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Overview and comparison of all tested CPU air and AiO water coolers

2. January 2023 06:00

To be able to cover the higher TDP classes of processors in the future, I upgraded my testbench from a Ryzen 5 3600 to a Ryzen 9 3950X. However, so that the compact or budget coolers are not completely overtaxed, testing is done in three stages. This article serves as a reference and basis for future comparisons so that tested air and water coolers can be classified according to their cooling performance

Methodology

An AMD Ryzen 9 3950X has to be cooled in various levels of power consumption, joined by 16GB Crucial Ballistix Sport (2x8GB) DDR4 memory on an MSI B550 Tomahawk (BIOS 7C91vAB). The Asus ROG Strix GTX 1060 6GB runs in zero-fan mode for the CPU stress tests only and a Fractal Design Ion Gold 750W serves as the power source. The whole thing is housed in the Thermaltake Core P3 as an open benchtable.

The test system runs on Windows 10 Pro 22H2 (build 19045.2251). All data sets are recorded with HWInfo64 v7.34-4930 – 5000ms logging, the specified temperature results from the sensor CPU Die (Average). Since I don’t have air conditioning, the values in the graphs are the delta between room temperature and CPU temperature. This allows all cooling systems to be compared fairly, even if the ambient temperature is different. The thermal paste included with the cooler or pre-applied is used in each case.

A TDP limit of 100, 150 and 200 watts is set via Ryzen Master software to cover different processor performance classes.

I determine the sound level with a Voltcraft SL-200 meter at a distance of 40cm, which operates in 125ms cycles in Lo mode.

Subsequent results will be supplemented with new coolers as they are tested.

Air cooler

In the following overview, all coolers were set to a loudness of 40 dB(A) at a distance of 40cm from the first fan:

Notes:

Xilence XC081 could not hold the 200W load, Thermal Throttle reduced the power target to 195W. Result therefore removed.
be quiet! Pure Rock 2 could not hold the 200W load, Thermal Throttle reduced the power target to 185W. Result therefore removed. Even at maximum speed, only 39.6 dB(A) is achieved instead of 40.0 dB(A).
Endorfy Spartan 5 Max ARGB could not hold the 200W load, Thermal Throttle reduced the power target to 193W. Result therefore removed. Even at maximum speed, only 36.1 dB(A) is achieved instead of 40.0 dB(A).
Scythe Fuma 3 Rev. A could not hold the 200W load, Thermal Throttle reduced the power target to 199W. Result therefore removed.

These results would be achieved at the respective maximum speed (100% PWM), thus showing the highest possible cooling performance without considering the noise level:

Water cooler

In the following overview, all coolers were set to a loudness of 40 dB(A) at 40cm distance from the center of the pump and fan on the radiator:

These results would be achieved at the respective maximum speed (100% PWM), thus showing the highest possible cooling performance without considering the noise level:

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Kommentar

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Tronado

Urgestein

4,782 Kommentare 2,675 Likes

#1 Jan 02, 2023

Das klingt gut. Ich will jetzt nicht sagen "habe ich immer gesagt", aber....eigentlich habe ich es immer gesagt. :)

Dann würde ich noch meinen, dass eine Referenz wie Deepcool Assassin III, zur Not auch NH-D15 (nur Temp.-Messungen nötig, kein Test) eingefügt wird, als Anhalt und letzte Stufe vor den besseren AIOs. Der DRP4 ist nicht schlecht, aber halt auch nicht das Beste.

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ipat66

Urgestein

1,593 Kommentare 1,719 Likes

#2 Jan 02, 2023

Die knapp 60 db der AC Eisbaer HPE 360 sind ja schon sportlich... :D
Das ist ja fast ein Hubschrauber...

Danke Dir für Deine Arbeit und dieses Roundup.

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Tim Kutzner

Moderator

963 Kommentare 798 Likes

#3 Jan 02, 2023

paar dicke Klopper mache ich noch dazu, hat jetzt aber auch erstmal gereicht an alten Kühlern :D
Der Rückstau an neuen Modelle kommt jetzt erstmal auf die Testbench.

Wünsche & Vorschläge aber gerne hier reinschreiben, die Arctic Modelle sind auch schon vorgemerkt :)

btw:
Den 3950X muss ich fast auf der doppelten TDP laufen lassen, um auf vergleichbare Temperaturen wie vom 3600 zu kommen.
Zeigt nochmal, wie schwer der zu kühlen ist.

