DeadMan666
Lieutenant
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In den letzten Wochen habe ich mich sehr intensiv damit beschäftigt die Kühlung in meinem "Silent" Gaming System zu optimieren.
1. Systembeschreibung
Grundlegende Prinzipien im Aufbau des Systems sind:
A) Auswahl eines Airflow Gehäuse und den Airflow so gut als möglich einstellen sodass die beiden kritischen Komponenten, also CPU und GPU, mit so niedrigen Drehzahlen als möglich Laufen können. Die Lautstärke der Gehäuselüfter sind durch die Lüftersteuerung in jedem Szenario so getrimmt das sie die GPU Kühlung nicht übertönen.
B) Die Komponenten sind bzgl. Kühlung und Leistungsvermögen weitestgehend überdimensioniert. Die Fähigkeiten der Kühlung / Leistungsfähigkeit wird jedoch nicht in OC umgemünzt sondern in Custom Lüfterkurven die so leise als möglich sind. So habe ich das Werks-OC der ASUS RX6800 z.B. wieder zurück auf den AMD Referenztakt genommen.
CPU: AMD Ryzen 5600X @ Scythe Fuma 2
-> Manuelle Power Limits: 76W / 60A / 88A
-> Keine Übertaktung, aber all Core Undervolting um "-15"
RAM: 2 x 16GB G Skill Trident Z RBG 3600 MHz
Grafikkarte: Asus ROG Strix RX6800
-> 2105MHz / ca. 190 Watt TGP / 750 RPM Lüfter / 50mV undervolting
Netzteil: Seasonic Prime TX 850W, semi-passiver Modus
Gehäuse: Corsair 4000D Airflow
Lüfter: 120mm / 140mm Scythe Kaze Flex
Lüftersteuerung: Aquacomputer Octo mit 3 Temperatursensoren
Die GPU ist in diesem System die dominierende Lärmquelle! Selbst die 30% PWM / 750RPM unteres Limit der ASUS RX6800 Strix sind nicht unhörbar zu betreiben und erzeugen ein leicht hörbares Luftrauschen. Über das "Spulenfiepen" möchte ich jetzt nicht zu sehr schimpfen, im Werks-OC der Grafikkarte war das recht laut aber durch das Zurücknehmen auf AMD Referenztakt ist das merklich reduziert und geht im Lüftergeräusch unter. Nichts desto trotz ist diese GPU bzgl. der Leistungsfähigkeit mit das leiseste das der Markt bietet.
Die Lüfter an der GPU habe ich jedoch nicht weiter variiert, eine bereits hörbare Komponente noch lauter machen scheint für mein Anliegen eher suboptimal
Das Netzteil läuft im semi-passiven Modus. Einbaurichtung ist mit den Lüftungslöchern „nach oben“, also in Richtung GPU. Ich hatte dahingehend auch Kontakt mit dem Seasonic Support. Seasonic empfiehlt diese Position ausdrücklich für semi-passive Verwendung. Weiterhin habe ich vom Support erfahren das der PSU Lüfter basierend auf einem internen Temperatursensor im Netzteil gesteuert wird. Das bedeutet auch dass das Netzteil von einem gut gekühlten System profitiert. Solange ich im Case mit einer Lüfter-Vollausstattung arbeitet das Netzteil auch voll im passiven, verzichte ich auf einzelne Intake Lüfter kann sich das ändern. Mehr dazu unter 5).
Eine Besonderheit an diesem System ist dass das Gehäuse bzgl. der Größe der GPU relativ kompakt ist. Weiterhin hat die RX6800 Strix eine gelochte Backplate sodass die GPU Lüftung direkt in den Kühlungs-Airflow der CPU bläst. Hier ein Bild der Einbausituation bei mir im Gehäuse, die GPU Abluft kreuzt sich mit den beiden oberen Intake Lüftern und so bildet sich das Luftgemischt für den CPU Kühler:
Wenn jemand Vergleiche zu seinem eigenen System zieht ist auf diese geometrischen Effekte auf jeden Fall zu achten. Hat man ein Case mit größeren Volumen am Lüfter-Intake und anderer Höhenanordnung der Lüfter dann wird sich das Verhalten des Systems sicher von meinen Erfahrungen unterscheiden.
2) Executive Summary
Da ich auf die einzelnen Teilbereiche jeweils sehr detailliert und ausufernd auf die einzelnen Blöcke eingehe stelle ich hier vorab die wichtigsten Ergebnisse zusammen als Kurzfazit:
In den folgenden Abschnitten findet sich zu den jeweiligen Einheiten eine Detailbetrachtung und Diskussion der durchgeführten Versuche.
Weiterhin gehe ich darauf ein wie ich die ermittelten Zusammenhänge in Form einer Lüftersteuerung umsetze.
Vielleicht kann ja der ein oder andere Silent Enthusiast von meinen Erfahrungen profitieren, oder vielleicht hat auch noch der andere oder andere Mitleser Verbesserungs- oder Optimierungsvorschläge.
Grüße
Deadman
1. Systembeschreibung
Grundlegende Prinzipien im Aufbau des Systems sind:
A) Auswahl eines Airflow Gehäuse und den Airflow so gut als möglich einstellen sodass die beiden kritischen Komponenten, also CPU und GPU, mit so niedrigen Drehzahlen als möglich Laufen können. Die Lautstärke der Gehäuselüfter sind durch die Lüftersteuerung in jedem Szenario so getrimmt das sie die GPU Kühlung nicht übertönen.
B) Die Komponenten sind bzgl. Kühlung und Leistungsvermögen weitestgehend überdimensioniert. Die Fähigkeiten der Kühlung / Leistungsfähigkeit wird jedoch nicht in OC umgemünzt sondern in Custom Lüfterkurven die so leise als möglich sind. So habe ich das Werks-OC der ASUS RX6800 z.B. wieder zurück auf den AMD Referenztakt genommen.
CPU: AMD Ryzen 5600X @ Scythe Fuma 2
-> Manuelle Power Limits: 76W / 60A / 88A
-> Keine Übertaktung, aber all Core Undervolting um "-15"
RAM: 2 x 16GB G Skill Trident Z RBG 3600 MHz
Grafikkarte: Asus ROG Strix RX6800
-> 2105MHz / ca. 190 Watt TGP / 750 RPM Lüfter / 50mV undervolting
Netzteil: Seasonic Prime TX 850W, semi-passiver Modus
Gehäuse: Corsair 4000D Airflow
Lüfter: 120mm / 140mm Scythe Kaze Flex
Lüftersteuerung: Aquacomputer Octo mit 3 Temperatursensoren
Die GPU ist in diesem System die dominierende Lärmquelle! Selbst die 30% PWM / 750RPM unteres Limit der ASUS RX6800 Strix sind nicht unhörbar zu betreiben und erzeugen ein leicht hörbares Luftrauschen. Über das "Spulenfiepen" möchte ich jetzt nicht zu sehr schimpfen, im Werks-OC der Grafikkarte war das recht laut aber durch das Zurücknehmen auf AMD Referenztakt ist das merklich reduziert und geht im Lüftergeräusch unter. Nichts desto trotz ist diese GPU bzgl. der Leistungsfähigkeit mit das leiseste das der Markt bietet.
