Kühlerleistung - keine Angabe der Wärmewiderstandes?
Hello to all,
bei allem, was ich hier über Kühler und Kühlung lese, und bei (fast) allen Produktempfehlungen für irgend etwas zum Thema Kühlung vermisse ich etwas: Die Angabe eines Wärmewiderstandes. (für jedes beteiligte Teil)
(Die Berechnungen zum Thema Wärmewiderstand kenne ich aus dem Bereich Leistungshalbleiter. Damit legt man Kühlkörpergrößen unter Einsatzbedingungen /passiv;aktiv; Umgebungstemperatur; halbleitertemperatur, Verlustleistung ..../ fest. Umgekehrt kann man damit sehr einfach planen, was für ein Kühlkörper nötig wäre, weil man nur beide Temperaturen sowie die Verlustleistung kennen muss.)
Woher kommt das? Ist das ungewohnt, unbekannt oder einfach nicht Usus?
Stattdessen findet man Lüfterdrehzahlen und Luftmengen......
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Dieser folgende Abschnitt wird regelmässig auf den aktuellen Stand aktualisiert, Erläuterungen im Thread.
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Aus diese Thread hat sich eine Methode entwickelt, mit der man WLP, Kühler, seine Lüftung und die Gehäuselüftung ziemlich gut in ihren Wirkungen beurteilen kann, mt einigen wenigen einfachsten Versuchen.
Verwendet werden nur einfachste Berechnungen - abziehen von 2 Werten, und teilen, das sollte jeder können. Und noch etwas - der Versuch geht schneller als das lesen hier !!
Diese Versuchsschritte und ihre Auswertung sind nachfoldend beschrieben. Weiterhin gibt es eine Liste von bereits bekannten Fällen, mit denen man seine eigenen Werte vergleichen kann.
Bitte erst die gesamte Anleitung lesen, dann machen !
Wichtig: Es ist für einer ersten Versuch NICHT notwendig, den Rechner mit vollem OC / maximaler CPU-Verlustleistung laufen zu lassen! Der Versuch sollte so ausgelegt werden, dass die sicheren Temp-Werte nicht überschritten werden. Wenn während des Versuchs die sicheren Temps überschritten werde -> Abbrechen !
Dann entweder mit den bereits ermittelten Zahlen die WLP beurteilen (das geht dann schon).
Oder den Versuch mit verringerter Leistung wiederholen.
Versuchsbeschreibung
Benötigt:
- HW Monitor oder vergleichbares Programm, (benötigt wird schnelle und zuverlässige Anzeige von CPUtemp und von der CPU (!) Verlustleistung)
- Prime95 oder verglichbarer Vollast-Erzeuger. Typ ist egal, es interessiert nur die konstante Belasung, die er erzeuigen soll.
Durchführung:
Der Rechner sollte eine Weile (1/2 h) eingeschaltet sein, aber ohne Dauerlast wie Gaming oder so. Dabei soll er die Innentemperaturen erreichen, die er bei Leerlauf hat.
Nun holt man sich Prime95 und HWmon so auf den Desktop, dass man beide Fenster gelchzeitig sehen kann.
a) Nun notiert man:
- Cpu Core temp, einen Mittelwert aus den verschiedenen Anzeigen, (T_cpu_idle)
(auch für alle weiteren Temps bildet man einen Mittelwert über die Cores)
- die CPU-Verlustleistung beim Idle (P_idle)
b) Nun startet man Prime. Man sieht, dass die Coretemp SPRUNGhaft steigt , und der erste feste Wert innerhalb von 2 Sekunden wird notiert(T_cpu_1), ausserdem die CPU-Verlustleistung, die nun anliegt (P_Last).
c) Man wird sehen, dass die Core-Temps langsam steigen. Prime laufen lassen, bis der Anstieg zum Stillstand gekommen ist. das sollte nach 5-15 Minuten der Fall sei. Jetzt die CPU-Temp notieren (T_cpu_2).
d) Prime abschalten. Die Core-Temp wird SPRUNGHAFT sinken, und wieder wird der Wert notiert, der sich binnen 2 Sekunden einstellt (T_CPU_3).
