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CPU-Wasserkühlung einbauen: Günstig, effizient und schnell



Den Prozessor im PC mit Wasser zu kühlen statt wie üblich mit Luft, ist teuer und aufwendig? Falsch. Fix und fertige All-in-one-Wasserkühlungen starten unter 50 Euro, führen die Hitze von der CPU viel besser ab als der Standardkühler und sind meist schnell eingebaut.

Im Auto haben wassergekühlte Motoren die Luftkühlung längst völlig verdrängt. Weil Flüssigkeit im Vergleich zu Luft Wärme effizienter ableitet, lässt sich deutlich mehr Leistung erzeugen, ohne dass der Motor überhitzt. Für den PC-Prozessor gilt das Gleiche: Die CPU bleibt kühler, wird bei hoher Belastung nicht heruntergetaktet und arbeitet deshalb schneller. In der Standardkonfiguration nämlich reduziert das System bei zu hoher Prozessortemperatur die Leistung, wenn die Prozessorabwärme von teilweise mehr als 100 Watt nicht mehr abtransportiert werden kann.

Zudem läuft eine Wasserkühlung meist deutlich leiser. Auch das kennen Sie vom Auto: Startet das Motorgebläse bei hohen Temperaturen im Stand, wird es richtig laut. Darüber hinaus transportiert die Wasserkühlung die Wärme aus dem PC-Inneren direkt nach außen ans Gehäuse, so dass auch die übrigen Bauteile kühler bleiben. Schließlich kommt es aufgrund der kompakten Bauform seltener zu Platzkollisionen mit anderen Bauteilen wie Netzteil oder Arbeitsspeicher.

Die Wasserkühlung bietet also eine Reihe von Vorteilen und lässt sich in einem gewöhnlichen, modular aufgebauten Desktoprechner wie viele anderen Komponenten vergleichsweise einfach austauschen und nachrüsten.

CPU-Benchmark 2021:

Prozessoren im Vergleich-Test – mit Rangliste

Der CPU-Kühler lässt sich einfach auf Wasserkühlung umstellen

All-in-one-Wasserkühlungen zum Selbsteinbau gibt es bei Amazon & Co. als Komplettset inklusive Montagematerial schon für weniger als 50 Euro. Solche Sets lassen sich ohne viel Aufwand und Know-how einbauen, in vielen Fällen ist der komplette Umbau von der bisherigen Luft- auf die neue Wasserkühlung in einer halben Stunde erledigt. Ganz nebenbei bringen viele dieser Produkte eine farbige Beleuchtung mit, die für interessante Lichteffekte am Rechner sorgt. Dieses Feature erkennen Sie am Zusatz RGB für die Farben rot, grün und blau.

Zur Klarstellung sei an dieser Stelle erwähnt, dass wir uns im Folgenden auf den Kühler des Hauptprozessor beschränken, also der „Central Processing Unit“ oder kurz CPU. In vielen PCs sind weitere Lüfter verbaut, nämlich im Netzteil, im Gehäuse und – sofern separat vorhanden – in der Grafikkarte. Prinzipiell lassen sich auch Grafikkarte und Netzteil mit flüssiggekühlten Komponenten ausstatten.

Temperatur überwachen und Prozessor unter Last setzen

Gleicher Computer und gleiche Prozessorbelastung: Während die luftgekühlte CPU vor dem Umbau 84 Grad heiß wird, reduziert sich die Temperatur mit der Wasserkühlung auf 55 Grad Celsius.

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Gleicher Computer und gleiche Prozessorbelastung: Während die luftgekühlte CPU vor dem Umbau 84 Grad heiß wird, reduziert sich die Temperatur mit der Wasserkühlung auf 55 Grad Celsius.