Die Lüfter an der GPU habe ich jedoch nicht weiter variiert, eine bereits hörbare Komponente noch lauter machen scheint für mein Anliegen eher suboptimal
Das Netzteil läuft im semi-passiven Modus. Einbaurichtung ist mit den Lüftungslöchern „nach oben“, also in Richtung GPU. Ich hatte dahingehend auch Kontakt mit dem Seasonic Support. Seasonic empfiehlt diese Position ausdrücklich für semi-passive Verwendung. Weiterhin habe ich vom Support erfahren das der PSU Lüfter basierend auf einem internen Temperatursensor im Netzteil gesteuert wird. Das bedeutet auch dass das Netzteil von einem gut gekühlten System profitiert. Solange ich im Case mit einer Lüfter-Vollausstattung arbeitet das Netzteil auch voll im passiven, verzichte ich auf einzelne Intake Lüfter kann sich das ändern. Mehr dazu unter 5).
Eine Besonderheit an diesem System ist dass das Gehäuse bzgl. der Größe der GPU relativ kompakt ist. Weiterhin hat die RX6800 Strix eine gelochte Backplate sodass die GPU Lüftung direkt in den Kühlungs-Airflow der CPU bläst. Hier ein Bild der Einbausituation bei mir im Gehäuse, die GPU Abluft kreuzt sich mit den beiden oberen Intake Lüftern und so bildet sich das Luftgemischt für den CPU Kühler:
Wenn jemand Vergleiche zu seinem eigenen System zieht ist auf diese geometrischen Effekte auf jeden Fall zu achten. Hat man ein Case mit größeren Volumen am Lüfter-Intake und anderer Höhenanordnung der Lüfter dann wird sich das Verhalten des Systems sicher von meinen Erfahrungen unterscheiden.
2) Executive Summary
Da ich auf die einzelnen Teilbereiche jeweils sehr detailliert und ausufernd auf die einzelnen Blöcke eingehe stelle ich hier vorab die wichtigsten Ergebnisse zusammen als Kurzfazit:
In den folgenden Abschnitten findet sich zu den jeweiligen Einheiten eine Detailbetrachtung und Diskussion der durchgeführten Versuche.
Weiterhin gehe ich darauf ein wie ich die ermittelten Zusammenhänge in Form einer Lüftersteuerung umsetze.
Im ersten Schritt habe ich die CPU Kühlung optimiert, zum Versuchsablauf:
-> CPU Last mit Prime95 "custom" Test mit 128K auf 12 Workern mit aktiven AVX
-> GPU läuft im 2105 MHz Setting im Fumark mit ca. 190 Watt TGP
-> Temperatur Readouts über HWInfo sowie Aquasuite
-> 3 x Intake 120mm Gehäuselüfter bei 525 RPM, 3 x Outtake Gehäuselüfter bei 575 RPM fixiert
Wichtige Info vorab: Der Scythe Fuma 2 hat „Out Of The Box“ einen 125mm x 25mm Lüfter (mittig im Doppeltower) und einen 125mm x 15mm Lüfter nahe den RAM Bänken an der Front des Doppeltower.
Zunächst habe ich die Temperaturen gemessen bei synchroner PWM Leistung an beiden Lüftern (via mitgelieferten Y Kabel montiert). In späteren Tests als ich die Lüfter des Fuma 2 auf je einen eigenen Kanal der Aquacomputer Octo gelegt habe konnte ich beobachten das der Slim Lüfter im niedrigen Drehzahlbereich um ca. 200 RPM niedriger läuft als der 120mm x 25mm Lüfter. Erst mit steigender PWM gleicht sich das immer stärker an (d.h. der Slim Lüfter hat eine stärkere Beschleunigung pro 1% PWM), bei ca. 80% PWM ist die Drehzahl an beiden Lüftern dann weitestgehend synchron. Inwiefern dieses Verhalten grundlegend Charakteristisch für den Fuma 2 ist oder ob hier die Serienschwankung entscheidend ist kann ich nicht bewertet. Aufgrund dieser Beobachtung habe ich bei meinem typischen Arbeitspunkt 525 RPM auch noch eine Staffelung bzgl. den Drehzahlen des Slim Lüfters getestet. Hier das wichtigste Ergebnis, die CPU Temperatur:
Das Ergebnis entspricht der allgemeinen Erwartung, je schneller die Lüfter drehen so kühler wird die CPU. Im Bereich bis 600 RPM sprechen wir von 3K pro 100 RPM Kühlungsverbesserung, ab 700 RPM knickt es dann auf ca. 2K pro 100 RPM ab.
Ein Tuning des Slim Lüfters bei fixierten 120mm x 25mm Lüfter @ 525 RPM zeigt sehr positives Verhalten, man kann je 100 RPM ca. 1K gewinnen. Das besondere daran ist das dieser Gewinn absolut Lautstärkeneutral (meiner subjektiven Bewertung trägt der Slim Lüfter zu keiner Zeit überhaupt zur Geräuschkulisse bei, auch nicht wenn es in Richtung 800 RPM +X geht) ist, d.h. aus Silent perspektive gewinnt das System „gratis“ Leistungsfähigkeit und Potential.
Ein weiterer jedoch sehr kleiner Vorteil des schneller drehenden Slim Lüfter ist ein positiver Effekt auf die RAM Kühlung. Hier sprechen wir von 1K pro 300 RPM. Das ist jetzt keine entscheidende Verbesserung für das System, aber natürlich nehme ich diesen Bonus gerne mit:
Als finalen Test bzgl. CPU Kühlung habe ich den Fuma 2 dann noch mit einem zweiten 25mm Lüfter bestückt, also den Slim Lüfter ersetzt. Bei 525 RPM zeigt der Fuma 2 mit 2 x 120mm x 25mm Lüfter noch mal eine um 2K verbesserte Kühlleistung. Auch beim Setting mit 2 x 125mm x 25mm Lüfter hat jeder Lüfter seine eigene Steuerungs-Kurve sodass die Drehzahlen genau zusammen passen. Bei gleicher PWM wären die zwei Lüfter um ca. 50 RPM asynchron (das ist definitiv ein Thema bzgl. Serienschwankung!).
Betreibt man den Fuma 2 in dieser Bestückung bei 525 RPM ist er weiterhin absolut unhörbar (weder Klackern, noch Modulationsgeräusche oder Luftrauschen).
Im finalen Setting kühlt der Scythe Fuma 2 die CPU um 5K besser als „Out Of The Box“, bei 525 RPM absolut unhörbar und in absoluter CPU Höchstleistung + Heizung durch GPU Aktivität läuft der 5600X mit sehr guten 69°C.
-> CPU Last mit Prime95 "custom" Test mit 128K auf 12 Workern mit aktiven AVX
-> GPU läuft im 2105 MHz Setting im Fumark mit ca. 190 Watt TGP
-> Temperatur Readouts über HWInfo sowie Aquasuite
-> 3 x Intake 120mm Gehäuselüfter bei 525 RPM, 3 x Outtake Gehäuselüfter bei 575 RPM fixiert
Wichtige Info vorab: Der Scythe Fuma 2 hat „Out Of The Box“ einen 125mm x 25mm Lüfter (mittig im Doppeltower) und einen 125mm x 15mm Lüfter nahe den RAM Bänken an der Front des Doppeltower.
