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FAQs
Dieses Forum verfolgt schon seit langer Zeit das Ziel, seinen Besuchern das Leben mit dem PC leiser und angenehmer zu machen. Die "Frequently Asked Questions" sollen einen Überblick darüber liefern, welche Möglichkeiten bestehen, ein leises System aufzubauen bzw. die Geräuschemission eines bereits vorhandenen Systems zu verringern. Zunächst wäre es hilfreich zu wissen, welche Komponenten denn eigentlich für die Geräuschkulisse verantwortlich sind.
Hier wären folgende Gruppen aufzuführen:
1. Das Gehäuse, welches die gesamte Hardware beinhaltet
2. Das Netzteil, zuständig für die Energieversorgung des Rechners
3. Das Mainboard, auf dem z.B. der Prozessor und die Grafikkarte sitzen
4. Die Grafikkarte, die für die Bildwiedergabe zuständig ist
5. Die Festplatte, auf der alle Daten gespeichert werden
6. Der Kühler, der zur Kühlung des Prozessors notwendig ist
7. Der Lüfter, welcher u.a. zum Be- und Entlüften des Systems dient
Inwiefern diese Komponenten genau für die Geräuschkulisse des PCs verantwortlich sind und wie man diese geräuschtechnisch optimieren kann, wird im Folgenden erläutert.
1. Das Gehäuse:
a) Aluminium oder Stahlblech?
Diese Frage dürfte vor allem die Besucher von LAN Partys interessieren. Denn durch die Verwendung von Aluminium, fällt das Gewicht eines Gehäuses im Vergleich zu Stahlblech deutlich geringer aus. Für ein leises System sind jedoch andere Aspekte ausschlaggebend: Der Einfluss auf die Gehäusetemperaturen, sowie die Eignung, störende Vibrationen zu vermeiden bzw. zu unterdrücken.
Weil Aluminium eine bessere Wärmeleitfähigkeit als Stahl besitzt (ca. Faktor 4), könnte man denken, dass die Systemtemperaturen in einem Gehäuse aus Aluminium niedriger sein müssten. Es ist zwar richtig, dass die Gehäusewände mit der Zeit die Temperatur über die Luft aufnehmen, dass sie jedoch zur Kühlung des Systems beitragen, ist ein Irrglaube. Auch wenn einige Hersteller einen Temperaturvorteil für Aluminium gegenüber Stahlblech angeben, konnte dieser anhand verschiedener unabhängiger Tests in der Praxis nicht nachvollzogen werden.
Durch das unterschiedliche Resonanzverhalten der beiden Materialien, kann die Geräuschkulisse teils deutlich differieren. Trotz gleicher Materialstärke, reagieren Gehäuse aus Aluminium deutlich intensiver auf Vibrationen und Resonanzen, die durch die verwendeten Komponenten und Lüfter verursacht werden. Unabhängig vom Gehäuselayout sind Stahlblechgehäuse in der Regel deutlich stabiler und besser als Basis für ein Silent System geeignet. Weil ein Gehäuse allgemein als Resonanzkörper fungiert, sollten alle an das Gehäuse übertragenen Vibrationen zwingend vermieden werden, da diese sonst verstärkt wiedergegeben werden. Einen Vergleich zweier baugleicher Gehäuse aus Aluminium und Stahlblech findet man hier.
b) Gehäuselüfter (Größe/Anzahl/Betriebsspannung)?
Um ein leises System ohne Einschränkungen betreiben zu können, muss dessen Belüftungskonzept gut durchdacht sein. Was nutzt ein leiser Rechner, wenn er während des Betriebs mit Instabilitäten und Abstürzen aufwartet. Daher sollte man bei der Wahl des Gehäuses, das Belüftungskonzept kritisch analysieren. Es kommt vor allem darauf an, möglichst viel Luft durch das Gehäuse zu fördern ohne dabei unnötige Geräusche zu erzeugen. Auf dem Weg durch das Gehäuse müssen alle kritischen Komponenten wie z.B. Festplatte(n), Prozessor und Grafikkarte vom Luftstrom erfasst werden.
Diese Punkte sind am leichtesten unter einen Hut zu bringen, wenn ein Gehäuse eingesetzt wird, dessen Belüftungskonzept auf möglichst großen Lüftern aufbaut. Als Standard können immer noch 80mm Lüfter angesehen werden. Diese Lüfter stellen einen Kompromiss aus Förderleistung und Geräuschentwicklung dar. Bei dieser Baugröße gibt es zwar Lüfter die sehr leise sind, aber analog dazu kaum mehr Luft aus dem Gehäuse fördern. Wählt man leistungsstärkere Lüfter, so werden diese meist als störend empfunden.
Um diesen Kompromiss zu umgehen, schlagen viele Hersteller eine zeitgemäßere Richtung ein und bieten Gehäuse mit 120mm Lüfter an. Diese Lüfter können bei gleicher Drehzahl deutlich mehr Luft fördern, als ein herkömmlicher 80mm Lüfter. Das tiefer frequente Betriebsgeräusch wird zusätzlich meist als deutlich angenehmer empfunden.
Die Anordnung der Lüfter im Gehäuse ist durch den ATX Standard vorgegeben und sieht vor, dass die Luft von vorne/unten nach hinten/oben gefördert wird. Auch wenn die Gehäusehersteller eine Lüfterhalterung im Frontbereich vorsehen, ist es in der Regel kaum erforderlich, dort einen Lüfter zu betreiben. Sinnvoller ist es, den Gehäuselüfter an der Rückseite des Gehäuses anzubringen. So saugt dieser zusammen mit dem Lüfter des Netzteils die Luft von vorne/unten durch das Gehäuse. Dadurch profitieren sämtliche Komponenten vom erhöhten Volumenstrom. Lediglich bei Gehäusen mit mehreren im Frontbereich verbauten Festplatten, kann ein zusätzlicher Frontlüfter von Vorteil sein.
