Desktop-PC-Gehäuse: welche Platinenrotation bietet die besseren Kühleigenschaften

Desktop-PC-Gehäuse gibt es mittlerweile in den verschiedensten Ausführungen und Layout-Anordnungen für den Mainboard-Einbau. Neben dem klassischen Einbau, bei welchem die Grafikkarte horizontal unterhalb der CPU eingebaut wird, gibt es auch noch das als BTX bezeichnete Format, welches das Mainboard kopfüber auf der linken Gehäuseseite befestigt und somit alle Komponenten um 180° gedreht eingebaut werden. Als dritte Möglichkeit gibt es die deutlich seltener zu fndenden Gehäuse, bei denen Das Mainboard ebenfalls an der linken Gehäuseseite zu finden sind, dort allerdings nur um 90° gedreht ist, womit die I/O-Blende im oberen Bereich des Gehäuses anstatt wie üblich am Heck zu finden ist. Wo die Vor- aber auch Nachteile dieser Konstrukionen, besonders in Bezug auf die Kühlleistung liegen, möchte ich euch in diesem Praxis-Tipp erläutern

Nicht wenige Nutzer, die sich einen neuen PC zusammenbauen, wollen gleichzeitig auch noch ein neues Gehäuse, damit der neue PC auch als solcher wahrgenommen werden kann. Allerdings gibt es mittlerweile unterschiedliche Layout-Anordnungen für den Einbau des Mainboards, welche schon bei der Auswahl des Gehäuses beachtet werden sollten. Ganz neu auf dem Markt sind allerdings auch Gehäuse, welche durch einen flexiblen Einbau des Mainboards dem Nutzer die Wahl ermöglichen, wie die Hardware einzubauen und zugleich eine leise sowie optimale Kühlung stattfinden kann. Die Kollegen von pcgameshardware haben hierzu das neue Cooler Master Cosmos C700P in die Redaktion bekommen und auf Herz und Nieren getestet.

Das Besondere an dem neuen C700P liegt in der Wahl, wie und wo das Mainboard im Gehäuse befestigt werden kann. Darauf ausgelegt ändert sich auch der für die Kühlung zuständige Luftstrom und somit einhergehend die Temperaturen der verbauten Hardware sowie auch im ganzen Gehäuse. Die relativ eindeutigen, teilweise aber auch überraschenden Messergebnisse sprechen hierbei eine klare Sprache.

Nutzt man das Gehäuse in seiner Standard-ATX-Ausführung, liegen die Ausgänge der I/O-Blende am Heck des Gehäuses. In dieser Standard-Ausrichtung ist die CPU oberhalb der horizontal angebrachten Grafikkarte angebracht, wodurch die beiden Frontlüfter einen ungehinderten Luftstrom auf die Systemkomponenten ermöglichen können, dessen erwärmte Luft durch einen weiteren, im Heck befindlichen Lüfter abtransportiert werden kann. Dies wirkt sich besonders positiv auf die weiter unten aufgeführten Temperaturen für CPU, Grafikkarte sowie Gehäuseinnenraum aus.

Anders als bei anderen Gehäusen mit einem um 90° gedrehten Mainboard, wodurch bei der Kühlung der natürliche Kamineffekt mit einbezogen werden kann, wird beim Cooler Master Cosmos C700P die komplette, im Heck befindliche I/O-Blende abgenommen und kann mit wenigen Handgriffen dort platziert werden, wo ansonsten der Gehäusedeckel zu finden ist. Im Test sind allerdings die Frischluft spendenden Lüfter weiterhin in der Front verblieben und wurden nicht wie bei solchen Gehäusetypen üblich im Gehäuseboden verbaut. Die im Gehäuse erwärmte Luft wird durch den natürlichen Kamineffekt (warme Luft ist leichter als kalte und steigt somit nach oben) ohne zusätzliche Lüfterunterstützung heraus befördert. Wie sich diese Konstruktion auf die Kühlleistung auswirken wird, zeigt sich in den nachfolgenden Messergebnissen.

Zu guter Letzt gibt es noch die Möglichkeit, das Mainboard komplett invertiert, also um 180° gedreht einbauen zu können, wobei das Mainboard dann in diesem Fall durch einen Mainboardschlitten auf die linke Gehäuseseite wandert und die Grafikkarte die oberste Komponente darstellt. Wie sich diese Konstruktion bezüglich der Temperaturentwicklung in der Praxis schlägt, zeigt nun die nachfolgende Grafik.

