Ratgeber
Eine adäquate Kühlung des Prozessors ist für den stabilen Betrieb eines Computers unabdingbar. Mittlerweile gibt es für jede Leistungsklasse eine Vielzahl verschiedener Kühler mitsamt Lüftern für Prozessoren. In unserem Ratgeber erfahren Sie, welche Arten von CPU-Kühlern es gibt, worin sie sich unterscheiden und worauf Sie bei der Auswahl eines geeigneten Modells achten sollten.
Früher arbeiteten Prozessoren deutlich langsamer als heute und erzeugten so wenig Abwärme, dass ein kleiner Kühlkörper aus Aluminium ohne Lüfter schon vollkommen ausreichend war, um die Temperaturen der CPU auf moderatem Niveau zu halten. Doch die Zeiten haben sich gewandelt und durch stetige Weiterentwicklung immer schnellere Prozessoren hervorgebracht.
Heutige CPUs takten nicht selten über 4 Gigahertz, High-End-Modelle sogar über 5 Gigahertz, und verfügen mittlerweile über 2 bis 64 physikalische Kerne. Damit geht ein drastischer Anstieg der thermischen Verlustleistung (TDP) einher, die bei aktuellen Desktop-Prozessoren je nach Modell zwischen 35 und 180 Watt beträgt.
Schaut man sich eine CPU etwas näher an, fällt auf, dass die Oberfläche, über die die Abwärme abgegeben wird, relativ klein ist. Entsprechend wichtig ist ein leistungsstarker Prozessorkühler. Zwar können moderne CPUs heute nicht mehr durch Überhitzung zerstört werden, allerdings haben die Hersteller Intel und AMD einen sogenannten Turboboost implementiert. Innerhalb von den Herstellern definierter Rahmenbedingungen kann der Prozessor seinen Takt noch einmal deutlich erhöhen. Wird ein bestimmtes Temperaturlimit überschritten, reduzieren die Prozessoren selbstständig den Takt. Um also die maximale Leistung aus einer CPU herauszuholen, lohnt es sich durchaus, in einen hochwertigen Prozessorkühler zu investieren.
Ein Klassiker unter den Prozessorkühlern ist der Top-Flow- oder Top-Blow-Kühler. Dabei handelt es sich um einen Kühlkörper aus Aluminium oder Kupfer, auf dessen Oberseite ein Lüfter angebracht ist, der die Luft in Richtung Mainboard bläst. Heatpipes (Wärmeröhren), genauer gesagt Kupfer-Heatpipes, transportieren die Hitze von der Bodenplatte zu den Lamellen. Die Anzahl an Heatpipes ist von Kühler zu Kühler unterschiedlich. Manche Modelle haben drei Heatpipes, andere vier oder mehr. Kühler dieser Art sind häufig im Lieferumfang der Intel- und AMD-CPUs inbegriffen. Für sehr kleine PC-Systeme werden spezielle Low-Profile-Kühler angeboten, die eine besonders niedrige Bauhöhe aufweisen. Generell lässt sich sagen, dass die Kühler, die die Hersteller zusammen mit ihren Prozessoren ausliefern, meist nur eine hinreichende Kühlleistung bieten. Das gilt speziell für die Kühler von Intel.
Den Abmessungen für Top-Blow-Lüfter sind enge Grenzen durch die Komponenten des Mainboards gesetzt. Es gibt aber auch sehr leistungsfähige Prozessorkühler dieser Art, die deutlich höher gebaut sind und daher eine größere Oberfläche aufweisen, über die die Wärme abgegeben werden kann. Allerdings ist der Kühlkörper mit den installierten Lüftern recht ausladend, wodurch Platzprobleme auftreten können.
