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  1. #1
    Avatar von $Lil Phil$
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    [HowTo] Kühlen mit Trockeneis

    Um dem PCGH-Team bei HW-Bot zu einem Zuwachs an Punkten zu verhelfen, habe ich mich entschieden, euch ein Dice-HowTo zur Verfügung zu stellen.
    Ich werde versuchen, die verschiedenen Aspekte möglichst genau zu beleuchten, für Fragen bin ich natürlich auch offen. Berichtet doch eure Erfahrungen und Verbesserungsvorschläge, das würde mich sehr freuen.


    Disclaimer:
    Zitat Zitat von $Lil Phil$
    Durch das Hantieren mit Trockeneis und Kühlflüssigkeiten kann nicht nur die Hardware unwiderruflich beschädigt werden, sondern man kann sich auch selbst verletzten.
    Ich übernehme keine Haftung für Schäden und Verletzungen!

    Inhaltsverzeichnis:




    Allgemeines

    Bevor ihr an das Benchen mit Trockeneis oder mit anderen extremen Kühlmethoden denkt, ist es unabdingbar, ausreichend Erfahrungen zum Übertakten zu erwerben.


    a) Nützliches zum Thema „Benchen“

    Mit einem Benchmark versucht man, die Leistung des Systems zu messen. Bevor man mit dem Kühlen mit Trockeneis beginnt, sollte man mit den verschiedenen Programmen (und besonders den Tweaks/Optimierungen) unter normaler Luft- bzw. Wasserkülung schon reichlich Erfahrungen gesammelt haben.

    Hier im Forum haben sich schon einige User mit den einzelnen Benchmarkprogrammen auseinandergesetzt:



    Auch der Eisteiger-Guide für HWBot muss an dieser Stelle unbedingt erwähnt werden.
    Vergesst nicht, euch für das PCGH-Team anzumelden .


    b) Was ist Trockeneis, und warum wird damit gekühlt?

    Trockeneis (auch DICE genannt, engl. Dry Ice) ist gefrorenes, festes Kohlenstoffdioxid. Eine für Bencher interesante Eigenschaft ist, dass es bei Erwärmung nicht schmilzt, sondern sofort sublimiert.
    (Für diejenigen unter uns, die in Chemie nie aufgepasst haben: Es tritt umgehend, also ohne zu schmelzen, vom festen Zustand in den gasförmigen über.)
    Die ungefähre Temperatur von Trockeneis ist -78,5°C.
    Wie beschrieben, Trockeneis ist fest (in Pelletts, Blöcken etc.) und deswegen einfach zu handhaben, zu lagern, zu transportieren und auch zu beschaffen.
    Die Gefahren im Umgang mit Trockeneis werden später behandelt – bitte unbedingt beachten.




    Vorbereitungen


    a) Das System

    Als erstes sollten wir einen Blick auf die Komponenten des Benchsystems werfen, besonders auf die CPU. Es ist nämlich von großer Bedeutung, dass der sogenannte Coldbug (unter einer bestimmten Temperatur arbeiten Prozessoren nicht mehr) nicht zu hoch liegt. Der Coldbug ist neben Kondensation nämlich unser Feind Nummer eins: Wenn der Rechner in einer Tour nur abstürzt, weil die Temperatur unter einen bestimmten Wert gefallen ist, ist das ziemlich nervtötend.
    Das Problem hierbei ist auch, dass man es vorher nie weiß, deswegen ist es umso ärgerlicher, wenn der CB zu hoch liegt.

    Erfahrungsgemäß lässt sich sagen, dass fast jeder Athlon X2 und Phenom I für Trockeneis ungeeignet ist, da der Coldbug teilweise schon im positiven Temperaturbereich liegt.
    Dem Phenom II wurden aber schon vor dem Release herausragende Eigenschaften für Extreme-OC vorrausgesagt – das hat sich dann auch bestätigt. Selbst unter Helium arbeiteten die Phenom II noch weiter.