Falls das Betriebsgeräusch des Lüfters zu laut ist und die Systemtemperaturen es erlauben, kann man den Lüfter mit einer geringeren Spannung betreiben. Die Standardspannung die über das Netzteil bzw. das Mainboard abgegriffen wird, ist +12,0 Volt +/- 10%. Wie dies im Einzelnen funktioniert, wird im Punkt Wie kann ich die Drehzahl reduzieren? ausführlich beschrieben.
c) Entkopplung?
Im Gegensatz zu Autofelgen, werden die Flügelräder bzw. Rotorblätter von Lüfter nur von den wenigsten Herstellern gewuchtet. Durch deren Unwucht, entstehen im Betrieb unangenehme Vibrationen, die an das Gehäuse abgegeben und verstärkt werden. Die dadurch entstandenen Resonanzgeräusche werden meist deutlich störenden empfunden, als das eigentliche Betriebsgeräusch des Lüfters selbst. Nicht mittig aufgeklebte Herstellerlabels verstärken diesen Effekt leider zusätzlich. Eine effektive Entkopplung vom Gehäuse ist daher Pflicht und bewirkt speziell bei nicht rund laufenden Lüftern wahre Wunder.
Eine sehr einfache und kostengünstige Lösung dieses Problems, ist eine mechanische Entkopplung des Lüfters vom Gehäuse durch einfache Gummistecker, die den Lüfter vom Gehäuse trennen. Es empfiehlt sich jedoch nicht nur die Gehäuselüfter, sondern möglichst alle im System verbauten Lüfter zu entkoppeln. Aber auch im Bereich der angebotenen Schwingungsdämpfern gilt: Es ist nicht alles Gold was glänzt. So lassen sich z.B. mit den in verschiedenen Größen angebotenen Silikonunterlagen keine befriedigenden Ergebnisse erzielen.
d) Macht Schalldämmung Sinn?
Die Schalldämmung des Gehäuses, sollte der letzte Schritt der Geräuschoptimierung sein. Schwach vernehmbare Geräusche von Komponenten, die sich im Zentrum des Gehäuses befinden, können so nachträglich minimiert werden. In sehr lauten Systemen, vermag eine Schalldämmung jedoch kein befriedigendes Ergebnis zu erzielen. Insbesondere bei hochdrehenden Netzteil- und Gehäuselüftern ist auch die beste Schalldämmung nutzlos.
Einer der wichtigsten Aspekte bei der Wahl des Dämmmaterials ist die Flächenversteifung. Im Gegensatz zu weichen Schaumstoffmatten, erzielt man hier mit herkömmlichen 2-Komponenten Matten (Schaumstoff / Bitumen) oder auch reinen Bitumenmatten die besten Ergebnisse. Insbesondere die Seitenwände von Aluminium-Gehäusen, welche sonst zu unangenehmen Resonanz- und Flattergeräuschen neigen, profitieren von dieser nachträglichen Versteifung, was zu einem deutlich angenehmeren Betriebsgeräusch des Rechners führt.
Auch wenn Schalldämmmatten im Allgemeinen oftmals eine Verschlechterung der Systemtemperaturen nachgesagt wird, so kann dies in der Praxis nicht übergreifend bestätigt werden. Solange das Dämmmaterial sinnvoll an geeigneten Stellen aufgeklebt wird und dabei keinerlei Lüftungsöffnungen verdeckt werden, ist kein merklicher Temperaturanstieg zu erwarten.
2. Das Netzteil:
a) Passiv, wassergekühlt oder luftgekühlt?
Das Netzteil hat die Aufgabe, alle Systemkomponenten mit einer stabilen Spannung zu versorgen und zu deren Wärmeabfuhr beizutragen. Mit einer Gesamtleistung von 300 bis 600 Watt, gibt es für nahezu jede Systemanforderung einen passenden Stromversorger. Die Aussage, dass ein leistungsstarkes Netzteil automatisch wärmer wird, als ein schwächeres Modell, ist sachlich nicht korrekt. Es kommt vielmehr darauf an, inwiefern das Netzteil durch die verwendeten Komponenten ausgelastet wird. Es empfiehlt sich allgemein ein etwas großzügig dimensioniertes Modell zu verwenden, zumal man damit auch für die Zukunft ausreichende Reserven zur Verfügung hat. Des Weiteren sollte man beim Netzteilkauf auf eine aktive PFC sowie eine möglichst hohe Effizienz achten. Je weniger Abwärme ein Netzteil erzeugt, desto schwächer bzw. leiser kann es gekühlt werden. Stand in Vergangenheit bei Netzteilen neben der Spannungsstabilität immer eine hohe Kühlleistung im Vordergrund, ist es derzeit das leise Betriebsgeräusch bzw. ein gesunder Kompromiss aus beidem. Die in den ATX Spezifikationen empfohlene Luftfördermenge von 25 bis 33 cfm, erreichen nur noch die wenigsten Modelle. Man ist daher meist gut beraten, einen weiteren Gehäuselüfter zu verwenden, um die Systemtemperaturen gering zu halten. Was sich zunächst unsinnig anhört, führt in der Praxis jedoch meist zu einem geringeren Betriebsgeräusch. Ein Silent Netzteil erzeugt in Verbindung mit einem leisen 120 mm Gehäuselüfter in der Regel einen niedrigeren Schallpegel als ein normales Netzteil allein, da dessen temperaturgeregelten Lüfter hier allein für die Entlüftung des Systems verantwortlich sind und somit mit höheren Drehzahlen laufen.
