Test [Update: CPU geköpft+Flüssigmetall] Kurzer Erfahrungsbericht: Erste Wakü (GPU+CPU) in Mini-ITX PC

Kurzer Erfahrungsbericht: Erste Wakü (GPU+CPU) in Mini-ITX PC



Update 1+2 im Kommentar 7



Das zweieinhalb Jahre alte System habe ich jetzt auf eine Wasserkühlung umgerüstet. Als Zwischenschritt hatte ich für ca. ein halbes Jahr die AiO-Wasserkühlung Corsair H55 auf der Grafikkarte als Kühler eingesetzt. Die relevanten Komponenten des Systems sehen folgendermaßen aus:
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Gehäuse Mini-ITX LianLi Q08
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Asrock H77M-ITX
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Xeon 1230V2
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Asus GTX 670DCII
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Be Quiet Straight Power E9 400 Watt
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Die Komponenten der Wasserkühlung sind:
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EK Water Blocks EK-Supreme LTX - Acetal+Nickel CSQ
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EK Water Blocks EK-VGA Supremacy - Acetal
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Bitspower DDC Mini Tank
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Alphacool Laing DDC310 - Single Edition - silber
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Alphacool NexXxoS ST30 Full Copper 120mm
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Alphacool NexXxoS ST30 Full Copper 140mm
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Phobya Temperatursensor Innen-/Außengewinde G1/4 mit Display (blau)
Masterkleer Schlauch PVC 11/8mm (5/16"ID) Clear
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Koolance Ablasshahn G1/4
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Innovatek Protect Fertiggemisch by Aquatuning 1000ml
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Aquacomputer Shoggy Sandwich
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11/8mm Anschraubtüllen
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Noctua NF-A9x14 PWM Lüfter - 92mm
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Noiseblocker BlackSilent Pro Fan PK-PS - 140mm
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Prolimatech Ultra Sleek Vortex, schwarz - 120mm
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Als ersten seht ihr ein paar Fotos die den schrittweisen Einbau zeigen, dann komme ich zu den Schwierigkeiten beim Zusammenbau, zu den Ergebnissen der Kühlleistung und abschließend zu einem Ausblick und dem Fazit. Die Lüfter an den Radiatoren in der Front (140mm) und im Deckel (120mm) sind jeweils ausblasend montiert. Der Lüfter im Deckel drückt die Luft durch den Radiator, der Lüfter in der Front des Gehäuses saugt die Luft durch den Radiator an. Eine Anordnung des Lüfters wie im Deckel war hier leider wegen den Platzverhältnissen nicht möglich. Ein GPU-Komplettkühler für die Asus GTX 670DCII war leider nicht mehr erhältlich, weder bei EKWB noch auf Ebay. Die Reihenfolge der Komponenten sieht folgendermaßen aus: AGB --> GPU-Kühler --> 140mm Radiator --> CPU-Kühler -->120mm Radiator --> AGB.
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Der Rechner in Bildern
(mehr davon findet ihr in der Galerie meines Profils)


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Aufgetretene Probleme


Die Rändelmuttern des CPU Kühlers waren nicht im Lieferumfang enthalten, folglich konnte ich ihn nicht festziehen. Die auf Nachfrage von Caseking nachgelieferten Muttern hatten die falsche Größe. Ich habe dann einfach vorhandene Flügelschrauben mit Unterlegscheiben verwendet.
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Während des ersten Befüllens des Kreislaufes war eine Tülle am AGB undicht und musste ersetzt werden. Die Überwurfmutter des undichten Anschlusse habe ich im AGB zweckentfremdet um den Schwamm im AGB unter Wasser zu halten. Der Schwamm verhindert zum einen das Ansaugen von Luft und zum anderen Störgeräusche durch das einfließende Wasser.

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Nachdem die Temperaturen der CPU höher waren als erwartet habe ich den Kreislauf entleert und die Kontaktfläche des Kühlers mit der CPU kontrolliert. Der Kontakt war nur zum Teil vorhanden. Durch das Drehen des Kühlers um 90° hatte der Kühler dann schließlich besseren Kontakt zur CPU, wobei ich anhand der Kühlergebnisse der CPU unsicher bin, ob nicht vielleicht noch Optimierungsbedarf besteht.



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Beim zweiten Befüllen gab es dieses Mal eine undichte Stelle am Ablasshahn. Der Dichtring der Anschraubtülle war noch in Ordnung, aber der Schlauch hatte sich im Innern vermutlich etwas gelöst. Durch erneutes Ablassen und anschließendes Befüllen lief der Kreislauf endlich wie geplant.
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Temperaturverlauf

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Als Benchmark habe ich Crysis 3 verwendet. Das Spiel lastet die Grafikkarte aus und nutzt alle acht Threads der CPU. Die beiden Radiatorlüfter liefen mit ca. 800 U/min, die beiden Lüfter zur Kühlung der Bauteile auf der Grafikkarte mit ca. 1000 U/min. Die Wassertemperatur betrug zu Beginn 26°C und erhöhte sich auf 41°C. Die Umgebungstemperatur betrug 21°C.
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Als Benchmark nutzte ich die folgende Szene aus Crysis 3:


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Nach 45 Minuten sah die Temperaturentwicklung der CPU und GPU wie folgt aus:



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Mir ist nicht klar weshalb die GPU besser gekühlt wird als die CPU, obwohl die GPU mehr Wärme erzeugt. Ich habe denn Kreislauf durch Kippen des Gehäuses in alle vier Richtungen entlüftet und der CPU Kühler hatte in einem Test der PCGH Ausgabe 08/2014 gut abgeschnitten. Vielleicht habt ihr ja eine Vermutung woran es liegen könnte.