    Mit einem Core 2 Duo oder Quad ist man meistens für Trockeneis auf der sicheren Seite, allerdings gibt es natürlich auch hier schwarze Schafe. Hier sollte man allerdings vorher die sogenannte FSB-Wall ausloten, da das auch ein spaßbremsender Faktor sein kann. Unter Trockeneis verschiebt sich diese zwar noch etwas nach hinten, allerdings ist das auch von Fall zu Fall unterschiedlich weit.

    Grundsätzlich lässt sich aber trotzdem (leider) sagen, dass es Ausnahmen gibt. Wie anfangs erwähnt: Man weiß es eben vorher nicht.

    Da man den Pot nachfüllen muss, baut man das System offen auf. Das Mainboard wird am besten auf ein Stück Schaumstoff, zB. Moosgummi oder Armaflex gelegt und die restlichen Komponenten eingesetzt. Ein kleines Stückchen Radiergummi kann helfen, die Grafikkarte im Slot zu fixieren.




    b) Der Pot

    Mit dem Begriff „Pot“ bezeichnet man das Gefäß, das auf der CPU befestigt wird und in das man das Trockeneis und die Kühlflüssigkeit hinein gibt. Ein Pot ist aus Aluminium und/oder Kupfer gefertigt.
    Pötte komplett aus Aluminium, aus Aluminium mit Kupferkern oder komplett aus Kupfer sind mögliche Ausführungen, wobei letztere natürlich teurer, schwerer und besser sind.

    Manche Stimmen sagen, dass man nur Wärmeleitpaste auf Silikonbasis verwenden sollte, da andere nicht für tiefe Temperaturen geeignet seien. Ich hab mich bis jetzt immer daran gehalten, deswegen kann ich hierzu nichts sagen.
    Boris Küntzler (stummerwinter) aus der Awardfabrik hat sich hier mit dem Thema WLP in extremer Kälte beschäftigt und verschiedene Pasten getestet. Demnach geht die Arctic Silver 5 und die Arctic Ceramique als Empfehlung hervor.







    Hier findet man auch noch viele Bilder zu Pots:
    Galerie: LN2/Dice-Container


    c) Das Thermometer

    Das Thermometer spielt bei Trockeneis eher eine untergeordnete Rolle, wenn der Coldbug ausreichend tief liegt.
    Meine erste Trockeneis-Session haben ich und meine Hardware ohne Thermometer auch problemlos überstanden.
    Normalerweise wird der Temperaturfühler an einer Einkerbung am Pot o.ä. angebracht. Das heißt natürlich, dass die eigentliche Temperatur der CPU höher liegt als die auf dem Thermometer angezeigte.
    Ein Thermometer sollte bis höchstens -80°C gehen, wenn man dann mal auf Stickstoff umsteigen will, höchstens ~-180°C und eventuell einen Austausch des Temperaturfühlers ermöglichen.


    d) Die Isolierung des Mainboards und des Pots

    Nun kommen wir zu dem fast wichtigsten Teil der Vorbereitungen: Die Isolierung.
    Der Pot wird am besten mit einer Armaflexmatte (ab10mm Dicke, nicht klebend) isoliert, welche man mit Isoliertape zu der passenden Form bringt. Zur Sicherheit sollten möglichst wenige Stellen frei stehen, da herabfallender/s Schnee/Eis die Hardware beschädigen könnte.
    Um die Isolierung aus Armaflex ist es oft empfehlenswert, einige Lagen aus Küchenrolle zu legen. So wird das Kondensat, das sich evtl. am Armaflex bildet, aufgefangen und kann nicht hinunter zum Mainboard fließen.

