Nachdem ich mir vor einiger Zeit für eine Referenz-3090 von Palit einige Kühler und dort auch unterschiedliche Konstellationen (ohne Backplate, mit Backplate, aktive Backplate) in Sachen Kühlleistung näher angeschaut habe, habe ich mich die letzten Wochen mit 3 Kühlern für die eVGA 3090 FTW3 beschäftigt.
Aus meiner Sicht läuft einer dieser 3 Kühler etwas außer Konkurenz. Das liegt zum einen daran, das es für diesen vom Hersteller keine aktiv gekühlte Backplate gibt und ich eben die anderen beiden nur mit der jeweiligen aktiv gekühlten Backplate getestet habe.
Dadurch fällt dieser Kühler in Sachen VRAM-Temperaturen im Vergleich zu den anderen beiden zurück.
Weiterhin hat dieser Kühler aber deutlich feinere Finnen im Bereich der GPU. Dadurch fallen bei der GPU-Temperatur die beiden anderen im Vergleich zu diesem zurück.
Für alle, die noch keine Ahnung haben, um welche Kühler es geht, hier die Auflistung der 3 Probanten:
- Optimus Absolute GPU Block - FTW3 3080, 3080 Ti, 3090 mit der beiligenden passiven Backplate (vollflächiger Kontakt zwischen Rückseite des PCBs und Backplate über ein Wärmeleitpad, dessen Fläche so groß wie das PCB ist)
- EK-Quantum Vector FTW3 RTX 3080/3090 D-RGB - Nickel + Acetal mit EK-Quantum Vector FTW3 RTX 3080/3090 Active Backplate D-RGB - Plexi
- HEATKILLER V for RTX 3080/3090 EVGA FTW3 - ACRYL Ni-Bl aRGB mit HEATKILLER V eBC - active Backplate für RTX 3080/3090 EVGA FTW3 - Nickel Black aRGB
Ich denke, jeden dieser Kühler wird man vorrangig verwenden, weil einem entweder die Optik des jeweiligen Kühlers am meisten zusagt oder weil einem eine der Kategorien besonders wichtig ist, die der jeweilige Kühler besonders gut kann.
Da aber alleine durch den Wechsel von Luftkühlung auf Wasserkühlung eigentlich alle Temperaturen im tiefgrünen Bereich sind, kann man imho ganz nach dem eigenen optischen Geschmack auswählen.
Bei den nachfolgenden Diagrammen habe ich zwar den jeweiligen Kühler immer gleich beschriftet, aber dann bei einem der Kühler die Hersteller-Bezeichnung verwendet und bei den anderen beiden die Kühler-Bezeichnung.
Liegt einfach dran, das ich die Kühlerbezeichnungen griffiger fand, sich aber beim Optimus Absolute Block es sich irgendwie eingebürgert hat, das die Leute vom Optimus-Block schreiben/reden.
Hier nun zu den relevanten Randbedingungen des Tests:
- Last: MSi Kombuster ((GL) msi-01; 3840x2160 im Fenster)
- Durchflussmessung: high flow NEXT
- Messung der Wassertemperatur am Eingang des jeweiligen GPU-Kühlers mit einem Calitemp
- Alle Karten sind in der gleichen Einbaulage mit den sonst genau gleichen Komponenten des Wasserkreislaufs verbaut worden
- Es ist immer die gleiche Karte verwendet worden
- Es sind die von den Herstellern beigelegten Wärmeleitpads verwendet worden
- Als Wärmeleitpaste habe ich Thermal Grizzly Kryonaut verwendet, wobei mir dabei eine Tube für die Tests der 3 Karten gereicht hat.
- Zu Beginn des Tests habe ich gewartet, bis die Wassertemperaturen sich auf dem zur Last gehörenden statischen Temperaturniveau eingependelt hatten. Grund: Wenn das System vorher im Idle gewesen ist, dauert dies mit ca. 30Minuten doch recht lange
- Da sich bei Anpassungen der Pumpenleistung unter Last doch recht schnell das neue statische Niveau eingestellt hat, habe ich hier nur 3-5Minuten gewartet
- Die Werte aus der Aquasuite sind von dieser über 5Minuten gemittelt worden.
Damit sollten alle Faktoren erwähnt sein, die neben den Kühlern selbst einen Einfluss auf die "Leistungsfähigkeiten" (Temperaturdifferenz zwischen Bauteilkomponenten und Temperatur des Kühlmittels am Kühlereingang) der Kühler haben.
Damit wären aber auch alle diese Faktoren für alle 3 Kühler gleich gewesen.
