Der Kühlkanal - eine Religion für sich...
Der günstigste Kühlkörper (PC-Aqua-Tuning GPU-Cooler 1.1) ist auch - wie erwartet - zugleich der am einfachsten hergestellte Kühlkörper. Hierbei wird ein Metal-Block, in dem Fall Aluminium, so aufgebohrt, dass ein Kühlkanal entsteht. Zunächst werden zwei gerade Löcher eingelasen, damit sich später eine Schraube mit dem Gewinde richtig verankert. Anschließend wird quer und zueinander gewendet ein Kanal gebort. Im mittleren Bereich des Kühlkörpers treffen sich die beiden Bohrungen und bilden somit einen Kühlkanal. Simpel gedacht: Eigentlich eine ganz effektive Sache, da die berühmte Zone in der Mitte des Kühlkörpers, wo der darunter zu kühlende DIE liegt, praktisch nicht im "toten Winkel" liegt. Nachteile dieser Technik sind jedoch, dass, bedingt durch die Bohrtechnik, etwa 0,5 bis 0,7 mm Metall zwischen Wasser und zu kühlendem DIE sind. Um eine schnelle Wärmeaufnahme zu gewährleisten nicht die beste Bedingung. Darüber hinaus ist das Wasser durch so einen winzigen Kühlkanal schnell durchgeflossen und hat kaum eine Gelegenheit, sich großflächig im Kühlkörper zu verteilen, um diesen effektiv herunterzukühlen. Das Potenzial des Wassers wird also nicht komplett genutzt. So tragisch wie diese auch Sache klingt, ist sie jedoch nicht. Wie wir später anhand von Test-Ergebnissen belegen werden, sind für normale Zwecke diese Art von Kühlkörpern durchaus ausreichend, dass es jedoch besser geht, zeigen andere Hersteller.

Die Nächste Stufe auf der Evolutionsleiter stellt der "H20-Computer Absorber" dar: Bei diesem Kühlkörper ist die bessere Verarbeitung schon an der auf Hochglanz polierten Kontaktfläche ersichtlich. Hier kam scheinbar eine spezielle Metall-Legierung zum Einsatz, die neben der Politur einen höheren Glanzeffekt mit sich bringt. Ob dies sinnvoll ist, sei mal dahingestellt - wir sehen dies eher als nette Spielerei. Unabhängige Tests haben bereits bewiesen, dass eine völlig plane Oberfläche ab einem gewissen Grad keine bessere Kühlleistung erbringt, auch wenn diese noch weiter aufpoliert wird. Dass eine sich perfekt spiegelnde Kontaktfläche einen besseren Kühleffekt erreicht ist ein weit verbreiterter Irrglaube aus den Anfangstagen der "Szene", in denen man tatsächlich noch gute von schlechten Kühlkörpern mit dieser Logik unterscheiden konnte. Damals, anno 1999 und noch davor, war es nämlich so, dass ein Kühlkörper entweder ganz schlecht oder eben sehr gut verarbeitet war - Lösungen dazwischen gab es kaum. Leider finden wir Heute immer noch eifrige Genossen im Web, die nette Münzen und sonstiges neben die Kontaktfläche legen um zu zeigen wie toll sich diese doch spiegelt, wir möchten da natürlich keine Ausnahme bilden und demonstrieren auch wie toll sich diese Kontaktfläche im Gegensatz zu der des vorherigen Kühlkörpers spiegelt - Sinn macht das nicht, wir sind aber auch lustig drauf.

Bild: Bitte nach allen möglichen Kriterien eine Kaufentscheidung treffen, aber bitte nicht nach dem Grad, wie stark die Kontaktfläche refelektiert.

