Ich war mal so frei
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UPDATE - Thermische Überprüfung
1. Präambel:
Nach 2 Monaten Arbeit mit dem ersten Prototypen bin ich nun mit dem thermischen Test des C4-SFX fertig. Es war eine Menge Arbeit wegen der vielen Möglichkeiten mit dem Gehäuse. Ich habe viel darüber gelernt, welche Konfiguration funktioniert und welche Konfiguration zu höheren Temperaturen führt. Zuerst spreche ich gerne über einige Grundlagen, damit alle auf dem gleichen Niveau sind, um diesen thermischen Test zu verstehen.
2. Wie funktioniert moderne Hardware:
Moderne Hardware ist sehr intelligent, wenn es um Lüftergeschwindigkeit, Stromverbrauch und Uhren geht. Dies gilt sowohl für moderne NVIDIA- und AMD-GPUs als auch für Intel- und AMD-CPUs. Diese Komponenten versuchen, so hoch wie möglich zu takten, bis sie Takt-, Temperatur- oder Leistungsgrenzen erreichen. Das heißt, wenn die Komponenten nicht richtig gekühlt werden, erhöhen sie im ersten Schritt die Lüftergeschwindigkeit. Wenn dies nicht hilft, senken sie die Taktfrequenz. Wenn die Temperaturen niedrig genug sind, werden die Komponenten so hoch wie möglich getaktet, bis sie die Leistungs- oder Turbo-Taktgrenze erreicht haben. Jede Überprüfung, die nur die Temperaturen ohne Taktgeber und Lüftergeschwindigkeit anzeigt, wird nicht gründlich durchgeführt.
3. Grundprinzipien, die die Temperaturen beeinflussen:
Es gibt ein paar Prinzipien, die man kennen muss, um zu verstehen, wie Komponenten effizienter gekühlt werden können oder wie sich Komponenten gegenseitig beeinflussen.
3.2 Abstand des Lüfters zur flachen Oberfläche:
Ein Lüfter, der sich nahe an einer flachen festen Oberfläche wie einem Tisch befindet, bekommt nicht genug Luft oder kann nicht genug Luft absaugen, um mit 100% Leistung zu arbeiten. Ein Fall, bei dem sich die GPU auf der Unterseite befindet, benötigt höhere Gehäusefüße, damit der GPU-Lüfter genügend Luft erhält. Aus diesem Grund ist ein Kühler auf der Unterseite des Gehäuses mit schlanken Gehäusefüßen sehr suboptimal. Dies gilt auch für eine Situation, in der sich Kabel oder andere interne Komponenten in der Nähe der Ansaugzone eines Lüfters befinden. Eine grundlegende Regel für den Mindestabstand ist die Lüfterhöhe.
3.3 Lüfterabstand zur belüfteten Oberfläche:
Ein Lüfter, der sich sehr nahe an einer belüfteten Oberfläche befindet, wird weniger Luft aus der inneren Umgebung zurückführen. In einem Sandwich-Gehäuse, das z. B. eine GPU mit 3 Steckplätzen unterstützt, arbeitet eine Axiallüfter-GPU mit 2 Steckplätzen wesentlich schlechter als in einem Sandwich-Gehäuse, das nur für Karten mit 2 Steckplätzen vorgesehen ist. Es ist einfacher für die GPU, die umgebende Luft abzuziehen. Dies hat mit dem eingeschränkten Niveau der Oberfläche des Belüftungslochs zu tun. Beispielsweise ist ein Netzgewebe viel restriktiver als einige größere Entlüftungslöcher, weil es wie ein Filter/mehr feste Oberfläche funktioniert.
3.4 Wärmequelle und Routing:
Eine Wärmequelle in der Nähe einer Lüftungsplatte mit Lüftern, die die Luft aus dem Gehäuse herausführen, führt zu wesentlich besseren Gesamttemperaturen. Bei vielen Konfigurationen sehe ich einen Kühler zur CPU-Kühlung an der Vorderseite, an der Seite oder an der Oberseite des Gehäuses mit Lüftern, die auf Ansaugung eingestellt sind. Dies führt dazu, dass heiße Luft innerhalb des Gehäuses bewegt wird. Diese heiße Luft wird von der GPU wiederverwertet. Während es für die CPU mit einer AIO einfach ist, diese Situation zu beseitigen, ist sie für die GPU komplexer, wenn die Lüfter auf Ansaugung eingestellt sind. Nur ein unverkleideter GPU-Lüfter mit angepassten Lüftern kann dieses Problem lösen. Der größte Konkurrent ist also in jedem Fall die heiße Luft im Inneren, die von den Komponenten wiederverwertet wird.
