PC-Kühlung und Ihre Bedeutung für die Systemleistung

Wenn du möchtest, dass dein PC optimal läuft, solltest du mehr über die PC-Kühlung erfahren.1 2 3

Die PC-Kühlung ist ein wichtiger Faktor bei der Planung eines PCs Marke Eigenbau.

Dies ist vielen PC-Bastlern bekannt, aber du solltest wissen, warum Kühlung ein wichtiger Teil des PC-Designs ist und wie du dieses Wissen in den Aufbau deines PCs einfließen lassen solltest.

Die Grundlagen sind einfach: Anspruchsvolle Workloads (wie Spiele) führen dazu, dass die Hardware Wärme erzeugt. Eine Überhitzung von Komponenten kann zu Leistungsproblemen führen. Ein ideales Design sorgt für eine ausreichende Kühlung aller Komponenten und holt das Beste aus deinem PC heraus.

Auswirkung von Wärme auf die Leistung

Wärme ist ein unvermeidliches Nebenprodukt bei der Computernutzung, aber zu viel Wärme kann zu einer Verlangsamung des gesamten Systems führen.

Wenn die CPU-Temperatur beispielsweise zu hoch ist, löst ein Mechanismus die Reduzierung der Leistung aus, um eine Beschädigung des Prozessors zu vermeiden. Laut Mark Gallina, System Thermal & Mechanical Architect bei Intel, verfügen „Intel® CPUs über sehr stabile Wärmemanagementfunktionen, die die Taktfrequenzen schnell anpassen, um die Leistungsaufnahme zu reduzieren, wenn die Systemkühlungslösung nicht ausreicht.“

Dieser Sicherheitsmechanismus, auch als dynamische Frequenzskalierung bezeichnet, ist nützlich, da er deinen Prozessor vor möglichen Schäden schützt. Dieser Schutz führt jedoch zu Leistungseinbußen, wenn er aktiv ist. Eine bessere Option ist es, die CPU so kühl zu halten, dass der Mechanismus gar nicht erst ausgelöst wird.

Viele Laptops, die über die neuesten Intel® Core™ Prozessoren verfügen, nutzen die Funktion Dynamic Tuning. Dieser Prozess verwendet KI, um Workloads vorherzusagen, und kann die CPU-Leistung nach Bedarf erhöhen oder verringern, um mit diesen Workflows Schritt zu halten. Dies geschieht automatisch durch den Computer, ohne dass der Benutzer die Einstellungen manuell vornehmen muss.

Benutzer haben durch Übertaktung4 oder Untertaktung eine gewisse Kontrolle über die Prozessorleistung. Indem du die verfügbare Spannung deiner CPU entweder über das BIOS oder mit Übertaktungssoftware änderst, kannst du die Geschwindigkeit des Prozessors und damit die erzeugte Wärme erhöhen oder verringern. Die Übertaktung wird in der Regel vorgenommen, um die Leistung zu steigern. Wenn jedoch ein niedrigerer Energieverbrauch oder niedrigere Temperaturen Priorität haben, lohnt es sich auch, über eine Untertaktung nachzudenken.

So bleiben Prozessoren kühl

Es gibt viele Möglichkeiten, eine CPU kühl zu halten, von Mineralöl bis hin zur passiven Kühlung. Die weitaus größte Popularität haben Luft- oder Flüssigkeitskühlungen für die CPU. Diese Kühler bieten eine Vielzahl von Funktionen und Optionen für praktisch alle Anwendungsfälle, von Desktops bis hin zu tragbaren Systemen. Laptops besitzen in der Regel ausgeklügelte Luftkühlsysteme, die speziell für kleinere Gehäuse entwickelt wurden und normalerweise nicht auf Upgrades oder einen Austausch ausgelegt sind.

Richtig aufgetragene Wärmeleitpaste ist auch ein wichtiger Bestandteil jeder Kühllösung, da sie als Brücke zwischen der CPU und der Kühlplatte des CPU-Kühlers dient.