Passiv- und wassergekühlte Netzteile versprechen zwar einen nahezu lautlosen Betrieb, sind aber außer dem deutlich höheren Preis auch mit anderen Nachteilen behaftet. Im Gegensatz zu handelsüblichen Netzteilen, gibt es bislang keine aussagekräftigen Langzeiterkenntnisse mit diesen Produkten. Die erhöhten Systemtemperaturen wären noch das am leichtesten zu verkraftende Übel. Ein permanenter Dauerbetrieb dürfte mit diesen Netzteilen jedoch nicht von Vorteil sein. Egal ob wasser- oder passivgekühlt, kann nur ein Teil der Netzteilkomponenten wie z.B. die MOS FETs mit dem Kühlkörper verbunden werden. Die Kühlung aller anderen Bauteile wird indes teils deutlich vernachlässigt und dürfte auf Dauer zu einem früheren Ableben führen. Die spannungs-speichernden Elkos können im schlimmsten Fall sogar platzen. Um die Preise möglichst gering bzw. die Gewinnspanne möglichst groß zu halten, wird leider meist die gleiche Elektronik verwendet, als bei luftgekühlten Netzteilen. Diese sollten jedoch nach derzeitigem Wissensstand unbedingt auf die höhere Hitzeentwicklung ausgelegt sein. Ein passives Netzteil würde beispielsweise dann Sinn machen, wenn es gemäß der deutlich höheren Temperaturentwicklung ausgelegt wäre und die Wärme komplett über einen großflächigen Kühlkörper außerhalb des Gehäuses abgeführt wird.
Inzwischen sind auf dem Markt einige ausgereifte Produkte erhältlich, die den alltäglichen Belastungen gewachsen sein sollten. Beim Betrieb dieser Netzteile muss allerdings vom Anwender beachtet werden, dass passive Netzteile nicht zur Gehäusebelüftung beitragen, sondern die Innentemperaturen zusätzlich erhöhen. Dieses Manko muss also mittels Gehäuselüfter und/oder einem geeigneten Gehäusebelüftungskonzept kompensiert werden.
b) Betriebsgeräusch reduzieren
Um das Betriebsgeräusch eines Netzteils zu verringern, muss man dieses meist öffnen. Dabei ist zu beachten, dass nicht nur jeglicher Garantieanspruch erlischt, sondern dass in einem Netzteil auch nach dem Ausschalten sehr hohe Spannungen herrschen, die nicht ungefährlich sind. Die einfachste Methode ein Netzteil ruhig zu stellen ist wohl das Austauschen des verwendeten Lüfters gegen ein leiseres Modell. Falls dies zu teuer, oder der neue Lüfter immer noch zu laut ist, kann die Versorgungsspannung des Lüfters verringert werden. Wie dies im Einzelnen funktioniert findet man unter dem Punkt "Wie kann ich die Drehzahl reduzieren?". Eine zuverlässige Kühlung des Netzteils muss trotz Drehzahlreduzierung garantiert sein.
c) Entkopplung sinnvoll?
Wie bereits angesprochen verursachen Lüfter durchaus Vibrationen, deren Übertragung ans Gehäuse unbedingt vermieden werden sollte. Als eine günstige und zuverlässig funktionierende Entkopplung haben sich die Gummistecker erwiesen. Eine Entkopplung der Lüfter mittels unterlegter Gummischeiben oder die Entkopplung des gesamten Netzteils vom Gehäuse mittels Silikonunterlagen, hat sich aufgrund der unvollständigen Entkopplung - durch die immer noch vorhanden Schrauben - als nicht sinnvoll herausgestellt.
d) Wieviel Watt?
Eine der am häufigsten gestellten Fragen bei Netzteilen ist, über welche Gesamtleistung diese verfügen sollten. Beantworten lässt sich diese Frage leider nicht klar und eindeutig, da sich die benötigte Leistung aus der Summe aller verwendeten Systemkomponenten ergibt und je nach Konfiguration stark abweichen kann. Wenn der Kaufpreis des Netzteils eher eine untergeordnete Rolle spielt, liegt man mit Netzteilen ab 400 Watt in der Regel auf der sicheren Seite. Für einen Silent PC oder gar einen herkömmlichen Spiele PC, reichen jedoch meist 300 Watt Netzteile noch für den stabilen Betrieb aus. Um diese Aussage bestätigen zu können, wurde ein herkömmlicher Spiele PC mit Hilfe des Conrad Energy 3000 Monitors analysiert.
Dessen Komponenten stellen sich wie folgt dar:
· Mainboard: Epox EP-8RDA+
· Prozessor: AMD Athlon XP2600+
· Speicher: 2 x 256MB Corsair XMS3000
· Netzteil: MR Enermax 460 Watt ichbinleise® Edition
· Grafikkarte: ATI Radeon 9800 Pro 256MB
· Festplatte: 80GB Maxtor 6Y080P0 7200rpm
· Lüfter: 2 x Case, 1 x CPU, 1 x VGA
Gemessene Watt-Leistung:
· Heruntergefahrenes System: 4,6 Watt
· Bios Betrieb: 159,1 Watt
· Windows (Leerlauf): 147,0 Watt
· Windows (CPU Last/Prime95): 182,2 Watt
· Windows (System Volllast/Far Cry): 193,3 Watt
Bei Spielen wird in der Regel am meisten Leistung benötigt, weil hier fast alle Komponenten des PCs gleichzeitig ausgelastet werden. Der kleine Energy Check zeigt auf, dass für einen herkömmlichen Spiele PC und insbesondere einen Silent PC meist effektive 300 Watt ausreichend sind. Leider verfügen nicht alle Netzteile über die entsprechend aufgedruckte Leistung, weshalb man hier meist 50 Watt abziehen muss.
3. Das Mainboard:
a) Reicht eine passive Chipsatz Kühlung?