Eine deutlich bessere Kühlung bieten Tower-Kühler, weshalb sie auch die am häufigsten genutzte Variante in leistungsstarken Gaming-PCs darstellen. In diesem Fall befindet sich auf dem Prozessor lediglich eine meist aus Kupfer bestehende Platte. Von dieser gehen mehrere Heatpipes ab und enden in einem (Single-Tower) oder sogar zwei großformatigen Kühlkörpern (Dual-Tower), die mit den Wärmerohren verlötet werden. Der Luftstrom verläuft bei einem Tower-Kühler parallel zum Mainboard. Erhältlich sind Ausführungen mit 92, 120 oder sogar 140 Millimeter großen Lüftern. Viele Modelle ermöglichen den Betrieb von zwei oder drei CPU-Lüftern. Die hochwertigsten dieser Prozessorkühler können sich hinsichtlich ihrer Leistung durchaus mit einer guten All-In-One-Wasserkühlung mit 240er Radiator messen. Wenn die thermische Verlustleistung (TPD) und der Kühler optimal aufeinander abgestimmt sind, lässt sich auch ein vollständig passiver oder zumindest semi-passiver Betrieb realisieren.
Neben Luftprozessorkühlern haben seit einigen Jahren Wasserkühlungen einen festen Platz in vielen Computern gefunden. Während bei einem normalen CPU-Luftkühler die Wärme über Lamellen an die Umgebung abgegeben wird, befindet sich bei der Wasserkühlung ein im Vergleich sehr kompakter Kühler auf dem Prozessor, durch den Wasser fließt. Eine Kupferplatte nimmt die Wärme vom Prozessor auf und gibt sie an das Wasser ab. Durch eine Pumpe wird ein Kreislauf in Gang gesetzt. Das erwärmte Wasser wird über Schläuche zu einem Wärmetauscher befördert, der mit einem oder mehreren Lüftern versehen ist. Die Flüssigkeit zirkuliert dort in einer Rohrschlange, die feine Lamellen aufweist. Durch diese Lamellen blasen die installierten Lüfter und kühlen das Wasser ab, das anschließend wieder dem Prozessor zugeführt wird. Man kann eine Wasserkühlung entweder aus Einzelteilen nach individuellen Bedürfnissen selbst zusammenstellen oder zu einem fertig befüllten All-in-One-System greifen. Abhängig vom jeweiligen Modell und der Größe des Radiators lässt sich damit eine sehr hohe Kühlleistung erzielen. Allerdings finden große 360er-Radiatoren nicht in jedem PC-Gehäuse Platz; die Installation eines kleinen 120-mm-Modells ist dagegen bei den meisten Gehäusen problemlos möglich.
Beim Kauf eines CPU-Kühlers gibt es einige Punkte zu berücksichtigen: Achten Sie darauf, dass das gewünschte Modell mit dem Intel-Sockel oder AMD-Sockel Ihres Mainboards kompatibel ist. Darüber hinaus sollten Sie den TDP-Wert Ihrer CPU in Erfahrung bringen und anschließend einen Prozessorkühler mit einer dazu passenden Kühlleistung auswählen. Sie werden nämlich wenig Freude an Ihrem PC haben, wenn Sie auf dessen 150-Watt-Prozessor einen kleinen Low-Profile-CPU-Lüfter installieren, der bestenfalls eine TDP von 45 Watt abführen kann.
Beachten Sie auch die Abmessungen des Prozessorkühlers. Häufig verhindern Kühlkörper auf dem Mainboard oder auf RAM-Modulen eine Montage. Speziell Tower-Kühler mit installierten Lüftern können sehr ausladend sein. Prüfen Sie vor dem Kauf die Montagemöglichkeiten des Kühlers. Es gibt Modelle, deren Installation unnötig kompliziert und aufwendig ist.
Für den Einsatz in Silent-PCs sollten Sie zu einer CPU-Wasserkühlung mit großem Wärmetauscher oder einem Tower-Kühler mit möglichst großen und langsam drehenden PWM-Lüftern greifen, die einen leisen Betrieb ermöglichen. PWM steht für Pulsweitenmodulation und ermöglicht es, die Geschwindigkeit des Lüfters fast nach Belieben zu steuern. Dabei wird der Strom, der dem Kühler zugeführt wird, ständig ein- und ausgeschaltet.
Kombiniert mit der Masseträgheit des Lüfters dreht sich dieser mal schneller und mal langsamer. Je häufiger das Ein- und Abschalten des Stroms erfolgt, desto schneller dreht sich der Lüfter. Wichtig: Auch das Mainboard muss PWM unterstützen. Bei heutigen Hauptplatinen ist das aber der Standard.
