Wasserkühlung in High-End Gaming PCs

High-End Gaming verlangt dem PC Höchstleistung ab. Vor allem bei schnellen (Online)-Shootern, extrem realistischen Rennsimulationen oder Adventuregames mit großer, detaillierter Open World Map stoßen Prozessor, Grafikkarte und Co schnell an ihre Grenzen. Gemeint sind die physischen Grenzen, was Taktzahl, verfügbaren RAM (Arbeitsspeicher) und besonders die Wärme- und Geräuschentwicklung betreffen. Im zweiten Teil unserer Blog-Rubrik Hardware explained erklären wir euch das komplexe Thema Kühlung, speziell Wasserkühlsysteme. Wie funktionieren sie und für wen sind sie interessant?

In klassischen PCs, die nicht auf Höchstleistung optimiert sind, bewegen sich die Temperaturen in überschaubaren Grenzen. Deshalb können die Prozessoren von PCs für den “Normalbetrieb” bloß per Lüfter gekühlt werden. Viele Laptops und Convertibles, fast alle Tablets und Smartphones können auch völlig ohne Lüfter betrieben werden. Hier sind die Kühlkörper verantwortlich für die Kühlleistung. Diese Kühlsysteme werden als passive Kühler bezeichnet.

Kühlkörper gibt es in vielen Ausführungen und Größen. Die meisten bestehen aus Metallblöcken (Aluminium oder Kupfer) und verfügen über viele Windungen zur Vergrößerung der Oberfläche. Somit kann die Wärme besser abstrahlen.

Prozessoren von Desktop-PCs benötigen zumindest einen aufgesetzten Lüfter. Die funktionieren ganz simpel. Die Ventilatorschaufeln der Lüfter saugen Frischluft an und pusten sie auf den heißen Kühlkörper des Prozessors. Gleichzeitig wird die erhitzte Luft vom Prozessor weg und aus dem Gehäuse befördert.

Für den alltäglichen Betrieb wie Office-Aufgaben und Surfen macht die Wärme den CPUs keine Probleme. Für diese leichten Tasks tut’s gut und gerne auch der Lüfter.

Heikel wird es erst bei anspruchsvollen Dingen wie Videoschnitt, 3D-Renderings und die Königsdisziplin – dem Gaming. Bei Games ist höchste Leistung gefordert. Der Lüfter hat spätestens hier sein Limit erreicht.

Deshalb gibt es eine bessere Kühllösung als Luft, und das ist Wasser. Wasser kann physikalisch einfach mehr Energie speichern und somit dem System entziehen. Mit stets steigender Prozessorleistung (Mooresches Gesetz) stiegen auch die Temperaturen und die Drehzahl der Lüfter, was sich schlecht auf die Geräuschentwicklung auswirkte.

Und dank zwei zentraler Vorteile fanden mit der Zeit Wasserkühler ihren Einzug in Hochleistungs-Rechner: Sehr gute und effiziente Kühlleistung bei geringer Lautstärke.

Wasserkühlung:
All-in-One vs. Hard-Tube

Bei Wasserkühlern ist zu unterscheiden zwischen einem sogenannten All-in-One Kühlsystem und einem Hard-Tube-System.

All-in-One-Kühler oder auch Kompaktwasserkühlungen genannt, verbinden die einfache Montage mit den effizienten Kühleigenschaften einer Wasserkühlung. Sie bestehen aus einem Block, der Pumpe, Ausgleichsbehälter, Kühlflüssigkeit und Kühlkörper (Radiator) vereint. Dieses System ist wartungsfrei und einfach zu handhaben.

Vorteile von All-in-One-Kühlern sind die kompakte Bauweise, die einfache Montage und die preisgünstigere Wasserkühl-Lösung. Nachteil ist, dass sich der AiO nur auf die Kühlung des Prozessors beschränkt und die erhöhte Lautstärke. Der AiO-Kühler ist im Bereich der Lautstärke und der Effizienz dem großen Bruder unterlegen.

Für Casual-Gamer, die hohe Ansprüche an Leistung haben und dennoch nicht auf eine moderne Kühllösung verzichten wollen, sind die XTREME GAMER PCs wie geschaffen.

Hard-Tubed-Kühler

Die andere Kategorie von Wasserkühlern ist etwas anspruchsvoller und aufwendiger. Dafür haben sie den Vorteil, bei Bedarf mehrere Komponenten im Gehäuse zu kühlen. Das umfasst natürlich Prozessor und die Grafikkarte. Wenn gewünscht, können auch M.2-SSDs oder Spannungswandler auf dem Mainboard mitgekühlt werden, die bei Beanspruchung sehr hohe Temperaturen entwickeln können.

Die “richtigen” Wasserkühlsysteme bestehen aus einer Pumpe, dem Ausgleichsbehälter, Gummischläuchen, Plexiglas- oder Metallrohren, die die Kühlflüssigkeit in einem Kühlkreislauf vom Ausgleichsbehälter, über die einzelnen Komponenten hin zum Radiator befördert, wo die Wärme, meist durch Lüfter unterstürzt, an die Umgebungsluft abgegeben wird. Der Kreislauf schließt sich, in dem die Kühlflüssigkeit vom Radiator wieder zurück in den Ausgleichsbehälter gepumpt wird.

Mittlerweile ist es üblich, sein wertvolles Kühlsystem auch zu zeigen. Deshalb haben sich transparente Ausgleichsbehälter und Rohre aus Plexiglas durchgesetzt. Den Showcharakter unterstützen gefärbte Kühlflüssigkeiten und möglichst grelle LED-Beleuchtung.

Vorteile der Gehäuse-Wasserkühlung sind die äußerst effiziente Kühlleistung, die die wichtigsten Systemkomponenten moderat kühl halten und der flüsterleise Betrieb.Zudem kann man sicher sein, dass man Besitzer eines custom made Gamer PCs ist, der in aufwendiger Handarbeit und mit viel Hinwendung zusammengebaut wurde.

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