Um den Betrieb im idealen CPU-Temperaturbereich sicherzustellen, besuche diese Seite, suche deinen Prozessor, navigiere zum Abschnitt „Package Specifications“ und überprüfe die Temperatur des Prozessors unter „Tjunction“. Wenn die Temperatur deiner CPU nah an dieser Temperatur liegt (die mit einer Temperaturüberwachungssoftware wie Intel® Extreme Tuning Utility (Intel® XTU) bestimmt werden kann), ist es an der Zeit, potentielle Probleme zu diagnostizieren. Stelle zunächst sicher, dass die Wärmeleitpaste ordnungsgemäß aufgebracht ist, dass der CPU-Kühler korrekt installiert ist und das System über einen ausreichenden Luftstrom verfügt.

Wenn du die ideale Temperatur für deine CPU ermitteln möchtest, aber nicht weißt, welche Temperatur in deinem System vorhanden ist, gibt es einige Möglichkeiten, dies herauszufinden. Die erste Möglichkeit besteht darin, unter Windows* 10 die Systeminformationen zu öffnen (WINDOWS-TASTE + i). Navigiere dann zum Abschnitt „System“ und wähle die Registerkarte „Info“ auf der linken Seite aus. Deine Prozessorinformationen werden im Abschnitt „Gerätespezifikationen“ angezeigt. Wenn du detailliertere Informationen wie Live-Leistungskennzahlen wünschst, öffne den Task-Manager (STRG + UMSCHALT + ESC). Wähle anschließend die Registerkarte „Leistung“ und dann die Registerkarte „CPU“.

Nicht nur die CPU erfordert die Verwaltung der Temperatur. Die GPU (Graphics Processing Unit, der Grafikprozessor) ist eine weitere wichtige Komponente in einem Gaming-PC und muss ausreichend gekühlt werden. GPU-Kühllösungen sind vorinstalliert und bestehen in der Regel aus Lüftern, die in einem Gehäuse um den Grafikprozessor herum angeordnet sind. Es gibt auch Aftermarket-Lösungen wie Flüssigkeitskühlblöcke und kundenspezifische Luftkühler für fortgeschrittene Computerbauer, die keine Probleme damit haben, die Grafikkarte zu demontieren, um eine angepasste Kühlungslösung einzubauen.

GPU- und CPU-Temperatur sollten oberste Priorität haben, da dies die primären Verarbeitungszentren eines Gaming-PCs sind. Es gibt jedoch noch andere wichtige Komponenten, die zu kühlen sind.

Andere Hardware

Jede Komponente, die Strom verbraucht – also fast alles in einem PC – erzeugt Wärme während des Betriebs. Die meisten Komponenten haben ein eigenes Kühlsystem. RAM wird in der Regel mit Metallkühlkörpern geliefert, die zur Wärmeableitung entwickelt wurden. Netzteile verfügen in der Regel auch über einen Lüfter für diesen Zweck. Selbst Mainboards verfügen über Kühlkörper für warm werdende Komponenten und moderne Modelle verfügen manchmal über Hitzeschilde für M.2-Speicher, um eine mögliche Verlangsamung durch Überhitzung zu verhindern.

Aber die Ableitung der Wärme ist nur die Hälfte der Miete. Wenn alle Komponenten Wärme in einen kleinen Bereich, wie z. B. in das Innere eines PC-Gehäuses, ableiten, kann die Umgebungstemperatur schnell ansteigen. Wenn das Gehäuse nicht ordnungsgemäß belüftet wird, kann die heiße Luft zu einer Überhitzung des Systems führen und so die Leistung beeinträchtigen.

An dieser Stelle kommt der Luftstrom ins Spiel.

Die Bedeutung des Luftstroms

Ein gutes PC-Gehäusedesign sollte den Luftstrom berücksichtigen, entweder durch optimal positionierte Lüfter oder durch Luftstromoptionen für den Computerbauer. In vielen Fällen sind bereits Lüfter installiert. Wenn nicht, ist meist Platz für montierbare Lüfter vorgesehen, in der Regel auf der Vorderseite, Rückseite oder an der Oberseite. PC-Lüfter können in Design und Größe ziemlich variieren, von einem herkömmlichen 120-mm-Gehäuselüfter bis hin zu spezielleren Konfigurationen mit unterschiedlichen Größen, Tiefen, Geräuschpegeln und Designelementen.