Bei vielen CPU-Kühlern befindet sich eine transparente Schutzfolie auf der Kontaktfläche, die manchmal nicht ohne Weiteres erkennbar ist. So banal es klingt: Häufig wird vergessen, diese zu entfernen, was zu einer schlechten Kühlleistung und damit einhergehenden, hohen CPU-Temperaturen führt. Denken Sie also daran, die Folie abzuziehen, bevor Sie Ihren neuen Prozessorkühler in den Computer einbauen.
Was für Prozessor-Sockel gibt es?
Sowohl Intel als auch AMD verwenden für ihre Prozessoren eigene Sockel. Eine Kompatibilität untereinander gibt es nicht. Für die AMD-Ryzen-7000-Prozessoren kommt der Sockel AM5 zum Einsatz, die älteren Ryzen-CPUs arbeiten mit dem AMD-Sockel AM4. Für seine Threadripper-CPUs setzt AMD dagegen auf die Sockel TR4 und sTRX4. Der aktuellste Sockel für Intel-CPUs trägt die Bezeichnung LGA 1700. Dieser ist der 12. und 13. Generation der Intel-Core-i-CPUs vorbehalten. Für die 10. und 11. Generation gibt es den Sockel LGA 1200, wobei es auch Prozessoren aus Generation 10 gibt, für die der Sockel LGA 2066 genutzt wird.
Wozu benötige ich Wärmeleitpaste?
Die Oberfläche eines CPU-Heatspreaders sieht zwar völlig glatt aus, sie ist es aber nicht. Mithilfe einer dünnen Schicht Wärmeleitpaste werden kleine Unebenheiten zwischen Kühler und CPU ausgeglichen und somit ein besserer Wärmeübergang geschaffen.
Welchen Einfluss hat das Computergehäuse auf die CPU-Temperatur?
Nicht nur der Prozessor gibt Wärme ab, auch viele Bauteile, die sich auf dem Mainboard befinden, und natürlich die Grafikkarte werden im Betrieb zum Teil sehr warm. Ein guter CPU-Lüfter allein macht daher noch kein stabiles System mit guter Kühlung. Es sollte für einen ausreichenden Luftdurchsatz im Gehäuse gesorgt werden. Dazu sind wenigstens zwei Lüfter erforderlich: einer, der kühle Luft von außen ansaugt, und ein weiterer, der die erwärmte Luft wieder aus dem Gehäuse befördert. Sowohl Top-Blow- als auch Tower-Kühler profitieren von einem Luftstrom. Erfolgt kein Luftaustausch im Gehäuse, sind die PC-Komponenten faktisch der von ihnen selbst erzeugten Hitze ausgesetzt. Das hat zur Folge, dass die Lüfter von Grafikkarte und CPU-Kühler ihre Drehzahl erhöhen und unter Umständen deutlich zu hören sind.
Wie stelle ich sicher, dass mein CPU-Cooler immer die optimale Leistung liefert?
Damit ein Prozessor-Kühler konstant hohe Leistung bietet, müssen Sie ihn regelmäßig säubern (was generell für den gesamten PC mit eingebauter Hardware gilt). Einen CPU-Cooler ausreichend oft zu entstauben, ist sehr wichtig. Lagert sich zu viel Schmutz darauf ab, kann er sich nicht mehr mit voller Power drehen. Auch der Kühlkörper sollte beim Säubern nicht vernachlässigt werden. Die Kühlleistung nimmt aufgrund von Staubablagerungen ab, was das Risiko erhöht, dass die CPU überhitzt. Weniger Gedanken müssen Sie sich dagegen um die Wärmeleitpaste machen. In der Regel reicht es aus, sie alle paar Jahre zu erneuern. Wenn Sie einen PC ohnehin nicht länger als vier oder fünf Jahre nutzen und ihn dann gegen einen besseren austauschen oder zumindest ein Prozessor-Upgrade vornehmen (was in der Regel auch den Kauf eines neuen Mainboards und neuen Arbeitsspeichers erfordert und somit quasi einem neuen Rechner gleichkommt), werden Sie nur in den seltensten Fällen neue Wärmeleitpaste auftragen müssen.