[ERKLÄRUNG] Deswegen sind Grafikkarten mit Custom-Kühler nur bedingt für SLI/Crossfire geeignet

Cook2211

Trockeneisprofi (m/w)
[ERKLÄRUNG] Deswegen sind Grafikkarten mit Custom-Kühler nur bedingt für SLI/Crossfire geeignet

Da hier in letzter Zeit öfter gefragt wird, ob Karten wie die Gainward Phantom oder Asus Direct CU für Multi-GPU geeignet sind, habe ich mich dieser Thematik angenommen, um zu erklären warum das nur bedingt der Fall ist.

Alle Angaben beziehen sich auf den Aufbau des Systems in einem (Standard-) Tower-Gehäuse, mit vertikal verbautem Mainboard.
Schauen wir uns zunächst mal exemplarisch den Kühleraufbau von Referenz-Kühlern und Custom-Kühlern anhand der GTX 580 an:

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Wie ihr anhand der Schaubilder erkennen könnt, ist der Kühleraufbau beim Referenzdesign geschlossen. Der Lüfter zieht Luft aus dem Gehäuse ein, leitet diese zur Kühlung durch die "Innereien" der Graka, und bläst die nun erwärmte Luft durch das Slotblech aus dem Gehäuse heraus.

Im Gegensatz dazu, wird die Hitze bei den Custom-Kühlern über Heatpipes an Kühllamellen geleitet, die dann von zwei oder drei Lüftern gekühlt werden. Die entstehende warme Abluft wird durch den offenen Kühleraufbau dabei komplett ins Gehäuse geleitet, was insgesamt zu höheren Temperaturen im Case führt.
Die Vor- und Nachteile im Einzelnen.

REFERENZ-KÜHLER

Vorteile:

- Kompakter
- Heiße Luft wird aus dem Case befördert
- Preiswerter

Nachteile:

- Lauter
- Teils hohe GPU-Temperaturen unter Last
- Vergleichsweise geringes OC-Potenzial
CUSTOM-KÜHLER

Vorteile:

- Leiser
- Niedrige GPU-Temperaturen
- Hohes OC-Potenzial

Nachteile:

- Teils sehr ausladend (2,5 - 3 Slots)
- Heiße Abluft erwärmt das Gehäuse-Innere
- Teurer
Was das bei einem Multi-GPU Setup in einem Tower-Gehäuse bedeutet, möchte ich euch an zwei Grafiken zeigen:

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Die heiße Abluft wird an der Case-Rückseite abgeleitet. GPU 1 bleibt verhältnismäßig unbelastet von der Temperatur von GPU 2. Gleiches gilt für den CPU-Lüfter und die RAM-Bausteine. Zwar liegen die Temperaturen von GPU 1, durch die Wärme die das PCB von GPU2 abgibt, etwas höher, hält sich aber insgesamt im grünen Bereich.
Zum Vergleich ein Multi-GPU Aufbau mit Custom-Kühlern:

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Hierbei bekommt GPU 1 die gesamte heiße Abluft von GPU 2 ab, die Temperaturen steigen dadurch rapide, und GPU 1 bläst wiederum die eigene heiße Abluft auf den CPU-Kühler und die RAM-Bausteine. Das heißt auch andere PC-Komponenten werden durch ein Multi-GPU Setup mit Custom Kühlern thermisch belastet.
Um zu zeigen was das bedeutet, hatte ich vor einigen Monaten mal einen Temperatur-Test mit einem Coolermaster HAF-X Gehäuse im Unigine Heaven Benchmark gemacht.
Der Testaufbau:

Hardware:

i7 980X @4.2GHz
GTX 580 SLI@Stock mit Gelid Icy Kühler

Lüfterbestückung HAF-X:

In: 1x240mm Front, 1x 200mm Seite (Corsair H70 Rück)
Out: 2x200mm Deckel

Settings Heaven Benchmark:

Extreme Tesselation
16xAF
8xAA

Gemessen habe ich am Ende des zweiten Bench-Durchgangs, alle Lüfter liefen mit maximaler Drehzahl.

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Die Temperatur von GPU 1 erreichte dabei fast das Niveau einer Karte mit Referenz-Kühler, obwohl der Lüfter mit 2100rpm lief und somit nicht gerade leise war. GPU 2 war durchschnittlich 8°C wärmer als im Single-Betrieb.
WAS KANN MAN DAGEGEN TUN?

