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Test: Kontaktfläche Kühler und Prozessor - konvex oder plan?

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Seite 1: Test: Kontaktfläche Kühler und Prozessor - konvex oder plan?

logoOhne 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.

Dazu kommt eine schon überproportionale Marktsättigung, die nicht unbedingt zum Durchblick beiträgt. Aber einen zentralen Unterschied vermag man noch auszumachen, wenn man sich die Kühler einmal von unten ansieht, genauer die Kontaktfläche zum Prozessor. Bei den meisten Kühlern am Markt besteht diese aus einem plan gefrästen Stück Kupfer, das mit den Heatpipes verlötet wurde. Auch die sogenannte "Heatpipe-Direct-Touch"-Technologie, bei der die Kupferkapillare an einer Seite plan geschliffen wurden und direkt den Heatpreader berühren, kann momentan nur bei planen Konstruktionen eingesetzt werden.

Ein konvexes Fuktionsgebirge
Ein gekrümmtes Funktionsgebirge; nach innen gekrümmt konkav, nach außen gekrümmt konvex

Einige wenige Hersteller, wie beispielsweise Thermalright oder Prolimatech, setzten hier hingegen auf eine konvexe Formgebung des Kupferbodens. 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 konkave, nach innen gekrümmte, Unebenheit. Je nach Ausprägung ist eine kleine Delle erkennbar.

alpenföhn k2 01
Einmal konvex und einmal plan, mit dem K2 von Alpenföhn machen wir den Test

Aber wie wirkt sich dieser zugegeben theoretische Umstand in der Realität am eigenen Rechner aus? Wir haben den Praxistest gemacht und objektiv verglichen. Für unsere Tests standen uns zwei Samples des Alpenföhn K2 von EKL zur Verfügung. Die erste Version entspricht der im Einzelhandel und kommt mit einer planen Unterseite daher. Die zweite Fassung verfügt über eine leicht konvexe Bodenplatte. Beide Kühler haben wir dabei sowohl auf unserer Sockel-1366-Testplattform von Intel als auch auf einem AMD-Testsystem miteinander verglichen und auf mögliche Temperaturunterschiede überprüft.

Spezifikationen
Hersteller und Bezeichnung EKL Alpenföhn K2
Straßenpreis 58,95 Euro - Stand Preisvergleich 07.08.2012 -
Homepage alpenfoehn.de
Technische Daten
Maße 12,5 cm (L) x 16,5 cm (B) x 16,0 cm (H) - mit Lüfter -
12,5 cm (L) x 14,5 cm (B) x 16,0 cm (H) - ohne Lüfter -
Material Kupfer, Aluminium und Poly-Kunststoff
Kühlertyp Twin-Tower-Kühler
Kontaktfläche CPU Eben - Einzelhandel
Konvex - Spezialanfertigung
mitgelieferter Lüfter 1x 120 mm, 1460 Umdrehungen pro Minute bei 12 Volt
1x 140 mm, 1120 Umdrehungen pro Minute bei 12 Volt
Sockel AMD: AM2, AM2+, AM3, AM3+
Intel: 775, 1155, 1156, 1366, 2011
Gewicht 1360 Gramm - mit Lüfter -
1050 Gramm - ohne Lüfter -

Wir bedanken uns bei Alpenföhn respektive EKL für die Bereitstellung der beiden Kühler.

 

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Kommentare (35)

#26
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Registriert seit: 07.10.2009
Hannover
[online]-Redakteur
Pilger
Beiträge: 2586
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. ;)

Zitat Bzzz;19281047
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.

Zitat Bzzz;19281047

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
#27
Registriert seit: 06.06.2011
Planet - Erde
Hauptgefreiter
Beiträge: 162
super test !! Trotzdem bleib ich beim h60 :D
#28
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Registriert seit: 06.05.2005

Fregattenkapitän
Beiträge: 2658
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. ;)
#29
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Registriert seit: 09.01.2012
Bayern - Ingolstadt
Kapitänleutnant
Beiträge: 1654
Zitat nforce007;19032810

Test: Kontaktfläche Kühler und Prozessor - konvex oder plan?

"ein konkav verformter Heatspreader - also eine Intel-CPU"
"respektive konvexer Heatspreader, konkavem Kühlerboden - Intel"


Bitte für eine Variante entscheiden im Text!
Ansonsten danke für den Test, er zeigt immerhin, dass es in der Praxis egal ist bis auf für extreme Übertakter.
#30
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Registriert seit: 23.03.2012

Korvettenkapitän
Beiträge: 2111
Zitat bluesunset;19281860
Ansonsten danke für den Test, er zeigt immerhin, dass es in der Praxis egal ist bis auf für extreme Übertakter.


Richtig! Ich denke auch dieses Fazit ist bei Bzzz noch nicht wirklich angekommen, aber das hätte man im Text natürlich noch deutlicher hervorheben können.
#31
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Registriert seit: 22.08.2006

Fregattenkapitän
Beiträge: 2586
Bzzz hat aber vollkommen recht. Bei einem solchen Test, wo ihr eine Abweichung von gerade einmal 1K feststellt, kann man auf Grund der oben von Bzzz angeführten Gründe das Ergebnis nicht ernst nehmen. Bei sagen wir 3 bis 4 K lassen sich alle diese kleinen Fehler nicht wegdiskutieren aber bei Werten von 1K oder kleiner, kann man diese nur unter Laborbedingungen erst nehmen.

Übrigens ist ein konvexer Kühlerboden auch deswegen von Vorteil, weil die Flächenpressung selbst bei zwei zueinander planen Flächen nicht konstant ist. An den Rändern tritt eine höhere Spannung als in der Mitte der Kontaktfläche auf.
#32
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Registriert seit: 23.03.2012

Korvettenkapitän
Beiträge: 2111
Was bringt es dir denn zu wissen, dass die Differenz nicht ungefähr 1K, sondern, sagen wir, 0,965K +/-0,73K beträgt?! Am Ende heißt es genauso, dass so 'nen Unterschied keinen interessieren wird.
#33
Registriert seit: 07.08.2005
Schwandorf
Kapitänleutnant
Beiträge: 1732
Auch wenn das Ergebnis stimmt, was ich gar nicht bezweifeln will, ist es für die Realität mehr als unwichtig. Allein wann man nur leicht unterschiedliche Werte für WLPs und Anspressdruck annimmt, könnte ein ganz (minimal) anderes Ergebnis rauskommen. Dass man weiß, dass es keinen Unterschied gibt, ist aber auch nicht schlecht. Von daher: Guter Test, aber mir wird es auch in Zukunft egal sein, wie Kühler und CPU nun genau beschaffen sind.
#34
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Registriert seit: 29.09.2005
sleeping under tartaros
Korvettenkapitän
Raupe Nimmersatt
Beiträge: 2872
Danke für den mühevollen Test - ich war dazu bislang zu faul => schön, die Ergebnisse so angenehm aufgetafelt zu bekommen :)
#35
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Registriert seit: 29.11.2009

Oberbootsmann
Beiträge: 877
ich enthalte mich vorerst, mein text war nicht die feine englische.

um es kurz und fair zu widerholen: der test hat keine aussagekraft, bzzz hat bereits die gründe genannt. hier muss nachilfe im messen und auswerten genommen werden. Vor allem müssen die grundlagen der Messtechnik besprochen werden. Ich biete mich gerne an in dem gebiet aufzuklären.
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