Zunächst habe ich die Temperaturen gemessen bei synchroner PWM Leistung an beiden Lüftern (via mitgelieferten Y Kabel montiert). In späteren Tests als ich die Lüfter des Fuma 2 auf je einen eigenen Kanal der Aquacomputer Octo gelegt habe konnte ich beobachten das der Slim Lüfter im niedrigen Drehzahlbereich um ca. 200 RPM niedriger läuft als der 120mm x 25mm Lüfter. Erst mit steigender PWM gleicht sich das immer stärker an (d.h. der Slim Lüfter hat eine stärkere Beschleunigung pro 1% PWM), bei ca. 80% PWM ist die Drehzahl an beiden Lüftern dann weitestgehend synchron. Inwiefern dieses Verhalten grundlegend Charakteristisch für den Fuma 2 ist oder ob hier die Serienschwankung entscheidend ist kann ich nicht bewertet. Aufgrund dieser Beobachtung habe ich bei meinem typischen Arbeitspunkt 525 RPM auch noch eine Staffelung bzgl. den Drehzahlen des Slim Lüfters getestet. Hier das wichtigste Ergebnis, die CPU Temperatur:
Das Ergebnis entspricht der allgemeinen Erwartung, je schneller die Lüfter drehen so kühler wird die CPU. Im Bereich bis 600 RPM sprechen wir von 3K pro 100 RPM Kühlungsverbesserung, ab 700 RPM knickt es dann auf ca. 2K pro 100 RPM ab.
Ein Tuning des Slim Lüfters bei fixierten 120mm x 25mm Lüfter @ 525 RPM zeigt sehr positives Verhalten, man kann je 100 RPM ca. 1K gewinnen. Das besondere daran ist das dieser Gewinn absolut Lautstärkeneutral (meiner subjektiven Bewertung trägt der Slim Lüfter zu keiner Zeit überhaupt zur Geräuschkulisse bei, auch nicht wenn es in Richtung 800 RPM +X geht) ist, d.h. aus Silent perspektive gewinnt das System „gratis“ Leistungsfähigkeit und Potential.
Ein weiterer jedoch sehr kleiner Vorteil des schneller drehenden Slim Lüfter ist ein positiver Effekt auf die RAM Kühlung. Hier sprechen wir von 1K pro 300 RPM. Das ist jetzt keine entscheidende Verbesserung für das System, aber natürlich nehme ich diesen Bonus gerne mit:
Als finalen Test bzgl. CPU Kühlung habe ich den Fuma 2 dann noch mit einem zweiten 25mm Lüfter bestückt, also den Slim Lüfter ersetzt. Bei 525 RPM zeigt der Fuma 2 mit 2 x 120mm x 25mm Lüfter noch mal eine um 2K verbesserte Kühlleistung. Auch beim Setting mit 2 x 125mm x 25mm Lüfter hat jeder Lüfter seine eigene Steuerungs-Kurve sodass die Drehzahlen genau zusammen passen. Bei gleicher PWM wären die zwei Lüfter um ca. 50 RPM asynchron (das ist definitiv ein Thema bzgl. Serienschwankung!).
Betreibt man den Fuma 2 in dieser Bestückung bei 525 RPM ist er weiterhin absolut unhörbar (weder Klackern, noch Modulationsgeräusche oder Luftrauschen).
Im finalen Setting kühlt der Scythe Fuma 2 die CPU um 5K besser als „Out Of The Box“, bei 525 RPM absolut unhörbar und in absoluter CPU Höchstleistung + Heizung durch GPU Aktivität läuft der 5600X mit sehr guten 69°C.
Versuchsablauf:
-> CPU Last mit Prime95 "custom" Test mit 128K auf 12 Workern mit aktiven AVX
-> Scythe Fuma 2 mit 525 RPM fixiert, 2 x 120mm x 25mm Lüfter
-> GPU läuft im 2105 MHz Setting im Fumark mit ca. 200 Watt / 750 RPM fixiert
-> Temperatur Readouts über HW Info sowie Aquasuite
Hier zunächst ein Überblick über das System. Eingebaut sind 3 x Scythe Kaze Flex 120mm in der Front als Intake, 2 x im Deckel als Outtake und 1 x Hinten als Outtake. Alle Lüfter sind entkoppelt montiert (Noctua Gummi Pins):
Bzgl. den Front Lüftern habe ich mir kleine Abstandshalter gebastelt sodass die Lüfter nicht direkt aneinander hängen bzgl. potentiellen Vibrationen. Die Deckellüfter sind so weit nach Hinten geschoben wie möglich sodass die Lüfter die Abwärme oberhalb der CPU abtransportieren und nicht die kalte Luft der Intake Lüfter direkt wieder absaugen.
Weiterhin habe ich im System 3 Temperatursensoren installiert: In der Gehäusekammer am Intake des Fuma 2 "T CPU Intake", Unterhalb der GPU "T GPU Intake" sowie im Airflow des hinteren Outtake Deckellüfter "T Outtake".
3A) Rotations-Staffel bei Lüfter-Vollbestückung
Im Versuch habe ich die Intake und Outtake Lüfter gegeneinander variiert. Der beobachtete Rahmen war 400 RPM bis 800 RPM. Dabei waren die Drehzahlen der drei Intake Lüfter jeweils synchron und die Drehzahlen der drei Outtake Lüfter ebenso jeweils synchron. Kommen wir zur CPU Temperatur:
Das CPU Verhalten ist relativ simpel: „viel hilft viel“. Die Temperatur skaliert direkt mit den Gehäuselüfter Drehzahlen:
-> bzgl. Intake ca. 2K pro 100 RPM
-> bzgl. Outtake ca. 1K pro 100 RPM.
RAM und SSD reagieren analog und auch in einer ähnlichen Größenordnung. Schaut man sich die Ursache dieses Verhaltens bzgl. den Temperatursensoren an dann ist das Ganze auch recht einfach erklärt. Die Temperatur im Gehäuse am Sensor „T CPU Intake“ korreliert sehr gut zur Aktivität der Intake Lüfter, d.h. der kühle Intake Luftstrom „verdünnt“ die heiße Abluft der GPU. Die kühlere Temperaturbasis im Gehäuse verhilft den Komponenten im zugehörigen Gehäusebereich (also z.B. CPU / RAM) direkt zu besserer Temperatur:
Hier exemplarisch anhand der CPU gezeigt: die CPU Temperatur korreliert extrem gut zur Temperatur im Gehäuse am Sensor „T CPU Intake“:
Nichts desto trotz hat sich ja auch gezeigt das die CPU Temperatur in etwas kleineren Maße durch die Outtake Lüfter optimiert werden kann. Dieses Thema liegt eindeutig an der Verhinderung eines möglichen Wärmestaus im Gehäuse. Höhere Rotation an Outtake Lüfter verhindern das die CPU in Ihrer „eigenen“ Wärme steht. Hier veranschaulicht an einem Diagramm bzgl. Temperatur im Gehäuse am „Outtake“ Sensor vs. Rotation der Outtake Lüfter.