Gut, diesen Punkt können wir schon mal abhaken. Wobei noch gesagt werden sollte, wieso auch Kontaktflächen, die matt sind, ebenso gut kühlen können. Ist der Null-Punkt überschritten, an dem keine "groben Risse" mehr auf der Kontaktfläche vorhanden sind, macht mehr "glattbügeln" keinen Sinn. Wieso "grobe Risse"? Nun, der Kühlkörper, der letztendlich Kontakt mit dem Chip hat, erreicht einen besseren Kühleffekt, wenn die groben Risse nicht mehr da sind, weil sich in ihnen Luft ansammeln kann. Luft ist ein denkbar schlechtes Wärmeleitmedium, daher wird auch Wärmeleitpaste verwendet. Diese hat den Zweck, die groben Risse zu verschließen, damit sich dort keine Luft ansammeln kann. Mit groben Rissen meinen wir jedoch mikroskopisch kleine Vertiefungen, die im Normalfall kaum sichtbar sein sollten. Sind so gut wie keinen groben Risse oder gar Kratzer vorhanden, und man meint es dennoch zu gut mit der Wärmeleitpaste, dann wirkt diese im Wärmehaushalt eher isolierend statt lindernd.

Bild: (c) "dau-alarm.de"

Wie wir hier sehen, hat ein Genosse sich doch glatt gedacht, dass so eine Tube Arctic Silver nur für eine einzige CPU-Installation zu gebrauchen wäre. Auch sollte man es tunlichst vermeiden, seine fettigen Fingerabdrücke auf der Kontaktfläche zu hinterlassen oder mit einem harten Gegenstand auf dieser herum zu hantieren - zum Verteilen der Wärmeleitpaste daher bitte ein Stück Kunststoff benutzen und nicht wie einige Genossen einen Schlitz-Schraubenzieher, man glaubt es kaum - es soll auch darüber hinaus tatsächlich auch Leute geben, die ein Wärmeleitpad mit diesem herrlichen Werkzeug von der Kontaktfläche kratzen. Schließlich will man ja diese tolle "Silberpaste" statt des "Aufklebers" drauf haben. Gut, wir schweifen ab - aber sei so viel zu dieser Angelegenheit gesagt. Zurück zum Kühlkanal-Design des H20-Absorber: Im Grunde genommen hat man hier versucht, das Volumen für das Kühlmedium Wasser zu vergrößern. Dafür wurde ein weiterer Kanal-Eingang im oberen Bereich gebohrt und anschließend wieder verschlossen, durch diese Maßnahme hat man in der Tat mehr Raum für sein Wasser. Zusätzlich können nun die beiden Wasser-Ein- & Auslässe gerade und vor allem in einem größeren Querschnitt gebohrt werden. Dies war, wir erinnern uns, beim PC-Aqua-Tuning GPU-Cooler nicht der Fall. Eine positive Auswirkung auf den Kühleffekt ist somit fast garantiert.

Klettern wir doch mal einige Stufen weiter rauf, dann endecken wir hier dieses schöne Stück Hardware - den Aqua-Computer Twinplex 1.2 - Bei diesem Kühlkörper wird ein Kühlkanal direkt von oben in das Kupfer gefräst und mit einer Plexiglas-Scheibe verschlossen. Die Vorteile liegen klar auf der Hand. Durch den direkten Eingriff von oben, lässt sich ein größerer Kühlkanal realiesieren, der darüber hinaus nur noch wenige Millimeter Platz zwischen DIE und Wasser lässt. Das Ganze lässt sich noch durch geriffelte Seitenwände im Kühlkanal perfektionieren - der österreichische Kühler-Hersteller "ZERN" macht dies an seinem Delta-TR CPU-Kühlkörper vor. Die dadurch entstandene "Zusatz-Fläche" kann im besten Fall weitere Kühl-Reserven freisetzen. Noch ein wenig historisches: Als Aqua-Computer Mitte 2001 den "Cuplex" CPU-Kühlkörper und im darauf folgenden Herbst den "Twinplex" 1.0 Chipset-Kühlkörper vorstellte, jubelte die Szene. Erstmalig wurde im großen Stil eine Material-Kombination vorgestellt, die auch überzeugte. Die Push-In-Anschlüsse (AC "plug & cool-System") waren darüber hinaus die Krone des Ganzen. Bis Heute mehrfach von vielen Dritt-Anbietern nachgeahmt, jedoch von der Qualität selten erreicht: Der Original Cuplex (Leitet sich von "Cuprum + Plexiglas" ab).

