CPU-Kühlung: Passive und aktive Luftkühlung

Special 09.05.2020 um 09:00 Uhr Antonio Funes

Quelle: ProPC Games Hardware

Unser Special erklärt euch im Detail, wie genau die Kühlung von PC-Bauteilen, vor allem der CPU, mit einem normalen Luftkühler, aber auch mit einer Wasserkühlung funktioniert. Ebenso werfen wir einen Blick darauf, wie in einem PC ein guter Luftstrom aussehen sollte. Wer einen neuen CPU-Kühler sucht, wird zudem bei unserer gut 50 Modelle umfassenden Marktübersicht fündig.

Passive und aktive Luftkühlung

Prinzipiell spielen bei einem PC drei Kühlungsarten eine Rolle: passive Luftkühlung, aktive Luftkühlung und Wasserkühlung. Letztere besprechen wir erst auf der nächsten Seite. Eine passive Luftkühlung bedeutet, dass ein Kühlkörper die Wärme eines Bauteils (zum Beispiel von Chips auf dem Mainboard, dem RAM oder auch einer CPU oder GPU) aufnimmt und einfach nur an seine Umgebungsluft abgibt, da sich sein Material durch das arbeitende PC-Bauteil erwärmt. Es ist aber kein Lüfter mit im Spiel, der die warme Luft wegbefördert, wie auch beispielsweise bei Smartphones oder Tablets - daher redet man von passiv. Auch die Bauteile bei modernen Mainboards werden stets passiv gekühlt mit Ausnahme der meisten AMD AM4-Mainboards mit X570-Chipsatz, bei denen ein kleiner Lüfter mithilft.

In diesem Artikel

Bläst ein direkt am oder auf dem Kühlkörper sitzender Lüfter die Luft weg, ist es wiederum eine aktive Luftkühlung.

Quelle: Palit Passiv gekühlte Grafikkarten sind fast immer für Spiele ungeeignet - das aktuell bei weitem stärkste Modell ist die einzige passiv gekühlte Nvidia GeForce GTX 1650, die KalmX von Palit - sie reicht für niedrige Details bei modernen Spielen gerade so aus. Dabei kann es auch Mischformen geben: viele RAM-Riegel haben beispielsweise Kühlkörper, aber keinen eigenen Lüfter. Trotzdem sind es die Lüfter im Gehäuse, die am Ende die Luft auch von den RAM-Riegeln wegbewegen. Die Riegel selbst sind also passiv gekühlt, der ganze PC aber aktiv. Bei CPU-Kühlern wird so gut wie immer mindestens ein Lüfter am Kühlkörper angebracht, daher ist es hier ganz klar eine aktive Luftkühlung. Es gibt auch CPU-Kühler ohne eigenen Lüfter - hier kann es bei CPUs, die keine große Abwärme erzeugen, ausreichen, dass ein vom Gehäuselüfter erzeugter Luftstrom die Luft wegbefördert. Die CPU wird dann also passiv gekühlt, aber insgesamt bleibt es eine aktive Kühlung. Bei Grafikkarten ist es ähnlich: es sitzt auf der Platine stets ein Kühlkörper, und bis auf einige wenige leistungsschwache passive Modelle sorgen ein bis drei Lüfter für einen Luftstrom, der die warme Luft wegbewegt. Da, wo die Grafikkarte hinten am PC ihre Anschlüsse für Monitore hat, werdet ihr auch Lüftungsöffnungen sehen. Dort kommen große Teil der warmen Luft heraus und belasten somit nicht die Luft im inneren des PCs - da die Kühlung im Laufe der Jahre immer aufwändiger wurde, sind Gamer-Grafikkarten seit langer Zeit mindestens zwei PCI-Slots dick, manche auch drei Slots (Triple-Slot). Das heißt, dass ihr Slotblech hinten am PC drei Slotplätze in der Höhe belegt.

Prinzipiell gilt bei allen Kühlkörpern: je größer, desto besser die Kühlung. Denn durch die Größe bietet ein Kühler auch mehr Fläche und somit mehr direkten Kontakt zur Luft, um Wärme abgeben zu können. Da man aber nicht unbegrenzt viel Platz hat, haben Kühlkörper zahlreiche Kühlrippen. Diese vergrößern die Fläche des Kühlers enorm, ohne dass die Außenmaße erhöht werden - die Kühlung ist deutlich effizienter, als wenn man auf dem gleichen Raum einen massiven Metallblock einsetzen würde.

Quelle: Enermax Gut bei einem umgedrehten Enermax ETS-T50 Axe zu sehen: die kupferfarbende Kühlfläche wird später den Kontakt zur CPU haben und Wärme aufnehmen, die durch die 5 rohrförmigen Heatpipes in den Bereich mit den Kühlrippen gelangt. Dort sitzt nach der Montage auch noch ein Lüfter. Hinzu kommt, dass ein vorhandener Lüfter die Luft natürlich dank der Rippen durch den Kühlkörper hindurch wegblasen kann - dies wäre bei einem massiven Kühlblock gar nicht möglich. Dies alles gilt für GPU- und CPU-Kühlungen im gleichen Maße. Vor allem bei CPU-Kühlern gibt es noch einen weiteren typischen Punkt bei der Bauweise: die Heatpipes. Auf der CPU sitzt zunächst eine Kühlfläche des Kühlkörpers, aber damit sich die Wärme optimal verteilt, sorgen Heatpipes wie eine Art Rohrsystem dafür, dass die Wärme auch schnell in die oberen Bereiche des Kühlkörpers gelangen kann. Links auf dem Bild seht ihr einen Kühler mit fünf Heatpipes, die jeweils an zwei Seiten des Kühlers nach oben führen, so dass nicht fünf, sondern 10 kleine Rohre nach oben zu führen scheinen. Lediglich bei CPU-Kühlern, die für Mini-Gehäuse gedacht und daher sehr flach sind, weichen die Bauweisen zum Teil ab. In einem halbwegs normalen Gehäuse ist aber die Tower-Bauweise die beste und auch am weitaus häufigsten genutzte Methode: Kühlfläche, Heatpipes, ein "Block" mit vielen Kühlrippen und ein Lüfter, der vor dem Kühler montiert wird und die Luft aus dem vorderen Bereich des Gehäuses (also von den RAM-Riegeln kommen) ansaugt und dann durch die Kühlrippen nach hinten ins Gehäuse bläst. Doch es gibt, wie schon oben gesagt, eine dritte wichtige Kühlungsart ist die Wasserkühlung. Diese beschreiben wir auf der nächsten Seite genauer.