Schneller drehende Outtake Lüftern bauen den Wärmestau oberhalb / hinter der CPU im Bereich um die 5K pro 200 RPM ab. Dieser Temperaturabbau spiegelt sich aber bei weiten nicht in vollem Maße an der CPU wieder. Ich denke das liegt daran das in den CPU Kühler ja nur eine kleine Menge dieser heißen Luft wieder eingezogen wird und zur Erwärmung beiträgt. Der dominierende Anteil an Luft die durch den CPU Kühler läuft wird diese aus dem „T CPU Intake“ Bereich sein.
Abschließend kommt aber das definitiv spannendste Ergebnis „Trommelwirbel“
Zum GPU Verhalten durfte ich richtig viel lernen. Zunächst fangen wir mal mit den Intake Lüftern an, kurz gesagt interessiert sich die GPU nicht sonderlich für die Intake Lüfter. Ganz im Gegenteil, es gibt eine minimale Tendenz das schnellere Intake Lüfter sogar dafür sorgen das es an der GPU leicht wärmer wird, der Effekt liegt bei in etwa 1K pro 200 RPM.
Aber trotzdem kann man die GPU mit passender Gehäuselüftung etwas unterstützen. Zunächst habe ich nur eher schwammige Zusammenhänge gefunden, jedoch eine Tendenz das schnelle Outtake Lüfter der GPU etwas helfen. Als ich die Daten dann tiefer analysiert habe konnte ich den direkten Parameter auflösen, der GPU hilft es wenn der Outtake schneller dreht als der Intake, also egal ob:
-> Outtake 500 RPM / Intake 400 RPM
-> Outtake 600 RPM / Intake 500 RPM
-> Outtake 800 RPM / Intake 700 RPM
Die Temperatur der GPU war bei allen diesen Varianten praktisch identisch. Das bedeutet also das sich ein "Unterdruckverhältnis" im Gehäuse positiv auf die GPU Temperatur auswirkt. Hier gezeigt über die Korrelation der GPU Hotspot-Temperatur zur Rotationsdifferenz Outtake – Intake:
Die Korrelation habe ich bzgl. Plausibilität auch bei komplett deaktivierten Outtake Lüfter getestet (Messpunkt bei -600), das Verhalten bei deaktivierten Outtake passt bestens ins Bild.
Die verbauten Gehäuse Temperatursensoren konnten mir bzgl. GPU Temperatur nicht helfen. Die Temperatur am Intake der GPU ist unabhängig von den Rotations-Varianten immer gleich um die 28°C. Daher kann ich jetzt nur spekulieren, aber ich vermute die Unterdruckverhältnisse sorgen dafür das die heiße Abluft der GPU oberhalb der Backplate eine gewisse Strömung in Richtung Outtake aufbaut und so verhindert wird das die GPU in Ihrer eigenen Wärme steht.
Um das beobachtete Verhalten zu bestärken und den Gehäuse Airflow noch weiter zu Gunsten der GPU Temperatur zu optimieren habe ich mir einen 140mm Scythe Kaze Flex besorgt. Diesen habe ich an der Position „Outtake 2“ getestet. Dazu habe ich 2 Versuche durchgeführt:
i) 120mm x 25mm Lüfter bei 575 RPM und 780 RPM (780 RPM wären in etwa der Flächenausgleich den ein 140mm Lüfter mehr als ein 120mm Lüfter hat. Die Annahme ist natürlich lineares Verhalten bzgl. Airflow / Flächenausgleich.)
-> Die Erhöhung von 575 RPM auf 780RPM auf der Position „Outtake 2“ bei einem 120mm Lüfter bringt 2K Vorteil an der CPU und 1K Vorteil an der GPU.
ii) 140mm Lüfter bei 575 RPM
-> Ein 140mm Lüfter hat bei 575 RPM verglichen zum 120mm Lüfter bei 575 RPM einen Vorteil von 1K an der CPU und 2K an der GPU.
Der 140mm Lüfter zeigt also einen Vorteil der im Bereich der Rotationserhöhung des 120mm Lüfter liegt, die GPU profitiert jedoch etwas mehr als die CPU. Hier kann ich jetzt ebenso nur spekulieren, entweder das ist die Schwelle der Reproduzierbarkeit meiner Versuche oder es gibt bei den Lüftern nichtlineare Effekte (z.B. der 120mm bei hohen RPM baut mehr Druck auf oder der 140mm hat durch die größere Fläche einen vergrößerten Zuströmbereich und adressiert andere Gehäusebereiche).
Fazit für mich aus Silent Perspektive: der 140mm Lüfter bei 575 RPM hat noch ein sehr angenehmes Lauf- und Airflowgeräusch und ist noch leiser als die GPU bei 750 RPM. Der 120mm bei 780 RPM ist mir schon zu unangenehm laut und ist auch über den GPU Lärm hinaus zu hören. Im aktuellen System setze ich daher auf der Position Outtake 2 den 140mm Lüfter ein.
Insgesamt kann man bzgl. GPU Kühlung jedoch nicht allzu viel optimieren, durch ein Unterdruckverhältnis aufgebaut durch Rotationsdifferenz inkl. den Wechsel auf den 140mm x 25mm Lüfter im Outtake 2 konnte ich eine Verbesserung um 3K - 4K erreichen.
-> CPU Last mit Prime95 "custom" Test mit 128K auf 12 Workern mit aktiven AVX
-> Scythe Fuma 2 mit 525 RPM fixiert, 2 x 120mm x 25mm Lüfter
-> GPU läuft im 2105 MHz Setting im Fumark mit ca. 200 Watt / 750 RPM fixiert
-> Temperatur Readouts über HW Info sowie Aquasuite
Hier zunächst ein Überblick über das System. Eingebaut sind 3 x Scythe Kaze Flex 120mm in der Front als Intake, 2 x im Deckel als Outtake und 1 x Hinten als Outtake. Alle Lüfter sind entkoppelt montiert (Noctua Gummi Pins):
Bzgl. den Front Lüftern habe ich mir kleine Abstandshalter gebastelt sodass die Lüfter nicht direkt aneinander hängen bzgl. potentiellen Vibrationen. Die Deckellüfter sind so weit nach Hinten geschoben wie möglich sodass die Lüfter die Abwärme oberhalb der CPU abtransportieren und nicht die kalte Luft der Intake Lüfter direkt wieder absaugen.
Weiterhin habe ich im System 3 Temperatursensoren installiert: In der Gehäusekammer am Intake des Fuma 2 "T CPU Intake", Unterhalb der GPU "T GPU Intake" sowie im Airflow des hinteren Outtake Deckellüfter "T Outtake".
