CPU-Kühler Testverfahren


Unser Anliegen ist es allen Lesern und Leserinnen stets unabhängige und qualitativ hochwertige Testberichte zu bieten. Um die Qualität zu wahren scheuen wir daher keine Mühen die angewandten Testverfahren zeitgemäß zu halten und durch kontinuierliche Weiterentwicklung unsere Messungen zu verfeinern. Besonders im Bereich der Komponentenkühlung erreicht man nur durch aufwendige Anwendung ausgewählter Messtechniken aussagekräftige Ergebnisse, die einen verlässlichen und fairen Vergleich zulassen. Zudem ermöglicht unsere Messtechnik so genaue Ergebnisse, dass wir vielerlei Herstellerangaben überprüfen können. Im Folgenden finden Sie daher eine kurze Beschreibung unserer verschiedenen Messverfahren welche bei einem aktuellen Kühlertest angewandt werden.


Thermischer Widerstand

Für die Messung des thermischen Widerstands kommt bei sämtlichen CPU-Kühlern ein CPU-Dummy zum Einsatz, der die Abmessungen einer AMD Phenom 2 CPU hat. Der CPU-Kern verfügt über eine variable Heizleistung bzw. Wärmeverlustleistung, wodurch in einem gewissen Rahmen auch ein sehr hoher thermischer Widerstand unterhalb von kritischen Temperaturen ermittelt werden kann. Dabei werden alle gemessenen Temperaturen über einen A/D-Wandler auf einen PC geschrieben, der uns als Datenlogger und zur weiteren Verarbeitung der Messergebenisse dient. Der große Vorteil bei diesem Messaufbau ist die Nachvollziehbarkeit und quantitative Kenntnis aller vorhandenen Wärmeströme, wodurch eine genaue Berechnung der Ergebnisse erst möglich wird.

Wer vom thermische Widerstand auf die CPU-Kerntemperatur zurückrechnen will, muss diesen lediglich mit der CPU-Verlustleistung multiplizieren und das Zwischenergebnis mit der Umgebungstemperatur addieren.


Schalldruckpegel

Akustik, insbesondere die Ermittlung des Schalldruckpegels ist eine Wissenschaft für sich. Dabei sollten sich alle Leser und Leserinnen davon frei machen, dass die Angabe des Schalldruckpegels in dB(A) eine unabhängige Aussage über die wahrgenommene Lautstärke eines Lüfters macht. So kann die Schalldruckpegelmessung an einem und demselben Lüfter völlig unterschiedliche Werte erzeugen, die in Abhängigkeit zum Messgerät, zum Messaufbau, zur Umgebung und zu Störquellen stehen. Zudem kommt die Tatsache, dass Schall von jedem Individuum anders wahrgenommen und bewertet wird. Eines dieser Probleme würde sich durch Anwendung der entsprechenden Norm lösen lassen. In der Praxis ist dies aber selbst für vielerlei Industrieunternehmen zu aufwendig und kostspielig. Daher lässt sich gerade in der IT-Branche und speziell bei CPU-Kühlern kein Vergleich zwischen den Angaben verschiedenen Hersteller machen. Gerade weil bei jedem Lüfter bzw. CPU-Kühler ortsabhängig unterschiedliche Schalldruckreflexionen entstehen, treten bei verschiedenen Kunden auch andere Schalldruckpegel auf. Grunddessen wird hier in einer speziellen Box gemessen, die einerseits Störquellen von außerhalb abschottet und andererseits den Schalldruckpegel durch einen hohen Reflexionsgrad entsprechend anhebt. Dieses Verfahren stellt sicher, dass wir Messungen über eine große Bandbreite der Rotordrehzahl durchführen können. Dank der Messbox sowie einer gemittelten Langzeitaufnahme des Schalldruckpegels erreichen wir zudem eine hohe Wiederholbarkeit der Messergebnisse.


Rotordrehzahl

Verfügt der Lüfter über ein Tachosignal, wird es über einen Frequenzmesser ausgelesen. Dieses Messverfahren wird in fast allen Fällen angewandt. Bei Lüftern ohne Tachosignal wird die Rotordrehzahl mit Hilfe eines Laser-Tachometers ermittelt. Bevor die Messwerte notiert werden, hat der Lüfter ca. 5 min Zeit seine Rotordrehzahl bei vorgegebener Betriebsspannung zu erreichen.


Leistungsaufnahme

Die Leistungsaufnahme spielt bei den gängigen Lüfter-Typen häufig nur eine Nebenrolle. Heute sind die Unterschiede zwischen einigen Produkten jedoch so minimal, dass eben auch solch ein Punkt die Kaufentscheidung beeinflussen kann. Vor der Aufnahme der Messwerte hat der Lüfter ca. 5 min Zeit seinen Strom bei vorgegebener Betriebsspannung zu erreichen. Anschließend wird der zur Spannung passende Betriebsstrom gemessen und die Leistungsaufnahme rechnerisch ermittelt. Bei CPU-Kühlern ist der Lüfter während der Messung selbstverständlich am Kühlkörper montiert.


Anlaufspannung

Beim Ermitteln der Anlaufspannung wird der Lüfter an eine kleine Spannungsquelle angelegt, welche stufenweise in 100 mV großen Schritten erhöht wird. Sobald ein deutliches Drehen des Lüfters erkennbar ist, wird die Betriebsspannung bzw. die Anlaufspannung notiert. Um eine höhere Sicherheit zu garantieren wird dieser Test mindestens 3 mal wiederholt.

Gewicht

In Anbetracht der riesigen Materialschlachten, welche sich viele Hersteller seit geraumer Zeit bieten, ist speziell bei CPU-Kühlern das Gewicht ein entscheidendes Kriterium für die Bewertung des gemessenen thermischen Widerstandes. Zudem wird durch das Wiegen des jeweiligen Testmusters die Herstellerangabe überprüft. Gewogen werden zum einen der gesamte CPU-Kühler und zum anderen nur der Kühlkörper ohne Lüfter.


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