Test: Kontaktfläche Kühler und Prozessor - konvex oder plan?

nforce007

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<p><img style="float: left; margin: 10px;" src="/images/stories/galleries/reviews/bodenplatte_ekl/logo.jpg" alt="logo" height="100" width="100" /><strong>Ohne Übertreibung kann man festhalten, dass sich der Markt der Prozessorkühler momentan eher evolutionär statt revolutionär weiterentwickelt. Die leistungsstarken Kühler der Mittel- und Oberklasse setzen durchweg auf das Konstruktionsprinzip Heatpipes, Aluminiumlamellen, einfache oder doppelte Lüfterbestückung und Backplate-Montage. Unterschiede sind meist eher rein quantitativer Natur, Gewicht und Größe nehmen mit steigender Preisklasse zu. </strong></p>
<p>Dazu kommt eine schon überproportionale Marktsättigung, die nicht unbedingt zum Durchblick beiträgt. Aber einen zentralen Unterschied vermag man noch auszumachen,...<br /><br /><a href="/index.php/artikel/hardware/kuehlung/22814-test-kontaktflaeche-kuehler-und-prozessor-konvex-oder-plan-.html" style="font-weight:bold;">... weiterlesen</a></p>
 
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Schöner informativer Test, hätte nicht gedacht, dass die Unterschiede doch messbar sind.

Aber was ist mit Konkav? :P
 
Schönes Review, das Ergebniss sollte endlich die Nörgler verstimmen lassen, die der Meinung sind Kühler mit konvexen Böden eignen sich nicht für AMD Prozessoren...

Aber wieso sprecht ihr von konvexen Heatspreadern? Wenn eine Wölbung nach innen vorliegt nennt man diese konkav.

Der Hintergrund dazu ist einfach erklärt. Der Heatspreader wird bei der Herstellung des Prozessors mit dem DIE verlötet. Das verwendete Lot muss dazu mindestens auf Temperaturen zwischen 138 °C und 312 °C erhitzt werden, damit es sich verflüssigt. In der Folge von hohen Temperaturen, also einer zusätzlichen Energiezufuhr, verändern Materialen wie Metall ihre Formgebung. Also zieht sich der Heatspreader an der verlöteten Stelle des DIE zusammen und bildet eine konvexe Form.

Interessant, aber wie ist es dann zu erklären, dass der nicht verlötete IHS meines 3570K auch konkav ist?

Zudem wüsste ich gerne wie ihr die WLP aufgebracht habt. Ich habe nämlich die Erfahrung gemacht, dass bspw. die WLP zu verstreichen bei einer Kombination aus planem Heatspreader und konvexem Kühlerboden, sowie konkavem Heatspreader + planem Boden zu teils deutlich höheren Temperaturen führen kann. Wohingegen die Klecksmethode in beiden Fällen bessere Werte erbrachte.

Edit: Sorry, hab's überlesen, steht ja beim Testsystem dabei...
 
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Auch wenn ich mich vielleicht unbeliebt mache, aber wie hoch ist denn euere Messungenauigkeit bei dem Settup? Wenn ihr den Versuch 5x Wiederholt (nicht nur das Aufnehmen des Wertes) wie stark Streuuen die Werte? Ich Denke nähmlich, dass 1 Kelvin durchaus im Fehlerbereich liegt und man daher nicht sagen kann dass es einen Messbaren Vorteil gibt...
 
Ich würd einfach soweit gehen und sagen das es realtiv egal ist!
Auch wenn das eine Grad immer wieder reproduzierbar sein sollte, machts am Ende kaum einen Unterschied, da man dieses eine Grad irgendwoanders schneller verliert/gewinnt als beim Kühler, zB Lüfter, Staub, Umgebungstemp :)

Aber immerhin wurde das ganze nun mal ordentlich getestet, also "Myth Busted" oder "Plausible"? :d
 
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mir gefällt, dass im fazit darauf hingewiesen wird, dass es für otto normal verbraucher keinen spürbaren unterschied macht.

minimale anmerkung: einige, wenige fehler sind noch im text. wie z.b. auf der letzten seite: "Zumindest die Kühlerhersteller könnten hier aber ansetzten"
 
Ich finde die Grafiken im Allgemeinen unsinnig. Einfach zwei Linien, die den Kühlerboden und den Heatspreader darstellen, wären meiner Meinung nach besser geeignet. Die Skalierung finde ich auch etwas unsinnig, denn zum einen stehen keine Einheiten dran und zum anderen, auf den Bildern mit planem Kühlerboden und konvexen Heatspreader erkennt man kaum etwas.
 