3A) Rotations-Staffel bei Lüfter-Vollbestückung
Im Versuch habe ich die Intake und Outtake Lüfter gegeneinander variiert. Der beobachtete Rahmen war 400 RPM bis 800 RPM. Dabei waren die Drehzahlen der drei Intake Lüfter jeweils synchron und die Drehzahlen der drei Outtake Lüfter ebenso jeweils synchron. Kommen wir zur CPU Temperatur:
Das CPU Verhalten ist relativ simpel: „viel hilft viel“. Die Temperatur skaliert direkt mit den Gehäuselüfter Drehzahlen:
-> bzgl. Intake ca. 2K pro 100 RPM
-> bzgl. Outtake ca. 1K pro 100 RPM.
RAM und SSD reagieren analog und auch in einer ähnlichen Größenordnung. Schaut man sich die Ursache dieses Verhaltens bzgl. den Temperatursensoren an dann ist das Ganze auch recht einfach erklärt. Die Temperatur im Gehäuse am Sensor „T CPU Intake“ korreliert sehr gut zur Aktivität der Intake Lüfter, d.h. der kühle Intake Luftstrom „verdünnt“ die heiße Abluft der GPU. Die kühlere Temperaturbasis im Gehäuse verhilft den Komponenten im zugehörigen Gehäusebereich (also z.B. CPU / RAM) direkt zu besserer Temperatur:
Hier exemplarisch anhand der CPU gezeigt: die CPU Temperatur korreliert extrem gut zur Temperatur im Gehäuse am Sensor „T CPU Intake“:
Nichts desto trotz hat sich ja auch gezeigt das die CPU Temperatur in etwas kleineren Maße durch die Outtake Lüfter optimiert werden kann. Dieses Thema liegt eindeutig an der Verhinderung eines möglichen Wärmestaus im Gehäuse. Höhere Rotation an Outtake Lüfter verhindern das die CPU in Ihrer „eigenen“ Wärme steht. Hier veranschaulicht an einem Diagramm bzgl. Temperatur im Gehäuse am „Outtake“ Sensor vs. Rotation der Outtake Lüfter.
Schneller drehende Outtake Lüftern bauen den Wärmestau oberhalb / hinter der CPU im Bereich um die 5K pro 200 RPM ab. Dieser Temperaturabbau spiegelt sich aber bei weiten nicht in vollem Maße an der CPU wieder. Ich denke das liegt daran das in den CPU Kühler ja nur eine kleine Menge dieser heißen Luft wieder eingezogen wird und zur Erwärmung beiträgt. Der dominierende Anteil an Luft die durch den CPU Kühler läuft wird diese aus dem „T CPU Intake“ Bereich sein.
Abschließend kommt aber das definitiv spannendste Ergebnis „Trommelwirbel“
Zum GPU Verhalten durfte ich richtig viel lernen. Zunächst fangen wir mal mit den Intake Lüftern an, kurz gesagt interessiert sich die GPU nicht sonderlich für die Intake Lüfter. Ganz im Gegenteil, es gibt eine minimale Tendenz das schnellere Intake Lüfter sogar dafür sorgen das es an der GPU leicht wärmer wird, der Effekt liegt bei in etwa 1K pro 200 RPM.
Aber trotzdem kann man die GPU mit passender Gehäuselüftung etwas unterstützen. Zunächst habe ich nur eher schwammige Zusammenhänge gefunden, jedoch eine Tendenz das schnelle Outtake Lüfter der GPU etwas helfen. Als ich die Daten dann tiefer analysiert habe konnte ich den direkten Parameter auflösen, der GPU hilft es wenn der Outtake schneller dreht als der Intake, also egal ob:
-> Outtake 500 RPM / Intake 400 RPM
-> Outtake 600 RPM / Intake 500 RPM
-> Outtake 800 RPM / Intake 700 RPM
Die Temperatur der GPU war bei allen diesen Varianten praktisch identisch. Das bedeutet also das sich ein "Unterdruckverhältnis" im Gehäuse positiv auf die GPU Temperatur auswirkt. Hier gezeigt über die Korrelation der GPU Hotspot-Temperatur zur Rotationsdifferenz Outtake – Intake:
Die Korrelation habe ich bzgl. Plausibilität auch bei komplett deaktivierten Outtake Lüfter getestet (Messpunkt bei -600), das Verhalten bei deaktivierten Outtake passt bestens ins Bild.
Die verbauten Gehäuse Temperatursensoren konnten mir bzgl. GPU Temperatur nicht helfen. Die Temperatur am Intake der GPU ist unabhängig von den Rotations-Varianten immer gleich um die 28°C. Daher kann ich jetzt nur spekulieren, aber ich vermute die Unterdruckverhältnisse sorgen dafür das die heiße Abluft der GPU oberhalb der Backplate eine gewisse Strömung in Richtung Outtake aufbaut und so verhindert wird das die GPU in Ihrer eigenen Wärme steht.
Um das beobachtete Verhalten zu bestärken und den Gehäuse Airflow noch weiter zu Gunsten der GPU Temperatur zu optimieren habe ich mir einen 140mm Scythe Kaze Flex besorgt. Diesen habe ich an der Position „Outtake 2“ getestet. Dazu habe ich 2 Versuche durchgeführt:
i) 120mm x 25mm Lüfter bei 575 RPM und 780 RPM (780 RPM wären in etwa der Flächenausgleich den ein 140mm Lüfter mehr als ein 120mm Lüfter hat. Die Annahme ist natürlich lineares Verhalten bzgl. Airflow / Flächenausgleich.)
-> Die Erhöhung von 575 RPM auf 780RPM auf der Position „Outtake 2“ bei einem 120mm Lüfter bringt 2K Vorteil an der CPU und 1K Vorteil an der GPU.
ii) 140mm Lüfter bei 575 RPM
-> Ein 140mm Lüfter hat bei 575 RPM verglichen zum 120mm Lüfter bei 575 RPM einen Vorteil von 1K an der CPU und 2K an der GPU.
Der 140mm Lüfter zeigt also einen Vorteil der im Bereich der Rotationserhöhung des 120mm Lüfter liegt, die GPU profitiert jedoch etwas mehr als die CPU. Hier kann ich jetzt ebenso nur spekulieren, entweder das ist die Schwelle der Reproduzierbarkeit meiner Versuche oder es gibt bei den Lüftern nichtlineare Effekte (z.B. der 120mm bei hohen RPM baut mehr Druck auf oder der 140mm hat durch die größere Fläche einen vergrößerten Zuströmbereich und adressiert andere Gehäusebereiche).
Fazit für mich aus Silent Perspektive: der 140mm Lüfter bei 575 RPM hat noch ein sehr angenehmes Lauf- und Airflowgeräusch und ist noch leiser als die GPU bei 750 RPM. Der 120mm bei 780 RPM ist mir schon zu unangenehm laut und ist auch über den GPU Lärm hinaus zu hören. Im aktuellen System setze ich daher auf der Position Outtake 2 den 140mm Lüfter ein.
Insgesamt kann man bzgl. GPU Kühlung jedoch nicht allzu viel optimieren, durch ein Unterdruckverhältnis aufgebaut durch Rotationsdifferenz inkl. den Wechsel auf den 140mm x 25mm Lüfter im Outtake 2 konnte ich eine Verbesserung um 3K - 4K erreichen.