    Bei der Isolierung des Mainboards sollte man besonders sorgfältig vorgehen, denn Kondensatbildung ist hier wegen der Gefahr von Kurzschlüssen am gefährlichsten.
    Ich werde nur auf die üblichste Methode, die Isolierung mit Armaflexmatten, eingehen.
    Auch hier werden meistens Armaflexmatten (etwa 10mm Dicke, nicht klebend) verwendet.
    Das Isolierungsstück sollte etwa bis zum oberen Rand des Mainboards, bis zu den Rambänken und bis zu (dem Kühler) der Northbridge reichen. Wenn man das Armaflex mit vorsichtigem Druck auf das Mainboard drückt, sieht man kurz die Stellen, die ausgeschnitten werden müssen, u.a. der CPU-Sockel, Spannungswandler, Kondenstaoren und weitere Bauteile. Mach ein paar mal Aufdrücken und Ausschneiden sollte sich das Armaflex ohne Luftlücke an das Mainboard anpassen.
    Ist die Armaflexmatte dünn genug, kann man sie (bei Sockel 775) unter die Halteklammer der CPU drücken, falls nicht, sollte man darauf achten, dass sich keine Luftbrücke bildet.



    Kleine Stücke Armaflex oder Küchenrolle dienen dazu, kleine Lücken, etwa zwischen Kondensatoren, abzudichten. Mit einem Zahnstocher kriegt man das imo ganz gut auf die Reihe.





    Dann gibt es noch Isolationsmöglichkeiten wie Knetgummi, Plastikspray, Vaseline, Isoliertape, Moosgummi, Krepppapier oder gar nur Küchenrolle, welche aber Meinung nach nicht der Version mit Armaflex vorzuziehen sind.






    e) Die Kühlflüssigkeiten

    Eine Kühlflüssigkeit ist wichtig, da so das Trockeneis optimalen Kontakt zum Kühlkörper herstellen kann.
    Selbstverständlich sollte der Gefrierpunkt der Flüssigkeit unterhalb des Gefrierpunktes von Trockeneis liegen ...
    Sehr beliebt ist reines Isopropanol, da es sehr einfach zu beschaffen ist (z.B. aus der Apotheke). Der Gefrierpunkt liegt bei -88°C und ist somit ausreichend tief.
    Ethanol (>~90% Reinheit) eignet sich dafür auch und der Gefrierpunkt liegt bei -114°C.
    Andere Flüssigkeiten mit einem Gefrierpunkt unter dem von DICE sollte aber auch ihren Zweck erfüllen. Auf mögliche Geruchsbildung und Gefahren ist zu achten.

    f) Das Trockeneis: Quellen, Mengen, Umgang

    In dem Raum, wo das Trockeneis gelagert und/oder zum Kühlen verwendet wird, sollte man für eine gute Belüftung sorgen. Kohlenstoffdioxid an sich ist nicht gefährlich, verdrängt aber den Sauerstoff in Bodennähe. Am besten ist also eine Lagerung im Freien.
    Am einfachsten wird das Trockeneis in einer Styroporbox gelagert. Sehr wichtig ist es, dass es nicht in einem luftdichten Gefäß aufbewahrt wird, da sich sonst ein zu hoher Druck bilden kann und das Gefäß platzen könnte.
    Am besten man lässt das Trockeneis in der Styroporbox und nutzt eine Isolierkanne zum Transport in den Pot.
    Fasst man es zu lange mit der Hand an, können sich schmerzende Kälteverbrennungen bilden, also ist Vorsicht geboten.

    Die benötigte Menge hängt stark vom verwendeten Pot und Prozessor ab.
    Über 20KG sind oft empfehlenswert.

    Beliebte Anlaufquellen sind zum Beispiel Universitäten, Firmen, die mit Trockeneis arbeiten (Kältetechnik etc.), oder im Falle der Fälle Internetseiten wie Trockeneis-direkt.de by Cleanas e.K..

