News Radeon R9 290(X): nur messbare Unterschiede bleiben
- Ersteller Wolfgang
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CD
Rear Admiral
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Genau so ist es.Herdware schrieb:
Schon ziemlich. Den VRAM zugeknallt haben bisher nur Crysis2+DX11patch+HDTexturePack sowie neulich mal Bioshock Infinite nachdem ich optimistisch alles gemaxt hab. Aber Texture Filtering von Ultra auf Very High reduziert, und schon ist wieder genug VRAM verfügbar. Ansonsten seh ich aktuell 1.5 bis 2.5 GB Auslastung, je nach Spiel. Wobei die 4 GB einer 290 oder die 6 GB einer Titan sicher auch nicht verkehrt wärenIFeIRazIL schrieb:
Iscaran schrieb:
Natürlich ist der Wärmestrom bei gleichbleibender Umwandlung von elektrischer in thermische Energie konstant.
Iscaran schrieb:
Wärmemaschine? Carnot? Wovon redest du?
Ich denke es geht hier um GPUs und deren Kühlung. Das hat mit Wärmekraftmaschinen und thermodynamischen Kreisprozessen nichts zu tun.
Natürlich gilt Carnot auch für Kühler welche nichts anderes als eine Kältepumpt um damit eine Umkehrung einer Wärmepumpe sind !
http://de.wikipedia.org/wiki/Carnot-Wirkungsgrad
"Bei einer Kältemaschine (KM) wird entsprechend das Verhältnis von abgeführter Wärme zur aufgewendeten mechanischer Energie betrachtet"...
Für die Betrachtung der Kühleffizienzänderung ist somit der Carnotsche Wirkungsgrad der GRENZFALL bei optimalst möglichem Wärmetransport.
Es gilt also für den Betrachteten Prozess die Obere und Untere Prozesstemperatur zu nehmen und einzusetzen.
Untere Prozesstemp = Umgebungstemperatur = 25 °C
Obere Temp = Kühleroberfläche GPU-Chip = 95 °C
Nun ändern wir die Umgebungstemp auf 35 °C und lassen den Rest "gleich"
=> MAX wirkungsgrad bei 25°C = 1- (25+273)/(95+273)= 0.190217391 (oder 19%)
=> Max Wirkungsgrad bei 35 °C =1- (35+273)/(95+273) = 0.163043478 oder 16.3 %
Die Differenz der Maximalen Wirkungsgrade beträgt somit 2.7%.
Man muss also 2.7% "effizienter" / mehr kühlen bei 10 °C mehr Raumtemperatur....vereinfacht.
Die Effizienz eines Realexistierenden Luftkühlers wird dennoch nicht so gut sein man wird also MEHR als 2.7% Kühlleistung benötigen.
2.7% Kühlleistung mehr sind ~=2,7% Kühlergeschwindigkeit, in 1. näherung da man annehmen kann das der Kühlkörper die Wärme zu 100% abführen kann, wenn wir mal annehmen das die spez. wärmeleitfähigkeit des Kühlerblocks sich nicht wesentlich ändert (was sie ja nicht sollte da ja die GPU Temp beide male 95 °C beträgt).
Wohlgemerkt ist die Menge an Wärmeleistung in beiden Fällen konstant, nämlich die Menge an Wärme die die GPU produziert (und da diese beide mal bei 95 °C arbeitet sollte diese konstant sein,etc...sofern sich nicht die lastverteilung ändert)
Jetzt ist nur noch die Frage WIE effizient (in % des Carnotschen Maximums) SIND Eigentlich reale Lüftkühler ? 50%, 10%, 0.1 % , 100 % ?
die 2.7% "mehr" benötigte Kühlleistung würde sich ja nur ergeben bei einer effizienz der realen luftkühlers von 100%.
Ist jetzt klarer was ich meinte ?
http://de.wikipedia.org/wiki/Carnot-Wirkungsgrad
"Bei einer Kältemaschine (KM) wird entsprechend das Verhältnis von abgeführter Wärme zur aufgewendeten mechanischer Energie betrachtet"...
Für die Betrachtung der Kühleffizienzänderung ist somit der Carnotsche Wirkungsgrad der GRENZFALL bei optimalst möglichem Wärmetransport.
Es gilt also für den Betrachteten Prozess die Obere und Untere Prozesstemperatur zu nehmen und einzusetzen.