Abschließend möchte ich über einige exemplarische Versuche berichten bei denen ich keine Vollbestückung verwendet habe. Allzu tief habe ich mich damit jedoch nicht auseinander gesetzt da ich ausschließlich Nachteile für mein Anliegen beobachtet habe. Daher betreibe ich das System ausschließlich in Vollbestückung.
i) Intake 1 = aus / Intake 2 = Intake 3 = 525 RPM / Outtake alle synchron 575 RPM
Hier sehe ich eine dramatische negative Änderung. Die Gehäusetemperatur „T GPU Intake“ steigt um 5K an von ca. 25°C auf 30°C. Dieser Temperaturanstieg schlägt sich direkt auf die GPU Temperatur nieder. Weiterhin konnte ich in diesem Setting reproduzierbar den Netzteil Lüfter triggern. Sobald sich der 5K Temperatureinstieg in der Gehäusezone stabilisiert hat muss das Netzteil anfangen die Kühlung zu aktivieren. Schalte ich den Intake 1 wieder dazu dann dauert es nur wenige Minuten bis das Netzteil den Lüfter deaktiviert. Hier spricht definitiv die Temperatursensorik des semi-passiven Modus an.
CPU / RAM / GPU reagieren auf den Intake 1 jedoch gar nicht.
ii) Intake 3 = aus / Intake 1 = Intake 2 = 525 RPM / Outtake alle synchron 575 RPM
Schaltet man den Intake 3 aus dann steigt die Gehäusetemperatur am „CPU Intake“ um 3K. Dieser 3K Temperaturanstieg zeigt sich gleichermaßen an CPU und RAM.
Die GPU wird hingegen nicht beeinflusst.
iii) Outtake 1 aus / Outtake 2 = Outtake 3 = 575 RPM / Intake synchron 525 RPM
Bei dieser Variante gibt es nur minimalen Einfluss. Die CPU reagiert nicht auf dieses Setting, die GPU reagiert um +1,5K. Das Verhalten passt damit wunderbar zu den bereits getätigten Beobachtung sodass die GPU von einem Unterdruck / Outtake dominierten System profitiert.
iv) System komplett ohne Outtake Lüfter / Intake Lüfter synchron bei 600 RPM
Schaltet man die Outtake Lüfter alle aus dann:
Bzgl. den Gehäusetemperaturen ist das Verhalten relativ simpel, es baut sich oberhalb der CPU ein massiver Wärmestau mit ca. 50°C Lufttemperatur auf.
i) Intake 1 = aus / Intake 2 = Intake 3 = 525 RPM / Outtake alle synchron 575 RPM
Hier sehe ich eine dramatische negative Änderung. Die Gehäusetemperatur „T GPU Intake“ steigt um 5K an von ca. 25°C auf 30°C. Dieser Temperaturanstieg schlägt sich direkt auf die GPU Temperatur nieder. Weiterhin konnte ich in diesem Setting reproduzierbar den Netzteil Lüfter triggern. Sobald sich der 5K Temperatureinstieg in der Gehäusezone stabilisiert hat muss das Netzteil anfangen die Kühlung zu aktivieren. Schalte ich den Intake 1 wieder dazu dann dauert es nur wenige Minuten bis das Netzteil den Lüfter deaktiviert. Hier spricht definitiv die Temperatursensorik des semi-passiven Modus an.
CPU / RAM / GPU reagieren auf den Intake 1 jedoch gar nicht.
ii) Intake 3 = aus / Intake 1 = Intake 2 = 525 RPM / Outtake alle synchron 575 RPM
Schaltet man den Intake 3 aus dann steigt die Gehäusetemperatur am „CPU Intake“ um 3K. Dieser 3K Temperaturanstieg zeigt sich gleichermaßen an CPU und RAM.
Die GPU wird hingegen nicht beeinflusst.
iii) Outtake 1 aus / Outtake 2 = Outtake 3 = 575 RPM / Intake synchron 525 RPM
Bei dieser Variante gibt es nur minimalen Einfluss. Die CPU reagiert nicht auf dieses Setting, die GPU reagiert um +1,5K. Das Verhalten passt damit wunderbar zu den bereits getätigten Beobachtung sodass die GPU von einem Unterdruck / Outtake dominierten System profitiert.
iv) System komplett ohne Outtake Lüfter / Intake Lüfter synchron bei 600 RPM
Schaltet man die Outtake Lüfter alle aus dann:
- steigt die CPU Temperatur um 6K
- steigt die RAM Temperatur um 4K
- steigt die GPU Temperatur um 3K
Bzgl. den Gehäusetemperaturen ist das Verhalten relativ simpel, es baut sich oberhalb der CPU ein massiver Wärmestau mit ca. 50°C Lufttemperatur auf.
Basierend auf diesen Erkenntnissen habe ich mir für die Aquacomputer Octo folgende Lüftersteuerung aufgebaut:
i) Die beiden CPU Lüfter des Scythe Kaze Flex reagieren auf die CPU Temperatur. Bis 65°C laufen sie auf 450 RPM, ab 65°C gehe ich auf 525 RPM, ab 85°C Rampe ich zur „Notfall“ Absicherung auf 1200 RPM (100% PWM)
ii) Die drei Gehäuselüfter am Intake arbeiten auf Basis der GPU Hotspot Temperatur. Solange die GPU nicht nennenswert belastet wird laufen die Intake Lüfter auf 400 RPM. Auch wenn die CPU mit 100% Volllast gefordert wird, aber das ist absolut vertretbar denn solange die GPU nicht aktiv ist bekommt die CPU absolut keine Probleme. Prime 95 Volllast an der CPU ohne aktive GPU sind ca. 62°C.
iii) Als sinnvolle schwelle haben sich 62°C Hotspot Temperatur etabliert. Mit überschreiten der 62°C Hotspot ziehe ich die Intake Lüfter auf 525 RPM hoch. Bei 95°C Hotspot Temperatur ziehe ich dann wieder die „Notfall“ Absicherung und die Intake Lüfter Rampen auf 800 RPM (80% PWM). Höher gehe ich mit den Intake nicht, ich möchte bei den extrem hohen Temperaturen den Effekt ausnutzen die Outtake schneller laufen zu lassen und damit die GPU entlasten.
iv) Outtake Lüfter basierend ebenso auf der GPU HS Temperatur. Alle drei Outtake Lüfter laufen synchron bzgl den RPM. Im GPU Idle laufen diese auf 400 RPM. Beim 62°C Punkt gehe ich auf 575 RPM hoch, damit baue ich eine erste kleine Different zu den Intake auf. Bei den Outtake habe ich dann bei 82°C HS Temperatur eine zweite Stufe eingestellt und ich gehe auf 650 RPM. Dadurch vergrößert sich die Differenz zum Intake und die GPU wird entlastet. Ab 95°C Rampen die Lüfter dann auf 1200 RPM (100% PWM).
i) Die beiden CPU Lüfter des Scythe Kaze Flex reagieren auf die CPU Temperatur. Bis 65°C laufen sie auf 450 RPM, ab 65°C gehe ich auf 525 RPM, ab 85°C Rampe ich zur „Notfall“ Absicherung auf 1200 RPM (100% PWM)
ii) Die drei Gehäuselüfter am Intake arbeiten auf Basis der GPU Hotspot Temperatur. Solange die GPU nicht nennenswert belastet wird laufen die Intake Lüfter auf 400 RPM. Auch wenn die CPU mit 100% Volllast gefordert wird, aber das ist absolut vertretbar denn solange die GPU nicht aktiv ist bekommt die CPU absolut keine Probleme. Prime 95 Volllast an der CPU ohne aktive GPU sind ca. 62°C.
