Bedeuten heiße Kühler gute oder schlechte Kühlleistung?

[775ocer]

Bedeuten heiße Kühler gute oder schlechte Kühlleistung?

Beispiel:

Nach 2 Stunden Prime ist mein Northbridgekühler so heiß, daß ich mir die Finger verbrenne. Heißt das, er führt die Wärme gut ab oder eher schlecht?
Man könnte schließlich auf 2 Arten argumentieren:

1. Wenn der Kühler heiß ist, leitet er die Wärme vom Chip gut und schnell ab, sodaß der Chip nicht überhitzt. Durch den guten Wärmeübergang zwischen Chip und Kühler (bei Verwendung guter Wärmeleitpaste) ist die Temperaturdifferenz zwischen Chip und Kühler gering. Der Kühler ist heiß, weil er die Wärme des Chips sofort und schnell aufnimmt.

2. Wenn der Kühler heiß ist, leitet er die Wärme vom Chip schlecht und langsam ab, sodaß der Chip überhitzt. Durch den schlechten Wärmeübergang zwischen Chip und Kühler (bei Verwendung von Wärmeleitpads) ist die Temperaturdifferenz zwischen Chip und Kühler (zumindest anfangs) hoch. Anders ausgedrückt, zunächst heizt sich der Chip stark auf, wobei der Kühler die Wärme zunächst kaum aufnimmt, bis eine so hohe Temperatur entsteht, daß das ganze System aus Chip und Kühler überhitzt. Ein weiterer Grund für die hohe Temperatur wäre, daß die Wärmeabgabe an die Umgebungsluft zu langsam ist (wobei man das auch als Argument zur Widerlegung der Behauptung von 1. anführen könnte).

Also, was stimmt nun?

 

[Singlecoreplayer2500+]

AW: Bedeuten heiße Kühler gute oder schlechte Kühlleistung?

Dazu sei folgendes gesagt,
hast du die Temperaturen mal mit irgendwas ausgelesen bzw. beobachtet?
Denn,
nur weil dir es heiss vorkommt wenn du den Finger drauf hast, heisst es nicht, das es auch heiss für den Chip ist.
Denn,
wenn du (oder ich) eine metallische Oberfläche berührst, die über 50°C hat, kommt es dir oder mir heiss vor. Von Temps. um die 60/70°C mal ganz zu schweigen.
Für den Chip ist das aber völlig Latte ...

Also, der Finger und das eigene Empfinden sind das falsche Messmittel um Temperaturen zu ermitteln oder zu beurteilen ob (zu) heiss oder nicht

 

[Gast20140625]

AW: Bedeuten heiße Kühler gute oder schlechte Kühlleistung?

Wenn der Kühler heiß ist, ist die Wärmeübertragung vom Chip zum Kühler vermutlich gut. Aber woher weißt du, dass sie nicht doch schlecht ist und der Chip noch viel heißer?

Andererseits stimmt natürlich wenn der Kühler heiß ist, muss der Chip mindestens genau so heiß sein. Der Kühler ist also eher unterdimensionert.

Also wenn der Kühler heiß ist, ist der Chip definitiv auch heiß. Evtl. sogar noch viel heißer.
Wenn der zu Kühler heiß ist, gibt er die Wärme zu langsam an die Umgebung ab. -> größerer Kühler.

Abgesehen davon, dein Finger ist bei Temperaturen ab 50-60 Grad nicht mehr wirklich zur genauen Temperatureinschätzunge geeignet.
(Fass ich meinen Spawa Kühler an, hab ich das Gefühl "sauheiß, gleich verbrenn ich mich". Die Spawas haben aber nur 70-80 Grad, also absolut kein Problem.)

 

[Dr Bakterius]

AW: Bedeuten heiße Kühler gute oder schlechte Kühlleistung?

