Hardware
ASUS TUF X570 WiFi
DDR4 GSkill 3600 @ max. FCLK
NV 3090 FE @Bykski 3090 FE_TC Waterblock mit aktiver Front und Backplate
Arctic Cooling MX-4
CPU max. OC – PBO Unlimited
@TechN AMD Am4
https://techn.de/shop/cpu-waterblock-amd-am4-2/ [Version Black – 99€]
Übersicht über das System
Hinweise
Kaltwasser nach Radi entspricht selbst bei Volllast CPU immer nur ca. 0,5 -1 Grad über Raumtemperatur. Wenn die GPU mit OC dazu kommt dann geht es allerdings deutlich höher (ca. 2 Grad).
Raumtemperatur = Temp-Sensor Ansaugluft [Octo] x 0,55 + RaumTemp-Sensor auf Radi x 0,15 + RaumTemp-Sensor auf Regal 1 x 0,15 + RaumTemp-Sensor auf Regal 2 x 0,15
Für Delta Wasser zu CPU wurde nur mit dem Kaltwasser nach Radi berechnet.
Drosselung Durchfluss erfolgte nicht mit Pumpensteuerung sondern zuverlässiger über Kugelhähne (siehe Igorslab) – alle vier DDC Pumpen liefen immer 100% mit gleicher Eigen-Wärmeabgabe.
Mit beiden Doppelkugelhähnen gleichmäßig um keine einzelne Engstelle zu produzieren und den Widerstand zur Durchflussminderung möglichst gleichmäßig zu verteilen.
Messung
Belastung: Cinebench R23 Stability Test 30 Min
Temperaturentnahme CPU: Core Temp max. Temp (zur Sicherheit im Angleich mit Ryzen Master)
Temperaturentnahme Wasser: High Flow Next Kaltwasser
Delta = Max Temp – Kaltwassertemp im letzten Run R23
Es wurde absichtlich kein fixer Takt eingestellt, sondern ein für die Mehrheit der WaKü-User angewendetes Alltags-Szenario (PBO unlimited) verwendet. Im Gegenzug wurde die Testung möglichst lange durchgeführt.
So sollte auch beurteilt werden, ob bei einer etwaigen Steigerung der Kühlleistung durch mehr Durchfluss mehr Leistung freigesetzt werden konnte.
Anmerkung zu Durchflusswerten
50 l/h = 0,83 l/min: wird oft als Untergrenze für Silent-Fetischisten empfohlen/verwendet (ebenso 60l/h)
100 l/h = 1,67 l/min: wird oft als Sweet-Spot für Kompromiss von Leistung und Lautstärke empfohlen. Oft auch hier, die nicht-korrekte, Annahme, dass höherer Durchfluss keine Leistungsverbesserung bringt.
200 l/h = 3,33 l/min: der Wert den man in normalen Systemen mit einer einzigen DDC oder D5 @100 % immer noch gut erreichbar ist und bei zwei Pumpen gut mit reduzierter Leistung erreicht werden kann.
400 l/h = 6,67 l/min: Extremwert zum Ausloten der Grenze, der idR. nur mit mehreren Pumpen @100 % erreicht werden kann.
Für eine Verdopplung des Durchflusses einer Pumpe benötigt man die vierfache Anzahl gleicher Pumpen.
Eine Verdopplung der Pumpen gleicher Leistung erhöht den Durchfluss um den Faktor von ca. 1,5 [siehe näheres dazu im Thread]
Die kinetische Energie eines Wassermoleküls ist exponentiell zur Geschwindigkeit [=0,5m * v²]. Eine doppelt so schnelles Wasser-Molekül hat die vierfache Bewegungs-Energie – daher ist es auch logisch, dass eine Verdopplung der Pumpenleistung nicht eine Verdopplung des Durchflusses ergeben kann.
Dass die Wassertemperatur in einem WaKü System überall gleich sein soll ist ein Mythos. Bei Maximal-Last GPU + CPU im OCCT Systemtest (zuletzt mit ca. 265 l/h getestet) besteht ein Delta von Warm- zu Kaltwasser bei ca. 4-5 Grad. Das Warmwasser ist also ca. 20% wärmer trotz des hohen Durchflusses von 265 l/h. Kaltwasser kommt in diesem System immer nahe Raumtemperatur (hier bei etwa 25 Grad). Je geringer der Durchfluss desto höher das Delta zwischen Warm- und Kaltwasser.
