CPU-Kühler Reboot

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Kühleraufbau


Passive und aktive Kühlung



Der eigentliche Kühlerblock – gerne auch als Radiator bezeichnet – dient zur Wärmeaufnahme der Hitzequelle (CPU). Die Wärme soll sich über den Kühler ausbreiten können und so von der Hitzequelle abgeleitet werden – mit dem Ziel, die erreichte Kühlblocktemperatur ausreichend an die Umgebungstemperatur abgeben zu können. Gelingt dies, benötigt man keine weiteren Hilfsmittel und man spricht von passiver Kühlung. Damit wird auch klar: Je ausladender ein solcher Radiator ausgelegt ist, desto mehr Wärme kann er aufnehmen und abgeben.

Rechenprozessoren in aktuellen mobilen Gerätschaften wie Tablet-Computern oder Smartphones werden bislang noch komplett passiv gekühlt. Die Rechenleistung, welche allerdings in leistungsfähigen Desktop-Computer-Systemen anzutreffen ist, kann nur in den wenigsten Fällen passiv gekühlt werden. In diesen Fällen kommen zusätzlich noch Lüfter zum Einsatz. Diese Ventilatoren sind am Kühlblock montiert und transportieren Luft zum Radiator, um diesen schneller auf geringere Temperaturen bringen zu können. Man spricht von aktiver Kühlung.

Hybriden und die Bauformen



Kühlblöcke im PC-Bereich sind fast ausschließlich aus Metall gefertigt, und vor Jahren bestanden diese vorrangig aus Aluminium. Mit der Zunahme der Leistungsfähigkeit von Prozessoren stiegen allerdings auch die Anforderungen an die Kühlleistung und man machte sich auf die Suche nach günstigen Metallen, welche eine bessere Wärmeleitfähigkeit boten. Man stieß dabei auf Kupfer, welches für sich alleine genommen aber die Nachteile des höheren Preises und der Verwindungssteifigkeit mit sich brachte. Kupfer ist ein sehr weiches Metall und lässt sich leicht verbiegen. Vollkupferkühler besaßen daher meist dickere Lamellen zur Wärmeabfuhr, welche sich in der Praxis schlechter als dünnere Lamellen zeigten. Daraus resultierten dann die "Hybriden" – eine Kombination aus Aluminium und Kupfer – als goldener Mittelweg, welcher bis heute gängige Praxis im Kühlermarkt gilt.

Bild: CPU-Kühler Reboot
Bild: CPU-Kühler Reboot
Intel boxed Kühler Xigmatek Tower-Bauform


Das linke Bild zeigt einen Intel-Boxed-Kühler der Core-i7-900-Serie, das rechte Bild zeigt einen Xigmatek-Kühler für 90-mm-Lüfter in Turmbauform. Die von AMD oder Intel mitgelieferten Kühler zu ihren Prozessoren durften über all die Jahre als gangbarer Weg bezeichnet werden, wie man Computerprozessoren kühlen kann. Dabei zeigt der präsentierte Intel-Kühler bereits ein "Top-Modell" unter den beigelegten Kühlern. In der Mitte befindet sich ein Kern aus Kupfer, welcher die aufgenommene Temperatur der Hitzequelle schnell an die angelöteten Aluminiumflächen ableiten soll. Der Lüfter auf der Oberseite des Kühlers soll dazu führen, dass die Aluminiumlamellen schneller auskühlen.

Das Konzept ist allerdings nicht mehr zeitgemäß bei leistungsfähigen Prozessoren, und bereits seit Jahren finden sich im Markt für separate CPU-Kühler meist Turmbauformen (Tower) ein. Waren die ersten Modelle auf die Aufnahme von 80- oder 92-mm-Lüftern ausgelegt, weitet sich dieses Feld inzwischen immer weiter aus. Typisch sind Bauformen für 120-mm-Ventilatoren, und nicht selten sind eben die Top-Klassen mit 140-mm-Lüftern.

Das zweite gezeigte Bild zeigt also einen Hybridkühler in Tower-Bauform, welcher ebenfalls aus einer Kombination aus Kupfer- und Aluminiumteilen besteht. Die Aluminiumteile sind dabei die Lamellen, auf welchen der Lüfter aufgebracht ist. Diese sind sehr dünn gestaltet und sollen in Verbindung mit den Kupferbauteilen die Wärme deutlich schneller ableiten können und damit zu einer höheren Kühlleistung führen.

Allerdings gesellt sich hier ein weiterer Umstand hinzu, denn das Bild zeigt ebenfalls klar Rohre, welche aus der Kühlbodenplatte in die Alulamellen hineinragen. Dabei handelt es sich um Wärmeleitrohre – heute schlicht als Heatpipes bezeichnet. Diese Technik gibt es schon eine sehr lange Zeit, doch erst im Laufe der letzten fünf bis acht Jahre hat sie sich zum Standard in aktueller Kühltechnik im PC-System durchgesetzt.