iii) Als sinnvolle schwelle haben sich 62°C Hotspot Temperatur etabliert. Mit überschreiten der 62°C Hotspot ziehe ich die Intake Lüfter auf 525 RPM hoch. Bei 95°C Hotspot Temperatur ziehe ich dann wieder die „Notfall“ Absicherung und die Intake Lüfter Rampen auf 800 RPM (80% PWM). Höher gehe ich mit den Intake nicht, ich möchte bei den extrem hohen Temperaturen den Effekt ausnutzen die Outtake schneller laufen zu lassen und damit die GPU entlasten.
iv) Outtake Lüfter basierend ebenso auf der GPU HS Temperatur. Alle drei Outtake Lüfter laufen synchron bzgl den RPM. Im GPU Idle laufen diese auf 400 RPM. Beim 62°C Punkt gehe ich auf 575 RPM hoch, damit baue ich eine erste kleine Different zu den Intake auf. Bei den Outtake habe ich dann bei 82°C HS Temperatur eine zweite Stufe eingestellt und ich gehe auf 650 RPM. Dadurch vergrößert sich die Differenz zum Intake und die GPU wird entlastet. Ab 95°C Rampen die Lüfter dann auf 1200 RPM (100% PWM).
Im Rahmen meiner Versuche habe ich extrem viel zum Kühlungsverhalten meines Rechners gelernt. Die Grundlage ist natürlich ein System das aus entsprechend gewählten und "Silent" tauglichen Komponenten besteht.
Darüber hinaus hat mir die Aquacomputer Octo entscheidend geholfen die finalen Optimierungsschritte einzuleiten. Zum einen die Möglichkeit intelligentere und feinstufige Lüfterkurven zu konfigurieren (was aber Software wie Argus Monitor oder Fan Control auch könnte) und zum anderen im besonderen auch die Implementierung von Temperatursensoren. Letztere waren wichtig die Funktion und Wechselwirkung genauer aufzulösen.
Mit der Gehäuselüftung kann man sehr deutlichen Einfluss auf die CPU Temperatur nehmen:
-> Intake Lüfter reduzieren die CPU Temperatur um 2K pro 100 RPM
-> Outtake Lüfter reduzieren die CPU Temperatur um um 1K pro 100 RPM
Zwischen der schlechtesten Variante (alle Lüfter 400 RPM) und der besten Variante (800 RPM Intake, 600 RPM Outtake) im Versuch liegen ganze 10K Differenz!
Bezüglich dem Anliegen den Rechner auf "Silent" zu Trimmen ist meiner Einschätzung nach der beste weg die Gehäuselüftung komplett von der CPU zu entkoppelt. Der Ryzen 5600X kann im Corsair 4000D Airflow bei minimalen Lüfterdrehzahlen schon exzellent gekühlt werden. Wenngleich die RPM Angleichung von Slim Lüfter an 120mm x 25mm Lüfter schon ein sehr simpler Verbesserungsschritt ist. Das würde ich jedem User des Fuma 2 empfehlen und es könnte ja in der Regel mit jedem Mainboard umgesetzt werden. Der Wechsel auf einen zusätzlichen 120mm x 25mm Lüfter wäre eine weitere 2K Verbesserungsmöglichkeit eher für Enthusiasten.
Support durch stärkere Gehäusebelüftung braucht die CPU erst dann wenn die GPU aktiv wird, also bei mir im Gaming Umfeld. Die GPU Aktivität führt schlagartig zu bis zu 9K erhöhten CPU Temperaturen durch Erhöhung der Temperatur im Gehäusebereich. Über die Lüftersteuerung kann man jedoch eine passende Reaktion triggern, beschleunigen der Intake Lüfter sobald die GPU eine gewisse Aktivität zeigt. Bei mir haben sich GPU 62°C Hotspot als guter Wert gezeigt. Ich habe auch mit den Temperautsensor Werten als Steuerungsquelle experimentiert, aber dort scheint mir die Reproduzierbarkeit nicht ausreichend genug. Die gemessene Temperatur an den Temperatursensoren scheint von der exakten Position im Gehäuse abzuhängen. Wenn sich die Position des Temperaturfühlers etwas ändert (wenige cm können reichen!) sieht man Temperatursprünge im 1K Bereich. Durch so einen Sprung wird jedoch die Lüftersteuerung schon entscheidend verfälscht da das Fenster zur Steuerung bei ca. 30°C - 33°C liegt.
Bzgl. der Grafikkarte habe ich zwei Grundlegen gelernt:
-> Der untere Intake Lüfter ist entscheidend für das Grundniveau, er alleine sorgt für 5K niedrigere GPU Temperatur
-> Darüber hinaus kann man die GPU unterstützen wenn der Outtake stärker ist als Intake um ca. 1K je 100RPM Differenz
Diese Erkenntnis nutze ich in meinem System entsprechend aus. Bis 62°C GPU Hotspot laufen Intake und Outtake synchron, ab 62°C baue ich dann sukzessive eine Differenz auf sodass die GPU Kühlung mit unterstützt wird.
Eine sehr wichtige Erkenntnis war die Wechselwirkung des Einschaltpunkts vom Seasonic Netzteil zum Intake 1 Lüfter. Der Lüfter des Seasonic ist bzgl. Lautstärke auf Augenhöhe zur GPU, also potentiell die lauteste Störquelle. Das ich eine Methode gefunden habe diese konsequent zu unterdrücken ist ein echter Mehrwert
Auf der anderen Seite muss man jedoch schon auch sagen das diese Versuche zeigen das Gehäuselüftungs-Optimierung definitiv ein Thema für absolutes Feintuning ist. Würde man das System einfach mit Lüfter Vollbestückung und synchronen Setting von 500 RPM laufen lassen dann wäre das Endergebnis, ein möglichst leiser PC, in etwa das gleiche.
Die Optimierung darüber hinaus eröffnet in erster Linie Potential für andersartige Optimierungsschritte (oder heiße Sommertage 🌞 ). An der CPU wäre in diesem System bei vorhandener Kühlung selbst mit den 525 RPM am Fuma 2 noch ein gutes Stück an OC denkbar. Oder aber der Wechsel auf eine potentere CPU wie ein 5800X oder 5900X. Selbiges gilt für den RAM, dort wäre massiv OC Spielraum vorhanden.
Die GPU liegt bzgl. Temperaturen trotz der geringen 750 RPM auch im absolut sicheren Bereich. Würde das Modell noch geringere Drehzahlen anbieten dann könnte man diese auch noch verwenden, aber auch mit BIOS Mod ist das kaum mehr Potential, 2% PWM könnte man noch absenken was 650 RPM bedeutet. Aber die Lüfter werden dann etwas unruhig im Lauf, geht man auf noch weniger PWM dann laufen sie gar nicht erst an und "brummen".
