Sind Lüfterkurven wirklich "Kurven"?

[reihner_zu_fall]

Die Frage ist so dumm dass ich mir nicht einmal sicher bin ob dies der richtige Forenteil dafür ist.

Viele PC-Komponenten bringen mittlerweile die Funktion mit "Lüfterkurven" zu definieren. Die Frage die sich mir dabei stellt ist: "Sind das wirklich Kurven, bzw. lineare Graphen, oder nur einzelne "Eckpunkte"?"

Beispiel:

1. 40°C & 40% Lüfterdrehzahl
2. 50°C & 50% Lüfterdrehzahl

Geht die Steuerung jetzt her und macht

• 40°C=40%
• 41°C=41%
• 42°C=42%
• ...
• 49°C=49%
• 50°C=50%

oder

• 40°C=40%
• 41°C=40%
• 42°C=40%
• ...
• 49°C=40%
• 50°C=50%

?

 

[Incredible Alk]

Na es ist das, was du einstellst (oder was der hersteller eingestellt hat).

Das könnte ganz simpel linear "x °C --> x% PWM" sein (würde sogar so funktionieren ) oder irgendwelche komplizierten Funktionszusammenhänge. Moderne Regelungen sind auch nicht mehr einfache Proportionalregler die einer bestimmten temperatur hart eine bestimmte Lüfterdrehzahl zuweisen sondern Regler die auch Abstände, Differenzen, Geschwindigkeiten usw. berücksichtigen ("PID-Regelung", Details verrät dir bei Bedarf Wikipedia).

Beispiel: Wenn du ein Spiel beginnst heizt sich deine GPU innerhalb von Sekunden von 30 auf 60°C auf. Trotzdem springt der Lüfter (einer gut geregelten Karte) nicht sofort von 800 auf 2000 UPM auch wenn er bei 60°C seine 2000 UPM hinterlegt hat. Er tut das nach und nach - und zwar von 800 auf 1500 schneller als dann von 1500 auf 2000. Genauso wird er auch wenn die GPU nachher zwischen 55 und 65°C schwankt nicht ständig zwischen 1800 und 2200 pendeln sondern die 2000 relativ träge halten.

 

[gekipptes-Bit]

Mit Afterburner gibt es die Möglichkeit die Lüfterkurve treppenartig mit Doppelklick darauf einzustellen. Somit ist es möglich die GPU-Lüfter mit konstanten Umdrehungen zu betreiben, also auch 40-49 Grad bei 40% oder 50 bis 59 Grad bei 50%.

 

[Incredible Alk]

Was man manuell einstellen kann sind normalerweise völlig primitive P-Regelungen. Da kannste völlig beliebig einstellen bei weilcher Temperatur welche Drehzahl anliegen soll, blöd gesagt kannste auch völlig schwachsinnige Sachen wie
50°C --> 2000 UPM
51°C --> 1000 UPM
52°C --> 2500 UPM
53°C --> 1650 UPM
einstellen wenn dir danach ist.
Wenns gute Einstellmöglichkeiten gibt hat man wenigstens noch ein "Updateintervall", also wie oft die Regelung abfragen soll bzw. wie träge sie reagiert. Statt 1x pro Sekunde nur alle 5 oder alle 10 Sekunden ist schon ein Anfang dass nicht wild jede Sekunde in der Drehzahl gesprungen wird. Aber einen wirklich guten PID-Regler kannste so meines Wissens nach nicht einstellen, alleine schon weil das für den Ottonormalmichel viel zu kompliziert ist (und fast niemand ein Tool benutzen will wo man wissen muss was man tut oder nicht mehr mit bunten Bildchen funktioniert). Das findet man nur bei guten Herstellerdesigns - ASUS macht da bei seinen Strix-Karten/Kühlern einen wirklich guten Job. Die haben ne wirklich vorbildliche PID-Regelung: Sanfte Drehzahländerungen ohne jeden Sprung, träge genug um Änderungen nicht störend auffallen zu lassen, keinerlei Überschwingen der Regelung selbst bei großen Temperatursprüngen.

 

[Faxe007]

Alle Steuerungen, die ich bisher kennengelernt habe, machen, was du als erstes geschrieben hast


40°C=40%
41°C=41%
42°C=42%
...
49°C=49%
50°C=50%

D.h. sie interpolieren zwischen den Stützstellen (linear).