In den meisten Fällen reicht eine passive Kühlung des Chipsatzes vollkommen aus. Nur bei extrem übertakteten und schlecht belüfteten Systemen, kann eine aktive Ventilation von Nöten sein. Die von den Mainboardherstellern verwendeten Lüfter sind meist von minderer Qualität und erzeugen ein unüberhörbares Geräusch, welches natürlich in einem leisen System nichts zu suchen hat. Zumal sich gezeigt hat, dass viele Mainboards nach verfrühtem Ausfall des Lüfters trotzdem stabil weiterlaufen und somit die Möglichkeit einer passiven Kühlung nur bestätigen.
b) Umbau von aktiv auf passiv
Ein Umbau des Chipsatzkühlers von einer aktiven zu einer passiven Lösung ist normalerweise kein Problem. Aber man muss dabei beachten, dass wieder jeglicher Garantieanspruch verfällt. Die meisten Kühler sind über ein Stecksystem mit dem Mainboard verbunden und können somit einfach ausgewechselt werden. Der koreanische Hersteller Zalman bietet für diese Umbaumaßnahme geeignete Kühlkörper an, wie z.B. den ZM-NB32J oder den ZM-NB47J. Beide Kühlkörper bieten für die aktuellen Chipsätze ausreichend Kühlleistung. Es gibt noch einige weitere Hersteller, die gleichwertige Produkte in diesem Bereich anbieten.
c) MOS FET Kühlung
Bei der Kühlung des Mainboards, konzentriert man sich meist nur auf den Prozessor und den Chipsatz. Die Kühlung der in unmittelbarer Nähe des Prozessorsockels befindlichen MOS FETs, wird leider häufig vernachlässigt. Speziell in schwach ventilierten Gehäusen, können auch diese überhitzen und Systeminstabilitäten hervorrufen. Daher sollten die Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistoren zusätzlich mit Passivkühlkörpern bestückt werden, um die Wärme besser abgeben zu können. Was bei wenigen Mainboards schon werkseitig der Fall ist, kann bei anderen Mainboards mit geringem Aufwand nachgerüstet werden. Je nach Platzangebot, lassen sich hierzu auch für andere Einsatzgebiete konzipierte Produkte z.B. passive Grafikkarten Speicherkühler - einsetzen.
d) Undervolting
Während der Overclocker die Betriebsspannung des Prozessors gerne anhebt, um das letzte Stückchen Performance herauszukitzeln zu können, zieht es der Silencer vor, diese auf das Minimum zu reduzieren. In der Praxis lassen sich durch das Undervolting durchaus beachtliche Ergebnisse erzielen. Durch die reduzierte Betriebsspannung, erzeugt der Prozessor deutlich weniger Abwärme und kann daher schwächer bzw. leiser gekühlt werden. Mit einem Tool wie beispielsweise den OC-Rechner, lassen sich die Auswirkungen bequem am Bildschirm simulieren. Auf die Lebensdauer des Prozessors, dürfte sich das Undervolting im Vergleich zum Overclocking eher positiv auswirken. Einige Prozessoren lassen sich entgegen der vorgegebenen Betriebsspannung von beispielsweise 1,6 Volt auch stabil mit 1,4 Volt und weniger betreiben. Der Erfolg hängt allerdings stark vom jeweiligen Prozessor ab. Denn auch innerhalb einer Fertigungscharge, gibt es teils deutliche Abweichungen. Eine weitere Voraussetzung ist, dass die verwendete Plattform mit entsprechenden Einstellmöglichkeiten im Bios aufwartet. Eine Auflistung entsprechend geeigneter Mainboards gibt es hier.
Zum Ausloten der optimalen Betriebsspannung, sollte man unbedingt in kleinen Schritten vorgehen und permanent die Systemstabilität mittels Prime95 überprüfen. Nur wenn das Primzahlenberechnungsprogramm nach mehrstündigem Tortour-Test keinerlei Fehler offeriert, ist ein stabiler Betrieb gewährleistet.
4. Die Grafikkarte:
a) Wie mache ich meine Karte leiser?
Das Problem aktueller und leistungsstarker Grafikkarten sind deren standardmäßige Kühllösungen. Die Hersteller setzten auf einfache Kühlkörper mit integriertem Miniaturlüfter. Durch die relativ leistungsschwachen Kühlkörper und deren kleine Baugröße muss dieser Lüfter mit einer hohen Umdrehungszahl laufen, um eine ausreichende Kühlung zu gewährleisten. Inzwischen setzen zwar einige Hersteller auf größer dimensionierte Kühllösungen, allerdings sind diese trotz allem immer noch viel zu laut.
Um eine solche Grafikkarte leiser zu machen, recht es meist nicht aus, den werkseitig verbauten Kühler in der Drehzahl zu reduzieren. Daher ist man mit einem entsprechend nachrüstbaren Grafikkartenkühler gut beraten, welcher bei der Montage allerdings zum Verlust der Garantie führt. Inzwischen findet man auf dem Markt einige zuverlässig funktionierende und leistungsfähige Lösungen für dieses Problem.
b) Alternative Kühlungen
Wie man nun die Grafikkarte leiser macht, hängt auch von deren Wärmeentwicklung ab. So können viele kleine Chips bereits mit einem einfachen Kühlkörper ausreichend gekühlt werden. Um einige Reserven zu haben, z.B. für den Sommer oder für spätere Aufrüstungen, bietet es sich aber auch hier an, in eine ausgeklügelte Kühllösung zu investieren.
Passive Kühllösungen für die Grafikkarte stellen für Silencer natürlich das nonplusultra dar. Allerdings muss hierbei erwähnt werden, dass die Verlustleistungen aktueller Spitzenmodelle sowohl von ATI als auch von Nvidia kaum zuverlässig auf rein passivem Weg gekühlt werden können. Um eine optimale Kühlleistung zu erreichen muss außerdem auf einen guten Airflow im Gehäuse geachtet werden.
