News AXP90-X47 Full Copper: Überarbeiteter SFF-Kühler aus Kupfer für AMD und Intel

Wenn es den auch in Alu geben würde wäre ein Test mal interessant. Wie viel Plus bekommt man tatsächlich durch die Verwendung von Kupfer?
 
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Ich glaube, dass das Kupfer hier daher mehr Show als merklich bessere Kühlleistung ist. Getriggert hat es mich schon. :D
 
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ghecko schrieb:
Laptops, Serverblades,... Glaubst du wirklich die machen da wegen der Optik alles aus Kupfer?

Ich glaube jetzt einfach mal, dass viele Notebook- und Blade-Server-Kühler aus Kupfer statt Alu sind. Mit einer schnellen Bildersuche habe ich beides gefunden, aber das sagt ja nichts über die Häufigkeit.

Ich schätze, dort hat der Einsatz von Kupfer-Lamellen möglicherweise damit zu tun, dass aufgrund der sehr beengten Platzverhälnisse nur wenige, meist nur eine einzige Heatpipe durch die Kühllamellen gehen kann, da sonst der Luftstrom zu sehr blockiert würde.
Es wäre also eine Notlösung aus Platzgründen.

Bei dem Kühler in dieser Meldung sieht das nicht so aus. Der scheint eine auch bei Alu-Kühlern übliche Anzahl/Dichte und Größe von Heatpipes zu haben und würde in einer Alu-Ausführung sicher eine praktisch identische Kühlleistung haben.
 
Herdware schrieb:
Und zur Wärmekapazität: Bei einem so kleinen Luftkühler mit entsprechend wenig Masse dürfte die nicht sehr relevant sein. Man will den Kühler ja auch nicht mit möglichst viel Wärme "sättigen", sondern diese so gut und schnell wie möglich an die Luft abgeben.

Was das Ziel sein muss ist 1) Energie schnell verteilen, sodass es keinen Hotspot an der Kontaktstelle zwischen CPU und Kühler gibt, 2) Hohen Temperaturunterschied zwischen Umgebung und Kühler.

1) ist notwendig, damit die CPU nicht überhitzt
2) ist sinnvoll, weil Wärmeleitung proportional zum Temperaturgradient ist (Watt/m*K). Ein konsistent aufgewärmter Kupferblock ist hier praktischer, als ein inhomogen aufgewärmter Alukühler, welcher zu großen Teilen noch nahe Raumtemperatur ist (in den Bereichen ist dann wegen dem geringen Temperaturunterschied keine (konvektive) Wärmeleitung an die Luft möglich).

Das das Kupfer eine recht hohe Wärmekapazität hat ist in der Tat eher unpraktisch, aber da kann man halt nichts machen.
 
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saku schrieb:
Wenn es den auch in Alu geben würde wäre ein Test mal interessant. Wie viel Plus bekommt man tatsächlich durch die Verwendung von Kupfer?
Kupfer hat eine ca. 50% höhere Wärmeleitfähigkeit (230 vs. 380). Bei diesem Kühler ist die Wärmeverteilung durch die gut verteilten heatpipes schon recht gut, also denke ich nicht dass das Material an sich viel bringt. Das wird unter 10% Performancedifferenz sein.
Herdware schrieb:
Ich schätze, dort hat der Einsatz von Kupfer-Lamellen möglicherweise damit zu tun, dass aufgrund der sehr beengten Platzverhälnisse nur wenige, meist nur eine einzige Heatpipe durch die Kühllamellen gehen kann, da sonst der Luftstrom zu sehr blockiert würde.
Es wäre also eine Notlösung aus Platzgründen.
Es hat eher mit der Verarbeitung zutun. Aluminium lässt sich nicht mit Kupfer verlöten, das ist zu unedel und oxidiert zu schnell. Selbst Alu auf Alu ist nur mit spezieller Vorbereitung im Vakuumlötofen möglich, wie es z,B. bei AIO-Radiatoren gemacht wird. Die billigen Alukühler sind alle nur mit gesteckten Lamellen und das lässt bei der Wärmeleitung erheblich zu wünschen übrig im vergleich zu verlöteten.
Eine Möglichkeit ist die Lamellen vorher galvanisch zu beschichten mit Kupfer oder Nickel, so wie es Noctua, Priólimatech und wenige andere im Highendbereich machen. Aber das ist sehr aufwändig, weshalb man gerade bei kleineren Kühlern wo das Material nicht ins Gewicht fällt einfach direkt Kupferlamellen nehmen kann. Die leiten noch besser die Wärme und lassen sich wunderbar mit Zinn-lötpaste weichlöten (übrigens auch bei schon befüllten Heatpipes, die gehen dadurch nicht kaputt).
Der Wärmewiderstand zwischen CPU-DIE, Kupferplatte, Heatpipe und Kupferlamellenpaket ist so extrem gering bei so einem direkt verlöteten Notebookkühler. Nur so lässt sich mit so wenig Lamellenoberfläche und Volumen die nötige Performance generieren.
 
