Passive Kühlung — Welche CPU-Temperaturen sind zu erwarten?

[rotofoil]

Liebe Community,

ich habe einen kürzlich geupgradeten, komplett passiv gekühlten PC, mit dem ich sehr zufrieden bin. Trotzdem bin ich noch etwas unsicher, ob ich die Kühllösung korrekt angebracht habe, denn es war ein ziemliches Gefrickel, eine für den AMD-FM1-Sockel gebaute Halterung für den AM4-Sockel zu retrofitten. Daher meine Frage: Könnt ihr mir helfen, meine Erwartung zu kalibrieren, wie warm bei einer solchen passiven Lösung die CPU unter Last werden darf?

Setup:

• CPU: AMD Ryzen 7 5700G. Integrierte GPU wird verwendet.
• Kühllösung silentmaxx TwinBlock, ein lüfterloser Radiator mit 1 m² Konvektionsfläche
• zwischen CPU und Kühlkörper: Thermal Grizzly PhaseSheet PTM, musste wegen des o. g. Gefrickels etwas mit regulärer Wärmeleitpaste ausgebessert werden
• Gehäuse und Netzteil: silentmaxx Tower ITA-Fanless mit silentmaxx Fanless Platinum 500/600W PSU
  • Im Gehäuse befinden sich als relevante Wärmequellen noch das Board mit seinen Spannungswandlern und eine m.2-SSD. Beide sind ebenfalls passiv gekühlt (mit Kühlkörpern). Die PSU wird nur handwarm.
• OS: Linux, Frequency-Governor-Policy: ondemand
• Stresstest: mit Phoronix Test Suite:
  env TOTAL_LOOP_TIME=60 PTS_CONCURRENT_TEST_RUNS=8 phoronix-test-suite stress-run basis
• Messung der CPU-Temperatur, -Frequenzen und -Auslastung mit Linux-Standard-Sensor-Framework, angezeigt mit KDE-Plasma-Systemmonitor

Diese CPU hat 8 Cores mit jeweils 2 Threads, eine ausgewiesene TDP von 65 W, einen Basistakt von 3,8 GHz und einen Boost-Takt von 4,6 GHz.

Messungen bei Umgebungstemperatur 22,7 °C:

1. Idle, Desktop an:
   • maximale CPU-Frequenz: 1,7–2,2 GHz
   • maximale CPU-Temperatur: 35,4–37 °C.
2. Gelegentliche Anforderungen, Bursts, aber nicht alle Cores ausgelastet:
   • maximale CPU-Frequenz: 4,6 GHz
   • maximale CPU-Temperatur: 50–65 °C.
3. Volllast mit Stresstest, keine manuellen Limits, kein Overclocking, Precision Boost Overdrive (PBO), steht im BIOS auf AUTO
   • maximale CPU-Frequenz: 4,2–4,3 GHz
   • maximale CPU-Temperatur: 95,2 °C. Dies entspricht wahrscheinlich dem Standard-Plattform-Limit, ist mir aber zu hoch. Deshalb habe ich das Limit so begrenzt:
4. Volllast mit Stresstest, Platform Temperature Limit im BIOS mit PBO auf 85 °C eingeschränkt:
   • maximale CPU-Frequenz: 4,1–4,2 GHz
   • maximale CPU-Temperatur: 85,3 °C

Ich bin mit diesem Verhalten sehr zufrieden. Selbst bei Volllast wird die CPU-Basis-Taktfrequenz von 3,8 GHz noch deutlich übertroffen, und Leistung ist abrufbar, bis die Grenzen von Kühllösung und Plattformtemperatur erreicht sind.

Liege ich richtig, oder habe ich die passive Kühllösung fehlerhaft angebracht?

 

[SpiII]

Passt. Eventuell kannst du mit dem Curve Optimizer noch 1-2 °C rausholen.

 

[Rickmer]

Die Temperaturen und Frequenzen wären so in etwa, was ich erwartet hätte...

Kühllösung silentmaxx TwinBlock, ein lüfterloser Radiator mit 1 m² Konvektionsfläche

Ich hatte völlig vergessen, dass das Teil existiert. Nice

Dagegen sind die 0,22m² vom Noctua NH-P1 winzig... wobei da natürlich die Finnendichte ein riesiger Faktor ist. Noctua hat lediglich 13 Finnen verbaut weil geringe Finnenabstände bei passiver Kühlung eher vom Nachteil sind.

 

[drake23]

Sieht für mich auch nach dem regulären Boost sowie passenden Temps aus. Mit Curve optimizer oder einfach einen VCore oder vielleicht auch Soc Voltage offset lassen sich vielleicht noch wenige Grad rauskitzeln, aber ich denke für die CPU passt es.

 

[rotofoil]

Danke für eure Antworten!

@Rickmer — Der Noctua NH-P1 stand für den Fall eines Fehlschlagens meines Retrofit-Bastelprojekts als Ersatz auf meiner Einkaufsliste. Mir war aber nicht klar, dass der so viel kleiner ist. Jetzt verstehe ich auch, warum Noctua in der Kompatibilitätsliste signifikante Einschränkungen vornimmt (z. B. für meine CPU: „CPU might fall below base-clock when used under continuous full load on all cores“).