Messwerte in Grad Celcius
| ∆ Temp 50 l/h | ∆ Temp 100 l/h | ∆ Temp 200 l/h | ∆ Temp 400 l/h | ∆ Temp 50 zu 400 l/h |
3700X (2019 B1)
@ 4200 Mhz | 52,1 | 49,3 | 48,1 | 47,2 | 4,9 |
| | | | | |
5800X (2152SUS B2)
@ 4620 MHz | 49,2 | 46,5 | 45,4 | 44,4 | 4,8 |
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5900X (2145SUS B2)
@ 4475 Mhz | 47,8 | 45,7 | 44,3 | 43,5 | 4,3 |
| | | | | |
5900X (2206SUT B2)
@ 4400MHz | 49,6 | 47,3 | 46,1 | 44,9 | 4,7 |
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| Mittelwerte | 49,675 | 47,2 | 45,975 | 45 | 4,675 |
*Taktangabe bezieht sich auf angezeigten ca. Allcore-Takt in Ryzen Master
Auswirkungen von Durchfluss auf den Takt
Auf Grund der geringen Maximal-Temperaturen per se (alle CPUs immer unter 77Grad, selbst bei nur 50l/h) sind kaum Auswirkungen auf den Takt zu erwarten. Anders wird dies bei höheren Wasser-Temperaturen aussehen.
In der Beobachtung des Ryzen Master scheinen die CPUs bei 400l/h (in Relation zu 50l/h) weniger dazu geneigt zu sein beim Takt nach unten zu schwanken und sind somit etwas stabiler beim hohen Takt zu bleiben. Hier sprechen wir aber von subjektiv beobachteten Werten von 40-70 Mhz bei Taktraten zwischen 4440 und 4600Mhz – vollkommen vernachlässigbar.
Allerdings waren CPU Temperaturen von unter 70 Grad unter R23-Volllast bei 3 von 4 CPUs nur bei 400l/h zu erreichen. Der 3700x war immer über 70 Grad.
Diskussion der Ergebnisse:
Die Kühlleistung hat sich in diesem Setup um durchschnittlich um 4,675 Grad erhöht, wenn der Durchfluss 50l/h auf 400l/h gesteigert wurde.
Bei alltagstauglicheren 200l/h ist immer noch eine Steigerung von 3,7 Grad zu 50 l/hmöglich.
Die Hypothese, dass höherer Durchfluss für mehr Kühlleistung sorgt muss als0 verifiziert werden.
Ob sich jedoch die Anschaffung von mehr als zwei Pumpen zur Steigerung des Kühlleistung oder der Aufwand für Extreme High Flow lohnt scheint fraglich.
Limitationen der Testung
Dadurch, dass das Kaltwasser vor der CPU erst drei DDC sowie Front- und Backplate der RTX 3090 (idle) durchläuft und hier Wärmeenergie aufnimmt, besteht die Vermutung, dass dieses Testsystem überproportional von höherem Durchfluss profitiert. Sollte nur eine CPU im Kreislauf sein und keine Wärmequelle davor liegen wird der Effekt reduziert sein.
Bei einem System mit geringer Radiatorfläche bzw. Möglichkeit der Wärmeabgabe kann der Effekt reduziert sein - hier sollte auch darauf geachtet werden, dass alle Pumpen Wärme an das System abgeben. Ist der Radiator am Limit, kann sich die Wassertemperatur sogar erhöhen und ein gegenteiliger Effekt auftreten.
Der TechN AMD AM4 soll eine besonders filigrane Finnenstruktur aufweisen, so könnte er von höherem Durchfluss evtl. mehr profitieren als weniger raffinierte Kühler.
Persönliche Interpretation
Auf Grund von Redundanz und Systemsicherheit empfehle ich immer zwei Pumpen bei einer Wasserkühlung zu verwenden. Es scheint sehr risikoaffin Hardware für mehrere tausend Euro einem potentiellen Schaden durch eine fehlende 60-80 Euro Pumpe auszusetzen.
Dies ermöglicht neben einem hohen Durchfluss bei leiseren Pumpen auch eine deutlich einfachere Entlüftung des Systems. Mehr als zwei Pumpen scheint jedoch selten Sinn zu machen. EIne Steigerung der Kühlleistung ist vermutlich durch eine geringere Wassertemperatur (schnellere Lüfter, andere Kühler, mehr Radi etc.) leichter zu erreichen.