3.5 Recycelte Heißluft:
Eine Komponente, deren Ein- und Auslass nicht zu einer äußeren belüfteten Oberfläche des Gehäuses geführt wird, führt heiße Luft von sich selbst oder anderen Komponenten zurück. Im schlimmsten Fall ist es für die Komponente einfacher, heiße Luft durch eine Platte mit begrenzter Lüftungsöffnung anzusaugen als frische Luft. Dies geschieht in einem ITX-Fall, in dem eine 2-Slot-GPU in einem möglichen 3-Slot-Bereich installiert ist. Dieses Problem tritt vor allem bei GPUs mit Axiallüfter auf. Eine andere Lösung könnte ein Gehäuselüfter unter der GPU im unbenutzten Bereich sein, der wie ein Kanal für den Einlass funktioniert und heiße Abluft vom Einlass wegdrückt (weil Gehäuselüfter größer sind als die GPU selbst).
Ein weiteres Problem der wiederaufbereiteten Heißluft ist eine thermische Stausituation. Bei kurzen Lasten ist dies kein Problem, aber bei konstanter Last wird die Wärme zunehmen und zunehmen, so dass es sehr lange dauern wird, bis das System eine ausgeglichene Temperatur hat, die viel höher ist. Um diesen Effekt aufzudecken, ist es also wichtig, thermische Tests sehr lange durchzuführen.
3.6 Nicht ausgeglichene Lasten:
Die Lüftergeschwindigkeiten werden nicht von einer einzigen Komponente gesteuert. Das bedeutet, dass der CPU-Lüfter nicht hochgefahren wird, wenn eine GPU unter hoher Last steht. Dies kann zu einer Situation führen, in der unter starker kombinierter Last die Gesamttemperatur besser sein kann als unter einer einzelnen konstanten Last, wenn eine Komponente heiße Luft in das Gehäuse drückt. Wenn zum Beispiel beim Spielen die GPU unter hoher Last steht und heiße Luft in das Gehäuse drückt. Je nach Spiel hat die CPU eine viel geringere Belastung und die Lüftergeschwindigkeit am Kühler ist niedriger. Diese Lüfter bewegen weniger Luft aus dem Gehäuse heraus, und die GPU wird viel mehr heiße Luft wiederverwerten. Daher könnte es manchmal besser sein, ein CPU-Lüfterprofil zu haben, das die Geschwindigkeit auch bei mittleren Temperaturen erhöht. Ich weiß, dass dies für Ryzen nicht so einfach ist, denn wenn seine Idle-Temperatur Spitzenwerte erreicht.
3.7: Größe und Geschwindigkeit der Ventilatoren:
In manchen Situationen könnte es besser sein, schlankere Lüfter zu verwenden, die weniger Ansaugzonen für die Ansaugluft benötigen, um 100% Leistung zu erzielen. Alle erklärten Punkte können sogar noch schlechter sein, wenn der Lüfter langsamer dreht, weil Lüftungslöcher oder die Kühlkörperoberfläche restriktiver werden.
3.8: Die perfekte Welt
In einer perfekten Welt arbeiten alle Ventilatoren gegen eine sehr weniger einschränkende Oberfläche, die Wärme wird abgeführt, so dass sie nicht von anderen Komponenten wiederverwertet werden kann, und kein Ventilator befindet sich in der Nähe von festen Oberflächen.
4. Test-Szenario
Die erste große Regel für jeden thermischen Test ist es, eine Grundlinie zu erstellen, gegen die getestet werden soll. Jede Überprüfung, die diese nicht enthält, zeigt nicht, was möglich ist. Deshalb habe ich für meinen thermischen Test getestet, wie die GPU ohne Gehäuse unter hoher Last arbeitet, und einen zweiten Test für die CPU mit allen verschiedenen Kühlkörperkonfigurationen.
Für alle Tests innerhalb des Gehäuses verwendete ich einen kombinierten Test von Valley Benchmark und Cinebench R20 Multithread. Ich habe Cinebench verwendet, weil die Belastung zwar extrem ist, aber nicht ausreicht, um der GPU eine gewisse Leistung für Valley zu liefern. Ein zu harter CPU-Test würde bei Valley Benchmark zu einer geringeren GPU-Belastung führen. Der Valley-Benchmark ist gut, weil er weniger CPU-Last erfordert. Es gibt Szenarien, in denen vielleicht die eine oder andere Komponente etwas heißer sein könnte, aber nicht bei kombinierter Last. Die Durchführung eines thermischen Tests nur für die eine oder andere Komponente zeigt keine ausgeglichene Temperatur an. Darüber hinaus ist es wichtig, VSYNC zu deaktivieren, da sonst eine FPS-Kappe die GPU-Last senkt. Jeder Testlauf wurde bei einer Raumtemperatur von 22°C durchgeführt und dauerte so lange, bis er ein Niveau erreichte, bei dem sich die Thermik 10 Minuten lang nicht mehr änderte.