Der Einbau der Wasserkühlung soll keineswegs Selbstzweck sein, sondern die Nachteile des Luftkühlers beseitigen. Wie weit diese einen individuellen Computer betreffen, hängt entscheidend von der Hardware sowie von den persönlichen Anforderungen und Einsatzzwecken ab. Ein leistungsstarker Prozessor gelangt nicht so schnell und häufig an seine Grenzen wie ein schwächerer, Textverarbeitung und Surfen im Internet wiederum belasten den Prozessor viel weniger als PC-Spiele oder das Umkodieren von Videos.

Objektivieren lässt sich dies durch Tools, die die CPU-Temperatur messen und die Werte weiterer Sensoren auslesen: Das erledigen

Core Temp
,

Hwinfo
 und

Hwmonitor
. Während sich Core Temp im Wesentlichen auf die CPU-Temperatur beschränkt, listet Hwmonitor neben der Prozessorerwärmung in der „Sensor“-Liste noch vieles mehr auf. Bei Hwinfo hängt die genaue Bezeichnung der Einträge davon ab, ob im PC ein Prozessor von Intel („CPU IA Cores“) oder von AMD („CPU (Tctl/Tdie“) steckt.

Beobachten Sie einmal die Temperatur, indem Sie den Prozessor unter Last setzen. Dazu starten Sie das Tool

CPU-Z
 und betätigen im Register „Bench“ die Schaltfläche „Stress CPU“. Alternativ verwenden Sie

Prime 95
. Mit zunehmender Temperatur steigt nach kurzer Zeit das Lüftergeräusch meist deutlich hörbar an und stört dann nicht nur lärmempfindliche Menschen.

Was bedeuten die auftretenden Temperaturen nun? Im Leerlauf und bei geringer Auslastung sollten sie zwischen etwa 30 bis 50 Grad Celsius liegen. Übersteigt die CPU auch unter Volllast die Grenze von 65 oder 70 Grad nicht, ist das perfekt. 80 Grad Celsius sind bereits recht hoch, auch wenn die Temperatur kurzzeitig auf über 90 Grad steigen kann. Auf Dauer aber schädigen solche Werte den Prozessor. Eine Wasserkühlung sorgt da für Abhilfe.

CPU und Sockel identifizieren: Welche Wasserkühlung passt?

Die CPU-Wasserkühlung muss individuell zum PC passen. Händler wie Notebooksbilliger.de bieten Suchfilter für Radiatorgröße, Prozessorsockel sowie Zahl, Größe und Drehzahl der Lüfter.

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Die CPU-Wasserkühlung muss individuell zum PC passen. Händler wie Notebooksbilliger.de bieten Suchfilter für Radiatorgröße, Prozessorsockel sowie Zahl, Größe und Drehzahl der Lüfter.

Abgesehen von speziellen Rechnern und solchen mit besonders stromsparenden Mobilprozessoren wird der Hauptprozessor normalerweise durch einen Metallkühler mit aufgesetztem Lüfter gekühlt. Diesen ersetzen wir nun durch eine flüssigkeitsgekühlte Variante. Eine solche Wasserkühlung besteht aus einem kompakten Kühlkörper, der wie bei der Luftkühlung direkt auf der CPU platziert wird. Die Pumpe darin transportiert die Kühlflüssigkeit über Zu- und Ablauf zu einem größeren Wärmetauscher am Rechnergehäuse, der seinerseits über einen Lüfter verfügt. Streng genommen dient die Flüssigkeit also nur als zwischengeschaltetes Transportmedium. Der Wärmetauscher, auch Radiator genannt, ist dabei jedoch viel größer als der Kühlkörper direkt auf dem Prozessor. Die Hitze verteilt sich dadurch über eine größere Fläche, der Radiatorlüfter läuft deshalb langsamer und macht weniger Lärm.