Obwohl die Lüfter für PC-Gehäuse einen bestimmten Zweck haben, gibt es verschiedene Lüfter für verschiedene Anwendungsfälle. Statische Drucklüfter sind beispielsweise so konzipiert, dass sie kleine Luftmengen über kürzere Entfernungen wie in einem Kühlkörper bewegen können. Bei Lüftern, die für einen größeren Luftstrom entwickelt wurden, geht es eher um die Menge der Luft, die bewegt werden kann.

Bei der Installation einer Luftstromlösung solltest du Folgendes beachten: PC-Lüfter ziehen die Luft am Motorgehäuse vorbei, d. h., jeder Aufkleber, jeder Draht, jedes Markenzeichen und jedes Schutzgitter befindet sich wahrscheinlich auf der Rückseite des Lüfters. Dies ist die Seite, auf der die Luft ausgestoßen wird. Achte daher darauf, dass du sie entsprechend einbaust.

Die Motoren, die die PC-Lüfter mit Strom versorgen, sind so konzipiert, dass sie sich beim Einschalten mit bestimmten Drehzahlen drehen. Den Lüfter zu schnell drehen zu lassen, kann den Motor beschädigen, unabhängig davon, ob er eingeschaltet ist oder nicht.

Sei besonders vorsichtig, wenn du den Lüfter mit Druckluft reinigst. Um übermäßige Belastung des Lüfters zu vermeiden, halte die Rotorblätter fest und achte darauf, dass sie sich während der Reinigung nicht drehen.

Überdruck und Staub

Wenn Gehäuselüfter mehr Luft einziehen, als sie ausstoßen, entsteht Überdruck im Gehäuse. Wenn die Lüfter mehr Luft ausstoßen, als sie einziehen, entsteht Unterdruck. Wenn ein System mit Unterdruck arbeitet, wird Luft durch die kleinen Öffnungen und Gehäuseschlitze eingezogen. Mit der Luft kann Staub eingezogen werden, was eine häufigere Reinigung nach sich zieht, damit das System optimal läuft.

Eine Überdruckkonfiguration hilft, den Staub im Griff zu behalten, da Luft aus den Öffnungen und Lüftungsschlitzen herausgedrückt wird. Staub kann zwar immer noch durch die über das Ansauggebläse einströmende Luft in das Gerät gelangen, aber richtig platzierte Filter können diesen Effekt verringern. Überdruck ist insgesamt besser für die Reduzierung des Staubs, da er durch Filter geleitet wird, die gereinigt werden können. So gelangt kein Staub in den PC.

Idealer Luftstrom

Ein zu hoher Überdruck kann wie gesagt dazu führen, dass die PC-Lüfter gegeneinander arbeiten, wenn sie Luft in den begrenzten Raum des Gehäuses drücken. Im Idealfall sind Über- und Unterdruck im Gleichgewicht. Der Überdruck kann etwas höher sein, um Staubansammlungen zu verhindern. Computerbauer können mit Über- und Unterdruck experimentieren, indem sie die Position, Ausrichtung und Geschwindigkeit der Lüfter ändern, um die passende Luftstromkonfiguration für ihre Hardwarekonfiguration zu finden.

Der Luftstrom ist unsichtbar, aber eine einfache Möglichkeit, die Luftströmungsrichtung der Lüfter in einem Gehäuse zu erkennen, ist der Einsatz eines Räucherstäbchens. Halte dazu ein brennendes Räucherstäbchen vorsichtig in die Nähe des Ansaug-/Absaugbereichs und beobachte die Richtung, in die sich der Rauch bewegt. So kannst du die Strömungsrichtung besser erkennen. Achte aber darauf, die Asche oder Glut aufzufangen.

Du kannst dir andere Systeme mit bestimmten Gehäusen ansehen, um deine ideale Luftstromstrategie auszutüfteln. Online-Communities sind eine hervorragende Möglichkeit, um Fragen zu stellen und Systeme mit ähnlicher Hardware zu finden. Es kann nützlich für dein eigenes Design sein, diese Systeme und ihre Luftströmungslösungen genau zu studieren.

Weitere Überlegungen zur Kühlung

Obwohl eine gute Lüfterlösung und die richtige Kühlhardware die wichtigsten Aufgaben übernehmen, gibt es noch weitere Faktoren, die die Systemtemperatur beeinflussen können.