Für den Überwachungsteil zeichne ich die CPU/GPU-Temperatur (nicht Hotspot), die CPU/GPU-Lüftergeschwindigkeit und den CPU/GPU-Takt auf. Ich habe die neueste Version von GPU-Z und CoreTemp verwendet.
Zum Testen verwendete ich die folgende Hardware:
Ryzen 9 3900X (mehr Hitze als 3950X wegen schlechterem Binning) (145W TDP)
32 GB DDR4
Gigabyte X570I Aorus Pro
Gigabyte X5700 XT Gaming OC (225-250W TDP)
Korsar SF600 Platin
EKWB 240 AIO + 2x Noctua A12x25 oder A12x15
Noctua U9S + 1x Noctua A9-PWM oder 2x A9-PWM
Ich habe jede Hardware in der Standardkonfiguration laufen lassen, also kein Untervolten oder Deaktivieren von Turbo.
Ich habe keine Änderungen am GPU-Lüfterprofil vorgenommen. Das CPU-Lüfterprofil wurde so eingestellt, dass zwischen 70-80°C die Lüftergeschwindigkeit von 40% auf 100% erhöht wird. Für die AIO Das AIO-Pumpenlüfterprofil wurde so eingestellt, dass zwischen 80-85°C die Drehzahl von 60% auf 100% erhöht wird. Im Leerlauf und bei geringer Last war das System also unhörbar.
Hier sind die relevanten Testszenarien, die ich für die Überprüfung ausgewählt habe. Ich habe noch viele weitere Tests durchgeführt, aber ich halte diese nicht für relevant und werde die Ergebnisse noch schwieriger lesbar machen:
Classis-Layout - Standard - 240AIO (herausziehbar) - GPU (einziehbar)
Classis-Layout - 180° umgedreht - 240AIO (herausziehen) - GPU (einziehen)
Classis-Layout - 180° gekippt - 240AIO (ausziehbar) - GPU (einziehbar) mit DUCT BARS
Classis-Layout - 180° gekippt - 240AIO (herausziehen) - GPU entkleidet (herausziehen)
Classis-Layout - Standard - U9S (nach hinten ziehen) - GPU (nach innen ziehen)
Classis-Layout - 180° umgedreht - U9S (nach hinten ziehen) - GPU (einziehen)
Classis-Layout - 180° gekippt - U9S - (nach hinten ziehen) - GPU enthüllt (herausziehen))
Sandwich-Layout - 180° gekippt - 240AIO (ausziehbar) - GPU (einziehbar)
Sandwich-Layout -180° gekippt - 240AIO (herausziehen) - GPU enthüllt (herausziehen)
Anmerkung: Für Tests habe ich auf den Bildern eine Gehäusefußhöhe von 15 mm statt 8 mm verwendet.
5: Testergebnisse
Die Testergebnisse sind nach der Gesamttemperatur (CPU + GPU) geordnet, beginnend mit der niedrigsten.
In manchen Situationen könnte es besser sein, schlankere Lüfter zu verwenden, die weniger Ansaugzonen für die Ansaugluft benötigen, um 100% Leistung zu erzielen. Alle erklärten Punkte können sogar noch schlimmer sein
6. Überprüfung der Konfigurationen:
6.1 Klassiker-Layout - 240AIO
Das klassische Layout mit AIO ist eine einfache Basiskonfiguration, die bei richtiger Ausführung zu sehr guten Gesamttemperaturen führen kann. In meinen fortgeschrittenen Tests habe ich auch Konfigurationen mit der AIO getestet, bei denen frische Luft angesaugt wird, was jedoch zu viel schlechteren Temperaturen für die GPU führt. Wenn die AIO so konfiguriert ist, dass sie Luft nach außen leitet, hilft sie, die GPU-Temperaturen zu senken, da weniger Wärme von ihr wiederverwertet wird. Dies funktioniert jedoch weniger gut als beim Sandwich, da der gerichtete Auslass der GPU nicht auf den Kühler gerichtet ist. Um die Rückführungswärme noch weiter zu reduzieren, habe ich spezielle Kanalstäbe installiert, die links und rechts an der GPU angebracht werden können (einstellbar je nach Größe der GPU), so dass die GPU-Lüfter nur durch die Ober-/Unterseite saugen können. Dies führt zu noch besseren GPU-Temperaturen bei der umgekehrten Ausrichtung, bei der die GPU auf der Oberseite des Gehäuses sitzt. Der einzige echte linke Begrenzungsteil ist hier der Begrenzungspegel des Lüftungsmusters. Die besten Temperaturen werden bei einer GPU ohne Schutzhülle erreicht, bei der zwei 120-mm-Lüfter Luft durch den Kühlkörper der GPU aus dem Gehäuse ziehen.