Die Grafiken sind wirklich etwas überarbeitungsbedürftig. Ich hätte zum Beispiel einfach nur einen Paraboloid für die gekrümmten Flächen genommen.

Die Intel CPU ist auf jeden Fall konvex, ist der Kühler jetzt auch konvex? Dann wäre die Auflagefläche ja nur ein Punkt (Verformung nicht mitberücksichtigt). Oder ist der Kühlerboden konkav und schmiegt sich damit perfekt dem HS an?

War das Mädchen brav, bleibt der Bauch konkav, hatte sie Sex, dann wird er konvex ;)
 
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Die Intel CPU ist auf jeden Fall konvex, ist der Kühler jetzt auch konvex? Dann wäre die Auflagefläche ja nur ein Punkt (Verformung nicht mitberücksichtigt). Oder ist der Kühlerboden konkav und schmiegt sich damit perfekt dem HS an?

Nein, Intel Heatspreader sind in der Mitte eingedellt (konkav), konvexe Kühlerböden haben dagegen in der Mitte eine Wölbung nach außen.
 
Interessanter Artikel! Hätte nicht gedacht, dass die Unterschiede so gering sind.

Allerdings müsst ihr das noch mit konkav und konvex anpassen.

Beispiel bei Fazit:
"konvexe Prozessoren schneiden hingegen mit ebenfalls konvex ausgeführten Kühlern (Intel) besser ab."

Konvex und konvex würde bedeuten, dass sich in der Mitte ein Kontakt ergibt, doch der Rand würde weiter auseinander liegen und kaum Kontakt haben. Quasi als ob man zwei Kugeln zusammendrückt. DA wäre ja ebener Boden und konvexer HS besser, (wobei der Intel HS konkav ist).
 
Am Besten alles Plan geschliffen CPU und Kühler und einen hauch von Liquid Metall gerade bei starkem OC mit Wasserkühlern kommen bis zu 12°C bei rum.
 
Die Wärmeleitpaste wurde jeweils dünn mit dem Finger auf der CPU verteilt. Die Tests haben wir an zwei aufeinander folgenden Tagen durchgeführt, jeweils pro Plattform etwa 3-4 Durchgänge. Die Ergebnisse waren im Bereich von 0,1-0,15 Kelvin vergleichbar. Da wir die Ergebnisse immer auf 0,25 Kelvin runden, ist hier eine sehr gute Reproduzierbarkeit gegeben. :)

Bzlg. konvex und konkav werde ich mir die betreffenden Stellen noch einmal angucken, danke. ;)
 
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Für den ein oder anderen vielleicht noch interessant: Unser Testsystem war liegend aufgebaut. Wird die Geschichte senkrecht aufgebaut, können die Ergebnisse anders ausfallen. Hier kommt es z.B. auf die Intensität und die Gleichmäßigkeit des Anpressdrucks an.
 
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Ich kann es nicht verstehen, warum man sich wegen einem Kelvin so in das Thema verrennt. Aber gut.
 
Guter Bericht, vielen Dank!
Solche Nebensächlichkeiten interessieren mich immer sehr. Das ist eben Feintuning und bei der Wahl des Kühlers würde ich die bodenplatte in jedem Fall einen hohen Stellenwert zusprechen.
 
Ja von mir auch ein Danke für den Test!
 
@nforce007
Schleif die CPU Plan den Kühler Plan und du wirst dich Wundern.
 