Einzig Innovatek ist sich mehr oder weniger treu geblieben und hat eigene und mindestens ebenso genau so innovative Plexiglas-Lösungen entwickelt, womit wir auch schon beim Thema wären: Der Graph-O-Matic 2.0 ist Innovateks derzeitiges Chipset-Allheilmittel. Zunächst dachten wir, dass Innovatek, wie bei dem uns in der Vergangheit bereits vorliegendem FlatFlow SL - ein ähnlich "schlimmes" Kühlkanal-System verwendet. Jedoch hat man beim Graph-O-Matic eine neuartige Lösung vorgestellt. Zunächst möchten wir uns hier den Aufbau des FlatFlow SL anschauen - den dazugehörigen Report könnt Ihr hier bei uns abrufen. Dabei wurde der Metal-Block praktisch von den normalerweise anfallenden Fräsarbeiten unberührt gelassen - Die Kanal-Struktur übernahm hier die darüberliegende Kunststoff-Struktur. Im Grunde genommen sicherlich ökonomisch sinnvoll, da ein solcher Kühlkörper insgesamt wenig Arbeitsaufwand bedeutet und auch für wenig Geld angeboten werden kann - jedoch ist die Kühlleistung, im Vergleich, natürlich schlechter, da die Fläche wesentlich geringer im Vergleich zu anderen Kühlkörpern ausfällt.

Der Graph-O-Matic ist hier eine Stufe weiter: Man beliess es nicht bei einem einfach Kühlkanal, sondern bei einer ganzen Struktur aus einzelnen (11. Stück), parallel angeordneten Kühlkanälen. Auch hier liegen die Vorteile klar auf der Hand: Zum einem wäre die dadurch sehr große Kühl-Fläche und zum anderen die Tatsache, dass sich das Wasser dadurch stärker als sonst verwirbelt und somit länger Kontakt mit dem Kupfer hat; positiver Nebeneffekt ist der erhöhte Kühleffekt. Doch lassen wir nun die Zahlen sprechen und sehen, wie sich die Kühlkörper-Schar in der Praxis verhält.

         


Bild: (c) "innovatek.de" - Keine reinen Aqua-Computer-Kopien: Respekt!

Vor den "Benchmarks", noch ein paar Worte...
...zu dem Befestigungsmaterial. In weiser Vorrausicht liefern Innovatek und H20-Computer statt Metallschrauben jene aus Kunststoff. Der Vorteil ist einfach der, dass Kunststoff keinen elektrischen Strom leitet. Desweiteren springt eine Kunststoff-Mutter auf einer Schraube über, wenn man zu weit gedreht hat - bei Metallschrauben bricht in diesem Moment der Kern (eng. "Core" oder "DIE") des Chips, sofern dieser offen liegt. Ein wirklicher Vorteil ist es nicht, jedoch schützt es unbedarfte Anwender vor einem Schaden. Daher: Solltet Ihr Euch einen Kühlkörper gekauft haben, der mit Metall-Schrauben ausgeliefert ist, dreht diese bitte vorsichtig und über Kreuz an. Am besten nur zu dem Punkt, bis der Kühlkörper sehr fest sitzt, ihr aber theoretisch noch etwas weiter drehen könntet. In diesem Augenblick nicht weiter drehen - hier ist eindeutig weniger mehr. Des Weiteren fiel uns auf, dass die Halterung des H2O-Kühlkörpers praktisch eindeutig die selbe ist, wie die des Twinplex von Aqua-Computer. Zwar ist dies nicht wirklich tragisch, wir wünschen uns jedoch von H2O-Computer in Zukunft etwas mehr Eigen-Initiative in Sachen "Halterungs-Design".