Zu den bekanntesten passiven Grafikkartenkühlern zählen ist die Zalman Heatpipes und die Aerocool VM-101. Hier wird die von der Grafikkarte erzeugte Hitze über Heatpipes auf große Kühlkörper geleitet und durch den Luftstrom im Gehäuse abgeführt. Der Clou an diesen Kühlern ist eben die verbaute Heatpipe. Diese ist ein mit Flüssigkeit gefülltes Rohr, das in der Lage ist, Wärme sehr schnell und in großen Mengen von A nach B zu transportieren. Das ganze funktioniert prinzipiell so, dass die Flüssigkeit an der heißen Stelle verdampft und so zur kalten Seite strömt. Dort kondensiert das Gas, gibt dabei die gespeicherte Wärme ab und fließt wieder zur kalten Seite. Diese Lösung kann die kleinen bis mittleren Grafikchips absolut zufrieden stellend und lautlos kühlen. Für größere Karten muss entweder ein Zusatzlüfter montiert oder der Luftstrom im Gehäuse angepasst werden. Ein Nachteil dieses Kühlers ist auch, dass sich die Baugröße und das Gewicht der Grafikkarte im Falle der Zalman Kühler massiv erhöht. Somit könnten eventuelle Inkompatibilitäten entstehen. Beim Transport des Rechners, sollte die Grafikkarte ausgebaut werden, um Beschädigungen am Mainboard zu vermeiden.
Als weitere leise Alternative haben sich Grafikkartenkühler von MR Computertechnik GmbH erwiesen. Die VGA Kühler bestehen aus einem handelsüblichen Kühlkörper und einem aufgesetzten Silent Lüfter, welcher je nach Modell zusätzlich mechanisch entkoppelt ist. Obwohl diese Lösungen sehr klein und leicht gebaut sind, kühlen sie deutlich besser als die Original Kühler und dies trotz deutlich leiserer Geräuschkulisse. Inzwischen sind diese Kühler für fast alle Grafikkarten erhältlich und in der Lage, selbst große Chips wie Nvidia GeForce FX souverän zu kühlen, was durch verschiedene unabhängige Tests bestätigt wurde.
Die dritte Alternative ist der von Arctic Cooling angebotene VGA Silencer. Dieser basiert auf einem neuen Kühlkonzept. Ein integrierter Radial Lüfter saugt kühle Gehäuseluft an und bläst diese über den Kühlkörper durch eine Slotblende aus dem Rechner. Der Vorteil dieser Lösung ist, dass die erwärmte Luft nun nicht mehr das Innere des Rechners aufheizt, sondern eben direkt aus dem Gehäuse gefördert wird, was zu deutlich niedrigeren Innentemperaturen führt. Der verbaute Lüfter ist in zwei Stufen regelbar und im Low-Modus relativ leise. Einige Besitzer beklagen jedoch, dass er dann deutliche Klackergeräusche offeriert. Die Kühlleistung im High-Modus ist sehr gut, jedoch bei deutlich höherem Betriebsgeräusch. Als sehr interessant hat sich der Cheap Trick aus unserem Forum herausgestellt, der niedriges Betriebsgeräusch und sehr gute Kühlleistung vereinigt. Leider ist der VGA Silencer nicht zu jeder Grafikkarte kompatibel. Die an die neueren Chips angepassten Modelle des Arctic Cooling Silencer, verfügen nur noch über eine feste Drehzahl, was nur durch eine Modifikation der Lüfterspannung behoben werden kann.
5. Die Festplatte:
a) Kühlung
Die Kühlung der Festplatte sollte bei einem Silent Projekt nie vernachlässig werden. Schließlich werden auf der Festplatte alle Daten gesammelt und gespeichert. Ein Ausfall wäre privat vielleicht noch zu verkraften, aber beruflich kann das durchaus schädlich für eine Firma sein, denn das letzte Backup ist bekanntermaßen immer zu alt. Die Kühlung ist auch insofern wichtig, da die Platte keine eindeutigen Warnmeldungen von sich gibt, wie es bei einer zu heißen CPU oder GPU der Fall ist. Die Festplatte gibt nach und nach, oft ohne dass es der User bemerkt, den Geist auf. Dabei lässt sich die Temperatur der Platte sehr leicht kontrollieren und daraufhin gegebenenfalls Gegenmaßnahmen einleiten. Hierzu muss lediglich die SMART Funktion im BIOS aktiviert werden. So kann die Temperatur mittels geeigneter Software wie z.B. den Motherboard Monitor oder Speedfan auslesen werden.
Eine Montage im Festplattenkäfig ist prinzipiell nicht verkehrt, da Festplatten so einen großen Teil ihrer Abwärme über die Seiten abgeben können. So wird die Wärme auf das Gehäuse, und somit an die Umgebungsluft abgegeben. Zusätzlich hierzu reicht ein leichter Luftstrom, der über die Ober- und Unterseite der Festplatte streicht, um auch eine schnelle 7200er Festplatte hinreichend zu kühlen. In einem Silent System heißt das, dass der Luftzug, der durch das Netzteil und eventuellen Gehäuselüftern an der Hinterseite des Gehäuses erzeugt wird, zur Kühlung meist ausreicht. Zusätzliche Gehäuselüfter vor den Platten oder spezielle Festplattenkühler sind somit hinfällig, und sollten nur in Ausnahmefällen eingesetzt werden. Die meisten Hersteller geben eine maximale Betriebstemperatur von ca. 55 bis 60°C für ihre Festplatten an, die auch im Sommer nicht überschritten werden sollte.