Auch an der GPU wäre eine gewisse Spur an OC möglich. Dort habe ich die Grenzen angetestet, das Werks-OC Setting der ASUS Strix RX6800 (2250 MHz ~ 220 Watt) könnte man ohne Probleme noch mit 750 RPM kühlen (~85°C Hotspot), jedoch kommt dort das Thema Spulenfiepen ins Spiel das den Lüfter dann in einigen Games übertönt (z.B. Kena, Immortals, Asassins Creed).
Weiterhin habe ich ein Max. OC Setting getestet mit 2425 MHz @ 250 Watt. Das kann man mit 1250 RPM kühlen (~92°C Hotspot). Der Lüfter wird dort jedoch dann schon unangenehm laut und das Spulenfiepen nimmt massiv zu.
Darüber hinaus hat mir die Aquacomputer Octo entscheidend geholfen die finalen Optimierungsschritte einzuleiten. Zum einen die Möglichkeit intelligentere und feinstufige Lüfterkurven zu konfigurieren (was aber Software wie Argus Monitor oder Fan Control auch könnte) und zum anderen im besonderen auch die Implementierung von Temperatursensoren. Letztere waren wichtig die Funktion und Wechselwirkung genauer aufzulösen.
Mit der Gehäuselüftung kann man sehr deutlichen Einfluss auf die CPU Temperatur nehmen:
-> Intake Lüfter reduzieren die CPU Temperatur um 2K pro 100 RPM
-> Outtake Lüfter reduzieren die CPU Temperatur um um 1K pro 100 RPM
Zwischen der schlechtesten Variante (alle Lüfter 400 RPM) und der besten Variante (800 RPM Intake, 600 RPM Outtake) im Versuch liegen ganze 10K Differenz!
Bezüglich dem Anliegen den Rechner auf "Silent" zu Trimmen ist meiner Einschätzung nach der beste weg die Gehäuselüftung komplett von der CPU zu entkoppelt. Der Ryzen 5600X kann im Corsair 4000D Airflow bei minimalen Lüfterdrehzahlen schon exzellent gekühlt werden. Wenngleich die RPM Angleichung von Slim Lüfter an 120mm x 25mm Lüfter schon ein sehr simpler Verbesserungsschritt ist. Das würde ich jedem User des Fuma 2 empfehlen und es könnte ja in der Regel mit jedem Mainboard umgesetzt werden. Der Wechsel auf einen zusätzlichen 120mm x 25mm Lüfter wäre eine weitere 2K Verbesserungsmöglichkeit eher für Enthusiasten.
Support durch stärkere Gehäusebelüftung braucht die CPU erst dann wenn die GPU aktiv wird, also bei mir im Gaming Umfeld. Die GPU Aktivität führt schlagartig zu bis zu 9K erhöhten CPU Temperaturen durch Erhöhung der Temperatur im Gehäusebereich. Über die Lüftersteuerung kann man jedoch eine passende Reaktion triggern, beschleunigen der Intake Lüfter sobald die GPU eine gewisse Aktivität zeigt. Bei mir haben sich GPU 62°C Hotspot als guter Wert gezeigt. Ich habe auch mit den Temperautsensor Werten als Steuerungsquelle experimentiert, aber dort scheint mir die Reproduzierbarkeit nicht ausreichend genug. Die gemessene Temperatur an den Temperatursensoren scheint von der exakten Position im Gehäuse abzuhängen. Wenn sich die Position des Temperaturfühlers etwas ändert (wenige cm können reichen!) sieht man Temperatursprünge im 1K Bereich. Durch so einen Sprung wird jedoch die Lüftersteuerung schon entscheidend verfälscht da das Fenster zur Steuerung bei ca. 30°C - 33°C liegt.
Bzgl. der Grafikkarte habe ich zwei Grundlegen gelernt:
-> Der untere Intake Lüfter ist entscheidend für das Grundniveau, er alleine sorgt für 5K niedrigere GPU Temperatur
-> Darüber hinaus kann man die GPU unterstützen wenn der Outtake stärker ist als Intake um ca. 1K je 100RPM Differenz
Diese Erkenntnis nutze ich in meinem System entsprechend aus. Bis 62°C GPU Hotspot laufen Intake und Outtake synchron, ab 62°C baue ich dann sukzessive eine Differenz auf sodass die GPU Kühlung mit unterstützt wird.
Eine sehr wichtige Erkenntnis war die Wechselwirkung des Einschaltpunkts vom Seasonic Netzteil zum Intake 1 Lüfter. Der Lüfter des Seasonic ist bzgl. Lautstärke auf Augenhöhe zur GPU, also potentiell die lauteste Störquelle. Das ich eine Methode gefunden habe diese konsequent zu unterdrücken ist ein echter Mehrwert
Auf der anderen Seite muss man jedoch schon auch sagen das diese Versuche zeigen das Gehäuselüftungs-Optimierung definitiv ein Thema für absolutes Feintuning ist. Würde man das System einfach mit Lüfter Vollbestückung und synchronen Setting von 500 RPM laufen lassen dann wäre das Endergebnis, ein möglichst leiser PC, in etwa das gleiche.
Die Optimierung darüber hinaus eröffnet in erster Linie Potential für andersartige Optimierungsschritte (oder heiße Sommertage 🌞 ). An der CPU wäre in diesem System bei vorhandener Kühlung selbst mit den 525 RPM am Fuma 2 noch ein gutes Stück an OC denkbar. Oder aber der Wechsel auf eine potentere CPU wie ein 5800X oder 5900X. Selbiges gilt für den RAM, dort wäre massiv OC Spielraum vorhanden.
Die GPU liegt bzgl. Temperaturen trotz der geringen 750 RPM auch im absolut sicheren Bereich. Würde das Modell noch geringere Drehzahlen anbieten dann könnte man diese auch noch verwenden, aber auch mit BIOS Mod ist das kaum mehr Potential, 2% PWM könnte man noch absenken was 650 RPM bedeutet. Aber die Lüfter werden dann etwas unruhig im Lauf, geht man auf noch weniger PWM dann laufen sie gar nicht erst an und "brummen".
Auch an der GPU wäre eine gewisse Spur an OC möglich. Dort habe ich die Grenzen angetestet, das Werks-OC Setting der ASUS Strix RX6800 (2250 MHz ~ 220 Watt) könnte man ohne Probleme noch mit 750 RPM kühlen (~85°C Hotspot), jedoch kommt dort das Thema Spulenfiepen ins Spiel das den Lüfter dann in einigen Games übertönt (z.B. Kena, Immortals, Asassins Creed).
Weiterhin habe ich ein Max. OC Setting getestet mit 2425 MHz @ 250 Watt. Das kann man mit 1250 RPM kühlen (~92°C Hotspot). Der Lüfter wird dort jedoch dann schon unangenehm laut und das Spulenfiepen nimmt massiv zu.
Vielleicht kann ja der ein oder andere Silent Enthusiast von meinen Erfahrungen profitieren, oder vielleicht hat auch noch der andere oder andere Mitleser Verbesserungs- oder Optimierungsvorschläge.
Grüße
Deadman
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