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Ich kann mich auch irren, mein letzter Physik- und Chemieunterricht ist jetzt 16 Jahre her, aber aus meiner bescheidenen Logik heraus:

Wenn Kupfer mehr Wärme in Zeitraum X aufnehmen kann, kann es das auch schneller wieder abgeben. Heißt, der Wärmeaustausch findet schneller - sowohl von der Quelle zum Kupfer, als auch vom Kupfer zur Luft - statt. Die Konsequenz daraus: Kupfer kann bei identischer Geometrie zweier Körper (Heatpipes + Lamellen in dem Fall) mehr Wärme ableiten, im Vergleich zu z.B. Aluminium wie hier in dem Beispiel.

Dabei gibt es erst einmal drei beschränkende Faktoren zu beachten:
1. Wärmeaustausch Quelle -> Kühlkörper
2. Wärmeverteilung im Kühlkörper
3. Wärmeaustausch Kühlkörper -> Luft

Solange das aufnehmende Medium, in dem Fall Luft, nicht am absoluten Maximum angekommen ist (also Lufttemperatur >= Temperatur der Wärmequelle) ist es doch immer besser, wenn das Material schneller die Wärme an die Luft abegeben kann.
Die Wärmeverteilung von Kupfer ist der von Aluminium überlegen, das haben wir ja schon festgestellt. Auch die Aufnahme ist besser.
Das Argument der Heatpipes spielt in dem Moment eher weniger eine Rolle, da wir von identischen Geometrien bei den Vergleichskühlern ausgehen. Sowohl Alu-Heatpipes, als auch Kupfer-HPs haben nachweislich große Vorteile gegenüber einer Konstruktion ohne ebendiese.

Folglich wäre Kupfer in drei von drei relevanten Disziplinen dem Aluminium überlegen. Lediglich Preis, (Verfügbarkeit/Umwelt), Verarbeitungsaufwand und Gewicht sind dann noch relevant. Und hier gewinnt Alu eben doch sehr klar, je größer der verwendete Kühlkörper ist.

Wenn ich meiner Logik folge und keinen Fehler drin finde, liegen die Vorteile eines Kupferkühlers gerade in dieser Größenordnung auf der Hand. Oder hab ich irgendwo einen Denkfehler, bzw. liege ich auf physikalischer Ebene falsch?
 
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PrivateDan schrieb:
Wenn Kupfer mehr Wärme in Zeitraum X aufnehmen kann, kann es das auch schneller wieder abgeben.