Auswertung
1) Kontrollrechnung:
Die Differenzen der Temperaturen (T_cpu1 - T_cpu_idle) und (T_cpu3 - T_cpu_2) sollten (möglichst) gleich sein. Wenn das nicht so ist, stimmt etwas mit dem Messungsablauf oder den Temperaturanzeigen nicht, oder es wird durch andere Wärmequellen im Gehäuse verfäscht.
2) CPU und Wärmeleitpaste
Man berechnet (T_cpu1-Tcpu_idle)/(P_last - P_idle)
(In Worten : Die Differenz der Leistungen geteilt dirch die Differenz der Temperaturen 1. Sprung minus Idle)
Dabei sollte eine Zahl rauskommen, die irgendwo zwischen 0,1 und 0,3 liegen sollte. Das ist der Wärmewiderstand der CPU inklusive Wärmeleitpaste. Bei schlechter WLP liegt der Wert höher. Die Prozessoren (bzw. deren Anteil) verhalten sich unterschiedlich, man muss zur Beurteilung also den Proz.Typ kennen.
Vergleichswerte sind weiter unten gesammelt.
Ich brauche Eure Werte !
3) Gehäuselüftung
Eine Beurteilung der Gehäuselüftung bekommt man aus der Differenz zwischen (T_cpu3 - T_cpu_idle) .
Das ist in etwa die Erhöhung der Innentemperatur des Rechners, gemessen an der CPU-Oberfläche.
Diese Differenz ist also die Temperatur differenz, um die die Innenluft des Gehäsues mitsamt seiner Komponenten wärmer geworden sind. Diese Differenz schlägt 1:1 auf die Core-Temp durch, wenn der Kühler seine Luft innen aus dem Gehäuse bezieht.
Wenn der Kühler seine Luft direkt von aussen bezieht oder aussen angebracht ist (Wasserkühler...) gilt das nicht !
Vorläufig würde ich für diese Temp-Differenz ein Limit von 10 Grad angeben - bei größeren Differenzen lohnt sich eine Verbesserung der Gehäuselüftung.
(Update: Die Bewertung dieses Punkt 3 steht noch unter Kritik. Anscheinend ist die Temperatursituation durch andere Wärmequellen im Board so, das das Ergebnis nicht sehr aussagekräftig oder verfälscht ist. Es werde noch weitere Messergebnisse von euch gebraucht !)
4) (Luft)-Kühler und Gehäuselüftung (zusammen)
Die Ergebnisse für Kühler mitsamt ihrer Eigenlüftung und der Gehäuselüftung sind immer vermischt (addiert). Wenn man also mit diesem Ergebnis nicht zufrieden ist, sollte man das Ergebnis der Gehäusebeurteilung mit ansehen und berücksichtigen
Je nachdem kann man den Versuch auch mit offenem Gehäuse wiederholen. Dann enthält das Kühlerergebnis (fast) nur noch den Anteil Kühler (mit seiner Lüftung).
Also:
Messung mit offenem Gehäuse -> Ergebnis gilt für Kühler mit Lüfter
Messung mit geschlossenem Gehäuse -> Ergebnis gilt für Kühler mit Lüfter und Gehäuselüftung zusammen.
Berechnung:
Man berechnet (P_last - P_idle)/(T_cpu2-Tcpu_1)
(In Worten : Die Differenz der Leistungen geteilt durch die Differenz der Temperaturen 1. Sprung minus Idle)
Hier sollten Werte zwischen 0,1 ( Kühler/Lüfter allein/Gehäuse offen) und 0,2 (Kühler/Lüfter mit Gehäuse/Gehäuse geschlossen) herauskommen.
Man kann aber auch die Temperaturdifferenz selbst betrachten, und diese mit den Anteil des Gehäuses vergleichen.