Wichtig bei der Wahl der Wasserkühlung ist, dass sie in dreifacher Hinsicht passt: zum Prozessor, ins PC-Innere und ans Gehäuse, um den Wärmetauscher samt Lüfter(n) zu montieren. Viele fertige Wasserkühlungen eignen sich für verschiedene Prozessorfassungen, beispielsweise für 1150 von Intel oder AM4 von AMD. Angaben zur Kompatibilität finden Sie in den Produktbeschreibungen des Herstellers oder der Onlineshops. Welche Prozessorfassung in Ihrem Rechner steckt, entnehmen Sie

CPU-Z
oder

Hwinfo
. Da die meisten Wasserkühlungen recht kompakt ausfallen, passen sie zweitens auch in gängige Rechner.

Drei Radiatorgrößen haben sich bei den Wasserkühlungen für den PC etabliert: mit einem Lüfter („120“), mit zwei Lüftern („240“) und – hier nicht abgebildet – mit drei Lüftern („360“).

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Drei Radiatorgrößen haben sich bei den Wasserkühlungen für den PC etabliert: mit einem Lüfter („120“), mit zwei Lüftern („240“) und – hier nicht abgebildet – mit drei Lüftern („360“).

© NZXT

Drittens ist der Wärmetauscher mit seinen Lüftern von mehrheitlich 12 cm Durchmessern (120 mm) zu montieren. Wasserkühlungen mit einem Lüfter – oft mit „120“ bezeichnet – können den vorhandenen Gehäuselüfter ersetzen, alternativ setzt man sie in die Front, die PC-Oberseite oder ins Seitenblech. Bei kompakten Gehäusen sollte man jedoch genau nachmessen, dass für die Lüftermontage ausreichend Platz zur Verfügung steht. Neben den 120er-Kühlungen sind 240er und 360er mit zwei oder sogar drei nebeneinander platzierten Lüftern erhältlich.

Prüfen Sie auch die elektrischen Anschlussmöglichkeiten: Pumpe und Lüfter benötigen schließlich Strom. Der übliche 4-Pin-Lüfteranschluss mit Stromversorgung, Drehzahlsignal und Steuerleitung ist auch hier verbreitet, es gibt aber Varianten mit USB- oder SATA- Anschluss. Suchen Sie im Handbuch Ihres Mainboards beziehungsweise PCs nach den Anschlüssen für die Lüfter, im Englischen nach „Fan“. Informieren Sie sich zudem in den Produktrezensionen beispielsweise bei Amazon über die Erfahrungen anderer Nutzer. Die Wahl der passenden Lösung erfordert also etwas Zeit. Wir zeigen exemplarisch den Einbau des günstigen Ein-Lüfter-Modells

Liqmax III 120 von Enermax
.

Tipp:

 

CPU übertakten für mehr Leistung

Der Umbau: Lüfter aus- und Wasserkühlung einbauen

Die Wasserkühlung ist auf der CPU montiert, das Stromkabel für Pumpe und Beleuchtung angeschlossen. Bei diesem Rechner erleichterten vier separate Schrauben die Montage erheblich.

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Die Wasserkühlung ist auf der CPU montiert, das Stromkabel für Pumpe und Beleuchtung angeschlossen. Bei diesem Rechner erleichterten vier separate Schrauben die Montage erheblich.

Der Einbauaufwand differiert abhängig vom PC-Gehäuse, von den Anschlüssen auf der Hauptplatine und vom eigenen Geschick. Das Ganze kann in 15 Minuten abgeschlossen sein, es kann jedoch auch zwei Stunden in Anspruch nehmen. Lassen Sie sich auf jeden Fall Zeit.

Zur Identifikation der Anschlüsse für Pumpe und Radiatorlüfter auf dem Mainboard haben wir den Blick ins Handbuch bereits genannt. Das laden Sie online beim PC- oder Board-Hersteller aus dem Support- oder Servicebereich herunter. Hilfreich sind auch die vielen Einbauvideos auf Youtube, für den AMD-AM4-Sockel unseres Rechners zum Beispiel

dieses etwa halbstündige Video
, das den Kühlerum- und -einbau Schritt für Schritt in Echtzeit zeigt.

