Wasserkühlungen für Grafikkarten zum Schutz der sensiblen Bauteile
Aktuelle Hochleistungsgrafikkarten erzeugen vor allem unter Last eine erhebliche Abwärme. Um die durch diese Abwärme verursachten schädlichen Auswirkungen auf die elektronischen Bauteile zu vermeiden, ist eine effiziente Kühlung der
Grafikkarten notwendig. Neben herkömmlichen passiven Kühlungen durch einfache Kühlkörper und einfachen aktiven Kühlungen mit einem auf den Kühlkörper aufgeschraubten Lüfter bieten sich vor allem
Wasserkühlungen zur Reduzierung der Betriebstemperatur an.
Technische Wirkungsweise von Wasserkühlungen für Grafikkarten
Bei Wasserkühlungen wird ein Chipsatzkühler auf dem Grafikprozessor (GPU) befestigt. Dieser Kühler besteht in aller Regel aus einem Kupferkern, weil Kupfer sehr gute Wärmeleit-Eigenschaften besitzt. Nach unten zum Grafikprozessor hin ist der Kühlkörper glatt ausgeführt, um eine möglichst gute Auflage auf dem Prozessor zu bieten. Zur vom Kühler abgewandten Seite dagegen ist der Kühlkörper möglichst strukturiert und großflächig ausgeführt, um mehr Abwärme ableiten zu können. Zusätzlich wird der Kühlkörper von kleinen Röhrchen durchzogen, durch die im Betrieb Kühlwasser (Wasserkühlung Kühlflüssigkeit) geleitet wird, was den Kühleffekt maximiert. Die Wasserkühlung besitzt daher auch zwei Anschlüsse für Wasserzuleitungen. Diese haben standardisierte Drehanschlüsse und verfügen über einen Durchmesser von acht oder zehn Millimetern. Der Wasserkühler wird an den im Personal Computer bereits installierten Kühlkreislauf angeschlossen. Die Anschlussgewinde sind dabei so angeordnet, dass sie je nach räumlicher Disposition von oben oder von unten genutzt werden können.
Einige Wasserkühlungen für Grafikkarten sind auch für definierte Baureihen der marktführenden Hersteller konzipiert. Diese Kühlkörper sind meist größer als herkömmliche Wasserkühler und decken auch den Grafikspeicher und
Spannungswandler der Grafikkarten ab. Damit ist eine noch wesentlich effizientere Kühlung möglich, weil alle Wärme erzeugenden Bauteile der Grafikkarte von der Wasserkühlung erreicht werden.
Die Wasserkühlungen werden entweder durch einen Clipmechanismus auf dem Grafikprozessor aufgesetzt und fixiert oder durch einen Rahmen mit Verschraubungen. Dieser Rahmen wird auf der Grafikkarte festgeschraubt und ist nur für solche Grafikkarten geeignet, die bereits einen verschraubten aktiven oder passiven Kühler ab Werk nutzen und daher über die entsprechenden Gewinde verfügen. Bei allen Konstruktionen, die zur Fixierung der Wasserkühlung dienen, wurde darauf geachtet, dass diese ohne mechanische Belastung der Grafikkarten-Platine aufgesetzt werden können. Damit ist eine mechanische oder elektrische Beschädigung der Grafikkarte ausgeschlossen.
Wasserkühlungen für Grafikkarten müssen zwingend mit destilliertem Wasser betrieben werden, um Kalkablagerungen in den Kühlleitungen insbesondere im Kühlkörper zu vermeiden. Kalkablagerungen verstopfen nicht nur die teils filigranen Leitungen, sondern minimieren selbst dann, wenn die Leitungen noch durchflossen werden, in beträchtlichem Maße den Kühleffekt. Daher sollte für Wasserkühl-Systeme im Personal Computer grundsätzlich nur destilliertes Wasser verwendet werden. Bei Nutzung herkömmlichen Wassers entfällt zudem im Falle einer Havarie die Hersteller-Gewährleistung.
Vorteile von Wasserkühlungen
- Wasserkühlungen arbeiten wesentlich effizienter als herkömmliche aktive oder passive Lüfter.
- Sie benötigen keine Betriebsenergie.
- Wasserkühlungen arbeiten geräuschlos und können daher für mehr Ergonomie am Arbeitsplatz sorgen.
- Die Kühlungen arbeiten verschleißfrei und können nicht - wie aktive Lüfterkühlungen – beispielsweise durch Staub und Schmutz in ihrer Wirkung gemindert werden.
- Wasserkühlungen arbeiten korrosionsfrei. Es werden keine Bauteile verwendet, die bei Feuchtigkeits- oder Dampf- und Säureeinwirkung korrodieren. Sie können daher auch in ansonsten für elektronische Komponenten eher problematischen Betriebsumgebungen eingesetzt werden.
- Auch andere Bauteile werden durch Wasserkühlungen kühlgehalten. So kann man beispielsweise auf Festplatten-Kühler oder CPU-Kühler zurückgreifen.
Zum Expertenwissen