Kupfer kann wegen seiner guten Wärmeleitfähigkeit innerhalb des einzelnen Bauteils (Lamellen, CPU-Block usw.) die Wärme besser verteilen. Aber es kann sie deshalb nicht automatisch auch besser von angrenzenden Bauteilen und der Luft aufnehmen oder abgeben. Da spielen andere Eigenschaften eine Rolle.
Aber genau dort wird es in der Regel den Flaschenhals geben, der den großen Einfluss auf die Kühlleistung ausmacht, denn um den Wärmetransport innerhalb des Kühlkörpers kümmern sich bei einem modernen Kühler ja im Wesentlichen die Heatpipes.

@davidzo hat aber den guten Hinweis gegeben, dass sich Kupfer-Lamellen durch Löten besser/unkomplizierter an Heatpipes anbinden lassen. Das kann tatsächlich ein entscheidender Vorteil sein, hängt aber halt auch von der Bauart des Kühlers und seiner Größe usw. ab, ob das die Nachteile von Kupfer (Gewicht, Preis usw.) aufwiegt.
 
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Das es Sinn ergibt bei einem kleinen kühler Kupfer zu nutzen haben ja einige hier schon hinreichend argumentiert. Das es wohl keinen großen Effekt hat denke ich zwar auch, aber wenigstens was Energiebilanz angeht ist Kupfer vermutlich noch besser als Alu.

Was aber zu bedenken ist, wenn das reines Kupfer ist, oxidiert das nicht an der Luft und bildet dann eine "Schutzschicht" die dann eher schlecht ableitet?
Sieht mir irgendwie nicht aus, als ob die Lamellen behandelt wären.
 
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@POINTman-10 Könnte CB bitte mal bei den Spezifikationstabellen zu CPU-Kühlern (Luft + Wasser) die max. TDP von den Herstellern mit aufnehmen? Wie die anderen Herstellerangaben sagt das zwar auch alles und nix, hilft aber dennoch beim einordnen...
 
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Spike S. schrieb:
@POINTman-10 Könnte CB bitte mal bei den Spezifikationstabellen zu CPU-Kühlern (Luft + Wasser) die max. TDP von den Herstellern mit aufnehmen? Wie die anderen Herstellerangaben sagt das zwar auch alles und nix, hilft aber dennoch beim einordnen...
AMD/Intel hat leider komplett andere Definitionen von TDP, welche nichts damit gemein haben was man als normaler Mensch als sinnvoll erachtet.

Das gleiche gilt im Übrigen für die Hersteller von Kühlern, weshalb hier bspw. Noctua auch gar nicht mehr von TDP redet, weil es zu verwirrend wird.

tldr: Die Angaben sind nutzlos, da jeder was anderes damit meint.
 
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Draco Nobilis schrieb:
Was aber zu bedenken ist, wenn das reines Kupfer ist, oxidiert das nicht an der Luft und bildet dann eine "Schutzschicht" die dann eher schlecht ableitet?
Um es einfach auszudrücken: Nein.

Kupfer oxidiert zwar, das dauert aber unter diesen Bedingungen, also trocken und warm, Jahr(zehnt)e.
 
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@Silent3sniper Ja, diese Angaben sind immer sehr schwammig. Dennoch weiß man dann, dass man bei der Angabe "95W TDP" nicht mit einem Hitzkopf wie dem 5800X anzufangen braucht...
 
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die geschwindigkeit in der sich die wärme in einem kühler verteilt, gerade in den finnen, kann schon ausschlaggebend für einen kühler sein.
und genau dort ist kupfer fast doppelt so schnell, was heisst, das die wärme aus der heatpipe sich schneller in der finne ausbreitet und damit auch schneller und besser an die luft abgegeben werden kann.
dazu noch das verlöten, was den übergang von der heatpipe auf die finnen verbessert.

bei gleicher grösse, kann ein kupfer-kühler also fast doppelt so schnell und im idealfall dann doppelt so viel wärme aus den heatpipes aufnehmen und an die luft abgeben. dazu noch das was die verlötung an besserem übergang zur finne einem gibt.
 