Ein gut belüftetes Gehäuse ist Pflicht, wenn man trotzdem ein Multi-GPU System mit Custom-Kühlern aufbauen will.
Mit einem Zusatzlüfter kann man dazu noch die Temperaturen etwas mildern:

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ZUSAMMENFASSUNG: DESWEGEN IST MULTI-GPU MIT CUSTOM-KÜHLER GRAFIKKARTEN NICHT UNBEDINGT RATSAM:
- GPU 1 erreicht die Temperatur einer Referenz Karte
> Vorteile der besseren Kühlung gehen verloren.

- Lautstärke steigt aufgrund der höheren Temperaturen an (kann schlimmstenfalls, je nach Kühler, so laut werden wie eine Ref.-Karte)
> Vorteile der besseren Lüfter gehen verloren.

- CPU und RAM werden thermisch zusätzlich belastet
> Beeinträchtigt Temperatur/OC der CPU.

- Temperatur im Case steigt deutlich an
> Auch HDDs usw. werden thermisch belastet.
UNTER DIESEN VORAUSSETZUNGEN KANN MULTI-GPU MIT CUSTOM-KÜHLERN FUNKTIONIEREN:


- Mindestens einen Slot Platz zwischen den Karten

- Gut belüftetes Case mit maximalem Airflow und guter Frischluftzu- und Abfuhr

- Cube-Cases mit horizontal verbautem Mainboard

- Cases mit um 90°C gedrehtem Mainboard (Silverstone)
Ich selber teste gerade zwei Asus GTX580 DCII im SLI und es funktioniert recht gut. Die Temps sind annehmbar und die Lautstärke auch, wenn man nicht zu empfindlich ist.
Es gibt aber auch User hier im Forum User, die massive Probleme mit Multi-GPU und Custom-Kühlern hatten. Eine Garantie, dass es funktioniert gibt es also nicht.
Aus diesem Grund sollte man insgesamt eher von Multi-GPU mit Custom-Kühler abraten, es sei denn man sorgt für die richtigen Vorraussetzungen, was sehr sorgfältig geplant sein will.

Wer Multi-GPU nutzen will, der sollte eher auf Karten mit Referenz-Kühler setzen. Und wenn die Lautstärke ein Problem darstellt, dann führt sowieso kein Weg an einer Wasserkühlung vorbei.

Ich hoffe ich konnte euch die Problematik etwas näher bringen!?
Gruß

Cook2211
 
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AW: [ERKLÄRUNG] Deswegen sind Karten wie die Gainward Phantom nur bedingt für SLI/CF geeignet

D-a-n-k-e Cook2211 für den sehr aufschlußreichen und informativen Bericht :daumen:
Ich möchte dennoch gerne an dem sehr wahrscheinlichen Kauf von 2x MSI N580 GTX Lightning / SLI-Verbund festhalten. Ich bin nicht so'n Freund von Custom-Design :-_-: Jedenfalls pustet ein 140er-Frontgehäuselüfter direkt auf die GraKa-Slots, sollte für ausreichend Frischluft sorgen...
 
AW: [ERKLÄRUNG] Deswegen sind Karten wie die Gainward Phantom nur bedingt für SLI/CF geeignet

D-a-n-k-e Cook2211 für den sehr aufschlußreichen und informativen Bericht :daumen:
Ich möchte dennoch gerne an dem sehr wahrscheinlichen Kauf von 2x MSI N580 GTX Lightning / SLI-Verbund festhalten. Ich bin nicht so'n Freund von Custom-Design :-_-: Jedenfalls pustet ein 140er-Frontgehäuselüfter direkt auf die GraKa-Slots, sollte für ausreichend Frischluft sorgen...

Bitte, bitte!
Du hast mich zwar tatsächlich auf die Idee gebracht das zu schreiben:D, aber gedacht ist der Thread nur, um auf die Problematik hinzuweisen, damit man den Kauf später nicht bereut! Ich bin auf jeden Fall sehr gespannt auf die Lightning. Die macht einen sehr guten Eindruck!
 
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Ich möchte die Frage in dem von mir eröffneten Thread hier noch mal anführen: Ist das verbandeln von 3 Monitoren mit einem SLI-Verbund so möglich: Linker/rechter Monitor DVI, mittlerer Monitor DisplayPort? Ist ja gemäß den Vorgaben von nVidia alles digital...
 