(T_cpu2-Tcpu_1) ist die Temperaturdifferenz, die sich der Kühler + Gehäuse (nur Kühler, wenn Gehäuse offen) reinzieht.
Genauere Werte müssen noch gesammelt werden!
Vergleichswerte
1) Wärmewiderstand CPU und WLP
Hier sind Vergleichswerte gesammelt, die ich entweder selbst ermittelt habe, oder von Versuchen, die von teilnehmern in diesem Thread stammen.
Liegen eure Werte DEUTLICH (mehr als 0,1) höher, müsste man die WLP-Ausführung überprüfen.
Ob sich verschiedene WLP bei guter Ausführung unterscheiden lassen, ist noch nicht bekannt ! Dazu brauche ich mehr Werte von Euch!
Ich erwarte Unterschiede zwischen "schlechter und guter WLP" ( bei GUTER Ausführung ) kleiner als 0,05 !!
Bisher ermittelte Werte:
Prozessor Wärmewiderstand (inkl. WLP-Übergang)
I7 3930 0,17
I7 2600 0,21
I7 3770 0,27
Liefert mir Eure Werte, mit den Daten der Temperaturen, der Leistung, und dem Fabrikat von WLP und Kühler und dem Typ der CPU!
Format:
Nickname - CPUtyp - Leistungsdifferenz - IdleTemp - 1. Temp - 2. Temp - offen/geschlossen - Kühlertyp
Athlon1000TB - Intel Core2Quad Q8200 @2800MHz/1.13V - 48.88W-5.60W=43.28W - Idle 35°C - T_cpu_1 43,75°C - T_cpu_2 51,50°C - T_cpu_3 44,25°C - Gehäuse offen - Arctic Cooling Freezer Xtreme
Athlon1000TB - Intel Core2Quad Q8200 @2800MHz/1.13V - 48.88W-5.60W=43.28W - Idle 37°C - T_cpu_1 45,25°C - T_cpu_2 53,50°C - T_cpu_3 46,75°C - Gehäuse geschlossen - Arctic Cooling Freezer Xtreme
(Post Nr 87)
Hello to all,
bei allem, was ich hier über Kühler und Kühlung lese, und bei (fast) allen Produktempfehlungen für irgend etwas zum Thema Kühlung vermisse ich etwas: Die Angabe eines Wärmewiderstandes. (für jedes beteiligte Teil)
(Die Berechnungen zum Thema Wärmewiderstand kenne ich aus dem Bereich Leistungshalbleiter. Damit legt man Kühlkörpergrößen unter Einsatzbedingungen /passiv;aktiv; Umgebungstemperatur; halbleitertemperatur, Verlustleistung ..../ fest. Umgekehrt kann man damit sehr einfach planen, was für ein Kühlkörper nötig wäre, weil man nur beide Temperaturen sowie die Verlustleistung kennen muss.)
Woher kommt das? Ist das ungewohnt, unbekannt oder einfach nicht Usus?
Stattdessen findet man Lüfterdrehzahlen und Luftmengen......
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Dieser folgende Abschnitt wird regelmässig auf den aktuellen Stand aktualisiert, Erläuterungen im Thread.
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Aus diese Thread hat sich eine Methode entwickelt, mit der man WLP, Kühler, seine Lüftung und die Gehäuselüftung ziemlich gut in ihren Wirkungen beurteilen kann, mt einigen wenigen einfachsten Versuchen.
Verwendet werden nur einfachste Berechnungen - abziehen von 2 Werten, und teilen, das sollte jeder können. Und noch etwas - der Versuch geht schneller als das lesen hier !!
Diese Versuchsschritte und ihre Auswertung sind nachfoldend beschrieben. Weiterhin gibt es eine Liste von bereits bekannten Fällen, mit denen man seine eigenen Werte vergleichen kann.
Bitte erst die gesamte Anleitung lesen, dann machen !