    Für das Kühlen im Pot sind etwa 3mm große Pellets seht gut geeignet, die sie viel Fläche zur Wärmeübertragung bieten.


    g) Der Zusammenbau: Eine letzte Betrachtung

    Werfen wir also vor dem (Schnee-)Sturm noch einen kritischen Blick auf unser Werk.
    Das System ist lauffähig (bitte vorher testen ), der Pot ist dicht und montiert, isoliert, genauso wie das Mainboard. Das Thermometer ist betriebsbereit, falls vorhanden, das Trockeneis steht bereit, die Hände schwitzen, alles ist in Butter.
    Die maximalen Taktraten unter Luft sind bereits ausgelotet, ein Bench-OS eingerichtet und getweakt.
    Es kann also los gehen...
    Vor dem Befülen des Pots sollte man das System allerdings noch einmal "trocken" starten, sodass man die Korrekte Montage des Pots und eine gute Verteilung der WLP überprüfen kann.






    Durchführung


    a) Befüllen des Pots

    Bevor man das System dann erneut startet, gibt man ein wenig (~10-15% des Pots) Trockeneis in den Pot und schüttet etwas von der Kühlflüssigkeit hinzu. Gebt Achtung vor Sprudeln, -70°C kalter, reiner Alkohol ist nicht gut fürs Auge. Danach kann man noch etwas Flüssigkeit und Trockeneis hinzugeben, sodass der Pot in etwa zu 3/5 voll ist. Mehr als 1/3 voll mit Kühlflüssigkeit muss er aber nach meiner Erfahrung nicht sein, wobei ein wenig mehr auch nicht schaden sollte.
    Wenn das System dann gestartet ist und ihr durch die Benchmarks jagt, vergesst auf keinen Fall das Nachfüllen mit Trockeneis . Eventuell muss man mit einem (Holz-)Stab etwas nachschieben und Klümpchenbildung verhindern.

    Und nur nebenbei: Keine Art von Kühlung ist eine Freikarte für unendlich hohe Spannungen.


    b) Demontage des Systems

    So, nachdem das Trockeneis aufgebraucht ist, würde ich ziemlich schnell den Strom vom System nehmen.
    Nachdem der Pot demontiert wurde (bei mir war er etwas festgefroren, mit einer geschickten Bewegung aber kein Problem), und die Isolierung vom Mainboard entfernt wurde, muss die Hardware am besten schnell trocknen.
    Abhängig von der Befestigung der CPU reißt man diese u.U. auch mit heraus, deswegen ist Vorsicht geboten, da Pins verbogen werden könnten. Wenn sich der Pot erwärmt hat, kann die vorher fest gefrorene CPU vorsichtig entfernt werden.
    Ein Methode des Trocknens wäre der Backofen bei Umluft, ca. 50°C und geschlossener Klappe (sofern auf den Temperatursensor des Backofens einigermaßen Verlass ist), einer andere (und meine favorisierte) der Föhn. Beim Föhn sollte man aber nicht zu nah an die HW gehen, teilweise werden die nämlich ziemlich heiß.
    So, die HW noch vorsichtshalber eine halbe Stunde auf der Heizung trocknen lassen und auf Funktionalität prüfen .

    Disclaimer:
    Zitat Zitat von $Lil Phil$
    Durch das Hantieren mit Trockeneis und Kühlflüssigkeiten kann nicht nur die Hardware unwiderruflich beschädigt werden, sondern man kann sich auch selbst verletzten.
    Ich übernehme keine Haftung für Schäden und Verletzungen!
    Für Erfahrungen, konstruktive Kritik, Lob, Verbesserungen bin ich natürlich wie immer offen.
    Geändert von $Lil Phil$ (25.09.2009 um 21:36 Uhr) Grund: Allg. Aktualisierungen, Überarbeitung

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  2. #2
    Avatar von $Lil Phil$
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    AW: [HowTo] Kühlen mit Trockeneis

    Changelog:
    25.09.2009: Allg. Aktualisierungen, Überarbeitung
    24.02.2009: Bilder gefixt
    07.01.2009: Ergänzt: "trockenes" Anfahren, WLP-Test auf AwardFabrik; Entfernt: Vcore-Empfehlungen (Thx an KvD)
    03.01.2009: Erste Version
    Geändert von $Lil Phil$ (25.09.2009 um 21:27 Uhr)