So sehr ich ja ein Fan von Kupferkühlern bin (betreibe selbst einen Ninja CU auf einem overclocked FX6300), muss man auch Mal auf die Zahlen schauen ;)

Gibt hier auf CB Tests des Ninja 2, wo in den Ergebnissen auch der Ur Ninja sowie der CU enthalten sind. Und der CU ist nur wenige Grad besser. Für mich als Fan immer noch genug, aber wie hier schon gesagt, es gibt einen Grund, dass heutzutage alle Alu verwenden. Kupfer ist zwar besser, aber lohnt effektiv nicht :/

Naja, wäre auf einen Test hier gespannt!
 
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Draco Nobilis schrieb:
Was aber zu bedenken ist, wenn das reines Kupfer ist, oxidiert das nicht an der Luft und bildet dann eine "Schutzschicht" die dann eher schlecht ableitet?
Sieht mir irgendwie nicht aus, als ob die Lamellen behandelt wären.
angelaufenes Kupfer leitet auch nicht schlecht, zudem ist die oxidschicht nur wenige Moleküle dick. Btw, Alu ist auch immer angelaufen, man sieht das bloß nicht weil es immer noch silbrig aussieht.
Im Vergleich zur Luftschicht welche die Lamellen umgibt ist der Wärmewiderstand der Oxidschicht vernachlässigbar. Die Nickelschicht bei z.B. Noctua Kühlern ist dicker als die Oxidschicht und ist auch kein problem trotz der niedrigen Leitfähigkeit von Nickel. Sie ist nicht nur unheimlich dünn, sondern leitet auch noch wesentlich besser als die Laminare Gleitschicht aus Luftmolekülen die eine Lamelle umgibt.

geist4711 schrieb:
die geschwindigkeit in der sich die wärme in einem kühler verteilt, gerade in den finnen, kann schon ausschlaggebend für einen kühler sein.
Ja, neben dem Lüfterdurchsatz (der die laminare Gleitschicht schrumpfen lässt) und der verfügbaren Dissipationsfläche. Entscheidend für die Effizienz ist der Delta-T zwischen Ambient und Lamellenoberfläche. Je größer die Differenz desto besser die Wärmeübrtragung, passive Abstrahlung, also der Wärmeübergang von Lamelle zu Luft. Allerdings sind die Unterschiede nicht groß, wenn die Wärmeverteilung konstruktiv durch gut verteilte Heatpipes ohnehin schon gut ist.
geist4711 schrieb:
bei gleicher grösse, kann ein kupfer-kühler also fast doppelt so schnell und im idealfall dann doppelt so viel wärme aus den heatpipes aufnehmen und an die luft abgeben. dazu noch das was die verlötung an besserem übergang zur finne einem gibt.
Das ist aber nur ein kleiner Teil des Gesamt-Wärmewiderstands, beeinflusst die Chiptemperatur also nur minimal. Kupferbodenplatten und heatpipes sind außerdem auch bei Alukühlern vorhanden. Mal eine Liste wie das aussehen kann:
WärmewiderstandDelta T bei definierter Last
CPU DIEΣ= 68°C
CPU IHS
Wärmeleitpaste
CU Bodenplatte (ca. 3mm CU)
verlötung HP (Zinn)0,5°
Heatpipe
verlötung HP- Lamelle (Zinn)0,5°
Lamelle (Entfernung ca. 20mm CU)
Gleitschicht bei V=2m/s20°
Case Ambient Temp28°
Das wären dann eine Gesamttemperatur von 68°C für die CPU.
Mit Alulamellen die nur fast halb so gut leiten wie das CU wären es immerhin noch 73°C, vorrausgesetzt die wären auch verlötet.

Viel ist es also nicht was das Material hier ausmacht. Viel mehr lässt sich durch Oberflächenvergrößerung, Luftdurchsatz, turbulenzen zur Gleitschichtverringerung erreichen.

