Es ist noch keine fünfzehn Jahre her, da waren Lüfter im heimischen PC rar. Die Leistung der damaligen Komponenten und ihre Abwärme war so gering, dass die Kühlung problemlos von winzigen Passivkühlkörpern übernommen werden konnte. Doch mit der Steigerung der Rechenleistung begann der Siegeszug der Lüfter für CPU, Chipsatz, Grafikkarte und Co.. Für viele Anwender der aufstrebenden Bastler- und Übertaktergesinnung galten möglichst viele, schnelldrehend laute Rotoren nicht selten als Sinnbild für enorme Rechenleistung. In der jüngeren Vergangenheit ist dieser Trend etwas verpufft und der Großteil der PC-Nutzer sowie Hersteller hat erkannt, dass hohe Rechenkraft und leise, aber dennoch ausreichende Kühlung, einhergehend mit stromsparender, effizienter Hardware, gut miteinander vereinbar sind. So ist es mittlerweile jedem sehr einfach möglich, seinen PC mit geringem Aufwand zufriedenstellend leise bis lautlos zu trimmen.
Einige Anwender gehen so weit, die etablierten Lüfter gänzlich wieder aus dem PC zu verdrängen und im Sinne einer minimalen Geräuschkulisse konventionell passiv zu kühlen. Für ein solch' gewagtes Unterfangen hält der Markt entsprechende Komponentenkühllösungen bereit, um die thermisch anspruchsvollen Bauteile wie Prozessor und Grafikkarte auch ohne Lüftereinsatz am Leben zu halten. Im Rahmen unserer Kühler-Testreihen beschäftigen wir uns in diesem Artikel mit der vergleichenden Gegenüberstellung einer Auswahl geeigneter Prozessorkühler im passiven respektive semipassiven (mit Gehäuselüfter) Betrieb und beleuchten, welcher der Kühlerriesen unter schwierigsten Bedingungen glänzen kann.
Im Vorfeld sei allerdings ausdrücklich unterstrichen, dass wir im Allgemeinen von einer lüfterlosen Komplettkühlausstattung abraten. Die zum Teil deutliche Erhöhung der Komponententemperaturen im ventilationsfreien Betrieb senkt die Lebensdauer der Hardware drastisch und hat nicht selten enormen Einfluss auf die Stabilität des Systems. Bereits sehr langsamdrehende, leise und günstige Lüfter verbessern die Komponentenkühlung erheblich, ohne den Geräuschpegel des PCs markant zu beeinflussen.
Um die Passivleistung aktueller Prozessorkühler zu untersuchen, haben wir abseits unserer bekannten Testplattform eine weitere, auf lüfterlosen Betrieb abgestimmte Testplattform erstellt. Herzstück dieses Systems ist mit dem Intel Core 2 Duo E7200 [1] ein aktueller 45-nm-Prozessor mit einer ohnehin schon geringen TDP von 65 Watt. Darüber hinaus haben wir die Kernspannung für den Prozessor auf 1,1 Volt (Standard sind 1,2 Volt) abgesenkt, um die Wärmeentwicklung weiter zu senken. Dieses sogenannte „Undervolting“ ist ein probates Mittel, um die Abwärme einer Komponente zu senken, ohne Rechenleistung zu verlieren. Wer auf passiven oder semipassiven Kühlereinsatz vertraut, sollte unbedingt austesten, inwieweit die vorhandenen Komponenten einen Betrieb unterhalb der Standardspannung erlauben.
Die ursprüngliche Idee, das System mit einer passiv gekühlten GeForce 8600 GT auszustatten, schlug aus thermischen Aspekten leider fehl. Ohne Luftstrom im Gehäuse war ein Überhitzen der Grafikkarte (nicht nur des Chips, sondern auch der meist noch kritischeren Spannungswandler) auf längere Sicht nicht abzuwenden, weshalb für den Prozessorkühlertest auf den Onboard-Chip des Motherboards gesetzt wurde. Ein gewisser Kompromiss muss also eingegangen werden, will man seine PC-Komponenten gänzlich ohne Lüftereinsatz guten Gewissens kühlen. Vor allem die Grafikkarten gelten hier als aktuell kritischste Komponenten, deren Kühlkonzept mit besonderem Bedacht geplant und umgesetzt werden sollte.