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Euer Kalender geht vor! :d

---------- Post added at 23:58 ---------- Previous post was at 23:41 ----------

Für den ein oder anderen vielleicht noch interessant: Unser Testsystem war liegend aufgebaut. Wird die Geschichte senkrecht aufgebaut, können die Ergebnisse anders ausfallen. Hier kommt es z.B. auf die Intensität und die Gleichmäßigkeit des Anpressdrucks an.

Das macht irgendwie den ganzen Test kaputt. Bei Unterschieden in dem kleinen Bereich, sollte man wenigstens gegentesten, wie es sich bei 'nem 'normalen' Aufbau verhält.

Ich kann es nicht verstehen, warum man sich wegen einem Kelvin so in das Thema verrennt. Aber gut.

Weil das hier das LUXX ist. :p
 
Zurück aus der Zukunft. :d

Klar, planschleifen geht immer und bringt zusammen mit einer Liquidmetal-WLP einiges für die Extremübertakter. Nur selbst im Luxx dürften sich das Schleifen die Wenigstens trauen.
 
Danke für den Test! Und bitte nochmal gegentesten bezüglich Seitlicher Aufbau! :d
 
Das macht irgendwie den ganzen Test kaputt. Bei Unterschieden in dem kleinen Bereich, sollte man wenigstens gegentesten, wie es sich bei 'nem 'normalen' Aufbau verhält.

Kann, nicht muss. Beim senkrechten Aufbau ist es relativ einfach. Hat der Kühler nach der Montage kein Spiel und sitzt wirklich fest, ist der messbare Unterschied in Form der Bodenplatte mal abgesehen von der (theoretisch) schlechteren Wärmeleistung der Heatpipes durch deren horizontale Lage quasi gleich. Hat er noch Spiel oder lässt sich leicht bewegen, ist die Wirkung durch den ungleichmäßigen oder / und unzureichenden Anpressdruck eine ganz andere. Hier kann ersteres den Effekt der Bodenplatte fast verdrängen oder sogar (im negativen Sinne) kumulativ wirken. Nur solange wir alternativ keine bombenfeste Montagevorrichtung für den K2 haben (die der Serie ist leicht "schwammig"), lässt sich dieser theoretische Umstand nicht mit Zahlen untermauern. Wenn man jetzt nur mit der "normalen" Montagevorrichtung größere Unterschiede messen würde, hätte dies ja bsp. am vollkommen anderen Airflow oder der Lage der Heatpipes liegen können. Ohne Gegentest mit "strammer" Montage, ist dies leider mehr oder minder sinnlos. :(
 
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Auch wenn ich mich vielleicht unbeliebt mache, aber wie hoch ist denn euere Messungenauigkeit bei dem Settup? Wenn ihr den Versuch 5x Wiederholt (nicht nur das Aufnehmen des Wertes) wie stark Streuuen die Werte? Ich Denke nähmlich, dass 1 Kelvin durchaus im Fehlerbereich liegt und man daher nicht sagen kann dass es einen Messbaren Vorteil gibt...

Die Tests haben wir an zwei aufeinander folgenden Tagen durchgeführt, jeweils pro Plattform etwa 3-4 Durchgänge. Die Ergebnisse waren im Bereich von 0,1-0,15 Kelvin vergleichbar. Da wir die Ergebnisse immer auf 0,25 Kelvin runden, ist hier eine sehr gute Reproduzierbarkeit gegeben. :)

Wie soll schon Carl Friedrich Gauß gesagt haben:
In nichts zeigt sich der Mangel an mathematischer Bildung mehr als in einer übertrieben genauen Rechnung.

Also nicht böse gemeint, aber a) nehm ich euch nicht ab, dass ihr an immer derselben Stelle und dort auch noch auf 0,1 Kelvin genau messen könnt (Nachkommastellen auf Messgerät != Genauigkeit), b) braucht ihr eine gute Klimaanlage, um für die Tests exakt gleichbleibende Bedingungen zu schaffen (Temperatur, Feuchtigkeit, Strömung), c) ist die Reproduktion auf 0,1K nochmal ne ganz andere Geschichte, d) ist die Angabe eines Messwerts, wie Lel schon bemerkt, ohne zusätzliche Fehlerangabe maximal so la-la. In akademischen Kreisen ist ein Wert ohne Fehler generell unbrauchbar und sagt genausoviel aus wie gar keine Messung.

