Offenes oder geschlossenes Gehäuse? Grafikkartenkühlung entmystifiziert!

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Wie immer in der (zu) warmen Jahreszeit beleuchte ich gern das eine oder andere relevante Kühlungs-Problem. Und da ich kürzlich erst eine hitzekollabierte und komplett mit Hausstaubfilz zugesetzte GeForce GTX 980 bewundern (und fachgerecht entsorgen) durfte, war der Entschluss zur Themenauswahl dann auch schnell gefasst.

Schauen wir doch einfach einmal gemeinsam, was nun wirklich besser kühlt und vor allem eines: wie gut! Antreten müssen das offene Gehäuse ohne Seitenwand und das Gleiche noch einmal mit geschlossener Seitenwand, aber sehr unterschiedlichen Lüfterkonzepten. Silent-Modus mit leichtem Überdruck, der Normalmodus mit ausgeglichenem In- und Outtake, sowie der Performance-Modus mit extrem viel Unterdruck.

Unser Testsystem

Ich habe mir mit Absicht wieder meinen Grafikkarten-Backofen in Form eines absolut durchschnittlichen ATX-Midi-Towers geschnappt. Das gute Stück ist nicht zu groß oder klein und dürfte so ziemlich genau dem entsprechen, was auch Kevin-Horst Normalzocker rechts neben dem Diddl-Maus-Drehstuhl stehen hat. Die Staub- und Kampfspuren sind die Folge des nunmehr bereits 8-monatigen Einsatzes hier im Labor und gestellte Fotos mit extra gereinigten und polierten Aufbauten sind eh albern. Staub fällt an und auf, immer.

Zwei potente, einblasende 120mm-Lüfter in der Front, zwei ausblasende 140-mm-Lüfter an der Oberseite und ein 120-mm-Staubsauger an der Rückseite zum Entsorgen nach Außen müssen es windtechnisch richten. Ich will jeden dieser auf maximalen Durchsatz ausgelegten Lüfter natürlich auch einzeln regeln und überwachen können, also setze ich seit Jahren bereits auf eine in Ehren gealterte, aber immer noch perfekt funktionierende 6-Kanal-Lüftersteuerung von Scythe.

Damit kann ich am Ende jede beliebige Luftzirkulation herstellen, bis hin zu Maximaldrehzahlen und aufbrausendem Ohrenkino, je nachdem.

Ein weiteres Problem, das oft und gern unterschätzt wird, ist die vertikale Ausrichtung der Kühllamellen aktueller Hochleistungs-Grafikkarten. Die eine Hälfte der heißen Abluft wird gegen das Motherboard gedrückt und schiebt sich auch zum Teil wieder nach unten, um dann erneut von den Lüftern des Grafikkarten-Kühlers angesaugt zu werden. Noch extremer ist es aber an der Seitenwand. Je näher sich diese zur Grafikkarte befindet, umso stärker ist wiederum der Effekt, dass auch hier ein nicht kleiner Teil der heißen Abluft unterhalb erneut angesaugt wird.

Genau deshalb werde ich einen provisorische Air-Guide einfügen. Dabei handelt es sich lediglich um ein kleines, angeklebtes Stück Pappe, das so zwischen Seitenwand und Grafikkarte platziert wurde, dass die Luft nach oben hin geleitet wird und man ein erneutes Ansaugen damit größtenteils vermeiden kann. Das ist jetzt noch nicht perfekt, aber durchaus bereits sehr effektvoll.

Ich habe diese Messungen natürlich in meinem Labor auch früher schon in ähnlicher Form durchgeführt, so dass einige Grafikkartenhersteller diese Gestaltungsform in Ansätzen mittlerweile bereits in die Gestaltung der Kühlerabdeckung haben einfließen lassen.

In Plastik gegossen ist es zwar nicht mehr so extrem, aber selbst dann ist noch ein hilfreicher Effekt spür- und messbar. Während Asus noch ohne Air-Guide arbeitet, gibt Gigabyte der Abluft bei den aktuelleren Aorus-Modellen (bzw. den davon abgeleiteten Kühlern) bereits eine klar definierte, neue Richtung vor. Es kann damit nur aufwärts gehen 😉

Gigabyte RX Vega64 Gaming OC
Asus RX Vega64 Strix

Damit das alles auch sinnvoll zu messen und vergleichen ist, habe ich dieses speziell hergerichtete Gehäuse, wie immer in solchen Fällen, mit einer luftundurchlässigen Spezialfolie genau dort abgeklebt und geschlossen, wo sonst die Seitenwand sitzt. Damit kann ich quasi in ein geschlossenes Gehäuse “hineinsehen”, wobei ich den (bekannten) Transmissionsgrad der Folie natürlich mit berücksichtigt habe. Die Technik schwitzt gediegen vor sich hin und ich darf mit einem kühlen Getränk vollklimatisiert und entspannt zusehen. So sieht Arbeitsteilung aus.

Hier jetzt noch einmal das Testsystem als Tabelle, bevor ich mit dem Experiment beginne:

Testsysteme und Messräume
Hardware:
AMD Ryzen 7 1700X @ 4GHz
MSI B350 Tomahawk
2x 8GB G.Skill TridentZ DDR4 3200
960 GByte Toshiba OCZ TR150
Cooler Master V550 Netzteil
Kühlung:
AMD Boxed Kühler
Grafikkarte: Asus RX Vega64 Strix
Gehäuse: Lian Li PC-B25FWB mit Modifikationen
 Lüfter: 2x 120 mm Front (max. 1600 U/min)
2x 140 mm Top (max. 1200 U/min)
1x 120 mm Rear (max. 1800 U/min)
Thermografie:
Optris PI640, Infrarotkamera
PI Connect Auswertungssoftware mit Profilen
Akustik:
NTI Audio M2211 (mit Kalibrierungsdatei)
Steinberg UR12 (mit Phantomspeisung für die Mikrofone)
Creative X7, Smaart v.7
eigener reflexionsarmer Messraum, 3,5 x 1,8 x 2,2 m (LxTxH)
Axialmessungen, lotrecht zur Mitte der Schallquelle(n), Messabstand 50 cm
Geräuschentwicklung in dBA (Slow) als RTA-Messung
Frequenzspektrum als Grafik
Betriebssystem Windows 10 Pro (alle Updates, Treiber Stand 29.05.2018)

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