Ich stelle nun auch bewusst keinen direkten Vergleich zu meinen Ergebnissen mit den Referenzkühlern her. Ganz einfach, weil ich dort einen anderen Temperaturfühler verwendet hatte und weil dort eventuell auch die interne Temperaturmessung im Chip absolut gesehen eventuell andere Temperaturwerte geliefert hat als nun der Chip auf der FTW3.
Doch nun zu den Ergebnissen und beginnend mit dem Durchfluss:
Den Knick von 90-100% Pumpenleistungen würde ich in der Art interpretieren, dass da die Pumpenkennlinie (Föderleistung in Relation zum zu überwindenden statischen Druck) nicht mehr zu den Gegebenheiten des Wasserkühlungsrkeislaufs passt.
Davon ab erzeugt der Heatkiller einen geringeren Druckverlust als der Vector. Zum Teil könnte dies dem Umstand geschuldet sein, dass die Backplate beim Heatkiller parallel zum Hauptkühler durchströmt wird und beim Vector werden beide Komponenten seriell durchströmt).
Hätten beim Heatkiller die aktive Backplate und der Kühler selbst in etwa den gleichen Durchströmungswiderstand (statischen Druckverlust), so wäre der Gesamtwiderstand nur noch halb so groß als der vom Kühler alleine.
Tatsächlich ist die aktive Backplate aber restriktiver ausgeführt (es sind nur jeweils 3 kleinere Bohrungen pro Zu/Abfluss). Dadurch wird tendenziell der Volumenstrom des Kühlmittels, der durch den Kühler fließt immer höher sein als der Teil, der durch die Backplate fließt.
Ich könnte mir vorstellen, das daher der Durchflusswiderstand des Kühlers mit aktiver Backplate nur etwas unter dem Durchflusswiderstand liegt, der sich für den Kühler alleine ergeben würde.
Die geringsten Durchflusswerte erreicht der Optimusblock.
Man kann die Werte auch in Relation zum Kreislauf ohne Grakakühler auftragen und bekommt dann Verläufe dieser Art:
Mit relativ konstanten -6% reduziert sich der Durchfluss beim Heatkiller am geringsten. Der Vector liegt mit ebenfalls sehr konstanten -11% dahinter.
Der Optimusblock bildet zum einen das Schlusslicht und zum anderen kostet er bei niedrigerer Pumpeneinstellung mit -25% mehr Durchfluss als dann am Ende mit der höchsten Pumpenleistung (nur noch -17%).
Das ist aber eventuell eher ein Ergebnis, welches sich durch die Kennlinien/Kennfelder der Pumpe ergeben, als das es eine Eigenheit des Kühlers ist.
Hier fehlt mir leider die Erfahrung mit ähnlich restriktiven GPU-Kühlern.
Es ergeben sich damit deutlich messbare Unterschiede und relativ betrachtet auch deutlich unterschiedliche Werte.
Aber nun die konkreten Werte für 90% Pumpenleistung:
Heatkiller: 178l/h
Vector: 167l/h
Optimus: 157l/h
Alle Werte dürften für eine Wasserkühlung immer noch ausreichend hoch sein. Von daher muss man als Interessent vermutlich für sich persönlich entscheiden, wie hoch die Relevanz dieses Unterschiedes ist.
Vielleicht hier noch eine andere Betrachtung der Werte:
Wieviel % Pumpenleistung ist für 100l/h Durchfluss notwendig?
Heatkiller: 37%
Vector: 42%
Optimus: 49%
Und nun dazu, was die Kühler aus diesen Durchflusswerten an Temperaturdeltas bei der GPU-Temperatur generieren können:
Und hier kann der Optimus dann aus seinen feineren Finnen, die ihm auch den höchsten Durchflusswiderstand beschert haben, einen deutlichen Vorteil ziehen:
Ich habe dann die Trendlinienfunktion von Excel (Polynom 2. Grades) verwendet, um die Deltas bei 3 Durchflüssen exemplarisch gegenüber stellen zu können:
Bei 50l/h liefert der Heatkiller ein um 4,5K geringeres Delta als der Vector.
Der Optimus reduziert das Delta dann nochmal um 8,5K.
Bei 100l/h liefert der Heatkiller ein um 2,4K geringeres Delta als der Vector.
Der Optimus reduziert das Delta dann nochmal um 8,1K.
Bei 150l/h liefert der Heatkiller ein um 1,6K geringeres Delta als der Vector.
Der Optimus reduziert das Delta dann nochmal um 7,2K.
Beim Vergleich zwischen Heatkiller und dem Optimus bleibt der Abstand über dem Durchfluss daher relativ konstant.
Der Unterschied zwischen dem Vector und Heatkiller (und damit auch dem Optimus) vergrößert sich mit abnehmendem Durchfluss.