b) Dämmung
Jeder der sich mit dem Thema "Silent PC" beschäftigt, muss sich irgendwann mit seiner Festplatte auseinander setzten. Vor allem viele schnelle Platten, die mit 7200 Umdrehungen laufen erzeugen ein konstantes hohes Laufgeräusch, welches meist nicht zu überhören ist. Leider kann man dieses Geräusch nicht so leicht beseitigen. Durch eine Dämmung der Platte kann man dieses Geräusch zwar verringern, aber je nach Ausgangsbasis können die Ergebnisse variieren. Eine sehr laute Platte wird niemals wirklich leise werden, jedoch kann das Ergebnis einer Dämmung durchaus deutlich bemerkbar sein. Eine bereits sehr leise Platte wird hingegen durch eine Dämmung Erfahrungsgemäß nur mittels einigen Aufwands noch leiser werden. Zusätzlich zum normalen Laufgeräusch verursacht jeder Festplattenzugriff so genannte Zugriffsgeräusche. Man nimmt sie normalerweise als Rattern oder Klackern wahr. Diese Geräusche rühren von den Beschleunigungs- und Abbremsphasen der Lese- und Schreibköpfe her. Durch eine Dämmung der Platte können auch diese Geräusche vermindert werden, aber es gibt auch wirksamere Mittel diese zu unterdrücken.
c) Entkopplung
Eine interessante Beobachtung bei Festplatten ist, dass selbst eine sehr leise Festplatte, im Festplattenkäfig verbaut, sehr viel deutlicher zu hören ist, als im unverbauten Zustand, z.B. auf einer weichen Unterlage. Dies liegt vor allem an den von der Platte erzeugten Vibrationen. Diese werden durch den Festplattenkäfig direkt an das Gehäuse weitergegeben was dieses zum Schwingen anregt und die Geräusche so nochmals verstärkt. Das Gehäuse wirkt also wie ein Resonanzkörper.
Die wirksamste Lösung gegen dieses Problem ist die Entkopplung der Festplatte vom Gehäuse. So werden die Vibrationen abgefangen und können das Gehäuse nicht mehr erreichen. Um Vibrationen wirksam abzumindern müssen diese durch Schwingungsdämpfer aufgenommen und in Wärmeenergie umgewandelt werden. Also ähnlich dem Federungssystem eines PKW. Um dies in einem PC zu erreichen benötigt man zusätzlichen Platz, der durch die Dämpferelemente beansprucht wird. Also wird man in einem 3 1/2" Festplattenkäfig leider nur eine unzureichende Entkopplungswirkung erreichen. Die nächstliegende Idee wäre natürlich, die Platte im 5 1/4" Schacht zu montieren, da hier ausreichen Platz vorhanden ist, um ein Entkopplungssystem aufzunehmen.
Diese Lösung wird auch mit einigem Erfolg von vielen Herstellern verfolgt, doch leider hat die Montage hier ebenfalls einen Hacken. In den Schächten ist die Platte ziemlich von der Luftzufuhr abgeschnitten, was bei einigen Plattenmodellen durchaus zu kritischen Temperaturen führen kann.
Eine optimale Lösung müsste nun die positiven Aspekte beider Lösungen miteinander vereinbaren, sprich die Frischluftzufuhr des 3 1/2" Schachts mit dem Platz des 5 1/4" Schachts. Die Lösung ist eine Montage auf dem Gehäuseboden. Hier kann Kaltluft nachströmen und die Platten können mittels Gummi-Entkopplern so am Gehäuseboden befestigt werden, dass die Vibrationen nicht übertragen werden, aber trotzdem alle Seiten der Platte umströmt werden.
Um nun eine fast perfekte Schalldämmung einer Festplatte zu erreichen könnte man ja die Entkopplung mit der Dämmung kombinieren, was z.B. die Firma MR Computertechnik mit ihrer ichbinleise® Box HDD 10/20 für eine oder zwei Festplatten käuflich anbietet. Eine bessere Entkopplungs- und Dämmwirkung erreicht wohl nur die in unserem Forum entstandene Bitumen-Box.
d) Acoustic Management
Aktuelle Festplatten warten von Hause aus mit einem Acoustic Management auf, welches speziell die Zugriffsgeräusche beim Positionieren der Köpfe mindern kann. Das Analysebild der Sound-Intensität einer Festplatte zeigt deutlich den Krachmacher Magnetarm (roter Bereich). Bei aktiviertem Acoustic Management, werden die Köpfe langsamer und nicht so ruckartig positioniert, was deutlich weniger Lärm verursacht. Leider geht das Acoustic Management zu Lasten der Zugriffszeiten. Ein schöner Nebeneffekt ist allerdings die längere Lebensdauer der Festplatte, da die Köpfe nicht so stark strapaziert werden. Eine Auflistung der gängigsten Softwaretools, kann hier nachgelesen werden.
6. Der Kühler:
a) CPU Kühler
Aktuelle Prozessoren warten - je nach Typ und Hersteller - mit einer Verlustleistung von bis zu 100 Watt auf. Dem Kühlkörper wird daher die wichtige Aufgabe zu Teil, die enorme Hitze der kleinen Kernoberfläche schnellstmöglich kapazitiv aufzunehmen. Für die eigentliche Kühlung ist jedoch der darauf montierte Lüfter zuständig, der den Kühlkörper durch seinen Luftstrom - entsprechend der Umgebungstemperatur - kühlt. Eine ausreichende Gehäuseventilation ist daher ebenfalls von Bedeutung, da sonst - bedingt durch die stetig steigenden Gehäusetemperaturen - unweigerlich Systeminstabilitäten auftreten. Der Kühler ist daher schlicht und einfach der falsche Ort, den Rotstift anzusetzen.