  
Bild: Grobe Verarbeitungsmängel auf der GeFORCE 4-Halterung des Graph-O-Matic,
laut Innovatek ein Einzelfall. Die Probleme mit der Legierung wurden beseitigt.

Testaufbau
Der Kühlkörper und der zu kühlende Chip wurde mit der Arctic-Silver-3 Wärmeleitpaste ordnungsgemäß beschichtet und auf folgenden Computersystemen jeweils so lange mit CPU Stabilty Test 6.0 und diversen Bandbreiten fressenden Anwendungen im Hintegrund belastet, bis sich die Temperatur nach einer Stunde nicht mehr änderte.

 > VIA Apollo KT333 Chipset-Northbridge (166,66 MHz FSB Full-Load) | (TTP*) & (MTP*²) Unbekannt.

 > NVIDIA nForce2 SPP Chipset-Northbridge (200,00 MHz FSB Full-Load) | (TTP*) & (MTP*²) Unbekannt.

(TTP*) => Typical-Thermal-Power

(MTP*²) => Maximum-Thermal-Power

Unser Test-Computer überschritt nicht die Anforderungen aus dem AMD TMCCG (Thermal, Mechnical, and Chassis Cooling Guide). Der vorgeschriebene Gehäuselüfter an der Gehäuserückseite (80 mm Rear-Exhaust-Fan) sorgte dafür, dass die Innenraum-Temperatur von AMD als "Inside-the-box-local-ambient-temperature" (Im folgendem nur noch genannt) beschrieben, weit unter dem Maximalwert von 42 °C lag, in unserem Testlabor bei 29 ~ 31°C. Die Spannung und dadurch die Drehzahl des 80 mm Rear-Exhaust-Fans wurde immer so dynamisch nachgeregelt, dass bei jedem Testaufbau bei ~ 29/30°C lag - Durch diese Maßnahme kann die Raumtemperatur fast als irrelavant angesehen werden, im Allgemeinen liegt diese jedoch in unserem Testlabor bei etwa 19 °C. Des Weiteren kam ein Netzteil zum Einsatz, welches über zwei Lüfter der PAPST N2GML-Serie verfügt (80 x 80 x 25 mm und 92 x 92 x 25 mm), diese Kombination entspricht ebenfalls dem AMD TMCCG. Der für die Temperatur-Werte verantwortliche Sensor stellt der hochwertige Thermo-Transistor der Firma Dallas/Maxim (Semiconductor DS18S20) dar. Dallas/Maxim ist für Leistung auf dem Sachgebiet international bekannt und kann sich ohne weiteres als Marktführer bezeichnen. Dabei handelt es sich nicht um einen NTC! NTCs werden zwar oft zur Temperatur-Messung verwendet, besitzen aber einen recht kleinen Messbereich mit grober Genauigkeit. Daher entschieden wir uns in Verbindung mit dem Matrix Orbital MX4 für eine Thermistor-Lösung, diese stellt dabei den nächst höher gelegenen Verwandten des NTC - den Thermistor (Thermo-Transistor) der eine sehr ähnliche Funktionsweise hat, die wir Euch hier mal kurz erläutern. Die eigentliche Temperatur-Messung erfolgt in der Regel durch einen NTC (engl.: 'negative temperature coefficient' zu deutsch 'Negativer Temperatur- Koeffizient') bzw. einen Thermistor. Negativer Temperatur- Koeffizient bedeutet dabei, dass der NTC/ Thermistor mit Widerstandsabnahme bei Temperaturzunahme reagiert. NTCs und Thermistoren bestehen aus speziell dotiertem oder reinem Germanium (Ge), Galliumarsenid (GaAs) oder Silizium (Si). Durch diesen "Heißleiter" wird dann ein IC (Intergrated Circuit, dt. Integrierter-Schaltkreis sozusagen ein sehr einfacher Chip) beeinflusst der Euch dann bei z.B.: 25 °C den Widerstand auf 10 KOhm senkt. Der Chip interpretiert diese 10 KOhm als 25 °C und Ihr seht Sie dann auch auf dem LC-Display. So weit die Physik. In der Praxis schafft der Dallas/Maxim-Thermistor eine ordentliche Leistung, denn mit einem Messbereich von - 50 und + 125 °C bei einer konstanten Auflösung von +/- 0,5 °C sind nur genaue Werte zu erwarten. Freier Weg also auch für Kompressor- und Peltier-Messungen, bei denen der Chip bei weit unter 0 °C betreiben wird. Der DS18S20 wurde auf der Rückseite des PCB in einer festen Position mit Heißkleber umschlossen angebracht und für den gesamten Test-Verlauf nicht in seiner Position verändert.