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Tim Kutzner

Moderator

963 Kommentare 798 Likes

#4 Jan 02, 2023

Brute-Force sozusagen

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FritzHunter01

Moderator

1,346 Kommentare 1,839 Likes

#5 Jan 02, 2023

Hey Tim,

danke für deine Mühe. Sehr interessant…

Grüße

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FUSION5

Veteran

169 Kommentare 53 Likes

#6 Jan 02, 2023

Ich hatte bei "Wasserkühler" mit Custom Loop Kühlern gerechnet, aber nicht mit AIOs.

Macht ggf. eine eindeutigere Bezeichnung Sinn?

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FritzHunter01

Moderator

1,346 Kommentare 1,839 Likes

#7 Jan 02, 2023

Custom loops? Wie kommst du darauf?

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grimm

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3,496 Kommentare 2,518 Likes

#8 Jan 02, 2023

Kommt zum richtigen Zeitpunkt. Danke für die Zusammenstellung!

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RX480

Urgestein

2,013 Kommentare 976 Likes

#9 Jan 02, 2023

Vllt. bei Gelegenheit mal noch Eisbär 420 vs 360, damit man sieht wieviel Reserven es gibt, um noch nen Eiswolf ranzukoppeln.

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BauerT21

Mitglied

10 Kommentare 5 Likes

#10 Jan 02, 2023

Ich finde die Grafiken als Vergleich super - ich würde mir den Noctua NH-D15S im Test wünschen

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DrDre

Veteran

347 Kommentare 193 Likes

#11 Jan 02, 2023

Super Arbeit (y)
Der Thermalright FC140 oder der U120EX REV.4 würden mich interessieren, die gibts immer mal wieder im Angebot.

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Ghoster52

Urgestein

1,633 Kommentare 1,315 Likes

#12 Jan 02, 2023

Eine Alphacool Aurora 240 oder 280 (muss erst nachsehen, im Original war es eine 360) könnte ich Verfügung stellen.
Die "Arctic Liquid Freezer II 280" langweilt sich zu Tode bei einem 5700G (idle 20-25°C).
Mit maximalen OC (4700MHz auf alle Kerne) komme ich nach 30 Minuten Test von CB23 auf ca. 60-65°C,
ohne OC auf 50-60°C (wobei 60° eher selten ist) je nach Takt auf alle Kerne...

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Tombal

Veteran

113 Kommentare 28 Likes

#13 Jan 02, 2023

Ich habe bei mit einen "Be-Quiet Pure Rock Slim" auf einem Ryzen 7-5700G sitzen. Bei dem ist der Luftstrom allerdings um 90° gedreht im Vergleich zu allen anderen Lüftern hier. Er saugt unten aus Richtung der Grafikkarte an und bläst zum Rand des Mainboards, wo meist der 8 polige Power Stecker sitzt. Der Airflow des Gehäuses ist nämlich so konzipiert, dass unten am Boden die Luft angesaugt wird und oben am Deckel ausgeblasen wird, also in Richtung des natürlichen Kamineffekts.

Nun meine Frage: welche vernünftigen Lüfter gibt es, bei denen der Luftstrom um 90° gedreht ist (der Pure Rock Slim hat nämlich nur 3 Heatpipes und sieht recht mickrig aus)?

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Guest

#14 Jan 02, 2023

Interessant.

Offensichtlich sind die Unterschiede relativ gering, was ja auch erwartbar war. Würde gerne aber auch die üblichen Verdächtigen wie NH-D15 oder so sehen.
Wie erklären sich eigentlich die komischen höheren Temperaturen von Grandis 3 und NH-U12S bei Steuerung auf 40 dB(A) bei den geringen Leistungswerten? Das passt irgendwie nicht ins Bild und sieht nach Messfehler oder erhöhter Raumtemperatur bei den Messungen aus?
Eigentlich erwartet man ja bei gleicher Lautstärke einen linearen Verlauf, so ähnlich wie bei der Vollgas-Messung? Die Lüfter laufen ja in der Theorie immer gleich schnell bei der 40 dB(A)-Messung, also sollte eine Lüftercharakteristik hier keine Rolle spielen. Hmmmm.
Nichtsdestotrotz freue ich mich über eine standardisierte Messung, die dementsprechend übersichtlicher ist als die alte. Vorschlag: vielleicht die Drehzahlen der Lüfter noch notieren, die bei 40 dB(A) anlagen? Wäre rein Interesse halber. Falls die Daten nicht erhoben wurden, auch nicht schlimm. Grob kann man ja die Drehzahlen vermuten, aber nicht jeder hat ja die Möglichkeit wirklich die Lautheit zu messen.