Als Gehäuse wurde für das Passivtestsystem mit dem Antec P150 ein vergleichsweise kompakter Miditower ausgewählt. Schließlich wird das passive Kühlen häufig bei PCs der unteren Leistungsklassen eingesetzt, die ob ihres Verwendungszweckes relativ geringe Abmessungen aufweisen sollen. Als einziger Lüfter im Gehäuse werkelt im Semi-Passivbetrieb der Noctua NF-S12, getrimmt auf 450 U/min. Bei dieser Drehzahl ist der Lüfter für das menschliche Ohr maximal aus geringster Distanz noch wahrzunehmen. Für den Passivtestlauf wird auch der Gehäuselüfter abgeschaltet, sodass kein einziger Lüfter im System mehr beeinflussend arbeitet.
Wir testen jeden Kühler also zunächst im passiven und anschließend im semipassiven Modus mit Gehäuselüfter. Nach den jeweiligen Umbauten erfolgt dabei die Auslastung der beiden Prozessorkerne durch Simultanlauf der beiden Tools Core2MaxPerf [2] sowie Prime95. Währenddessen werden die Systemtemperaturen mit dem Diagnosetool Everest Ultimate überwacht und dokumentiert. Zur Bewertung ziehen wir das arithmetische Mittel der maximalen Kerntemperaturen heran.
Das System hat einen Gesamtleistungsaufnahme von 50,4 Watt im Leerlauf und 73,6 Watt bei eingeschalteten CPU-Auslastungstools.
Allen Kühlern, die wir hier im Passiv-Vergleich gegeneinander antreten lassen, haben wir bereits einen ausführlichen Testbericht mit aktiver Belüftung gewidmet – bis auf den Scythe Ninja A/B. Aus diesem Grund stellen wir die Probanden der heutigen Gegenüberstellung nur noch kurz tabellarisch mit ihren wichtigsten Eckpunkten vor. Für weiterführende Informationen sind die jeweiligen Testberichte zu den einzelnen Kühlern in der Tabelle verlinkt. Die Auswahl der Kühler für den Vergleich erfolgte nach „Sinngehalt“ für einen passiven Einsatz. Die Gegenüberstellung wird als Referenz für künftige Prozessorkühlertests genutzt und dann entsprechend ergänzt.
| Kühler | Eigenschaften | Kühler | Eigenschaften |
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Scythe Ninja A/B
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Scythe Ninja Cu
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Scythe Ninja 2
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Scythe Mugen
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Scythe Orochi
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Coolermaster Hyper Z600
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Thermalright IFX-14
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Thermalright True Black 120
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Noctua NH-U12P
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Starten wir zunächst mit dem komplett passiven Vergleich. Zur Erinnerung: es gibt keinen einzigen Lüfter im System. Lediglich die Festplatte verbleibt als letzte mechanisch rotierende Hardwarekomponente und somit als Lautstärkefaktor. In diesem Modus präsentieren sich vor allem die Kühlriesen stark: Der Scythe Orochi, Thermalrights IFX-14 und Coolermasters Z600 sind bekannt für ihre Fähigkeiten im Passivmodus. Fast auf Augenhöhe bewegt sich die Ninja-Riege des Herstellers Scythe, die aufgrund ihres gut gewählten Lamellenabstandes als Allrounder gilt. Für den passiven Betrieb nur bedingt geeignet zeigen sich derweil die eher traditionell gestalteten Towerkühler im Stile eines Scythe Mugen, eines Thermalright Ultra-120 (True Black) oder Noctua NH-U12P.
