Vorstellung: Seperated-zones-airflow

[MiG001]

Hallo,

ich möchte hier kurz mal das Lüftungskonzept vorstellen, das ich mir für meinen Gaming-Rechner überlegt und umgesetzt habe.

Der Rechner besteht aus folgenden Komponenten:
CPU: Ryzen 5 1600x @4Ghz/1,375v mit EKL Ben Nevis
GPU: Powercolor Vega 56 Red Dragon core@1772MHz/1,05v HBM@985MHz
Board: MSI B350 PC Mate
RAM: 2x 8GB G.Skill RipJaws V 3200 CL16
SSD: 500GB Samsung Evo860
PSU: be quiet! Pure Power 10 600W
Gehäuse: Sharkoon S25-V Midi Tower

Ziel war eine Gehäuselüftung, welche die CPU nicht mit der heißen Luft der übertakteten Grafikkarte belastet.
Im Desktopbetrieb sollte der Rechner praktisch lautlos sein aber auch im Spielbetrieb nicht übermäßig laut.

Gelungen ist dies durch eine Teilung des Gehäuses in kalte und warme Zonen. Dabei werden diese Zonen mithilfe von Pappe voneinander getrennt um einen sauberen Luftstrom zu gewährleisten.
Die warme Zone befindet sich dabei im oberen vorderen Bereich des Gehäuses und wird durch zwei 140mm Lüfter nach oben hin entlüftet.
Der CPU-Kühler bekommt seine frische Luft vom gedrehten hinteren 120mm Lüfter und bläst die erwärmte Luft nach vorne in die warme Zone.
Die Grafikkarte bekommt ihre frische Luft durch den unteren/vorderen 140mm Lüfter und bläst die erwärmte Luft nach oben in die warme Zone. Sie wird dabei durch einen zusätzlichen 120mm Lüfter unterstützt, der auf dem hinteren Teil der Grafikkarte liegt und die warme Luft heraussaugt. Das ist möglich da die Vega 56 Red Dragon trotz langem Kühler nur das kurze Nano-PCB verwendet. Zusätzlich gibt es noch einen PCI-Slot Lüfter über dem hinteren Teil der Grafikkarte, der einen teil der warme Luft nach hinten raus befördert.
Das Netzteil ist bei diesem Gehäuse sowieso im unteren Teil komplett vom Luftstrom entkoppelt.

Für die Lüftersteuerung verwende ich übrigens Argus Monitor.

Hier sind zwei Bilder des Gehäuses, einmal ohne Pappwände und einmal mit:


Was haltet ihr von dem Konzept?
Habt ihr Fragen oder Verbesserungsvorschläge?

 

[r4yn3]

Eh nett. Temperaturmessungen vor und nach dem Umbau?

 

[MiG001]

Es gab im Grunde kein Vorher, da ich den Rechner von Anfang an so ausgelegt hatte.
Während des Aufbaus hatte ich auch noch mit OC/UV der Grafikkarte eingespielt, so dass ich keine sinnvollen Vergleichswerte habe.

 

[r4yn3]

Persönlich hatte ich noch nie Probleme mit den Temperaturen meiner CPUs, von daher kann ich den Ansatz nicht ganz verstehen, bzw. wäre mir das zu viel Aufwand, Gebastel und vorallem zu viele Lüfter.
Vorallem der 120er über der Karte wird ihr gut tun, da ja das PCB hier offen ist.

 

[MiG001]

Je nachdem wieviel Strom man der Vega gibt, kann sie schon richtig Hitze erzeugen. Im täglichen Gebrauch wäre das wahrscheinlich wirklich kein echtes Problem aber ich wollte gerne eine konzeptionell saubere Lösung.

Und ja, der zusätzliche 120mm Lüfter auf der Grafikkarte lohnt sich.

 

[Faust2011]

Interessanter Aufbau, insbesondere mit den getrennten Kammern. Das muss ich mir später mal in Ruhe ansehen. Klasse wäre natürlich eine Gegenüberstellung mit derselben Lüfterconfig aber ohne die Luftstromführung (also ohne Karton).

GPU: Powercolor Vega 56 Red Dragon core@1772MHz/1,05v HBM@985MHz

Ich hab auch die Red Dragon und Dein HBM-Takt macht mich neidisch Welcher Hersteller ist das, Samsung?