So geht’s:

Nach dem Abziehen sämtlicher Kabel vom Rechner öffnen Sie das Gehäuse und machen vor dem Umbau Fotos vom Mainboard. Damit halten Sie auch die Steckanschlüsse sämtlicher Lüfter fest. Danach ziehen Sie diese Stecker ab, schrauben den bisherigen Lüfter samt der Halteplatte auf der Rückseite des Boards ab und montieren das Pumpenmodul. Folgen Sie dabei der Einbauanleitung des Herstellers oder den Installationsvideos im Netz. Vergessen Sie nicht, die mitgelieferte Wärmeleitpaste auf den Prozessor aufzutragen. Richten Sie das Kühlmodul nach Möglichkeit so aus, dass die Schlauanschlüsse nach unten zeigen, um die Geräuschentwicklung zu minimieren. Der elektrische Anschluss hängt von den Steckern für Pumpe und Lüfter ab: kombiniert, 3- oder 4-Pin, USB intern oder SATA.

Der Blick nach dem Entfernen des Luftkühlers macht deutlich, dass der vom Hersteller eingebaute Kühlkörper die CPU-Oberfläche unseres Workshop-PCs nur etwa zur Hälfte bedeckte (innerer Kreis).

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Der Blick nach dem Entfernen des Luftkühlers macht deutlich, dass der vom Hersteller eingebaute Kühlkörper die CPU-Oberfläche unseres Workshop-PCs nur etwa zur Hälfte bedeckte (innerer Kreis).

Unsere Pumpe ließ sich über den beiliegenden SATA-Adapter problemlos verbinden, ein dedizierter Pumpenanschluss auf der Hauptplatine ist nicht erforderlich. Befestigen Sie anschließend die Radiatoreinheit mit Lüfter am Gehäuse und verbinden Sie dessen Stromkabel mit dem Mainboard. Lassen Sie bei der Montage die nötige Vorsicht walten, und vermeiden Sie mechanische Spannung und Druck auf andere Komponenten.

Etwas aufwendiger kann sich der Einbau in einfachen Bürorechnern gestalten, deren Gehäuse sich nur auf einer Seite öffnen lässt. Entweder baut man das Mainboard komplett aus, um danach die Halteplatte für die Wasserkühlung zu befestigen. Bequemer jedoch ist, die vorhandene Halterung des Luftkühlers weiter zu verwenden. Für unseren Computer haben wir vier passende Schrauben für zusammen 80 Cent gekauft, um das Kühlmodul auf der alten Platte zu befestigen.

Anschließen und testen: Das Ergebnis kann sich sehen lassen

Ist alles montiert, verkabelt und zusammengebaut, schließen Sie den Rechner wieder ans Netz und starten ihn. Liefert der Hersteller der Wasserkühlung eine Steuersoftware mit, installieren Sie diese und kontrollieren damit die CPU-Temperatur. Alternativ nutzen Sie

Core Temp
 oder eines der übrigen bereits genannten Tools. Setzen Sie den Prozessor mit CPU-Z oder Prime 95 unter Last und vergleichen Sie die Maximaltemperaturen nach 15 oder 20 Minuten mit dem zuvor gemessenen Wert des Luftkühlers.

Bei unserem Computer reduzierte sich die CPU-Temperatur unter Volllast, wie in der Abbildung oben zeigt: von zuvor 84 auf nun 55 Grad Celsius. Einher geht dies mit einer erheblichen Geräuschreduzierung der Lüfter. Im konkreten Fall unseres PCs resultiert die erheblich bessere Wärmeableitung auch dadurch, dass der vom Hersteller verbaute Kühlkörper zuvor nur gut die Hälfte der Prozessoroberfläche („Die“) bedeckt hatte. Die neue Pumpeneinheit dagegen hat flächigen Kontakt zur gesamten CPU und kühlt den Prozessor deshalb viel effektiver.

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