Zu heiße Prozessoren sind nicht selten die Ursache für ein instabiles System. Intel Pentium 4 Prozessoren werden beispielsweise beim Erreichen einer bestimmten Temperatur automatisch heruntergetaktet, so dass der User seine teuer erkaufte Rechenleistung erst gar nicht nutzen kann. AMD Prozessoren verabschieden sich allerdings ganz einfach, wenn es ihnen zu heiß wird, oder eine Schutzschaltung auf neueren Boards (ab dem VIA KT333) veranlasst das System zu einem spontanen Herunterfahren oder Reboot. Auch die Tatsache, dass eine Absenkung der Kerntemperatur um 10°C die Lebensdauer verdoppeln soll, zeigt, dass die Temperatur durchaus die Lebensdauer des Chips beeinflusst.
Ein Grundsatz der CPU-Kühlung könnte lauten "Überdimensioniert gibt es nicht". Daher empfiehlt es sich, auch eine kleine CPU mit einem leistungsstarken Kühlkörper zu bestücken. Dies hat den Vorteil, dass der auf den Kühlkörper verbaute Lüfter selbst mit einem verhältnismäßig geringen Volumenstrom die CPU ausreichend kühlen kann. Dies bedeutet für den Silent User, dass er den Lüfter mit weniger Spannung und somit geringerer Drehzahl betreiben kann, was mit einer verringerten Lautstärke einhergeht. Dies ist bei derzeitigen Spitzenkühlern, wie z.B. dem Aerocool HT-101 oder dem Zalman CNPS7000/7700 verwirklicht worden. Diese Kühler besitzen sehr leistungsfähige Kühlkörper und können so eine CPU auch mit geringer Lüfterdrehzahl kühlen. Es sind aber auch sehr gute Kühlkörper einzeln am Markt erhältlich, so dass der Kunde seine individuelle Kombination erstellen kann. Hierunter fallen insbesondere die Modell von Thermalright.
Schwächere Intel Pentium 4 Prozessoren lassen sich mit TS Heatronics Heatlane Zen NCU-1000 bzw. dessen Nachfolger NCU-2000 gar komplett passiv kühlen. Ein gut ventiliertes Gehäuse ist allerdings Grundvoraussetzung für deren Verwendung. Wer einen besonders leistungsfähigen Prozessor damit kühlen will, sollte einen leise einzustufenden 120 mm Lüfter - vorzugsweise entkoppelt - zur direkten Ventilation einsetzen. Meist reicht eine niedrige Drehzahl von ca. 500 bis 800 U/min völlig aus, um ein deutlich besseres Resultat gegenüber des Passivbetriebs zu erzielen.
b) Wärmeleitpaste
Die oft gestellte Frage, wieso man bei der Kühlermontage auf Wärmeleitpaste zurückgreifen soll, lässt sich relativ einfach beantworten. Unter dem Mikroskop betrachtet, sind sowohl auf der Oberfläche des Prozessors, als auch auf der des Kühlkörpers kleine Unebenheiten zu erkennen. Diese Zwischenräume sind - wenn keine Wärmeleitpaste verwendet wird - mit Luft gefüllt. Weil Luft nur etwa 0.65% der Wärmeleitfähigkeit einer herkömmlichen Wärmeleitpaste besitzt, wird schnell klar warum der Einsatz von Wärmeleitpaste so wichtig ist. Sie sollte im Idealfall genau diese Zwischenräume schließen, um einen optimalen Kontakt beider Oberflächen zueinander herzustellen. Erst dann ist eine ordnungsgemäße Kühlung gewährleistet. Wer großen Wert auf eine vernünftige Kühlleistung legt, kommt um den Einsatz von Wärmeleitpaste nicht herum. Je nach Oberflächenbeschaffenheit von Kühlkörper und Prozessorkern können ca. 10°C bessere Prozessortemperaturen als ohne Kontaktmittel erzielt werden. Der Kühlleistungsunterschied der verschiedenen Pasten untereinander, fällt in der Praxis trotz teils deutlich differierender Wärmeleitfähigkeitswerte (2.8 bis 9.0 W/m°K) zwar relativ gering, aber nicht unerheblich aus. In der Regel gilt, je planer beide Kontaktflächen beschaffen sind, desto weniger fällt die Qualität einer feinkörnigen Wärmeleitpaste ins Gewicht. Dies trifft allerdings nur auf die Kategorie Kühlleistung zu. Beim Kauf sollte man aber unbedingt auf weitere ebenso wichtige Merkmale wie beispielsweise Preis, Inhalt/Menge, Dosierbarkeit und eine leichte Entfernbarkeit achten. Eine kleine Hilfe zum Anwenden von Wärmeleitpaste, stellt dieser Artikel dar.
c) Software Cooling
Viele Athlon (XP)-Benutzer werden sich schon häufiger gefragt haben, warum ihre Idle Temperaturen trotz guter Kühlung im Vergleich zu Intel und A64-Benutzern doch auf relativ hohem Niveau liegen. Nun, dies liegt hauptsächlich an einem kleinen Bug der AMD-Prozessoren. Dieser verhindert, dass der Prozessor im Leerlauf vom Betriebsystem in einen Energiesparmodus versetzt werden kann. Um nun diesen Fehler zu umgehen kann man sich spezieller Software bedienen. Diese versetzten den Prozessor nachträglich in den sogenannten HLT-Mode. Als empfehlenswert haben sich Programme wie S2KCtl und CPUIdle herauskristallisiert, welche teils auch als Freeware erhältlich sind.
7. Der Lüfter:
a) Welcher Lüfter?
Nun, eine der wichtigsten Aufgaben in einem Silent Rechner ist es, genug Frischluft in das Gehäuse und warme Luft aus dem Gehäuse zu befördern. Da man sich bei einem modernen Rechner nicht auf das Prinzip der natürlichen Konvektion verlassen kann, muss für diese Aufgabe von Lüftern erfüllt werden.