 

[MiG001]

Ja, Samsung. Da hatte ich wohl etwas Glück.

Wenn ich etwas Zeit finde kann ich ja mal mit und ohne Karton messen, wie sich Temperaturen bzw. Lüftergeschwindigkeiten unter Last entwickeln...

 

[cool and silent]

Ich habe auch ein wenig mit solchen Pappblenden experimentiert, allerdings ohne die Blasrichtung des Hecklüfters zu invertieren. Hat nach meiner Beobachtung keine Vorteile gebracht, insbesondere da die Ryzen CPU ohnehin unkritisch hinsichtlich der Temperatur ist.

Der Grafikkarte nutzt es mehr, wenn Hecklüfter und Dachlüfter (weit hinten im Deckel) einen vertikalen Luftstrom erzeugen, der warme Luft von der Grafikkarte wegzieht.

 

[Flomek]

Das Konzept finde ich interessant, aber mich würden da echt ein vorher nachher Vergleich interessieren.

Glaube aber auch, was @cool and silent schon sagte, das der Unterschied nicht wirklich groß ausfällt.

 

[MiG001]

Eh nett. Temperaturmessungen vor und nach dem Umbau?

Klasse wäre natürlich eine Gegenüberstellung mit derselben Lüfterconfig aber ohne die Luftstromführung (also ohne Karton).

Das Konzept finde ich interessant, aber mich würden da echt ein vorher nachher Vergleich interessieren.

Ich habe auch ein wenig mit solchen Pappblenden experimentiert, allerdings ohne die Blasrichtung des Hecklüfters zu invertieren. Hat nach meiner Beobachtung keine Vorteile gebracht, insbesondere da die Ryzen CPU ohnehin unkritisch hinsichtlich der Temperatur ist.

Ich habe jetzt mal zwei Testreihen gemacht, bei denen ich das Setup mit und ohne Luftstromführung gegenübergestellt habe. In beiden Fällen habe ich alle Lüfter mit konstanter Geschwindigkeit laufen lassen um die Unterschiede in den Temperaturen ohne dynamische Lüftersteuerung messen zu können.
In beiden Testreihen habe ich The Witcher 3 in exakt der selben Szene im Hintergrund laufen lassen um Last zu erzeugen. In der zweiten Testreihe habe ich zusätzlich Prime95 auf 6 Threads laufen lassen um auch die CPU stärker zu fordern. Die Spannung der GPU habe ich für diesen Test auf 1150mV erhöht (normalerweise verwende ich 1050mV, Stock ist 1200mV).
In allen Fällen habe ich gewartet bis sich die Temperaturen dauerhaft eingependelt haben.

Testreihe 1	Ohne Luftstromführung	Mit Luftstromführung
GPU	72°C	68°C
CPU	44,5°C	43,5°C
SYS	43°C	42°C

Testreihe 2	Ohne Luftstromführung	Mit Luftstromführung
GPU	74°C	69°C
CPU	81,0°C	78,9°C
SYS	75°C	74°C

Ich denke der Nutzen für die CPU ist wie @r4yn3 und @cool and silent schon vermutet haben in der Praxis tatsächlich zu vernachlässigen.
Bei der Grafikkarte ist aber eine Temperaturdifferenz von 4-5°C durchaus relevant, würde ich sagen.

 

[r4yn3]

Aber mit selber Lüfteranordnung und Flussrichtung? Nur halt einmal mit den Leitblechen und einmal ohne?

 

[MiG001]

Genau

 

[Odessit]

Netter Test. Ich hab auch schon mit 2 Kammern experimentiert. Wobei ich die GraKa vollständig isoliert hatte.
Wenn in deinem Fall ein oberer Lüfter (140mm) in der Front und 140mm an der Rückwand arbeiten würden- zusätzlich ein 140-er CPU Lüfter, dann hat die Wärme Luft der Graka kaum Chancen vor den CPU-Lüfter zu gelangen, weil durch den oberen stärkeren Luftstrom alles nach hinten gedrückt würde.
Was mir nicht gefällt ist deine "Hot Zone ", die den RAM, Teile der Spannungswandler u. Mainboard erwärmt.

 

[Candy_Cloud]

Für ein modernes Setup durchaus plausibel. Heute ist das größte Problem die Grafikkarte. Diese knallt in der Regel 2-3 Mal so viel Energie weg wie die CPU. Ein Problem des ATX Formfaktors.