  • Platzierung der Hardware. Überlege dir, wo die Hardware auf dem Mainboard installiert ist. Beispielsweise wäre es nicht ideal, eine M.2-SSD direkt unter der GPU zu platzieren, da sich das Speichergerät dann direkt im Warmluftstrom der GPU befindet. Deine Optionen sind möglicherweise durch Faktoren wie die Größe des Mainboards begrenzt, doch du solltest versuchen, bei der Zusammenstellung deines Systems ausreichend Platz für eine effektive Kühlung vorzusehen.
  • Kabelführung. Wenn du die Kabel ordentlich verlegst, kannst du unnötige Hindernisse im Luftstrom verhindern und diesen damit verbessern, und es sieht auch noch schicker aus. Das gilt insbesondere für kleine Formfaktoren mit begrenztem Platz. Nutze die Kabelführungsvorrichtungen des Gehäuses und überlege, ob du ein modulares Netzteil verwenden möchtest, um Kabelgewirr noch mehr zu reduzieren.
  • Sauberkeit. Große Staubablagerungen können Probleme verursachen und zu Hindernissen im Luftstrom werden, durch die deine Lüfter nicht mehr mit höchster Leistung arbeiten. Es wird empfohlen, das Gehäuse alle paar Monate zu öffnen und sorgfältig mit Druckluft zu reinigen. Außerdem solltest du wie oben beschrieben Überdruck verwenden. In der entsprechende Dokumentation ist beschrieben, wie du das Gehäuse am besten öffnest, dein System reinigst und ob du dadurch gegen die Garantievereinbarung verstößt.
  • Raumtemperatur. Es ist vielleicht nicht möglich, ständig eine Klimaanlage laufen zu haben, aber eine höhere Raumtemperatur kann zu einer Überhitzung des PCs beitragen. Wenn du an einem heißen Ort lebst, solltest du das bei der Auswahl deiner Kühllösung berücksichtigen.

PC-Kühlung

Für eine gute Kühlung ist bei der Zusammenstellung des Systems eine gewisse Planung erforderlich. Das sollte aber kein Problem sein, wenn du dich an die obigen Anweisungen hältst. Eine ideale Kühlkonfiguration sorgt dafür, dass jede Komponente in einem System auf der optimalen Temperatur bleibt, und sollte so konzipiert sein, dass sie die spezifische Hardwarekonfiguration in diesem System ergänzt.

Die sorgfältige Planung der PC-Kühlung ist nicht nur eine Fleißaufgabe. Sie ist auch wichtig, um die beste Leistung aus deinem System herauszuholen und die Lebensdauer der Komponenten potenziell zu verlängern.

Produkt- und Leistungsinformationen

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Die Funktionsmerkmale und Vorteile von Intel® Technik hängen von der Systemkonfiguration ab und können geeignete Hardware, Software oder die Aktivierung von Diensten erfordern. Die Leistung kann je nach verwendeter Systemkonfiguration unterschiedlich ausfallen. Kein Computersystem bietet absolute Sicherheit. Informieren Sie sich beim Systemhersteller oder Fachhändler oder unter http://www.intel.de.

2Intel lehnt alle ausdrücklichen und stillschweigenden Garantien ab, insbesondere (aber nicht beschränkt auf) die stillschweigenden Garantien für die Marktgängigkeit, die Eignung für einen bestimmten Zweck und die Nichtverletzung von Urheberrechten, sowie sämtliche Garantien, die sich aus der Art und Weise des Leistungsverlaufs, der Vertragserfüllung oder dem Handelsbruch ergeben.
3Intel, das Intel-Logo und Core sind Marken der Intel Corporation oder ihrer Tochtergesellschaften in den USA und/oder anderen Ländern. Andere Marken oder Produktnamen sind Eigentum der jeweiligen Inhaber. ©️ Intel Corporation.
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Eine Änderung der Taktfrequenz bzw. der Betriebsspannung kann den Prozessor oder andere Systemkomponenten beschädigen oder deren Nutzungsdauer verkürzen sowie die Stabilität und Leistung des Systems beeinträchtigen. Wenn der Prozessor außerhalb der für ihn veröffentlichten Spezifikationen verwendet wird, besteht möglicherweise keine Produktgarantie. Weitere Einzelheiten erfahren Sie bei den Herstellern des Systems und der Komponenten.