Untere Prozesstemp = Umgebungstemperatur = 25 °C
Obere Temp = Kühleroberfläche GPU-Chip = 95 °C
Nun ändern wir die Umgebungstemp auf 35 °C und lassen den Rest "gleich"
=> MAX wirkungsgrad bei 25°C = 1- (25+273)/(95+273)= 0.190217391 (oder 19%)
=> Max Wirkungsgrad bei 35 °C =1- (35+273)/(95+273) = 0.163043478 oder 16.3 %
Die Differenz der Maximalen Wirkungsgrade beträgt somit 2.7%.
Man muss also 2.7% "effizienter" / mehr kühlen bei 10 °C mehr Raumtemperatur....vereinfacht.
Die Effizienz eines Realexistierenden Luftkühlers wird dennoch nicht so gut sein man wird also MEHR als 2.7% Kühlleistung benötigen.
2.7% Kühlleistung mehr sind ~=2,7% Kühlergeschwindigkeit, in 1. näherung da man annehmen kann das der Kühlkörper die Wärme zu 100% abführen kann, wenn wir mal annehmen das die spez. wärmeleitfähigkeit des Kühlerblocks sich nicht wesentlich ändert (was sie ja nicht sollte da ja die GPU Temp beide male 95 °C beträgt).
Wohlgemerkt ist die Menge an Wärmeleistung in beiden Fällen konstant, nämlich die Menge an Wärme die die GPU produziert (und da diese beide mal bei 95 °C arbeitet sollte diese konstant sein,etc...sofern sich nicht die lastverteilung ändert)
Jetzt ist nur noch die Frage WIE effizient (in % des Carnotschen Maximums) SIND Eigentlich reale Lüftkühler ? 50%, 10%, 0.1 % , 100 % ?
die 2.7% "mehr" benötigte Kühlleistung würde sich ja nur ergeben bei einer effizienz der realen luftkühlers von 100%.
Ist jetzt klarer was ich meinte ?
Anwalt Dr.Gonzo
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@Iscaran
Ich kenne mich mit den Formeln in dem Bereich zwar nicht aus.
Aber rein mathematisch:
Nach deiner Betrachtung könnte es ja nur einen Unterschied von max. 100% geben.
Ich glaube deine Betrachtung ergibt keinen Sinn.
Ich kenne mich mit den Formeln in dem Bereich zwar nicht aus.
Aber rein mathematisch:
Es sind 2,7 ProzentPUNKTE Unterschied nach deiner Rechnung. von 0,19 auf 0,163 ergibt 14,2% Unterschied.
Nach deiner Betrachtung könnte es ja nur einen Unterschied von max. 100% geben.
Ich glaube deine Betrachtung ergibt keinen Sinn.
Anwalt Dr.Gonzo schrieb:
Du hast recht - das hatte ich falsch gesehen. Man muss natürlich die "relative Distanz" zwischen Effizienz A und B betrachten !
Damit braucht man um die 2.7% Effizienz auszugleichen 14% mehr Kühlleistung...das klingt dann schon eher realistisch und passt zu beobachteten Tempprofil/LüfterRPM profil zahlen.
Herdware
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kisser schrieb:
Ohne ins Detail gehen zu wollen, aber deine Erklärung trifft meiner Meinung nach nicht zu.
Du gehst von abgesehen von der Temperatur/Temperaturdifferenz gleichen Umgebungsbedingungen aus. Das trifft in der Realität aber nicht zu. Z.B. drehen die Lüfter bei steigender Temperatur stärker auf und sorgen dafür, dass mehr Luft durch die Kühlkörper strömt (größerer Volumenstrom und weniger Zeit für die Luft sich am Kühler aufzuheizen usw.).
Deine Theorie geht nur bei nicht geregelten oder passiven Systemen auf (wenn überhaupt).
Deathdrep_KO
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Tronx schrieb:
Genau das überlege ich mir auch schon die ganze Zeit (allerdings mit der R9 290-NON-X).
Ich mache mir allerdings eher mehr Sorgen darüber das mein Netzteil mit der neuen Grafikkarte an sein Limit kommt. Was mich jetzt brennend interessieren würde, wäre, inwiefern sich die Leistungsaufnahme durch die geringere Temperatur verändert. Mir ist klar das man das über das Referenz-Design nicht wirklich testen kann (TempTarget-killed).