Ich hatte mal bei einem Setup das Problem, dass der CPU Kühler nur Vertikal verbaut werden konnte (Noctua NH-U9B auf Sockel AM3+) und daruter eine R9 290 OC saß. Wenn die Grafik nun z.B. in GTA V ordentlich gearbeitet hat ging die CPU Temperatur ans Limit (>80°C).

Meine Lösung war es, die Lücke zwischen Grafikkarte und Gehäuse mit Pappe zu schließen. Danach war die CPU Temperatur ca. 30°C geringer. Die Temperatur der Grafikkarte dagegen blieb nahe zu unverändert.

 

[Qualla]

Ich fände es vor allem interessant, wie viele Verwirbelungen am 92mm-Lüfter entstehen, da der Airflow sich an diesem Punkt wendet. Gehe ich richtig in der Annahme, dass es sich dabei um einen Radiallüfter handelt?
Interessant wäre auch ein Vergleich mit einer konventionellen Belüftung, also ohne Trennung und ohne Invertierung des CPU-Luftstroms. Hättest du dazu auch noch Lust?

 

[MiG001]

Ich fände es vor allem interessant, wie viele Verwirbelungen am 92mm-Lüfter entstehen, da der Airflow sich an diesem Punkt wendet. Gehe ich richtig in der Annahme, dass es sich dabei um einen Radiallüfter handelt?

Ja, das ist einer von diesen eigentlich ungeregelten Radiallüftern für den PCI-Slot. Ich habe ihn mit an die Spannungsversorgung des Spannungsgesteuerten 120mm Lüfters oben auf der Grafikkarte mit drangehängt, so dass er auch abhängig von der Grafikkartentemperatur mitgeregelt wird.
Das Problem ohne diesen Lüfter wäre (theoretisch, praktisch müsste ich das mal nachmessen), dass sich die warme Luft über dem Grafikkarten PCB staut, da die Stromversorgung für die GPU genau zwischen CPU und Grafikkarte verläuft und damit keinen ordentlichen Luftstrom zulässt.

Wenn ich nochmal Zeit und Muße habe, würde ich zuerst mal probieren wie sich die Temperatur ohne diesen Radiallüfter verhält und gegebenfalls zusätzlich auch ohne die CPU Luftstromführung... dann könnte die warme Luft über dem PCB nach oben durch den CPU-Kühler entweichen.

Da der Radiallüfter leider auch schon bei niedriger Drehzahl hörbar wird (ohne Last an der Grafikkarte ist er dank Lüftersteuerung allerdings aus), bzw. bei Last ein etwas unangenehmes Laufgeräusch entwickelt, hätte ich nichts dagegen ihn loszuwerden .

Interessant wäre auch ein Vergleich mit einer konventionellen Belüftung, also ohne Trennung und ohne Invertierung des CPU-Luftstroms. Hättest du dazu auch noch Lust?

Das wäre dann der letzte Test, den ich machen würde wenn ich mit meiner Zeit sonst nichts anzufangen weiß... naja, mal sehen...

Wenn in deinem Fall ein oberer Lüfter (140mm) in der Front und 140mm an der Rückwand arbeiten würden- zusätzlich ein 140-er CPU Lüfter, dann hat die Wärme Luft der Graka kaum Chancen vor den CPU-Lüfter zu gelangen, weil durch den oberen stärkeren Luftstrom alles nach hinten gedrückt würde.
Was mir nicht gefällt ist deine "Hot Zone ", die den RAM, Teile der Spannungswandler u. Mainboard erwärmt.

Ich bin mir nicht sicher, wie du das mit dem "nach hinten drücken" meinst aber, wenn ich den Luftstrom oben auch von vorne nach hinten laufen lassen würde, wäre die heiße Luft, die im vorderen Bereich aus der Grafikkarte ungestört nach oben transportiert wird (kein PCB an dieser Stelle) auf jeden Fall direkt vor der CPU-Kühlung (und würde nebenbei immer noch den Speicher mit erwärmen, falls das wirklich ein Problem darstellt). Außerdem wäre dann die heiße Luft halt über dem hinteren Teil des Mainboards, wo der Großteil des Chipsatzes betroffen wäre, statt über dem kleineren vorderen Teil... Was tatsächlich besser für das Mainboard wäre kann ich aber nicht wirklich beurteilen.