Wasserkühlung ist ein Muss!
Um wirklich genau und objektiv urteilen zu können, brauche ich ein Medium mit möglichst konstanter Temperatur. Der Raum hat zwar bei Bedarf klimatisierte 20 °C, aber aufgrund der ganzen Einflüsse und mechanischen Gründe eines häufigen Umbaus samt Folgeschäden, setze ich lieber auf den bewähren Wasserblock, dessen Verhalten ich zudem gut kenne. Dazu kommt wie immer der Chiller mit Extra-Reservoir für den Kühlkreislauf der Grafikkarte. Den Intel Core i9-11900K habe ich thermisch bewusst entkoppelt und kühle ihn über einen zweiten Kreislauf mit einer anderen Wasserkühlung (Bild unten).
Das trägt ebenfalls zur Temperaturkonstanz bei und vermeidet unnötige Schwankungen. Man kann auf der nächsten Grafik gut erkennen, wie sich die Wassertemperaturen nach wenigen Minuten einpendeln und die Hysterese des Chillers am Ende ein Temperaturfenster von maximal 0.6 Grad am Intake des GPU-Kühlers ergibt. Da die Messung des GDDR6X-Hotspots in ganzen Grad erfolgt und zudem nicht so sehr schwankt, kann man alle Abweichungen unter einem Grad also locker vernachlässigen.
Darüber hinaus teste ich auch nicht auf der luftgekühlten Karte, weil der Umbau nach nur wenigen Malen den Kühler irreparabel schädigen würde (Gewinde, Stecker usw.), sondern auf einem Wasserblock, weil ich hier die Temperaturunterschiede noch viel deutlicher darstellen kann und sich die Gewindeeinsätze auch bei Bedarf ersetzen lassen. Ich verwende zudem die Referenzplatine von Nvidia ohne V-Shape. Dieses kurze PCB benötigt nur 8 Schrauben (4x GPU, 4x Platine).
Zum Einsatz kommt wieder ein Alphacool GPX-N, den ich bereits separat getestet hatte und der im Labor quasi die Allzweckwaffe schlechthin ist. Der Vorteil ist hierbei, dass die VRM nicht direkt auf der gleichen Kupferplatte sitzen und somit auch kaum bzw. keinen Einfluss auf die neben der GPU positionierten GDDR6X-Module hat. Ein Gegentest mit den VRM ohne Pads ergab gerade mal einen Unterschied von rund einem Kelvin. Das passt also schon einmal. Und eleganter Weise braucht er ja die 1-mm-Pads. Volltreffer also.
Ich kühle den Wasserblock für alle Tests mit 20 °C kaltem Wasser (siehe oben) bei einem kontrollierten Durchfluss von ungefähr 160 l/h (Toleranzbereich zwischen 159 bis 161 l/h). Eine weitere Erhöhung bis auf 200 l/h ist nicht nur für den Alltag komplett unrealistisch, sondern sie bringt auch keinen weiteren Gewinn an Kühlperformance. Bis ca. 150 l/k konnte ich noch marginale Zuwächse verzeichnen, darüber hinaus nicht mehr. Deshalb setze ich den Durchfluss auf 160 l/h, um noch einen kleinen Puffer zu besitzen.
Die richtige Montage unter möglichst identischen Bedingungen
Auch diesen Punkt muss man berücksichtigen, denn der Speicher sitzt direkt neben der GPU und wird ja auch über die Platine mit aufgeheizt. Darüber hinaus würde eine dickere Schicht an Wärmeleitpaste ja auch den Abstand zwischen Kühler und Speichermodul negativ beeinflussen. Ich nutze hier die Sub Zero von Alphacool, die eine mittlere Viskosität besitzt. Die Federschrauben ziehe ich mit einem Drehmomentschrauber alternierend und diagonal über Kreuz fest (0.7 Nm). Das reicht, um die Paste auf die immer gleiche Schichtdicke zu drücken und den Überschuss rauszupressen.
Doch wieviel Paste braucht man eigentlich? Man muss den Kompromiss suchen und sicherstellen, dass es am Ende für den ganzen Chip reicht, dessen Wölbung berücksichtigt und Lücken kompensieren kann, ohne später herauszulaufen. Zunächst wiege ich die leere Platine und stelle das Endergebnis als Tara ein.
Um das genau und reproduzierbar hinzubekommen, wird die Paste im Sous Vide Wasserbad zunächst auf ca. 40 Grad erwärmt und es werden dann ca. 0.2 Gramm Paste als längliche Wurst auf den Chip appliziert. Das sollte man auch nicht verschmieren, denn die Wurst drückt sich so am besten komplett flach. Die GPU-Temperatur als Delta zum Wasser differiert da nie mehr als um 0,2 °C im Mittelwert über 30 Minuten nach dem kompletten Aufwärmen. Mehr wird man mit den mir zu Verfügung stehenden Mitteln auch kaum erreichen können.
So gerüstet, geht es nun ans Messen, denn wir wollen ja auch wissen, was läuft (oder vielleicht auch nicht). Oder es laufen die Tränen, je nachdem. ich weiß es schon!
| Test System and Equipment |
|
|---|---|
| Hardware: |
Intel Core i9-11900K MSI MEG Z590 Ace 2x 16 GB Corsair DDR4 4000 Vengeance RGB Pro 1x 2 TByte Aorus (NVMe System SSD, PCIe Gen. 4) 1x 2 TB Corsair MP400 (Data) Be Quiet! Straight Power 11 1000 Watt Platin |
| Cooling: |
Alphacool Eisblock XPX Pro Alphacool GPX-M RTX 3080 Reference |
| Case: |
Microcool Banchetto 101 |
| Monitor: | BenQ PD3220U |
| Cooling: |
Alphacool Eisblock XPX Pro Alphacool GPX-M RTX 3080 Reference Aqua Computer High Flow Next Alphacool Chiller Eiszeit 2000 |
| Thermal Imager: |
1x Optris PI640 + 2x Xi400 Thermal Imagers Pix Connect Software Type K Class 1 thermal sensors (up to 4 channels) |
| OS: | Windows 10 Pro (all updates, current certified or press drivers) |
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