Dann die Werte auf ein Viertel Kelvin runden ist ok, aber das als Delta-T von 50,75K zu 51,75K verkaufen ist VÖLLIGER BLÖDSINN.
Erstens sagt das aus, dass ihr eine Erwärmung (ich nehm jetzt mal den ersten Fall) von 50,75K festgestellt habt. Also nicht um 50,76K, und auch nicht um 50,74K, sondern um irgendwas zwischen 50,745000...K und 50,754999...K. Damit sind wir nochmal um den Faktor 10 "präziser" als die 0,1K, die schon angeboten wurden.
Zweitens ist diese Genauigkeit (Reproduktion bzw. überhaupt einmalige Herstellung eines konstanten Wertes) schon mit ohmschen Heizflächen unter wechselnden Umgebungsbedingungen (Luftzug, Sonneneinstrahlung) schwer hinzukriegen, aber in einem Raum mit wechselnder Personenzahl und einem Computersystem unter ständig wechselnder Last ist das unmöglich.
Drittens ist die Rundung auf einen Wert mit mehr gültigen Ziffern als zuvor bekannt waren eine mathematische Perversität und wird mit mindestens dreimaligem Durch-Null-Teilen des Autors bestraft :fresse:

Weitere Dinge, die der gemeine Leser sofort nachfragen kann:
Wie oft habt ihr die Kühler gewechselt? (mal viel, mal wenig WLP verwendet, bei der anderen Plattform nur 1x gemacht und dann ein Haar mit reingefallen, ...)
Hat das eine Person durchgeführt, oder mehrere? (man glaubt nicht, welche Abweichungen man bei den simpelsten Dingen bei exakt gleichen Instruktionen feststellen kann, und Kühlermontage ist sicherlich keine einfache Sache)
Stammt die WLP aus einer Spritze oder warens verschiedene Chargen?
WLP frisch geöffnet oder der Anfang schon angetrocknet?
Wie lange lief das System jeweils, bis die Temperaturmessung durchgeführt wurde? (es dunsten schließlich die Lösungsmittel aus, damit ändert sich Schichtdicke und Dichte, damit wiederum spezifischer und absoluter Wärmewiderstand)
Der K2 wird ja mit gefederten Schrauben auf die Backplate gezimmert. Wie stellt man sicher, dass a) zuvor kein stärkerer Druck auf den Kühler ausgeübt wurde als hinterher durch die Schrauben anliegt, b) die Schrauben stets gleich fest angezogen sind, c) die Federn bei gleich weitem Anziehen auch die gleiche Kraft ausüben?
Konntet ihr vermessen, welche Form der Spezialboden nun tatsächlich hat, oder gibts da nur die Aussage des Herstellers?

Bitte nicht alles beantworten, das ist nur ne kleine Aufzählung, was alles an Fehlern reinspielen kann und sich am Ende vielleicht rauskürzt oder aufsummiert...
 
Diese Fragen kannst du in der Summe bei jedem x-beliebigen Kühlertest jeder Seite stellen. Wir arbeiten halt nicht in klimatisierten, abgeschirmten Räumen mit fixer Raumtemperatur, konstanter Raumfeuchte und gleicher Lichttemperatur. Letzteres mit einem ;) zu verstehen.