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Ich kann es dir nicht sagen. Ich spiele nur auf einem Fernseher:ugly:
 
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Sehr ersichtlich und schön geschrieben, Danke dafür :daumen:
 
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Ich möchte die Frage in dem von mir eröffneten Thread hier noch mal anführen: Ist das verbandeln von 3 Monitoren mit einem SLI-Verbund so möglich: Linker/rechter Monitor DVI, mittlerer Monitor DisplayPort? Ist ja gemäß den Vorgaben von nVidia alles digital...

Ich kann es dir nicht sagen. Ich spiele nur auf einem Fernseher

Vielleicht hat irgend jemand eine Antwort parat? Wäre wirklich prima!
 
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@Cook2211: Super, endlich mal ne bildliche Aufklärung ;-) Toll, dass du dir die ganze Mühe gemacht hast :daumen:
 
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Klasse, wäre fürs Anheften.
 
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DAnke für den Super Beitrag :daumen:

[X] Dafür :D
 
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Hierbei bekommt GPU 1 die gesamte heiße Abluft von GPU 2 ab, die Temperaturen steigen dadurch rapide, und GPU 1 bläst wiederum die eigene heiße Abluft auf den CPU-Kühler und die RAM-Bausteine. Das heißt auch andere PC-Komponenten werden durch ein Multi-GPU Setup mit Custom Kühlern thermisch belastet.

Wenn deine Zeichnung (und die darauf basierende Argumentation) stimmen würde, dann müsste die Warme Luft durchs PCB tunneln...

Herstellerdesigns mit Top-blower Konfiguration blasen die Luft nicht nach oben raus, sondern i.d.R. in Richtung Front und Seitenwand des Gehäuses. Wohin sie dann strömt, hängt von der Gehäuselüftung ab - hat man z.B. einen absaugenden Lüfter in der Seitenwand (und kann genug Frischluft von vorne zuführen), sollten sich die Karten kaum gegenseitig beeinflussen. (durch die Seite ansaugendes Fanduct wäre noch besser, aber natürlich aufwendig zu bauen und ggf. werden dann andere Komponenten aufgeheizt)
Kombiniert man ein "vorn unten rein/hinten oben raus"-Konzept mit zwei non-DHE-Grafikkarten, d.h. einer 500-600 W Wärmequelle "unten hinten" (da, wo gar kein Lüfter arbeitet), braucht man sich über einen Wärmestau natürlich nicht zu wundern - das gilt in vermindertem Maße aber auch für eine Einzelkarte. Auch da ist ein non-DHE-Kühler auf externe Vorrichtungen und/oder Gehäuselüftung für Transport und Trennung von Warm- und Kaltluft angewiesen. Die Anforderungen sind nur ingesamt etwas geringer, weswegen die meisten Systeme sie auch ohne gezielte Planung erfüllen.

Weitere Punkte, die tatsächlich spezifisch für top-down-Kühler bei Vollbestückung des Boards sind (ob man nun Grafik- oder anderen Karten nimmt, ist erstmal egal, solange sie groß genug sind):
- die "2" oder "3" Slot Hersteller-Kühler benötigen in aller Regel noch einen weiteren Slot, um problemlos Luft ansaugen zu können (d.h. Triple-Slot-Kühler verlieren bei fast allen verfügbaren Mainboards deutlich an Kühlleistung, wenn man zwei nutzen will, weil drei Slot Zwischenraum nicht möglich sind). Die Referenzkühler berücksichtigen dies oft schon (nicht immer), z.B. in dem sie auch Luft auf der PCB-Seite über die Hinterkante der Karte ansaugen.
- Viele Kühler sind schlecht davor geschützt, ihre eigene Abluft wieder anzusaugen, wenn diese sich in der Nähe staut
- Bei einigen überhohen Karten in schmalen Gehäusen hat die Luft gar keine Möglichkeit mehr, unter der Karte zu entkommen, außer in Richtung Front - also der Richtung, aus der eigentlich kalte Luft nachströmen soll
 
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Danke für diesen Beitrag! Wer's jetzt nicht glaubt, ist selber schuld...
 
Wenn deine Zeichnung (und die darauf basierende Argumentation) stimmen würde, dann müsste die Warme Luft durchs PCB tunneln...