Passivvergleich (komplett lüfterlos)
Angaben in °C
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Ein ähnliches Bild lässt sich im semipassiven Modus beobachten. Trotz des akustisch effektiv kaum schlechteren Charakters mit 450-U/min-Gehäuselüfter und kaum spürbarer Luftbewegung lassen sich die Kerntemperaturen allerdings bereits erheblich senken. Das Testfeld rutscht dabei etwas zusammen, an der allgemeinen Reihenfolge ändert sich allerdings nicht viel. Lediglich Coolermasters Hyper Z600 muss die Scythe Ninjas vorbei ziehen lassen und unterstreicht die im Vergleich eher schwache Performance bei aktiver Ventilation, die wir bereits im Einzeltest feststellen mussten.
Semipassiv (Gehäuselüfter mit 450 U/min)
Angaben in °C
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Positiv bleibt festzuhalten, dass alle gewählten Kühler in der Lage sind, die von uns gestellten passiven Herausforderungen anzunehmen und es zu keinen Überhitzungserscheinungen im Testverlauf gekommen ist. Mit anderen Worten: Auch nicht explizit als Passivkühler deklarierte Modelle können sich bei entsprechender Systemkonfiguration durchaus als passive respektive semipassive Kühloptionen präsentieren.
Zumindest das passive Kühlen des Prozessors stellt, die entsprechend sinnvoll ausgewählte, effiziente Hardware vorausgesetzt, mittlerweile kein großes Problem mehr dar. Viele der großformatigen Towerkühler, die aktuell am Markt vertreten sind, eignen sich bereits für den passiven oder semipassiven Betrieb. Im Allgemeinen gilt dabei: Je größer, desto kühler. Aber auch der Lamellenabstand spielt eine entscheidende Rolle. Wer auf möglichst geringen Luftstrom vertrauen will, sollte sich beim Kauf einen Kühler mit großem Lamellenabstand (3 mm und mehr) zulegen.
Die Spitzenpostionen im komplett lüfterlosen Vergleich sichern sich der Scythe Orochi, der Thermalright IFX-14 und der Coolermaster Hyper Z600. Vor allem letzterer überrascht, konnte er uns im aktiven Betrieb doch nicht überzeugen. Wer sich keinen großformatigen Passivspezialisten zulegen möchte, ist unter Umständen mit der allroundfähigen Ninja-Serie von Scythe gut beraten. Ob aktiv ventiliert oder passiv betrieben, der Scythe Ninja (2) zeigt in allen Disziplinen nach wie vor solide Leistungen. Als in Ausnahmefällen bedingt geeignet präsentieren sich ansonsten auch alljene Towerkühler, die bereits mit Belüftung eine gute Leistung abliefern.
Unterm Strich bleibt festzuhalten, dass passives Prozessorkühlen durchaus eine Option für lärmgeplagte PC-Anwender sein kann, sofern beim Hardwarekauf auf stromsparende Komponenten vertraut wurde. Starke Kompromisse sind fernab der CPU aber vor allem im Grafikkartenbereich einzugehen, denn einen halbwegs leistungsfähigen 3D-Beschleuniger ohne entsprechenden Lüftereinsatz vor der Überhitzung zu bewahren, bleibt ein schwieriges Unterfangen. Aus akustischer Sicht spricht daher nicht viel gegen den Einsatz zumindest weniger, leiser Lüfter. Bereits mit sehr geringen Förderleistungen und niedrigen Drehzahlen können die Komponententemperaturen wirkungsvoll gesenkt werden, woraus auch ein größeres Leistungsfenster resultiert. Im Endeffekt bleibt es aber die Entscheidung des Anwenders, welches Maß an Kühlung er für seine Hardware für angebracht hält – ein guter Kompromiss zwischen Kühlleistung und Lautstärke kann aber in keinem Fall schaden.