Bisher sind nicht wenige Thermalrightkühler mit Alulamellen genau wie bei Noctua und Prolimathech ebenfalls vernickelt und verlötet, so auch die bisherige AXP90-R Variante.
Kupferlamellen sind da zwar immer noch ein wenig besser, aber bei größeren Kühlern überwiegen dann einfach die hohen Rohmaterialkosten und das hohe Gewicht. Bei gleichem Gewicht kann ein Alukühler viel mehr Oberfläche haben oder dickere Lamellen für eine trotzdem bessere Wärmeverteilung in der Lamelle (wie beim Noctua NH-P1).


drake23 schrieb:
Gibt hier auf CB Tests des Ninja 2, wo in den Ergebnissen auch der Ur Ninja sowie der CU enthalten sind. Und der CU ist nur wenige Grad besser.
Der Ninja CU hatte mich damals aber auch gewundert. Das ist genau das Gegenteil von einem effektiven Design für Kupfer. Bei der guten Wärmeverteilung von Kupfer und dem hohen gewicht macht es eher sinn einen kleineren Kühlkörper mit engem Lamellenabstand zu wählen, mitsamt druckstarkem Lüfter, als einen Kühler mit Riesenlamellenabständen der nahezu passiv laufen kann.
Die passive Radiation von schwarz eloxierten Alu oberflächen oder solchen die im Infrarotbereich schwarz sind, ist wesentlich besser als die von Kupfer. Je weniger Luftbewegung also im Spiel ist, desto besser performt Alu trotz des Wärmeleit-Defizits.
 
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Ich frage mich nur, was das Dingelchen kühlen soll. Einen 5950x?
 
Herdware schrieb:
Stimmt. Der Grund, warum Wasserkühler-Radiatoren doch manchmal aus Kupfer sind ist, dass es (chemisch) unkritischer ist, nur eine Art Metall im Kreislauf zu haben, und den CPU/GPU-Block aus Kupfer zu machen ist tatsächlich sinnvoll, wegen der besseren Wärmeleitfähigkeit.
Das Problem mit den verschiedenen Metallen kann man aber durch Zusätze in der Kühlflüssigkeit lösen, deshalb sind heutzutage die meisten WK-Radiatoren auch aus Alu.

Und zur Wärmekapazität: Bei einem so kleinen Luftkühler mit entsprechend wenig Masse dürfte die nicht sehr relevant sein. Man will den Kühler ja auch nicht mit möglichst viel Wärme "sättigen", sondern diese so gut und schnell wie möglich an die Luft abgeben.


Es sind doch aber nicht "die Radiatoren" (so als ganzes) aus Kupfer oder Alu. Man möge mich korrigieren wenn ich falsch liege, aber die Leitungen sind doch in quasi allen Radiatoren aus Kupfer und es geht nur um die Lamellen (außer bei Ausnahmen wie der reinen Alu-Linie von EK, da sind aber auch die Blöcke afaik aus Alu, also reiner Alukreislauf), wo es dann tatsächlich Unterschiede gibt.


Ich musste auch als erstes an den Ninja Cu denken. Ein absolut tolles Teil, aber auch nur rein optisch. Die Leistung hat den Aufpreis und das Gewicht nie gerechtfertigt, der normale Ninja war die bessere Wahl. Aber wenn es passende Kühler für VRM und Grafikkarte gäbe, alle in Kupferoptik, wäre das optisch schon ein Traum, in Verbindung mit ansonsten rein mattschwarzer Hardware mit maximal ein paar orangenen Akzenten oder so.
 