Ich kann mich noch so an S. 478 erinnern wo der Kühlkörper in etwa leicht erhöhte Temperatur hatte was ich bei modernen CPUs eher nicht mehr feststelle. Aber gerade beim Chipsatz gab es so ein paar Modelle die ohne Rot zu werden die 50°C locker überschritten. Generell ist es wohl abhängig von der Kühlergröße und der darüber abzuführende Abwärme. Generell würde ich sagen je heißer der Kühlkörper desto schlechter die Abfuhr

 

[SilentMan22]

AW: Bedeuten heiße Kühler gute oder schlechte Kühlleistung?

Lies doch mal die Temperaturen der Northbridgechips aus, dann weißt du ob der Chip zu heißt ist oder nicht.

 

[Cinnayum]

AW: Bedeuten heiße Kühler gute oder schlechte Kühlleistung?

Der Kühler kann maximal so heiß werden, wie die NB.

Der Wärmeaustausch wird mit zunehmender Temperaturdifferenz "besser" (dT/t steigt, für Physiklaien, hatte das auch nur im Nebenfach an der Uni).
Dass der Chip heiß wird, heisst erstmal gar nix. Er könnte kühler werden, wenn die Umgebungsluft kühler ist (für Durchzug im Gehäuse sorgen) oder die Kühleroberfläche vergrößert wird.

Bei der Wärmeabfuhr stellt sich irgendwann im Betrieb ein Gleichgewicht ein, so dass die vom Chip erzeugte Wärme gleich der an die Luft abgegebenen ist. Das kann ein paar °K niedriger liegen, wenn der Übergangswiderstand (maßgeblich von der WLP beeinflusst) kleiner ist. Aber die Welt ist das auch nicht.

Allgemein gilt, dass gut gekühlte Halbleiter einen geringeren Leitwiderstand aufweisen und deshalb weniger "Leistung brauchen". (Innerhalb gewisser Grenzen, das Verhältnis kippt irgendwann um. Aber einer gewissen Temperatur sind weniger freie Ladungsträger vorhanden, was das "ruhigere" Metallgitter dann überwiegt.)

All das zusammen heißt: Wenn du die *besteste* Kühlung der Welt (ohne Außenenergiezufuhr, etwa Kompressorkühlung oder LN2) auf der NB hättest, würde diese auf Gehäuseinnentemperatur bleiben und alle überzählige Wärme sofort an die Luft im Gehäuse abführen.
Wenn du die schlechteste Kühlung hättest, würde sich der Kühler so weit aufheizen, bis der Temperaturdifferenz zur Luft so groß wird, dass die Wärmeaustauschmenge pro Zeit wieder für ein Gleichgewicht reicht. (wenn dir nicht vorher die NB abbrennt)
Dass dein Kühler "sehr heiß" wird, heißt immernoch nicht, dass er schlecht ist. Das hängt auch davon ab, ob er 5W oder 100W Wärmeleistung abführen muss.

 

[775ocer]

AW: Bedeuten heiße Kühler gute oder schlechte Kühlleistung?

