bringt. Wenn du das NT ausm Gehäuse rausnimmst hast du eine wesentlich geringere Lufttemperatur als sie im Gehäuse herrschen würde - ohne Belüftung würde ich mal schätzen wirst du im Gehäuse locker 45-50 °C erreichen.
Dann würde ich auf den Seiten keine Löcher machen, damit du im NT wenigstens einen gewissen Luftzug von innen nach Außen hast. (Kamineffekt)

Das NT ist, wenn ich das recht sehe, ein FSP, die machen brauchbare Netzteile und billige Netzteile. Das kann man anhand der Effizienz kaum festmachen.

mfg

 

[yurij]

Offen hin oder her, aber ich bekomme damit schon mal eine ganz brauchbare Abschätzung von den Temps, die im Gehäuse herrschen werden. Und wenn die Temps sagen wir mal 50° unter der Belastungsgrenzen der jeweiligen Komponenten bleiben, weiß ich dass das auch im Dauerbetrieb funktionieren wird.
Ich spreche hier von 20-30Watt Gesamtverbrauch. Wenn NT 20% davon in wäre umwandelt, sind das gerade 4-6W.
Zum Vergleich: das NT ist für 300 Watt spezifiziert, muss also bis zu 60 Watt Abwärme (natürlich mit Lüfter) wegstecken können. Die Chancen sind sehr gut, dass es ohne Lüfter mit 4-6 Watt keine Probleme bekommt.

Die Idee mit Kamineffekt finde ich gut, für NT dürfte das hinhauen.
Beim Gehäuse aber nicht mehr, das hat Lochraster von allen Seiten wie ein Schweizer-Käse.
Auf der anderen Seite, wird es deswegen zumindest keine Hitzestaus geben.
Die horizontale Ausrichtung der CPU-Kühlerlamellen ist für aufsteigende warme Luft sehr günstig.
CPU Temp ist aktuell 35° (bei 25° Zimmertemperatur und mittlerer Belastung).

Wenn ich den CPU Lüfter abschalte und unter 60° bleibe, werde ich mir keine sorgen wegen CPU Kühlung machen.

 

[KainerM]

Hab mir das nochmal kurz angeschaut: Ich würd bei deiner Konfiguration empfehlen den CPU-Lüfter so aus zu richten, dass er nach oben bläst. Dann bekommst du zumindest einen leichen Luftstrom durch das NT.

Was den Stromverbrauch angeht, die 20-30 W sind halt eben nur Idle. Unter Last musst du mit etwa 40 W für die CPU + 10-15 W fürst Restsystem rechnen. Also eher um die 55 W. Da wirds passiv schon durchaus schwierig. Mit Undervolting kannst du das evtl. um 10 W drücken, aber das ist halt auch nicht die Welt. Ich denke Passiv wird die Temperatur der CPU schon im Idle gegen ~45-50°C klettern.

mfg

 

[yurij]

Mich würde jedenfalls ein kleines Bildchen zum Gemini interessieren, da der auch noch in meiner Auswahl mit dabei ist. Je nachdem, was halt auf ein ITX-Mainboard passt...

@KainerM: muss dich warnen:
Kombination ASUS P8H61-I + CollerMaster Gemin II M4 + Grafikkarte wird nicht funktionieren! Der CPU Kühler kommt an den PCIe Slot ran und macht Einbau einer Erweiterungskarte unmöglich. Leider wirdst du das Problem fast bei jedem ITX Board haben. Nur bei ganz wenigen Modellen ist der Sockel günstig (weiter mittig) positioniert. Die anderen Meinboardentwicklerteams haben wohl noch nie ein High-End Kühler gesehen und rechnen immer noch mit Intel Boxed Maßen. Für mich ist das kein problem, da ich keine dedizierte Grafikkarte brauche.