Mainboard-Position	Standard	90 ° gedreht - Kamineffekt	180° gedreht (BTX-Type)
CPU-Temperatur	64,0 °C	61,5 °C	69,0 °C
GPU-Temperatur	69,0 °C	74,0 °C	74,0 °C
Gehäuse-Innenraum-Temperatur	32,2 °C	42,7 °C	39,0 °C

System-Zusammensetzung: Intel Core i7-6700K, Intel Z170 Mainboard, Gigabyte GeForce GTX 1070 OC (83 Grad Temp-Target), 2 x 8 GiByte DDR4-2133-RAM, Themalright AXP-100 (Q-Fan-Profil: Standard), Corsair Corsair RM 550X/550 Watt (ATX), Umgebungs-Raumtemperatur: 24 °C


Fazit: Die Idee, ein Gehäuse für alle möglichen Layout-Varianten zu konstruieren ist durchaus sehr interessant und von Cooler Master mit dem Cosmos C700P stellenweise auch sehr gut umgesetzt worden. Allerdings sehe ich hier Fehler im Messaufbau bei pcgameshardware, welche beim Layout des 90° gedrehten Mainboards mit Kamineffekt diesen nicht aktiv unterstützen. Im hier beschriebenen Fall müsste auch der Luftstrom der durch die in der Front verbliebenen Lüfter eine 90°-Drehung machen, was wie jeder weiß ineffektiv ist. Deutlich effektiver wären direkt im Gehäuseboden montierte Lüfter gewesen, da diese den Kamineffekt in nicht unerheblichen Maße unterstützen, zumal dort auch Radiator-Mountings die Befestigung so mancher Gehäuselüfter ermöglicht hätten. Beim Fazit zum invertiertem Einbau des Mainboards kann ich mich wiederum nur den Kollegen von pcgameshardware anschließen, da die im oberen Bereich positionierte Grafikkarte kaum eine Möglichkeit erhält entsprechend frische und kühle Luft zu erhalten. Die in der Front positionierten Lüfter sind hierfür unzureichend und im Gehäusedeckel montierte Lüfter würden ebenfalls kaum messbare Erfolge bringen, da sie wenn diese die Luft aus dem Gehäuse saugen kontrovers zu dem Luftstrom des Grafikkartenlüfters arbeiten und im blasenden Zustand auch nur erwärmte Luft auf noch wärmere Luft im oberen Bereich des Gehäuseinnenraums drücken müssten. Auf diesem Weg möchte ich den Kollegen Frank Stöwer von pcgameshardware bitten, den Test unter entsprechend revidierten Testbedingungen im Kamin-Effekt-Setup noch einmal zu wiederholen und die Werte zu korrigieren.


Um sicher zu gehen, dass der eigene PC die optimale Kühlung erhält, möchte ich auf meinen Belüftungs-Ratgeber verweisen, welcher noch einmal detailliert auf die wichtigsten Aspekte einer guten PC-Belüftung eingeht.

Meinung des Autors: In welchem Universum transportiert eine waagerechte Luftströmung effektiver die Wärme weg als ein effektiv eingerichtetes Kamin-Effekt-Layout? Wenn die Lüfter richtig angeordnet sind, sollte der Rechner regelrecht erfrieren. Diese hier von den Kollegen von pcghw angegebenen Temperaturen bereiten mir sowieso Bauchschmerzen. 70 °C für eine GTX 1070 finde ich äußerst viel, wenn auch noch vollkommen im Rahmen. Allerdings hat dazu die ach so verteufelte Vega 64 (meine Liquid Cooling hatte leider einen Defekt und wird nun getauscht) unter Vollast keine 60 °C erreicht, bei gleicher Turbinengeschwindigkeit von 2.000 U/Min. Bei der Intel-CPU wird mir allerdings schlecht. Liegt das am bescheidenen Lüfter oder am CPU-Modell an sich, dass hier nicht unter 60 °C gekommen wird? Mein Ryzen 7 1800X erreicht selbst mit Temperatur-Offset niemals die 50 °C-Marke unter absoluter Vollast. Und auch mein alter übertakteter i5-3570K hat in den seltensten Fällen 50 °C erreicht - beide normal mit Luft gekühlt. Wo kommen denn hier die 10-15 °C Unterschied her? Das die Skylake-S-Serie nicht die kühlsten sind, ist allgemein bekannt, aber dieser Unterschied ist m.E. schon ganz schön extrem.

 

[G-SezZ]

70 °C für eine GTX 1070 finde ich äußerst viel,

Nein, völlig normal, völlig sicher.
Es wird so viel Trubel um Temperaturen gemacht. Jeder hat eine Meinung was gesund sei und was nicht. Da frage ich mich immer wer von den selbsternannten Fachleuten wohl alles das Datenblatt den Chips studiert hat? Da die in der Regel nicht öffentlich sind dürften das nicht viele sein. Als E-techniker sei mal gesagt dass der Wert "70" reines Design ist. Die Temperaturmessung ist darauf ausgelegt bei normalem Betrieb 70°C anzuzeigen. Was auch immer tatsächlich im Kern, einige Millimeter vom Sensor entfernt, los ist. Das ist wie bei der Kühlmittelanzeige im Auto, die wird so ausgelegt dass sie dem Kunden ein gutes Gefühl gibt. Menschen denken Wasser kocht bei über 100°C, also schreibt man einfach 90 an die Nadel um niemanden zu verunsichern. Der echte Wert spielt für den Kunden ja eh keine Rolle. Wichtig ist nur wie nahe man an der vom Hersteller gesetzten Grenze ist.
Wer hat denn überhaupt schon mal eine Grafikkarte den Hitzetod sterben sehen? Außer durch irgendeine Fehlfunktion der Kühlung.
Das Thema ist in der heutigen Zeit super einfach: Solange der Chip die vom Hersteller gesetzte Drosseltemperatur nicht überschreitet ist man absolut sicher. Man kann problemlos dauerhaft an diesem Limit kleben, und es wird nichts passieren.

Liegt das am bescheidenen Lüfter oder am CPU-Modell an sich, dass hier nicht unter 60 °C gekommen wird?

Kann durchaus an der CPU liegen. Wie bereits gesagt ist der ausgegebene Wert sowieso nur eine Designfrage. Verschiedene CPUs, oder gar verschiedene Hersteller zu vergleichen bringt rein gar nichts.
Ich komme bei meinem 3770K übrigens nicht unter 55°C bei Volllast (Stresstest mit allen 20 Lüftern auf Vollgas). Das ist vermutlich die Leistungsgrenze des Heatspreaders. Egal wie kalt das Wasser und der angrenzende Kühlungsblock sind, dort wo der Sensor sitzt sind es quasi wie in Stein gemeißelt immer aufs Grad genau 55°C.

Und auch mein alter übertakteter i5-3570K hat in den seltensten Fällen 50 °C erreicht - beide normal mit Luft gekühlt.

Im Minesweeper Benchmark? Du gabst im Forum schon öfters absolut unrealistisch niedrige Temperaturwerte an. Da frage ich mich immer unter welchen Bedingungen du die ermittelst. Ich würde mit meiner völlig übertriebenen custom Wakü (10x140er Radioator mit bis zu 20 Lüftern...) im Traum nicht die Werte erreichen die du angeblich mit Luft schaffst.
CPU Temps sind z.b. drastisch unterschiedlich zwischen einem rendering Benchmark, und einem richtigen Stresstest. Da sieht man nicht selten 10-20°C Differenz. Prime95 alleine kann je nach gerade laufendem Allgorythmus zu sehr unterschiedlichen Temperaturen führen. Gerade eben mal getestet: Ein "Blend" Test steigt bei mir z.B. langsam auf ca 75°C, während der preset "small FFTs" quasi instant auf 85°C geht. Im 3d mark CPU Benchmark komme ich gerade mal auf 60°C. Beim zocken sind selbst bei rechenintensiven Spielen mehr als 45°C eher selten.
Angaben von Zeitschriften und dergleichen beziehen sich in der Regel auf Stresstests in der Brutalität eines prime95 "Belnd" Tests, so lange bis die Temperaturen über einen Zeitraum von wenigstens 10min nicht mehr gestiegen sind. Wenn du das dann mit dem vergleichst was du siehst während du ein Spiel spielst, dann ist es kein wunder wo die Differenz her kommt.

Ich regel meine Kühlung nach Werten aus Benchmarks, und prüfe dann mit einem einfachen Stresstest ob sie für Notfälle sicher ist. Die krassen Ergebnisse vom small FFT Test ignoriere ich, weil ich nicht denke dass das im Alltag jemals erreicht wird.

Mein Ryzen 7 1800X erreicht selbst mit Temperatur-Offset niemals die 50 °C-Marke unter absoluter Vollast.

Dann misst der ziemlich weit außen, sehr weit von den Kernen entfernt. Denn die liegen mit Sicherheit über 100°C, wie bei jeder CPU. Wie gesagt, was dir angezeigt wird ist das was der Hersteller dir anzeigen will. Das hat wenig bis gar nichts mit tatsächlichen Werten in den kernen zu tun.