  3. #3

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    AW: [HowTo] Kühlen mit Trockeneis

    sehr gute arbeit, kann ich nicht anders sagen - großes lob


  4. #4
    Avatar von schrotflinte56
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    AW: [HowTo] Kühlen mit Trockeneis

    gute arbeit...
    irgendwann wenn ich gross bin werde ich auch mal mit dice benchen

    mfg
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  5. #5
    Avatar von G.Skill
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    AW: [HowTo] Kühlen mit Trockeneis

    Haste fein gemacht
    Ne,echt sauber.
    Gut Erklärt und schöne Bilder





  6. #6

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    AW: [HowTo] Kühlen mit Trockeneis

    Sehr gutes How-To . Blos habe ich momentan leider nicht die möglichkeiten sowas durchzufürhren.

    mfg,
    Mexxim

  7. #7
    Avatar von Hyperhorn
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    AW: [HowTo] Kühlen mit Trockeneis

    Die Fotos sind leider etwas unscharf, aber ansonsten ist das gelungen.
    Vielleicht könnte man noch ein-zwei Sätze zur WLP miteinfügen. Zudem wäre ein Hinweis zum schnellen Auftauen gerade im Hinblick auf CB-geplagte CPUs nicht verkehrt.
    Zitat Zitat von $Lil Phil$ Beitrag anzeigen
    Bevor man mit dem Kühlen mit Trockeneis beginnt, sollte man mit den verschiedenen Programmen (und besonders den Tweaks/Optimierungen) unter normaler Luft- bzw. Wasserkülung schon reichlich Erfahrungen gesammelt haben.
    Das kann ich nur unterstreichen. Auf die Art und Weise kann man auch mit eher schlechteren CPUs @hbwot trotz MHz-Nachteil oft noch viel reißen.

  8. #8
    Avatar von $Lil Phil$
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    AW: [HowTo] Kühlen mit Trockeneis

    @ all

    Dankeschön

    Zitat Zitat von Hyperhorn
    Vielleicht könnte man noch ein-zwei Sätze zur WLP miteinfügen. Zudem wäre ein Hinweis zum schnellen Auftauen gerade im Hinblick auf CB-geplagte CPUs nicht verkehrt.
    Das heißt konkret?

    Zitat Zitat von $Lil Phil$ Beitrag anzeigen
    Manche Stimmen sagen, dass man nur Wärmeleitpaste auf Silikonbasis verwenden sollte, da andere nicht für tiefe Temperaturen geeignet seien. Ich hab mich bis jetzt immer daran gehalten, deswegen kann ich hierzu nichts sagen.

    [...]

    Nachdem der Pot demontiert wurde (bei mir war er etwas festgefroren, mit einer geschickten Bewegung aber kein Problem), und die Isolierung vom Mainboard entfernt wurde, muss die Hardware am besten schnell trocknen.

  9. #9
    Avatar von der8auer
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    AW: [HowTo] Kühlen mit Trockeneis

    Sehr guter Guide Schön geschrieben und erklärt.

    Du solltest vielleicht noch etwas im Bezug auf den Coldbug schreiben. Vorallem bei AMD CPUs ein Problem. Kommt bei Intel zwar selten vor aber mein erster E8600 hatte seltsamer Weise einen CB bei -30°C...

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  10. #10
    Avatar von CrashStyle
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    AW: [HowTo] Kühlen mit Trockeneis

    Zitat Zitat von der8auer Beitrag anzeigen
    Sehr guter Guide Schön geschrieben und erklärt.

    Du solltest vielleicht noch etwas im Bezug auf den Coldbug schreiben. Vorallem bei AMD CPUs ein Problem. Kommt bei Intel zwar selten vor aber mein erster E8600 hatte seltsamer Weise einen CB bei -30°C...
    Ja sehr gut Erklärt! Alles drin was man wissen sollte.
    Freundliche Grüße CrashStyle


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