Aber wenn die R9 290 mit ner WaKü drauf wirklich nur auf 50°C kommt bei max. CoreCLK, würde mich die Differenz zu einer Luftgekühlten R9 290 bei max. CoreCLK und zb. 85°C bei der Leistungsaufnahme interessieren.
Wenn es nur ein paar läppische Watt (5W-10W) sind, dann muss ich mir was überlegen, wenns aber mehr sind (>25W) dann muss ich mir vll. doch nicht ein Neues Netzteil anschaffen
Motkachler
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@Deathdrep_KO
Der Radial Lüfter auf der 290 verbrät schon ca 20W die übers Netzteil gehen. Der Verbrauch der Pumpe und der Lüfter der Wakü gehen ja normalerweise nicht über das Netzeteil. Die Temp von ca 50° mit Wakü zu ca 90° mit dem orginal Lüfter machen noch mal ca 30W aus also ca 50W weniger als mit orginal Lüfter sind das dann mit der Wakü die das Netzteil benötigt.
Der Radial Lüfter auf der 290 verbrät schon ca 20W die übers Netzteil gehen. Der Verbrauch der Pumpe und der Lüfter der Wakü gehen ja normalerweise nicht über das Netzeteil. Die Temp von ca 50° mit Wakü zu ca 90° mit dem orginal Lüfter machen noch mal ca 30W aus also ca 50W weniger als mit orginal Lüfter sind das dann mit der Wakü die das Netzteil benötigt.
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Nai
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@ Iscaran
Deine Berechnungen stimmen so nicht, da ein Luftkühler keine Wärmekraftmaschine oder Wärmepumpe ist. Wärmepumpen zeichnen sich dadurch aus, dass sie ein Temperaturgefälle erzeugen können wo zuvor keins vorhanden war, während Luftkühler nur ein Temperaturgefälle beseitigen können. Gibt es kein Temperaturgefälle so funktioniert die Luftkühlung auch nicht. Die Falschheit von deinen Formeln wird auch daran deutlich, dass ein Lüfter lediglich eine Effizienz von 20 Prozent besitzt. Demnach müsste der Lüfter wesentlich mehr Leistung als die GPU verbrauchen. Deshalb muss man da komplett andere Formeln verwenden.
Es gilt generell dass die Wärmeübertragung direkt proportional zur Temperaturdifferenz ist (Gewöhnliche Differentialgleichung). Bei einem Külkörper kommt Luft mit T_Außen rein, wird durch die Kühlrippen mit der Temperatur T_Kühlkörper aufgeheizt, bis sie mit der Temperatur T_Schluss den Kühlkörper verlässt. Während sich ein Luftpartikel in dem Kühlkörper befindet gilt für seine Temperatur T_Part in Abhängigkeit von der Verweilzeit t unter der Annahme T_Kühlkörper sei konstant:
T_Part (t) = (T_Außen-T_Kühlkörper) *exp( -Übertragungskonstante * t ) + T_Kühlkörper
Für die gesamte Verweilzeit t_gesamt für ein Luftpartikel gilt:
t_gesamt = KühlstreckeInnerhalbDesKühlkörpers / Luftgeschwindigkeit
Für T_Schluss gilt:
T_Schluss = T_Part (t_gesamt)
Für die Temperaturänderung T_Delta des Partikels gilt:
T_Delta =T_Schluss - T_Außen
= (T_Außen-T_Kühlkörper) ( exp(-Übertragungskonstante * t_gesamt ) - 1)
Für den Luftstrom gilt:
Luftstrom = Luftgeschwindigkeit*QuerschnittsflächeDesKühlers
Für die aufgenommene Wärmeleistung Q des Luftstroms gilt:
Q = T_Delta *Wärmekonstante* Luftstrom
Verringert sich T_Delta also um 10 Prozent von beispielhaft 60 auf 54 Grad, so wird auch 10 Prozent weniger Wärmeleistung bei einem konstanten Luftstrom abtransportiert, welche man mit einem größeren Luftstrom beseitigen muss. Wie sehr man den Luftstrom allerdings erhöhen muss um das zu kompensieren ist von all den Konstanten abhängig, und nicht mehr analytisch sondern nur noch numerisch berechenbar, da beim Umformen und Auflösen der Luftstrom in der Exponentialfunktion landet.