1. Sind meine Grafiken natürlich stark vereinfacht, da es mir dann doch etwas viel Arbeit gewesen wäre 3D Grafiken zu erstellen, um diesen Sachverhalt zu erklären:ugly:.

2. Ist es physikalisch nun einmal so, dass warme Luft nach oben steigt, von daher ist meine Darstellung des Airflows durchaus korrekt.

3. Arbeitet auf meinen GTX580 wie schon erwähnt der Gelid ICY Kühler, und wenn man da mal die Hand zwischen die Grakas gesteckt hat, dann war spürbar wie die heiße Luft von GPU2 in Richtung GPU1 strömte

4. Bei Karten wie beispielsweise der Asus DirectCU drückt der Lüfter die Kühlluft durch die Kühllamellen (was auch physikalisch dem Weg der Wärme entspricht, also in eingebautem Zustand nach oben), dabei verlangsamt sich der Luftstrom und entströmt am PCB in Richtung GPU1 oder der CPU, wie sich auch an dem von mir eingefügten Bild der Asus erahnen lässt (wenn man es um 180° dreht).

Von daher stimmt der Sachverhalt im groben so wie ich ihn dargestellt habe. Wie sonst lässt sich denn wohl in meinem Heaven Bench-Test eine Temperaturdifferenz von 17°C zwischen GPU 1 und GPU 2 in einem gut belüfteten Gehäuse wie dem HAF-X erklären????
 
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Ich möchte die Frage in dem von mir eröffneten Thread hier noch mal anführen: Ist das verbandeln von 3 Monitoren mit einem SLI-Verbund so möglich: Linker/rechter Monitor DVI, mittlerer Monitor DisplayPort? Ist ja gemäß den Vorgaben von nVidia alles digital...

Ja das geht. Du connectest alle 3 Monitore an den DVI Connectors der VGA´s (VGA1 2 Displays, VGA2 1 Display). Einen Freund hatte ich Ende letzten Jahres ein 1366 System mit 2x GTX460 2GB zusammengestellt. Er hat es eigenständig zusammengebaut und sein 3x 27 Zöller angeschlossen. Laut seiner Aussage lief alles bestens. Unter Nvidea Systemsteuerung kannst du dann ganz normal die Diplays zuordnen. Ich war mir am Anfang auch nicht sicher, deshalb hatte ich ihn Anfang diesen Jahres gefragt ob es so ging, oder ein Splitter notwendig war.
 
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@ meratheus: Danke für den Tipp :daumen: O.K., 3x mit DVI anstöpseln, alles klar, alles klar. Dann hätte ich ein DisplayPort-Kabel übrig, hm. Es könnte auch mit dem DisplayPort-Kabel funktionieren...? Wahrscheinlich ist es so, Versuch macht kluch...

@ ruyven_macaran & Cook2211: Muss ich mir jetzt Gedanken wegen der thermischen Entwicklung im Gehäuse wegen der geplanten Anschaffung von zwei MSI N580 GTX Lightning machen? Von der Sache her würde ich die beiden GraKa's in die beiden äußersten PCIe-Slots "PCIe x16_1" oben und "PCIe x16_3" (siehe rote Markierungen) unten stecken.
 

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ich bedanke mich auch herzlich für diesen beitrag. :daumen:
 
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Muss ich mir jetzt Gedanken wegen der thermischen Entwicklung im Gehäuse wegen der geplanten Anschaffung von zwei MSI N580 GTX Lightning machen? Von der Sache her würde ich die beiden GraKa's in die beiden äußersten PCIe-Slots "PCIe x16_1" oben und "PCIe x16_3" (siehe rote Markierungen) unten stecken.

Du musst halt schauen, dass du wie auf dem folgenden Bild im Gehäuse unten kühle Luft reinschaufelst, die du oben (und hinten) wieder raus beförderst, am besten, je nach Lüftergröße, mit 2 oder oder mehr Lüftern im Gehäusedeckel, damit sich die heiße Luft nicht oben im Gehäuse staut (und unnötig deine CPU erwärmt).

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Du könntest auch noch überlegen, quasi gegenüber der CPU in den Laufwerksschächten, einen zusätzlichen Lüfter zu verbauen, der für kühle Frischluft für die CPU sorgt.
 
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