Die Temperaturen fallen im Vergleich zu eher üblichen Wasserkreisläufen mit einer größeren Kühloberfläche durch mehr Radiatoren deutlich höher aus, allerdings gab es zu meiner vorherigen Kühllösung eine spürbare Verbesserung. Mit dem Gesamtergebnis aus akzeptablen Temperaturen zusammen mit der geringenen Gesamtlautstärke bin ich sehr zufrieden. Die Wahl von hochwertigen Lüftern hat sich ausgezahlt.

Zum Vergleich zeigt die linke Abbildung den Temperaturverlauf mit dem CPU Luftkühler Prolimatech Samuel 17 zusammen mit einem 120mm Lüfter Be Quiet Silent Wing 2 und dem originalen GPU-Kühler Asus DCII. Das war die Ausgangsbasis, die für den Rechner für 2 Jahre zum Einsatz kam. Das rechte Bild stellt das Ergebnis nach dem bereits erwähnten Kühlerwechsel auf der Grafikkarte durch die AiO-Wakü Corsair H55 dar. In allen drei Szenarien habe ich die Lüfter mit ähnlichen Lüfterdrehzahlen betrieben.



[Erfahrungsbericht] Einfluss der GPU-Abwärme auf die CPU-Kühlung (Mini-ITX, AiO-GPU-Wakü)
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Ausblick

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Ich möchte diese Jahr noch die Grafikkarte durch ein schnelleres Modell ersetzen. Sie sollte unter Spielelast eine ähnliche Leistungsaufnahme wie meiner Asus GTX 670DCII besitzen und damit bei ca. 160 Watt liegen, um das 400W Netzteil nicht zu überfordern und das System bei Lüfterdrehzahlen von ca. 800 U/min ausreichend zu kühlen. Wenn ich mich nach den Angaben des PCGH Einkaufsführes in den PCGH-Heftausgaben richte, liegen die aufgeführte GTX 970 und die beiden GTX 980, alle drei jeweils im Refernzdesign und out-of-the-box ohne Übertaktung unter Spielelast zwischen 160-170 Watt. Allerdings ist mir die GTX 980 mit 500€ zu teuer und die GTX 970 hat das bekannte Speicherproblem. Die AMD R9 290 und 290X liegen jeweils jenseits einer Leistungsaufnahme von 200 Watt. Hier hätte ich noch die Möglichkeit die CPU aus dem Wasserkreislauf herauszunehmen, um die 140mm und 120mm Radiatoren allein zur Kühlung der Grafikkarte verwenden zu können. Als Ersatz käme dann wieder der bisherige CPU-Luftkühler Prolimatech Samuel 17 mit einem Be Quiet Silent Wing 2 Lüfter zum Einsatz. Mit einer endgültigen Entscheidung warte ich noch den Release der AMD 380/380X/390/390X ab.
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Fazit
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Der Zusammenbau hat viel Spaß gemacht, auch wenn durch die Probleme größere Frustmomente dabei waren. Das lässt sich aber bei der ersten eigenen Wasserkühlung, die in ein Mini-ITX Gehäuse eingebaut werden soll, wahrscheinlich nur schwer vermeiden. Ich werde einem wassergekühlten Rechner in Zukunft definitiv treu bleiben.
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Update 1


Da ich mit der Temperatur der CPU unter Last nicht zufrieden war, habe ich die den IHS der CPU entfernt (=die CPU geköpft).



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Ich habe mich für die Schraubstock+Hammer-Methode entschieden, was auch gut funktioniert hat. Allerdings waren eher 15 Hammerschläge als die üblichen 3 Schläge nötig, um den IHS vom PCB zu entfernen.

Als Wärmeleitpaste habe ich Arctic Silver MX-2 verwendet und den IHS weggelassen, um einen direkten Kontakt zwischen CPU und Kühler herzustellen. Das alte Silikon habe ich vom PCB nicht entfernt, da es den Kontakt zwischen CPU und Kühler nicht verhindert hat.

Der Belastungstest lief wieder identisch ab: Der Wasserkreislauf mit GPU und CPU wurde 45 Minuten mit Crysis 3 belastet, die CPU-Spannung betrug 0,944V, der Takt aller vier Kerne lag bei 3,5 GHz, die Drehzahl der Radiatorenlüfter betrug 800 U/min.

Ergebniss: Die GPU-Temperatur veränderte sich nicht, die CPU-Temperatur sank um 5°C.

Die Verbesserung ist für eine CPU mit einer geringen Wärmeabgabe ganz in Ordnung. Im PCGH Test hatte ein Xeon 1230V2 (Ivy Bridge) in der Integer-lastigen Videokonvertierung mit x264 HD eine Leistungsaufnahme von 100 Watt, ...

Xeon E3-1230 v2 im Test: Core-i7-Leistung für nur 200 Euro

... mein Xeon 1230V2 liegt durch die geringere Spannung und geringere Auslastung durch Crysis 3 wahrscheilich eher im Bereich von 80 Watt. Eine höhere Temperaturdifferenz kann man eigentlich nur bei höheren Spannungen (=mehr Abwärme) erwarten.



Update 2


Ich habe die WLP Arctic Silver MX-2 durch die Coollaboratory Liquid Ultra (=Flüssigmetall) ersetzt. Die Liquid Ultra lässt sich sogar leichter auf dem Die verteilen als die Arctic Silver MX-2.

Die Temperaturen haben sich durch den Wechsel des Wärmeleitmittels aber leider nicht weiter verbessert.




Da das Entfernen des IHS gut funktioniert hat werde ich in Zukunft bei meiner CPU, wenn deren Die mit dem IHS nicht verlötet ist, über diese Methode den Wärmtransport verbessern.
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