Wichtig: Es ist für einer ersten Versuch NICHT notwendig, den Rechner mit vollem OC / maximaler CPU-Verlustleistung laufen zu lassen! Der Versuch sollte so ausgelegt werden, dass die sicheren Temp-Werte nicht überschritten werden. Wenn während des Versuchs die sicheren Temps überschritten werde -> Abbrechen !
Dann entweder mit den bereits ermittelten Zahlen die WLP beurteilen (das geht dann schon).
Oder den Versuch mit verringerter Leistung wiederholen.
Versuchsbeschreibung
Benötigt:
- HW Monitor oder vergleichbares Programm, (benötigt wird schnelle und zuverlässige Anzeige von CPUtemp und von der CPU (!) Verlustleistung)
- Prime95 oder verglichbarer Vollast-Erzeuger. Typ ist egal, es interessiert nur die konstante Belasung, die er erzeuigen soll.
Durchführung:
Der Rechner sollte eine Weile (1/2 h) eingeschaltet sein, aber ohne Dauerlast wie Gaming oder so. Dabei soll er die Innentemperaturen erreichen, die er bei Leerlauf hat.
Nun holt man sich Prime95 und HWmon so auf den Desktop, dass man beide Fenster gelchzeitig sehen kann.
a) Nun notiert man:
- Cpu Core temp, einen Mittelwert aus den verschiedenen Anzeigen, (T_cpu_idle)
(auch für alle weiteren Temps bildet man einen Mittelwert über die Cores)
- die CPU-Verlustleistung beim Idle (P_idle)
b) Nun startet man Prime. Man sieht, dass die Coretemp SPRUNGhaft steigt , und der erste feste Wert innerhalb von 2 Sekunden wird notiert(T_cpu_1), ausserdem die CPU-Verlustleistung, die nun anliegt (P_Last).
c) Man wird sehen, dass die Core-Temps langsam steigen. Prime laufen lassen, bis der Anstieg zum Stillstand gekommen ist. das sollte nach 5-15 Minuten der Fall sei. Jetzt die CPU-Temp notieren (T_cpu_2).
d) Prime abschalten. Die Core-Temp wird SPRUNGHAFT sinken, und wieder wird der Wert notiert, der sich binnen 2 Sekunden einstellt (T_CPU_3).
Auswertung
1) Kontrollrechnung:
Die Differenzen der Temperaturen (T_cpu1 - T_cpu_idle) und (T_cpu3 - T_cpu_2) sollten (möglichst) gleich sein. Wenn das nicht so ist, stimmt etwas mit dem Messungsablauf oder den Temperaturanzeigen nicht, oder es wird durch andere Wärmequellen im Gehäuse verfäscht.
2) CPU und Wärmeleitpaste
Man berechnet (T_cpu1-Tcpu_idle)/(P_last - P_idle)
(In Worten : Die Differenz der Leistungen geteilt dirch die Differenz der Temperaturen 1. Sprung minus Idle)
Dabei sollte eine Zahl rauskommen, die irgendwo zwischen 0,1 und 0,3 liegen sollte. Das ist der Wärmewiderstand der CPU inklusive Wärmeleitpaste. Bei schlechter WLP liegt der Wert höher. Die Prozessoren (bzw. deren Anteil) verhalten sich unterschiedlich, man muss zur Beurteilung also den Proz.Typ kennen.
Vergleichswerte sind weiter unten gesammelt.
Ich brauche Eure Werte !
3) Gehäuselüftung
Eine Beurteilung der Gehäuselüftung bekommt man aus der Differenz zwischen (T_cpu3 - T_cpu_idle) .
Das ist in etwa die Erhöhung der Innentemperatur des Rechners, gemessen an der CPU-Oberfläche.
Diese Differenz ist also die Temperatur differenz, um die die Innenluft des Gehäsues mitsamt seiner Komponenten wärmer geworden sind. Diese Differenz schlägt 1:1 auf die Core-Temp durch, wenn der Kühler seine Luft innen aus dem Gehäuse bezieht.
Wenn der Kühler seine Luft direkt von aussen bezieht oder aussen angebracht ist (Wasserkühler...) gilt das nicht !