Was kauft der geneigte Silent-Fanatiker denn heutzutage dann so?

 

[Wolfgang.R-357:]

Mit Curve Optimizer verringert man nicht zwangsläufig die Temperaturen, denn die Temperaturen sind ein limitierender Faktor beim Turbo, die CPU taktet sich daher höher und verbraucht dann auch mehr, was sich bei den Temperaturen kaum beziehungsweise nur gering bemerkbar macht.

Curve Optimizer hilft nur sehr gut bei den Temperaturen, wenn die Kerne schon vorher auf den maximalen Takt kommen und ihn halten können. Dies konnte ich bei meinen PC für Spiele gut sehen, bei CO von -35, von ~1.3v habe ich so auf 1.176v senken können, wo ich die Temps von zwischen 75 bis 80°C auf ~65°C senken konnte. (Siehe Sig)

Noctua NH-P1

Was kauft der geneigte Silent-Fanatiker denn heutzutage dann so?

Den Kühler habe ich auch, in meinem PC für die Arbeit (Siehe Sig), der ist nicht schlecht, aber eher nicht geeignet für potente CPUs. Selbst da bevorzuge ich es Anpassungen vorzunehmen, sodass er immer schön kühl bleibt.

 

[AMD-Flo]

Das Wärmeleitpad ist ein guter Ansatz, trotzdem bekommt man 88W nicht so einfach passiv gekühlt. Die CPU läuft ins thermische Limit und wird dann gedrosselt. Warum setzt du Powerlimits nicht runter? Der 5700G hat doch extra 45W cTDP.

 

[rotofoil]

@AMD-Flo — Danke für deine Antwort! Das habe ich tatsächlich auch probiert, aber leider vergessen, die exakten Messwerte zu notieren, aber aus der Erinnerung: Mit 45 W cTDP erreicht das System unter Volllast nur ca. 3,7 GHz bei einer Maximaltemperatur von ca. 70 °C.

Für mich ist das nur eine andere, für mich schlechtere Limitierung als die, ich ich jetzt vorgenommen habe. Offensichtlich ist die Kühllösung potenter als 45 W TDP.

 

[AMD-Flo]

Du kannst natürlich auch andere Werte von Hand einstellen, oder auch das thermische Limit unterhalb des Limits ab Werk verwenden, so wie du es schon gemacht hast. Ansonsten wäre CO tatsächlich noch eine gute Option um die Effizienz zu erhöhen.

 

[Rickmer]

Was kauft der geneigte Silent-Fanatiker denn heutzutage dann so?

Als dedizierte CPU-Kühler gibt es eigentlich nur den Noctua NH-P1.

Wer es wirklich auf passive Kühlung abgesehen hat kauft nicht einen CPU-Kühler, sondern ein Gehäuse, das vollständig auf das passive Kühlprinzip ausgelegt ist und die notwendige Kühlfläche im Gehäusedesign berücksichtigt.

Beispiele, die du dir anschauen kannst:
https://www.cirrus7.com/
https://www.monsterlabo.com/

Bedingt beispielhaft, aber haben es als Firma auf extrem leise PCs ausgelegt mit teils vollständig passiver Kühlung:
https://www.silentmaxx.de

 

[rotofoil]

@Rickmer — Danke! Monsterlabo kannte ich noch nicht, die Firma scheint es aber nicht mehr zu geben. Die Komplettangebote von Cirrus7 und Silentmaxx kenne ich, ich finde sie aber im Moment zu teuer. Sie haben mich dazu bewogen, es doch noch mal mit einem Upgrade meines bestehenden Setups zu versuchen.

Ich verstehe aber, dass es kaum Einzelteile für geräuschlose PCs gibt. Das muss man schon wollen, und das Ergebnis ist passt nicht zum typischen PC-Frickler, da man, einmal verbaut, kaum noch was am PC ändern kann: Der TwinBlock zum Beispiel verdeckt den Zugang zum RAM und zu den Stromanschlüssen des Mainboards komplett und den m.2- und PCIe-Slots teilweise. Insofern dürfte der Markt für Einzelteile sehr schmal sein.

Mein PC ist ja ursprünglich von Silentmaxx, Baujahr 2013. Davor hatte ich schon mal einen Silentmaxx-PC von Anfang der 2000er; damals hat man leise PCs noch anders gebaut, um lärmende Festplatten in den Griff zu kriegen: schwere Dämmplatten statt luftdurchlässige Gehäuseschalen, ggf. Lüfter im Gehäuseboden. Mein System war dennoch komplett passiv mit einer VIA C3-CPU mit einem wunderschönen fächerförmigen Kühlkörper, von dem ich damals (vor dem TwinBlock) dachte, dass er ganz schön groß sei.

 

[drake23]

Oder man sucht einen Ninja CU auf eBay/EKA. Der passt auch auf Am4