Wer den Optimus mit nur 50l/h betreibt (Thema höherer Durchflusswiderstand) bekommt aber immer noch ein geringeres Delta bei der GPU-Temperatur als bei den anderen beiden Kühlern, wenn man diese mit 150l/h anströmt.
Der Vorsprung verkürzt sich in diesem Vergleich auf 3-4K.
Und nun noch zur letzten Vergleichskategorie: Die VRAM-Temperaturen bzw. das Delta zwischen diesen und der Wassertemperatur im Zufluss:
Die bei Ampere verbauten GDDR6x-Module besitzen integrierte Temperaturfühler und die API gibt immer den höchsten Wert über alle Module aus.
Während sich beim GPU-Delta die feinen Finnen des Optimus-Blocks voll entfalten konnten, verschaffen nun die aktiven Backplates von Vector und Heatkiller diesen beiden deutlich kleinere Deltas:
Wobei bei diesem Test die VRAM-Temperaturen hauptsächlich durch die Last auf der GPU und dadurch durch die GPU-Temperaturen beeinflusst sein dürften.
Vector und Heatkiller liegen quasi auf dem gleichen Niveau. Hier macht sich damit der geringere Durchfluss beim Heatkiller (parallele Durchströmung) nicht negativ bemerkbar bzw. kann vermutlich durch die restlichen Rahmenbedingungen (die Backplate ist aus Kupfer) kompensiert werden.
Vielleicht noch ein Hinweis zum Vector: Bei der ersten Montage hatte ich mich haarklein an die Anleitung gehalten. Dadurch hatten nicht alle Module Kontakt zur Backplate. Nach einer Anpassung (an einer Stelle sollte ein 1,5mm Pad aufgelegt werden <- ersetzt durch 1mm wie bei den anderen Modulen) hatte dieser dann deutlich niedrigerere Temperaturen.
Das großfläche Wärmeleitpad an der passiven Backplate des Optimus kann den Nachteil der nicht aktiv gekühlten Backplate nicht kompensieren. Die VRAM-Temperaturen und damit die Deltas sind bei diesem deutlich höher.
Und hier noch für die 3 Durchflusswerte von eben:
Bei 50l/h liefert der Heatkiller ein um 0,4K höheres Delta als der Vector.
Der Optimus erhöht das Delta dann nochmal um 15,8K.
Bei 100l/h liefert der Heatkiller ein um 0,3K geringeres Delta als der Vector.
Der Optimus hat in Relation zum Heatkiller ein um 15,9K höheres Delta.
Bei 150l/h liefert der Heatkiller ein um 0,9K geringeres Delta als der Vector.
Der Optimus fällt das Delta nun in Relation zum Heatkiller um 17,2K höher aus.
Hier noch die gemittelten Wassertemperaturen am Zulauf des GPU-Kühlers bei diesen Tests:
Heatkiller: 37,4°C
Vector: 36,6°C
Optimus: 34,2°C
Am Abend des Tests des Optimus-Kühlers ist es im Raum 2-2,5K kühler gewesen als bei den anderen beiden Probanten.
Bei der Ermittelung des Durchflusses ohne GPU-Kühler habe ich dafür gesorgt, das mit im Mittel 38°C eine vergleichbare Temperatur im Kreislauf vorgelegen hat.
Hier noch eine kurze Zusammenfassung:
Alle 3 Kühler haben ihre Stärken und Schwächen. Keiner ist dabei, der in jeder Kategorie auf dem ersten Platz landet.
Tatsächlich ist das auch schon mein Ergebnis bei den Kühlern für das Referenzdesign der 3090 gewesen.
Und da alle Temperaturen sehr weit unter den Temperaturen unter Lukü sind, würde ich persönlich einfach den nehmen, der mir optisch am besten gefällt.
Nichtsdestotrotz ist mir bewusst, das für den ein oder anderen Nutzer ein Unterschied von sagen wir mal 2K einen riesigen Unterschied machen kann.
Und wenn es dann sogar deutlich mehr sind, wird eventuell auch in Kauf genommen, das der betreffende Kühler vielleicht anfälliger gegen ein Zusetzen durch Verschmutzungen ist.
Selbst hatte ich das bisher nur bei CPU-Kühlern von Zeit zu Zeit zu beklagen.
Klar, konkret für die Kaufentscheidung bei Ampere sind diese Werte für die wenigsten noch relevant.
Aber da auch die Kühlerhersteller wissen, das zuweilen 2K den Ausschlag bei der Kaufentscheidung geben können, bin ich gespannt, welche Anpassungen da eventuell bei der nächsten GPU-Generation auf uns zukommen.
#DKforscht