Für die kinetische Leistung P des Lüfters gilt:
P = 0.5 * Luftstrom * Luftdichte * Luftgeschwindigkeit^2 = 0.5* Luftdichte * Querschnittsfläche* Luftgeschwindigkeit^3
Daraus könnte man sich dann noch theoretisch eine Effizienz Q/P berechnen; wie viel Wärme der Lüfter pro aufgebrachten Watt elektrischer Leistung abführt. Hier gibt es allerdings keine maximale Grenze bei der Effizienz wie bei den Wärmekraftpumpen mit dem Carnot-Wirkungsgrad. Denn wegen dem Luftgeschwindigkeit^3 geht die elektrische Leistung bei kleinen Luftgeschwindigkeiten sehr schnell gegen 0, während die Wärmeleistung Q nur in etwa linear mit der Luftgeschwindigkeit skaliert.
Deine Berechnungen stimmen so nicht, da ein Luftkühler keine Wärmekraftmaschine oder Wärmepumpe ist. Wärmepumpen zeichnen sich dadurch aus, dass sie ein Temperaturgefälle erzeugen können wo zuvor keins vorhanden war, während Luftkühler nur ein Temperaturgefälle beseitigen können. Gibt es kein Temperaturgefälle so funktioniert die Luftkühlung auch nicht. Die Falschheit von deinen Formeln wird auch daran deutlich, dass ein Lüfter lediglich eine Effizienz von 20 Prozent besitzt. Demnach müsste der Lüfter wesentlich mehr Leistung als die GPU verbrauchen. Deshalb muss man da komplett andere Formeln verwenden.
Es gilt generell dass die Wärmeübertragung direkt proportional zur Temperaturdifferenz ist (Gewöhnliche Differentialgleichung). Bei einem Külkörper kommt Luft mit T_Außen rein, wird durch die Kühlrippen mit der Temperatur T_Kühlkörper aufgeheizt, bis sie mit der Temperatur T_Schluss den Kühlkörper verlässt. Während sich ein Luftpartikel in dem Kühlkörper befindet gilt für seine Temperatur T_Part in Abhängigkeit von der Verweilzeit t unter der Annahme T_Kühlkörper sei konstant:
T_Part (t) = (T_Außen-T_Kühlkörper) *exp( -Übertragungskonstante * t ) + T_Kühlkörper
Für die gesamte Verweilzeit t_gesamt für ein Luftpartikel gilt:
t_gesamt = KühlstreckeInnerhalbDesKühlkörpers / Luftgeschwindigkeit
Für T_Schluss gilt:
T_Schluss = T_Part (t_gesamt)
Für die Temperaturänderung T_Delta des Partikels gilt:
T_Delta =T_Schluss - T_Außen
= (T_Außen-T_Kühlkörper) ( exp(-Übertragungskonstante * t_gesamt ) - 1)
Für den Luftstrom gilt:
Luftstrom = Luftgeschwindigkeit*QuerschnittsflächeDesKühlers
Für die aufgenommene Wärmeleistung Q des Luftstroms gilt:
Q = T_Delta *Wärmekonstante* Luftstrom
Verringert sich T_Delta also um 10 Prozent von beispielhaft 60 auf 54 Grad, so wird auch 10 Prozent weniger Wärmeleistung bei einem konstanten Luftstrom abtransportiert, welche man mit einem größeren Luftstrom beseitigen muss. Wie sehr man den Luftstrom allerdings erhöhen muss um das zu kompensieren ist von all den Konstanten abhängig, und nicht mehr analytisch sondern nur noch numerisch berechenbar, da beim Umformen und Auflösen der Luftstrom in der Exponentialfunktion landet.
Für die kinetische Leistung P des Lüfters gilt:
P = 0.5 * Luftstrom * Luftdichte * Luftgeschwindigkeit^2 = 0.5* Luftdichte * Querschnittsfläche* Luftgeschwindigkeit^3
Daraus könnte man sich dann noch theoretisch eine Effizienz Q/P berechnen; wie viel Wärme der Lüfter pro aufgebrachten Watt elektrischer Leistung abführt. Hier gibt es allerdings keine maximale Grenze bei der Effizienz wie bei den Wärmekraftpumpen mit dem Carnot-Wirkungsgrad. Denn wegen dem Luftgeschwindigkeit^3 geht die elektrische Leistung bei kleinen Luftgeschwindigkeiten sehr schnell gegen 0, während die Wärmeleistung Q nur in etwa linear mit der Luftgeschwindigkeit skaliert.
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