 

[Incredible Alk]

Alles was komplizierter als das ist wird, selbst wenns vorhanden ist wie bei den Strix-Karten, dem Nutzer ja auch nicht angezeigt und kann erst recht nicht selbst eingestellt/beeinflusst werden.

Man erkennts mit etwas Hintergrundwissen/Geschick, wenn man sich real anliegende Drehzahlen loggt und im nachhinein interpretiert. Wenn ich beispielsweise eine aolche Karte von 30 auf 70°C aufheize und danach wieder abkühlen lasse und dann Temperaturen mit Drehzahlen vergleiche wird bei 60°C im Aufheizvorgang eine andere Drehzahl anliegen als bei 60°C im Abkühlvorgang. Und es werden andere Drehzahlen sein je nachdem ob ich langsam aufheize (CS spiele) oder schnell aufheize (Furmark+MaxPT). Aber wie gesagt darauf hat der Nutzer keinen Einfluss. Er kann nur diese Regelung akzeptieren oder sie durch seine manuelle (linear zwischen Stützstellen interpolierende) P-Regelung ersetzen.

 

[mr.4EvEr]

Es ist bei den Erklärungen natürlich die Frage, welches technische Vorwissen der TE hat. Fachlich sind die Antworten von Incredible Alk ein guter Einstieg in die Regelungstechnik. Es ist aber sicherlich nicht jedem klar, was P bzw. I und D -Anteile eines Reglers sind. Ich orientiere meine Antworten mal danach, indem ich die Begriffe grob beschreibe und fürs vertiefte Verständnis die Fachbegriffe erwähne.

Zur Hauptfrage:
Die Standardlösung ist in den meisten Fällen, wie bereits erwähnt, eine lineare Interpolation zwischen den von dir definierten Temperaturstützstellen. Das entspricht der oberen Lösung des TE:

• 40°C=40%
• 41°C=41%
• 42°C=42%
• ...
• 49°C=49%
• 50°C=50%

Bei Standardkennlinien wird meist der erste Lüfterwert (bei PWM-Lüftern Tastgrad in Prozent) als minimale Drehzahl festgelegt.
Moderne Regelungen können auch eine gekrümmte Kennlinie verwenden um ein glatteres Ergebnis zu erzeugen. Je nachdem ob dabei die Werte (Stützstellen) exakt eingehalten werden müssen, oder zu gunsten eines glatteren Verlaufs leicht variieren dürfen bietet sich bei ersterem eine Umsetzung über Splines und bei letzterem eine lineare Regression mit Polynom-Ansatzfunktionen an(idR bevorzugt quadratisch zur Vermeidung von Überschwingern).

Die untere Lösung des TE, dass also die Drehzahlregelung gestuft verläuft, ist äußerst unüblich. Kann aber wie bereits erwähnt mit Tools manuell eingestellt werden.
Ein Problem vor allem bei dieser gestuften Version ist, dass der Lüfter im schlimmsten Fall ständig zwischen zwei Stufen hin und her springt, weil die eine "zu wenig" Wärme abführt und die andere "zu viel".
Verbessern lässt sich dieses Problem über die von Incredible Alk erwähnte Methode (andere Kennlinie bei steigender und fallender Temperatur). Der Fachbegriff hierfür ist Hysterese, welche sich unter gleicher Bezeichnung im Afterburner aktivieren lässt (die Umsetzung ist aber vereinfacht über einen Fixwert vereinfacht).

 

[Incredible Alk]

Echt? Hysterese kann der Afterburner mittlerweile?

Ich merke schon, dass ich lange keine Grafikkartenlüfter mehr manuell eingestellt habe.

 

[mr.4EvEr]

Ja, der Afterburner hat inzwischen eine Hystereseoption (jedenfalls existiert diese in v4.4.0.11945 vom 29.10.2017). Für mich als Ingenieur ist die Art der Umsetzung aber nicht vollständig zufriedenstellend. Statt der Definition einer vollständigen fallenden Kennlinie, kann lediglich ein "Temperatur-Hysteresewert in °C" gewählt werden.
Genau weil ich aber nicht weiss, was es damit genau auf sich hat, habe ich die Hysterese im Afterburner noch nicht getestet.