Herdware schrieb:
Aber genau dort wird es in der Regel den Flaschenhals geben, der den großen Einfluss auf die Kühlleistung ausmacht, denn um den Wärmetransport innerhalb des Kühlkörpers kümmern sich bei einem modernen Kühler ja im Wesentlichen die Heatpipes.
Bei den großen Towerkühlern kann man sehr genau messen, was Aluminium bewirkt. Die Lamellen sind nicht mal handwarm, während die Heatpipes kaum anfassbar sind. Ich vermute einfach, dass es durch den Gewichtszuschlag bei Kupfer wirtschaftlicher ist mehr Fläche beim Aluminium zu nehmen, um die schlechtere Wärmeleitung auszugleichen. Ein NH D15 würde sonst mit gleicher Fläche 2 kg wiegen. Vor 20 Jahren als die PCs noch gedreht und die Mainboards horizontal eingebaut wurden, spielte das Gewicht der Kühler ja keine Rolle (und war eh nicht relevant).
 
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downforze schrieb:
Die Lamellen sind nicht mal handwarm, während die Heatpipes kaum anfassbar sind.

Dafür dürfte eher die von @davidzo genannte Herausforderung verantwortlich sein, die Alu-Lamellen ordentlich mit den Heatpipes (außen in der Regel Kuper) zu verbinden. Löten geht mit einem gewissen Mehraufwand (Beschichten), aber einige Kühlerhersteller sparen an der Stelle wohl auch und die Lamellen werden nur verpresst.

Ich bleibe dabei, auch aus beruflicher Erfahrung (allerdings mehr mit Strangpressprofilen und Druckguss-Kühlern für Leistungselektronik), dass die Wärmeleitfähigkeit in den meisten Fällen nicht das ausschlaggebende ist.

Man schaue sich den Kühler aus dieser Meldung an. Die Wärme muss sich von jeder Heatpipe nur ein paar Millimeter in den Lamellen verteilen. Außerdem wird sich bei so wenig Masse ziemlich schnell eine Art Gleichgewichtszustand einstellen, bei dem es wie gesagt letztlich vor allem die Wärmemenge ist, die an die Luft abgegeben werden kann, die die Kühlleistung bestimmt.
Das kann man ja auch ganz deutlich daran sehen, wie viel besser Luftkühler, egal ob Alu oder Kupfer, arbeiten, wenn man den Lüfter etwas schneller drehen lässt. Wäre die interne Wärmeleitfähigkeit des Metalls der bestimmende Faktor, dann würde sich dabei doch nicht so viel tun.
 
Die Wärmekapazität (Aufnahmemenge Wärmeenergie) ist bei Aluminium ja besser und nur die Wärmeleitfähigkeit (sollte das nicht eigentlich der Wärmeübergangskoeffizient sein?) schlechter. Kupfer sollte bei gleichem Volumen schneller abkühlen.
Im Kupferkühler verteilt sich die Wärme durch die bessere Wärmeleitfähigkeit besser. Im Inneren des Alu-Kühlers hat man irgendwo einen Hotspot und die äußeren Lamellen bleiben handwarm. Deshalb ist das Temperaturdelta zur Umgebungsluft geringer, was wieder nachteilig ist.
Wer vor 15 Jahren mal einen Zalman 7000 CU (Vollkupfer, liegt noch im Schrank) hatte, weiß noch wie heiß die Lamellen geworden sind. Die Hitze ist schnell im Kühler, die Temperatur bleibt aber hoch, weil Kupfer nicht viel Wärme speichern kann. Eigentlich ist speichern auch das falsche Wort, denn die Wärmekapazität steht ja für die Energie die zugeführt werden muss, um die Temperatur um 1°C zu erhöhen. Wenn Kupfer sich schneller erhitzt, muss auch weniger Energie zugeführt werden für eine Temperaturänderung.
Also müsste ich eigentlich einen 5 kg schweren Kupferkühler basteln, der die gesamte (Wärme)Energie aufnehmen kann.
Irgendwo werden sich die Effekte aufheben, weil Kupfer ja auch viel wiegt. Man sieht es an diesem Test sehr gut, dass Vollkupfer nicht viel bringt:
https://www.computerbase.de/2019-03/pentium-4-kuehler-zalman-gigabyte-test-rueckblick/
 
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