Die Wahl des richtigen Lüfters sollte unter anderem davon abhängen, wie gut sich das Modell zu "Untervolten" eignet (hierauf wird später näher eingegangen), wie hoch der Schallpegel im 12V-Betrieb ist und welchen Volumenstrom der Lüfter dabei in der Lage ist zu liefern. Viele Hersteller preisen ihre Lüftermodell gerne mit sehr niedrigen dB-Angaben an, was den Kunden natürlich zum Kauf anregen soll. Nun sollte man aber wissen, dass diese Angaben von den Herstellern in speziellen Labors ermittelt werden und stark von den in der Praxis erreichbaren Werten abweichen. Außerdem kann man die Werte auch nicht miteinander vergleichen, da jeder Hersteller diese auf andere Weise ermittelt. Lediglich Vergleichende Messwerte machen in dieser Hinsicht Sinn. Ein weiterer Punkt kann durch solch objektive Tests nicht ermittelt werden. Das subjektive Empfinden des vom Lüfter verbreiteten Schalls lässt sich nicht komplett in Werte fassen. So kann es durchaus sein, dass ein Lüfter zwar objektiv leise ist, sich aber eine Verwendung durch nervende Nebengeräusche, wie eine schleifende Lagerung, klackernde Motorgeräusche und ähnliches verbietet. Des Weiteren reagiert jede Person individuell auf solch störende Geräusche. Der gelieferte Volumenstrom gibt darüber Auskunft, wie viel Volumeneinheiten Luft ein Lüfter pro Zeiteinheit zu liefern vermag. Spätestens hier wird klar, warum sich gerade große Lüfter bei Silent Freaks einer so großen Beliebtheit erfreuen. Diese Modelle können selbst mit niedrigen Drehzahlen große Mengen Luft bewegen. Hinzu kommt, dass diese Lüfter durch ein sehr viel tieferes und somit für das menschliche Ohr angenehmeres Betriebsgeräusch auffallen. Eine weitere Unterteilung der Lüfter kann aufgrund der Lagerung vorgenommen werden. So sind derzeit Modelle mit Kugellagerung (Ball Bearing) als auch mit Gleitlager (Sleave Bearing) erhältlich. Aufgrund der Laufgeräusche von Kugellagern, stellen die meist unauffälliger laufenden Gleitlager im Silent Bereich die bessere Alternative dar.
b) Wie kann man die Drehzahl reduzieren?
Da es kaum einen Lüfter auf dem Markt gibt, der bei der Standard Spannung von 12,0 Volt durch ein ausreichend leises Betriebsgeräusch überzeugen kann, muss dieser nachträglich in seiner Drehzahl reduziert werden. Auch wenn dies auf verschiedene Weise geschehen kann, so ist das System immer dasselbe. Es reicht aus, die Eingangsspannung von 12,0 Volt auf einen gewünschten Wert abzusenken. Somit verringert sich auch die Drehzahl des Lüfters. Die Spannung kann nun auf einen festen Wert eingestellt werden. Um dies zu erreichen kann man z.B. Vorwiderstände in die Leitungen einlöten. Eine entsprechende Auslegung findet man bei uns im Forum. Drei feste Spannungen (5V, 7V, 12V) kann man ebenfalls direkt vom Netzteil abgreifen. Welche Leitungen nun miteinander verbunden werden müssen verdeutlich dieses Bild:
Eine elegantere Variante die Spannung zu regulieren sind die in diversen Onlineshops erhältlichen Potentiometer. Diesen regelbaren Widerstand kann man bis ca. 100 Ohm einstellen, wobei der Regelbereich ebenfalls vom verwendeten Lüfter abhängt.
Die nächste Steigerung sind Lüftersteuerungen, die man anstatt einer Frontblende im 5 ¼" oder 3 ½" Schacht montieren kann. Leider sind die meisten dieser Modelle mit einer Pulsweitenmodulation (PWM) zur Reduzierung der Lüfterdrehzahl ausgestattet. Diese Modelle versorgen den Lüfter impulsweise mit 12 Volt. Je weiter diese Impulse auseinander liegen, desto langsamer dreht der Lüfter. Leider sorgt dies fast ausnahmslos für störende Nebengeräusche vom Lüfter. Wie empfindlich der verwendete Lüfter darauf reagiert ist unterschiedlich. Aus diesem Grund haben sich diese Steuerungen zum Großteil nicht bei uns durchsetzen können. Eine von wenigen Ausnahmen in diesem Bereich stellt die T-Balancer Steuerung von mCubed dar, über welche im Forum schon viele interessante Beiträge zu lesen waren. Deren Funktionsumfang ist u.a. durch die enorme Erweiterbarkeit deutlich größer als bei herkömmlichen Lüftersteuerungen.
Revisionen:
| Revision | Datum | Änderung |
|---|---|---|
| 1.0 | 12.04.2004 | - |
| 1.1 | 13.04.2004 | Punkt 3 Absatz d) hinzugefügt (Vorschlag NoNoise)Punkt 4 Absatz b) ergänzt (Vorschlag RAF)Punkt 6 Absatz a) und b) ergänzt (Vorschlag Brummbär) |
| 1.2 | 18.04.2004 | Punkt 2 Absatz d) hinzugefügt |
| 1.3 | 19.04.2004 | Punkt 6 (Kühler/Lüfter) geteilt Punkt 6 Absatz b) und c) hinzugefügt |
| 1.4 | 20.04.2004 | Punkt 5 Absatz d) hinzugefügt |
| 1.5 | 10.01.2005 | Layout und Text überarbeitet |
| 1.6 | 10.04.2007 | Layout überarbeitet |
| 1.6a | 03.05.2007 | Texpassage überarbeitet |
| 1.7 | 25.04.2008 | Link für CPU Verbrauchswerte getauscht | 1.8 | 29.01.2012 | Aufgeräumt und Bilder neu verlinkt |