6.2 Classis-Layout - Standard - U9S
Diese Konfiguration ist die schwächste innerhalb der C4-SFX. Das Problem ist, daß nicht genügend Luft aus dem Gehäuse herausgedrückt wird. Der Grafikprozessor wird viel heiße Luft wiederverwerten, und während der Grafikprozessor immer heißer wird, wirkt sich dies auch auf die CPU aus. Im umgedrehten Modus wird es besser, aber nur ein ungeschützter Grafikprozessor funktioniert am besten. Ich kann diesen Aufbau nur für Komponenten mit einem niedrigeren TDP wie 3700X und einem RTX 2060/2070 empfehlen.
6.3 Sandwich-Anordnung -240 AIO
Dies ist vielleicht die einfachste und ausgeglichenste Konfiguration, ohne die GPU zu entkleiden. Aber selbst dies ist mit zwei Lüftern möglich, die an der AIO-Halterung angebracht sind. Die GPU bezieht Frischluft von der Seite und die AIO saugt die heiße Luft aus dem Gehäuse ab. Ja, dies wirkt sich auf die CPU-Temperaturen aus (nicht auf einem kritischen Niveau), führt aber zu den besten GPU-Temperaturen. Der Auslass des Grafikprozessors wird in Richtung des Kühlers gedrückt, so dass weniger Wärme um den Grafikprozessor herum entsteht. Ich habe auch einige Tests in der Standardausrichtung durchgeführt, in der der Kühler unten ist, aber die Temperaturen an CPU und GPU werden wegen der zu niedrigen Gehäusefüße höher sein.
7. Letzter Gedanke:
Nachdem die Tests abgeschlossen sind, habe ich bei diesem Produkt gemischte Gefühle. Verstehen Sie mich nicht falsch, dieses Produkt ist auf sehr hohem Niveau und es wäre kein Problem, es so zu verkaufen, wie es ist.
Aber obwohl ich die Flexibilität dieses Produkts liebe, ist ein reines Sandwich-Gehäuse auf AIO-Basis für den normalen Benutzer besser geeignet. Und ein gut durchdachtes Sandwich-Gehäuse mit flexibler Steigleitung könnte sogar noch besser sein, weil es kein Blockieren eines Lüfters auf dem Heizkörper mit der harten Steigleitung gäbe. Außerdem werden bei einem flexiblen Riser und der in der Mitte angebrachten Hauptplatine beide Seitenwände für die Ansaugung verwendet.
Auf der anderen Seite ist der Hard-Riser viel billiger und das klassische Layout bietet auch Luftkühlung und keine zukünftigen PCIe-Probleme der Gen5 und Gen6. Es ist immer noch sehr klein und hat mit der sauberen Front und dem Power-Knopf auf der Oberseite ein sehr schönes Aussehen. In den letzten zwei Wochen habe ich weitere Nachforschungen über Layout-Optimierungen angestellt, so dass es selbst in 11.2L möglich sein könnte, 280AIO, 3-Slot-Sandwich und klassisches Layout zu unterstützen. Auch die Lüfterkanalschienen sind ein nettes Feature zur Verbesserung der GPU-Thermik im klassischen Layout.
Ich denke, ich werde eine Pause von 2 Wochen einlegen, um mit weiteren Tests und dem Spielen mit Layouts fortzufahren. Dann entscheide ich, ob ich zu einem flexiblen Riser-Sandwich-Gehäuse zurückkehre oder mit einem optimierten klassischen/Sandwich-Layout weitermache, das 3Slot- und 280AIO-Unterstützung beinhaltet. Obwohl ich weiß, dass dies zu schlechten Rückmeldungen führen wird, wenn ich das Produkt wieder ändere, möchte ich ein Produkt schaffen, das es wert ist, das zweite Produkt von DAN Cases zu nennen. Denken Sie daran, dass es in diesem Thread nicht darum geht, für ein Produkt zu werben, das bald erhältlich ist, sondern um einen Entwicklungsprozess mit all dem Hin und Her.
Vielleicht bin ich in der Situation des Syndroms des zweiten Produkts, das bereits von Steve Jobs XD bekannt war.