Bei normalen Kühlertests ist die Varianz größer richtig. In diesem Fall haben wir die Tests direkt hintereinander durchgeführt und bsp. auf Faktoren wie eine möglichst gleiche Raumtemperatur geachtet und ggf. korrigierend eingegriffen. Aber hier mit Unterschieden in der Raumfeuchte oder Energieniveaus zu argumentieren, ist schon etwas fernab einer praktischen Relevanz. Du kannst zwei Lüfter ja auch in einer 0db-Messkammer mit 100.000€-Messgeräten testen und Lüfter A ist dann bei gleicher Fördermenge 1 db leiser, als Lüfter B. Daheim fällt keinem dieser Unterschied auf, dafür ist Lüfter B günstiger. Dreimal darfst du raten, welcher Lüfter sich besser verkaufen wird. ;)

Drittens ist die Rundung auf einen Wert mit mehr gültigen Ziffern als zuvor bekannt waren eine mathematische Perversität und wird mit mindestens dreimaligem Durch-Null-Teilen des Autors bestraft :fresse:

Aida64 liefert mir die vier Kerntemperaturen jeweils in einigen Sekundenintervallen auch nur als ganze Werte, die Raumtemperatur kann ich auf eine Nachkommastelle genau messen. Das hat nichts mit "Durch-Null-Teilen" zu tun. Soll ich mich deswegen aufhängen, weil ich es schlicht nicht genauer messen kann? Ich runde das Endergebnis auf 0,25 Kelvin, fertig. Die 0,15 Kelvin bezogen sich im Schnitt auf die geschätzte Abweichung der Zwischenergebnisse, durch die Rundung bekommen wir eine Art konstanten "Fehlerindex", der als Intervall gesehen alle unsere Messungen beinhaltet.

Weitere Dinge, die der gemeine Leser sofort nachfragen kann:
Wie oft habt ihr die Kühler gewechselt? (mal viel, mal wenig WLP verwendet, bei der anderen Plattform nur 1x gemacht und dann ein Haar mit reingefallen, ...)
Hat das eine Person durchgeführt, oder mehrere? (man glaubt nicht, welche Abweichungen man bei den simpelsten Dingen bei exakt gleichen Instruktionen feststellen kann, und Kühlermontage ist sicherlich keine einfache Sache)
Stammt die WLP aus einer Spritze oder warens verschiedene Chargen?
WLP frisch geöffnet oder der Anfang schon angetrocknet?
Wie lange lief das System jeweils, bis die Temperaturmessung durchgeführt wurde? (es dunsten schließlich die Lösungsmittel aus, damit ändert sich Schichtdicke und Dichte, damit wiederum spezifischer und absoluter Wärmewiderstand)
Der K2 wird ja mit gefederten Schrauben auf die Backplate gezimmert. Wie stellt man sicher, dass a) zuvor kein stärkerer Druck auf den Kühler ausgeübt wurde als hinterher durch die Schrauben anliegt, b) die Schrauben stets gleich fest angezogen sind, c) die Federn bei gleich weitem Anziehen auch die gleiche Kraft ausüben?
Konntet ihr vermessen, welche Form der Spezialboden nun tatsächlich hat, oder gibts da nur die Aussage des Herstellers?

Bitte nicht alles beantworten, das ist nur ne kleine Aufzählung, was alles an Fehlern reinspielen kann und sich am Ende vielleicht rauskürzt oder aufsummiert...

Richtig, das sich alles möglich Fehlerindikatoren. Wenn du oder ein anderer User jemanden findet, der als nicht wissenschaftlicher Mitarbeiter an der naturwissenschaftlichen Fakultät alle ausschließen kann, spende ich dir ein Monatsgehalt. :d
 
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super test !! Trotzdem bleib ich beim h60 :d
 
Sehr interessanter Artikel und schön zusammengefasst. Die Messunterschiede liegen aber schon im Bereich der Messungenauigkeit. Da hätte man schon den Kühler samt Wärmeleitpaste 5x neu auftragen müssen um sich sicher zu sein. Man erreicht wohl einen größeren Unterschied bei der Wahl eines generell stärkeren Kühlers, oder eben anderer Wärmeleitpaste, als auf diese Feinheiten zu achten. Ich hatte auch mal eine CPU und Kühler geschlieffen, aber der Unterschied war fast 0.

Wenn dann gleich eine dicke WaKü und gut is. ;)
 
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