Danke für die zahlreichen Antworten und sorry für die späte Rückmeldung.
Ich hatte jetzt kein spezielles Mainboard im Sinn, auf das sich die Frage bezieht, sondern wollte es nur mal so allgemein wissen. Und ja, ich habe immer mit dem Finger drangefaßt, mit etwas Übung denke ich bekommt man ein einigermaßen sicheres Gefühl, ob sich der Kühlkörper im Vergleich (nicht absolut betrachtet) eher kühl oder heiß anfühlt.
Allerdings, um mal ein konkretes Beispiel zu nennen, ich habe ein Abit FP-IN9 SLI Fatal1ty Board mit Nvidia 650i SLI Chipsatz, dessen Kühlkörper sich immer sehr heiß angefühlt haben. Da waren auch dicke Pads drunter. Nachdem ich die Pads gegen MX2 getauscht hatte, sanken die ausgelesenen Temperaturen etwas und auch die Kühlkörper fühlten sich auch etwas kühler an.
Das würde ja dann eher dafür sprechen, daß bei verbesserter Wärmeableitung zwischen Chip und Kühlkörper die Kühlkörper auch kühler bleiben. Andererseits will mir nicht in den Sinn, warum das bei identischer Belüftung des Kühlkörpers so ist. Bei besserer Wärmeleitung zwischen Chip und Kühlkörper kann ja eigentlich die Wärme schneller übertragen werden, folglich müßte in der gleichen Zeit mehr Wärme rausgehen und der Kühlkörper dadurch heisser werden (wie gesagt, bei unveränderter Belüftung des Kühlkörpers). Andererseits ist bei guter Wärmeübertragung die Temperaturdifferenz zwischen Chip und Kühlkörper kleiner, d.h. der Chip überhitzt nicht so leicht durch den Wärmestau. Der Wärmestau würde ja auch wieder den Kühlkörper überhitzen, aber eben erst später und nicht gleich. Also müßte z.B. bei dicken und schlecht leitenden Pads der Kühlkörper anfangs kühler bleiben, aber später dafür viel heißer werden, wenn der Chip aufgrund der schlechten Wärmeübertragung überhitzt.
Aber irgendwie checke ich das trotzdem nicht ganz. Weil im Endeffekt muss doch in der gleichen Zeit die gleiche Wärmemenge raus, also sollte sich doch irgendwann (wenn sich alles gegenseitig aufgeheizt hat, also im thermischen Gleichgewicht ist) die gleiche Temperatur am Kühler einstellen, egal wie gut der Wärmeübergang ist zwischen Chip und Kühler.
Bitte helft mir mal auf die Sprünge...

 

[Addi]

AW: Bedeuten heiße Kühler gute oder schlechte Kühlleistung?

Das würde ja dann eher dafür sprechen, daß bei verbesserter Wärmeableitung zwischen Chip und Kühlkörper die Kühlkörper auch kühler bleiben

Ganz im Gegenteil. Wenn der Wärmeübergang besser ist, wird mehr Hitze zum Kühlkörper transportiert = mehr Hitze.

Wenn ein Kühler heißt wird, heißt es ja nur das die Energie auf jeden Fall schonmal (gut) ankommt.


Zur Hauptfrage

Bedeuten heiße Kühler gute oder schlechte Kühlleistung?

Die Frage ist einfach zu beantworten.

Wenn der Kühler sehr warm wird, heißt es nur das er nicht genug Hitze an die Umgebung abgeben kann und dadurch warm wird.

Ein Kühler der größer und besser ist, gibt viel mehr Hitze an die Umgebung ab, deswegen ist er besser.

 

[Jazzman]

AW: Bedeuten heiße Kühler gute oder schlechte Kühlleistung?

Wie rako81sna schon sagte:Ein heißer Kühler steht eher für zu geringe Kühlleistung, da dieser die Wärme nich schnell genug an die Umgebung abgibt, sich sozusagen staut und immer wärmer wird...

 

[775ocer]

AW: Bedeuten heiße Kühler gute oder schlechte Kühlleistung?

Danke für die Antworten.
Also stellt es sich wohl so dar, daß bei gutem Wärmeübergang der Kühler und damit auch der darunterliegende Chip nach Einstellung des thermischen Gleichgewichts nicht so heiß wird wie bei schlechtem. Wie gesagt bei vergleichbaren Bedingungen, also gleicher Kühler und identische Belüftung.
D.h. in der Praxis, ich kann die Chiptemperatur senken, indem ich den Wärmeübergang verbessere, also z.B. Pads durch Paste ersetze. Und wenn der Chip bzw. der Kühler bei derartig optimiertem Wärmeübergang immer noch zu heiss wird, müsste ich zur Verbesserung der Temperaturen entweder die Kühlergröße oder die Belüftung oder beides vergrößern.
Und es bedeutet scheinbar außerdem, daß z.B. ein größerer, gut belüfteter Kühler mit schlechtem Wärmeübergang zum Chip ähnlich niedrige Chiptemperaturen erzeugen kann (kann!) wie ein kleinerer, weniger stark belüfteter Kühler bei gutem Wärmeübergang zum Chip.

Habe ich jetzt alles richtig verstanden ?