Vorläufig würde ich für diese Temp-Differenz ein Limit von 10 Grad angeben - bei größeren Differenzen lohnt sich eine Verbesserung der Gehäuselüftung.
(Update: Die Bewertung dieses Punkt 3 steht noch unter Kritik. Anscheinend ist die Temperatursituation durch andere Wärmequellen im Board so, das das Ergebnis nicht sehr aussagekräftig oder verfälscht ist. Es werde noch weitere Messergebnisse von euch gebraucht !)
4) (Luft)-Kühler und Gehäuselüftung (zusammen)
Die Ergebnisse für Kühler mitsamt ihrer Eigenlüftung und der Gehäuselüftung sind immer vermischt (addiert). Wenn man also mit diesem Ergebnis nicht zufrieden ist, sollte man das Ergebnis der Gehäusebeurteilung mit ansehen und berücksichtigen
Je nachdem kann man den Versuch auch mit offenem Gehäuse wiederholen. Dann enthält das Kühlerergebnis (fast) nur noch den Anteil Kühler (mit seiner Lüftung).
Also:
Messung mit offenem Gehäuse -> Ergebnis gilt für Kühler mit Lüfter
Messung mit geschlossenem Gehäuse -> Ergebnis gilt für Kühler mit Lüfter und Gehäuselüftung zusammen.
Berechnung:
Man berechnet (P_last - P_idle)/(T_cpu2-Tcpu_1)
(In Worten : Die Differenz der Leistungen geteilt durch die Differenz der Temperaturen 1. Sprung minus Idle)
Hier sollten Werte zwischen 0,1 ( Kühler/Lüfter allein/Gehäuse offen) und 0,2 (Kühler/Lüfter mit Gehäuse/Gehäuse geschlossen) herauskommen.
Man kann aber auch die Temperaturdifferenz selbst betrachten, und diese mit den Anteil des Gehäuses vergleichen.
(T_cpu2-Tcpu_1) ist die Temperaturdifferenz, die sich der Kühler + Gehäuse (nur Kühler, wenn Gehäuse offen) reinzieht.
Genauere Werte müssen noch gesammelt werden!
Vergleichswerte
1) Wärmewiderstand CPU und WLP
Hier sind Vergleichswerte gesammelt, die ich entweder selbst ermittelt habe, oder von Versuchen, die von teilnehmern in diesem Thread stammen.
Liegen eure Werte DEUTLICH (mehr als 0,1) höher, müsste man die WLP-Ausführung überprüfen.
Ob sich verschiedene WLP bei guter Ausführung unterscheiden lassen, ist noch nicht bekannt ! Dazu brauche ich mehr Werte von Euch!
Ich erwarte Unterschiede zwischen "schlechter und guter WLP" ( bei GUTER Ausführung ) kleiner als 0,05 !!
Bisher ermittelte Werte:
Prozessor Wärmewiderstand (inkl. WLP-Übergang)
I7 3930 0,17
I7 2600 0,21
I7 3770 0,27
Liefert mir Eure Werte, mit den Daten der Temperaturen, der Leistung, und dem Fabrikat von WLP und Kühler und dem Typ der CPU!
Format:
Nickname - CPUtyp - Leistungsdifferenz - IdleTemp - 1. Temp - 2. Temp - offen/geschlossen - Kühlertyp
Athlon1000TB - Intel Core2Quad Q8200 @2800MHz/1.13V - 48.88W-5.60W=43.28W - Idle 35°C - T_cpu_1 43,75°C - T_cpu_2 51,50°C - T_cpu_3 44,25°C - Gehäuse offen - Arctic Cooling Freezer Xtreme
Athlon1000TB - Intel Core2Quad Q8200 @2800MHz/1.13V - 48.88W-5.60W=43.28W - Idle 37°C - T_cpu_1 45,25°C - T_cpu_2 53,50°C - T_cpu_3 46,75°C - Gehäuse geschlossen - Arctic Cooling Freezer Xtreme
(Post Nr 87)
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