Den Offiziellen AMD Thermal, Mechnical, and Chassis Cooling Guide in Adobe Acrobat PDF-Form findet Ihr hier!

Um zwei Extrem-Fälle zu simulieren, wurde je ein mal ein passiv gekühlter Single- und ein aktiv gekühlter Dual-Raditor an das System angeschlossen. Die Werte sollen nur einen groben Überblick über die Leistungsfähigkeit der einzelnen Kühlkörper geben, auf Euer System lassen sich diese Werte wahrlich nicht übertragen. Ihr könnt jedoch davon ausgehen, dass wenn ein Kühlkörper bei uns einen besseren Kühleffekt erzeugt als ein anderer, dass dies dann auch bei Euch eintrifft. Demnach kann sich der Graph-O-Matic von Innovatek knapp vor dem Aqua-Computer Twinplex behaupten - letztendlich ist der Unterschied minimal, es bleibt daher bei den beiden Top-Kühlkörpern mehr eine Geschmacks- statt einer Geldfrage, welcher Kühlkörper letztendlich ein Plätzchen auf Eurem Chip findet. Wobei noch erwähnenswert wäre, dass der Graph-O-Matic in mehreren Farben vorliegt (Kunststoff-Gehäuse) und der Twinplex in verschiedensten Ausführungen auch für Pentium-4-Chipsätze und ATI Radeon 9x-Grafikkarten verfügbar ist. Der H2O-Absorber von H2O-Computer ist aufgrund seines minimalen Aufpreises eher zu empfehlen, als der GPU-Cooler von PC-Aqua-Tuning, wobei - wer hier keine großen Anforderungen an seinen Chipsatz-Kühler stellt, ein echtes Schnäppchen schlagen könnte.

Bild: (c) "aqua-computer.de" - In allen Variationen verfügbar und immer wieder schön!
Wahnsinnge dürfen sich den Twinplex übrigens auch in 925er Sterling-Silber anfertigen
lassen, der Preis beträgt dann 108,99 € - Inklusive dem Feeling etwas besonderes zu haben...

Quintessenz
Wobei auch hier, wie eigentlich immer, der Einsatzzweck entscheidet, ob der Kühlkörper der Renner ist oder eben nicht. Denn, es macht wenig Sinn, eine monströse Kühl-Hardware für ein kleines System einzusetzen - einfachere und somit günstigere Kühlkörper sind hier eher angebracht. Genau so wenig ist es sinnvoll, einen solchen Kühlkörper auf einem großem System einzusetzen und zu erwarten, dass man hier Spitzen-Werte bekommt. Daher: Entscheidet nach dem Einsatzzweck. Soll jedoch die Wasserkühlung auch in Zukunft genutzt werden, dann sollte man bedachter seine Komponenten auswählen. Denn, ein wenig mehr Geld in den Kühlkörper zu investieren, könnte sich im Endeffekt als günstiger herausstellen, als später nochmals einen kaufen zu müssen.