Hab mir das nochmal kurz angeschaut: Ich würd bei deiner Konfiguration empfehlen den CPU-Lüfter so aus zu richten, dass er nach oben bläst. Dann bekommst du zumindest einen leichen Luftstrom durch das NT.

habe schon gemacht, stand in meinem ersten Post unter 2)

Was den Stromverbrauch angeht, die 20-30 W sind halt eben nur Idle. Unter Last musst du mit etwa 40 W für die CPU + 10-15 W fürst Restsystem rechnen. Also eher um die 55 W. Da wirds passiv schon durchaus schwierig. Mit Undervolting kannst du das evtl. um 10 W drücken, aber das ist halt auch nicht die Welt. Ich denke Passiv wird die Temperatur der CPU schon im Idle gegen ~45-50°C klettern.

Irgendwie schwankt die Anzeige stark bei meinem Messgerät. Unter Prime95 schwankt Leistungsaufnahme zwischen 20 und 55 Watt. Einmal hat er mir sogar nur 2 Watt angezeigt . Ich vermute mein Messgerät ist reif für die Mülltonne... Muss morgen bei Conrad vorbeischauen.
Also
Heute ist es etwas kühler:
CPU Temps (Standardsettings, immer noch mit Lüfter@600 rpm):
Idle: 32°
Vollast: 37°
Werde jetzt mal den Lüfter entfernen und testen...

so jetzt kommen die Bilder:

 

[KainerM]

Danke für die Bilder!
Gut, dann ist der Gemini raus. Ich glaub es wird ein Scythe Kozuti, der ist ne Ecke kleiner und passt von dem was ich so gesehen habe, auch auf Mini-ITX Mainboards. Der einzige andere, bei dems ohne Probleme passen sollte, ist der prolimatech samuel 17, aber der ist mir zu hoch und zu teuer.

Das mit dem umgedrehten Lüfter hab ich wohl überlesen.

Ich würd an deiner Stelle überlegen die Lüftungslöcher an der Seite zu verschließen, und vorne einen langsam drehenden 120er ein zu bauen. Zum Beispiel den Coolink SWiF2-1200, der ist schön leise (Nebengeräusche quasi nicht vorhanden, außer wenn er nach oben bläst), und lässt sich auf ~400 U/min drosseln - dann hörst du erst was, wenn du mit dem Ohr in die Rotorblätter reinkommst.

Der Vorteil eines solchen Setups ist, dass du Frischluft ins Gehäuse schaufelst; und wenn du die Seitenwände zum Beispiel mit Dämmmaten verklebst, dann hast du mit nur einem Lüfter einen schönen Zug im Gehäuse. So könnte ich mir die Passivkühlung der CPU auch vorstellen. Dann hast du den Luftstrom nach hinten, und über den Deckel und das NT wieder raus.

mfg

 

[yurij]

OK, das Netzteil wurde "nachgebessert". Alle Lüfter und unnötige Kabel habe wurden entfernt. Das sistem ist jetzt komplett passiv gekühlt, lautlos und sieht innen sehr aufgeräumt aus. Alle Kabel wurden übrigens mit ganz normalen Spiralschlauch umgewickelt. Habe jetzt auch ein neues Messgerät (Voltcraft 3000) um die Leistungsaufnahme anständig zu messen.

Idle
Stromverbrauch: 19 Watt
CPU Temp: 37°

10-40% Last (so wird mein System 24/7 lauffen)
Stomverbrauch: 23 Watt
CPU Temp: 46°

Volllast (prime95)
Stromverbrauch: 42Watt
CPU Temp: 68°

Unter 10-40% Last bin ich jetzt voll zufrieden, un würde alles so lassen wie jetzt. Unter Prime95 setzt Mainboard volle Voltages und Taktraten ein. Deswegen die hohe Leistungsaufnahme, die Hitze staut sich, und am Ende habe ich bedenkliche 68°. Das könnte ich sicherlich in den Griff bekommen, indem ich im BIOS alle Volateg und Taktraten runterschraube (hab immer noch nicht gemacht). Aber eigentlich ist mir das "wurscht", denn das system wird wie gesagt mit 10-40% Lastlauffen und da ist alles im grünen Bereich.

Noch ein Paar Bilder nach der Umbau: