CPU-Kühler

CPU-Kühler - Optimale Performance durch niedrige Temperaturen

Für den reibungslosen Betrieb Ihrer Server und Workstations ist die Kühlung der verbauten Hardware einer der entscheidenden Faktoren. Hohe Temperaturen können zu Leistungsverlust, Störungen und im schlimmsten Fall sogar zu einem Ausfall der Systeme durch Zerstörung sensibler Komponenten führen. Dabei reagieren besonders Prozessoren sehr empfindlich auf thermische Überlastung, deshalb kommen für das Herzstück des Systems spezielle CPU-Kühler zum Einsatz.

Die Auswahl des passenden CPU-Kühlers - Was ist zu beachten?

Mit der Entwicklung neuer Prozessorgenerationen ist durch Steigerung der Taktfrequenzen und die höhere Anzahl der Prozessorkerne die maximale thermische Verlustleistung (TDP) stetig gestiegen. Daher muss bei der Auswahl eines passenden Prozessorkühlers neben der Kompatibilität zu Mainboard und CPU-Sockel auch unbedingt auf diesen Wert geachtet werden. Wenn CPU-Kühler für die erforderliche Kühlleistung nicht ausreichend dimensioniert sind, droht zwar größtenteils kein unmittelbarer Defekt, jedoch kann bei erhöhter Betriebstemperatur durch die Schutzfunktionen der CPU die Taktfrequenz gedrosselt werden (Thermal Throttling), was Leistungseinbußen zur Folge hat.

Aufbau und Funktionsweise - Wie arbeitet ein CPU-Kühler?

Für die Übertragung der entstehenden Abwärme auf eine größere Oberfläche und zum Schutz des Halbleiterchips (Die) sind die meisten Prozessoren mit einem Kühlblech (Heatspreader) versehen. Eine gute Wärmeleitfähigkeit ermöglicht dabei die effiziente Übertragung der Wärme auf den darüber montierten Kühlkörper (Heatsink) des Prozessorkühlers.

Hochwertige CPU-Kühler bestehen in der Regel aus einem Kupferboden, der auf dem Prozessor aufliegt und Kühlrippen oder Lamellen aus Aluminium zur Vergrößerung der Oberfläche. Die aufgenommene Abwärme wird über diese Lamellen an die Umgebungsluft abgegeben. Diese Bauweise wird als Hybrid-Kühler bezeichnet und profitiert sowohl von der hervorragenden Wärmeleitfähigkeit des Kupfers als auch von dem Preisvorteil des Aluminiums.

Für einen effektiven Wärmetransport zu den Kühlrippen werden überwiegend Wärmerohre (Heatpipes) eingesetzt. Diese dünnen Kupferrohre sind mit einem flüssigen Arbeitsmedium gefüllt, welches bei Aufnahme der Abwärme im Bereich der Bodenplatte des Kühlers verdampft. Beim Aufstieg in der Heatpipe wird die Temperatur an die Lamellen abgegeben, der Dampf kondensiert und die Flüssigkeit fließt zurück in Richtung des Prozessors.

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Server der verschiedenen Hersteller wie etwa Dell, HP und Fujitsu benötigen in der Regel auf das jeweilige Gehäuse und Mainboard abgestimmte Prozessorkühler. Da diese wichtigen und robusten Bauteile keinem nennenswerten Verschleiß unterliegen, bietet sich hier der Kauf von gebrauchten CPU-Kühlern an. In unserem Onlineshop für gebrauchte Server, Serverparts und Zubehör finden Sie eine große Auswahl an hochwertigen Heatsinks für viele Servermodelle der namhaften Hersteller. Wir sind mit über 10 Jahren Erfahrung Ihr zuverlässiger Lieferant für sorgfältig geprüfte Gebrauchtware, die sowohl Ihre Anforderungen voll erfüllt als auch Ihr Budget schont. Profitieren Sie von unserem umfangreichen Lagerbestand und einem schnellen Versand Ihrer Bestellung. Unser Kundenservice steht Ihnen bei Fragen freundlich und kompetent zur Seite, kontaktieren Sie uns und wir kümmern uns um Ihr Anliegen.

CPU-Kühler mit bewährter Technik - Luftkühlung und ihre Varianten

Um eine konstante Kühlung des Prozessors zu gewährleisten, muss die vom CPU-Kühler aufgenommene Wärme zuverlässig an die Umgebungsluft im Gehäuse abgegeben werden. Dabei unterscheidet man verschiedene Varianten, die abhängig vom Gehäuseaufbau und der Leistung des Systems eingesetzt werden können.

Bei einer passiven Kühlung nimmt der Kühlkörper die Abwärme des Prozessors auf und gibt sie ohne weitere Unterstützung langsam an die Luft ab. Diese auf thermischer Konvektion basierende einfachste Form der Kühlung ist aufgrund ihrer physikalischen Grenzen für leistungsstarke Server und Workstations nicht geeignet und wird dort heute kaum noch eingesetzt.

Eine deutlich höhere Kühlleistung für performante Systeme kann dagegen mit einer aktiven Kühlung erzielt werden. Dabei wird mithilfe eines Lüfters, der an den Prozessorkühler montiert ist, ein starker Luftstrom erzeugt und direkt durch die Lamellen des Kühlkörpers geleitet. Somit verbessert sich der Wärmeübergang zur Luft erheblich und es können auch sehr leistungsstarke CPUs angemessen gekühlt werden, man spricht in diesem Fall von erzwungener Konvektion.

Die semipassive Kühlung kombiniert diese beiden Varianten und ist im Serverbereich weitverbreitet. Hier wird der ohnehin vorhandene Luftstrom, der durch mehrere starke Gehäuselüfter im Server erzeugt wird, zur Kühlung des Prozessors genutzt. Der Kühlkörper ist dabei so positioniert, dass die Lamellen und Kühlrippen parallel zum Luftstrom ausgerichtet sind und von diesem angeströmt werden. Um diesen Effekt zu verstärken, sind oft zusätzlich Luftleitelemente im Servergehäuse verbaut, die den Luftstrom gezielt zum CPU-Kühler leiten.

Die Wärmeleitpaste - Ein oft unterschätzter Faktor

Abhängig von Mainboard und CPU-Sockel variieren die Befestigungssysteme, mit denen CPU-Kühler auf der Hauptplatine montiert werden. Das Ziel ist es jedoch immer, einen möglichst flächigen Kontakt zwischen Heatspreader und Heatsink herzustellen. Da die Metalloberflächen hier allerdings trotz präziser Bearbeitung noch minimale Unebenheiten aufweisen, wird vor der Montage des Kühlkörpers eine Wärmeleitpaste aufgetragen.

Durch Auftragen dieser Paste werden die entstehenden Hohlräume zwischen den Flächen ausgefüllt und überbrückt, was den Wärmedurchgangswiderstand deutlich verringert. Zur weiteren Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit enthalten viele Wärmeleitpasten zusätzlich Anteile von beispielsweise Aluminium, Graphit oder Kupfer. Grundsätzlich kann jedoch jede Art von Wärmeleitpaste ihre Aufgabe erfüllen, denn die Wärmeleitfähigkeit der Luft in den entstandenen Hohlräumen ist in jedem Fall deutlich geringer.
Somit hat die korrekte Handhabung beim Auftragen und eine gleichmäßige Verteilung der Paste meist eine größere Bedeutung als die Zusammensetzung. Bei der Dosierung gilt es zu beachten nur soviel Wärmeleitpaste aufzutragen, dass zwar Unebenheiten ausgeglichen werden, jedoch der Abstand zwischen CPU und Kühler dabei nicht unnötig erhöht wird.