Die Streuung oder die Messungenauigkeit (Raumtemperatur?) scheint auch einigermaßen hoch zu sein. Vergleiche die Unterschiede bei der Messung des bq! Shadow Rock Slim 2, der einmal mit 40 dB(A) läuft, wie auch immer? Vermutlich voll - und dann ebenso voll mit 38 dB(A) läuft. Die Messungen sollten ja identisch sein, weichen aber dennoch ab.

Das Problem ist ja, dass das Testfeld offenbar ziemlich eng zusammen ist. Die Abweichungen allein beim bq! Shadow Rock Slim 2 sind ja doch schon recht hoch. Tendenzen sieht man ja dennoch. Vielleicht sind auch die Coretemperaturen ein Problem, denn die können ja auch gerne mal Ausreißer haben. Ebenso mag das Raumthermometer träge sein. Schwierig.
Am Ende scheint das Bild recht schlüssig innerhalb der Messreihen, aber der Vergleich der Messreihen ... nun. Ich bin froh, dass ich früher bei meinen uralten Kühlertests keiner Nachkommastellen hatte :D .

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Pheenox

Veteran

109 Kommentare 67 Likes

#15 Jan 02, 2023

Interessanter Bericht, vielen Dank dafür. Solche Zahlen im Hinterkopf zu haben, ist immer gut.
Interessant wären hier sicherlich auch die AiO-Massentreiber wie die LiquidFreezer 2 oder die NZXT Modelle. Wenn ich mir die Verkaufszahlen auf einschlägigen Onlinehshops anschaue, dann wüssten sicherlich viele gerne, wo diese Modelle im Vergleich stehen.

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Furda

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653 Kommentare 371 Likes

#16 Jan 02, 2023

Das gibt eine richtig gute Datenbank, zusammen mit den Lüfter-Tests! 👍🏼 Danke

Aber:

Die Testobjekte liegen eh schon nahe bei einander und hier noch die WLP als Unbekannte einzuführen, macht aus meiner Sicht leider alles zunichte.

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Tim Kutzner

Moderator

963 Kommentare 798 Likes

#17 Jan 02, 2023

Ist schon vermerkt, der darf natürlich nicht fehlen :)

Messungenauigkeit von 0,10°C beim Grandis 3, sowas lässt sich einfach nicht vermeiden ohne perfekt stabile Raumtemperatur. Da geht man mal an der Testbench vorbei und der Luftzug bringt einen kleinen Unterschied :D
Je nach Lüfter sind es auch nicht ganz lineare Kurven, die die Lüfter da machen. Steigert sich meistens zum Ende raus.
Hier beispielsweise mal die Kurve von den Alphacool Lüftern:

View image at the forums

Habe ich auch überlegt aber wieder verworfen, weil kaum jemand einen Benchtable als normales System hat. Bedeutet als "Normale" könnte man dank der Dämmung durch das Gehäuse nochmal etwas höher gehen. Die maximalen Drehzahlen findet man aber ja auch immer im kompletten Review des jeweiligen Kühlers, das muss meiner Meinung nach nicht alles in der Übersicht auftauchen. Und was für einen persönlich die maximal annehmbare Lautstärke ist, muss man ja sowieso selbst wissen :)
Hm, guter Punkt. Der läuft in der Tat bei 100% noch unter den 40 dB(A), da muss ich mal schauen, ob mir da etwas in der Zeile verrutscht ist.
Da sollten nämlich identische Werte in beiden Grafiken auftauchen

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Tim Kutzner

Moderator

963 Kommentare 798 Likes

#18 Jan 02, 2023

Inwiefern Unbekannte?
So wird der Kühler dem Kunden geliefert und so wird er bei dem Großteil auch verwendet.
Einem Hersteller, der potentiell schlechte WLP beilegt, gebe ich doch keinem Vorteil durch die Verwendung von einer Besseren eines anderen Herstellers.

Kann sein, dass so vielleicht nicht das volle Potential ausgeschöpft werden kann. Daran ist dann aber der Hersteller selbst Schuld und verdient das niedrigere Ranking :)

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Derfnam

Urgestein

7,517 Kommentare 2,035 Likes

#19 Jan 02, 2023

Machste noch nen Querverweis zu den Pampencharts und gut.

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