Ich habe meine Wakü übrigens so eingestellt dass sie CPU und Grakas unter 80°C hält. Es schalten immer nur so viele Lüfter ein wie nötig sind um das zu erreichen. - Theoretisch können diese Werte selbst im idle erreicht werden wenn keine Lüfter laufen. Im Sommer habe ich meistens auch um die 60°C im idle. Das ist völlig in Ordnung. Das ist Elektronik und kein Gemüse das verdirbt wenn es zu warm gelagert wird.
Manchmal hat man das Gefühl Leute denken der Chip würde irgendwie schneller verschleißen wenn er zu warm betrieben wird. Ich kann mir nicht erklären wie die auf sowas kommen. Transistoren interessieren sich für zwei Temperaturpunkte. Beim ersten hören sie spontan auf zu funktionieren, erholen sich aber wieder. Beim nächsten verglühen sie. Solange man sicher unter dem ersten bleibt gibt es keinen Verschleiß. Hitzebedinger Verschleiß bei Elektronik ist heute fast ausschließlich das austrocknen von Elkos. Eine möglichst niedrige Gehäusetemp ist also schon von Vorteil. Aber man muss CPU und GPUs nicht mehr kühlen als nötig.

PS.: In Wakü Foren wird übrigens gerne mal bei Grakatemps von 30°C gejammert dass es zu viel sei. Unheimlich wie sich manche Leute da rein steigern.

 

[maniacu22]

Du hast natürlich vollkommen recht, aber es macht auch keinen Sinn wie im pcghw-Test-Bericht erwähnt, bei einer 90°-Drehung des MB die GPU durch die Frontlüfter an der Backplate zu kühlen und sich dann zu wundern, dass die GPU dennoch wärmer wird als mit dem Mainboard in der Standard-Rotation. Soll Frank Stöwer doch wirklich mal mit Lüftern im Gehäuseboden den Test wiederholen. Ich kann hier mit 95%iger Gewissheit sagen, dass dann auch die GPU-Temps unter denen der Standard-Rotation liegen werden....ählich wie es schon die CPU-Temps suggerieren.

Zu deiner Frage nach meinen Tests. Wie du richtig festgestellt hast, habe ich bislang nur mit diversen Spielebenchmarks getestet, wobei Minesweeper nach meiner Erinnerung nicht dabei gewesen sein dürfte (glaube ich ), nein Spaß beiseite. Auch das 3D Mark CPU-Benchmark finde ich nicht anspruchsvoll genug, da dort weder CPU noch GPU richtig gefordert werden. Dennoch nutze ich Games, um meine Hardware auszulasten und bei ROTTR oder dem neuen Hellblade in UT4-Engine lastet schon ordentlich die verfügbare Hardware aus, speziell die GPU. Für die CPU sollte ich mit wirklich mal ein Prime o.ä. zulegen

 

[Alfiator]

Menschen denken Wasser kocht bei über 100°C, also schreibt man einfach 90 an die Nadel um niemanden zu verunsichern. Der echte Wert spielt für den Kunden ja eh keine Rolle...

Hm,haste schon mal die wahre Temp gemessen?Die Regeltemperatur aller Thermostate liegt so zwischen 88^C und 92^C deswegen staune ich wo Du dieses "Fachwissen" her nimmst...

 

[G-SezZ]

Richtig, Thermostate regeln auf etwa diese Werte. Das Thermostat sitzt aber normalerweise vorm Eingang des Kühlwassers in den Motor, wo das warme Wasser schon den kleinen Kühlkreislauf hinter sich hat, und kaltes Wasser zusätzlich das Thermostat kühlt. 92°C ist die kalte Temperatur mit der das Wasser zum kühlen des Motors geschickt wird. Dort nimmt es zusätzliche Hitze auf und geht dann durch die Kühler. Der Temperatursensor sitzt meistens eher beim Ausgang aus dem Zylinderkopf, wo das Wasser deutlich heißer ist. Alleine schon wenn man den Temperaturwert über OBD ausliest erhält man oft höhere Werte als der Tacho anzeigt. Die Werte kommen vom gleichen Sensor, der Tacho verfälscht sie aber bei der Anzeige.

haste schon mal die wahre Temp gemessen?

Die Frage gebe ich zurück. Und wenn ja, wo, im Ausdehnungsbehälter, oder im Zylinderkopf? Das Wasser im Ausdehnungsbehälter ist oft nicht mal Teil des Kreislaufes. Manche Autos pumpen z.b. vom Turbo dort rein, aber gerade bei Saugern mit einfachen Kühlsystemen könnte das Wasser darin theoretisch stehen ohne jemals durch den Motor gelaufen sein.
Aber lass und bei PCs bleiben, sonst wird das hier zu off topic.

Soll Frank Stöwer doch wirklich mal mit Lüftern im Gehäuseboden den Test wiederholen. Ich kann hier mit 95%iger Gewissheit sagen, dass dann auch die GPU-Temps unter denen der Standard-Rotation liegen werden

Natürlich, keine Frage.