Binford 2005 PC "Tim Taylor Edition"

Da ich als zu Hause arbeitender Programmierer am liebsten allein und ungestört in völliger Ruhe in meinem kleinen Büro arbeite, habe ich mich schon immer nach einem wirklich leisen PC gesehnt... Natürlich hatte Rechenleistung eine höhere Priorität, aber da ja nun mittlerweile die Entwicklung der Hardware die der Software überholt hat, ist Rechenleistung nicht mehr so schwierig zu realisieren. Dafür wird von heutigen PCs um so mehr Abwärme produziert, die abgeführt werden muss, um die Bauteile vor dem Hitzetod zu bewahren. Das geschieht üblicherweise mit Lüftern, und die machen mehr oder weniger viel Krach.

Ich habe versucht, mir einen 0db-Rechner rund um eine AMD Athlon 64 3200+ CPU aufzubauen. Die Erfahrungen die ich dabei machte will ich hier in Kurzform schildern.


1. Versuch - bei den Experten kaufen

Es gibt unzählige Anbieter von angeblich leisen PC-Systemen. Die meisten machen sicherlich einen guten Job, aber letzlich ist "leise" doch relativ. Angaben in dB(A) und Sone sind hilfreich, aber manchmal ist auch ein leiser Lüfter nervig, wenn er z.B. alle 5 Minuten einmal für 20 Sekunden auf volle Drehzahl geht und dann wieder runter auf "lautlose" 500 Umdrehungen/Minute. Ich habe mir bei www.silentmaxx.de folgende Kombination gekauft: ST-11 Midi-Tower mit am Gehäuseboden montierten 120 mm Papst-Lüfter, umgebautes FJS Mainboard D1607 mit speziellem Netzteil sowie einen Zalman Lüfter CNPS7000A-Cu. Als Grafikkarte wurde eine lüfterlose ATI 9600 Pro eingesetzt.

Bei wenig Last war der PC fast lautlos und die wenigen Geräusche waren angenehm (alles subjektiv natürlich). Aber unter Last war das System dann doch wieder laut. Na ja, vielleicht nicht direkt laut, aber auf Dauer nervig :)

2. Versuch - Wasserkühlung einbauen

Eine Wasserkühlung ist mittlerweile keine exotische Lösung mehr. Es gibt dutzende Anbieter, meistens aus der "case modding" Szene. Ich habe natürlich eine passive Lösung angestrebt, d.h. eine Lösung ohne den Einsatz von Lüftern. Das Mainboard sollte eine Abschaltung des Systems bei Überhitzung bieten.
Also wurde ein Mainboard Asus K8N-E Deluxe angeschafft, sowie bei www.alphacool.de eine Alphacool AP900 Kreiselpumpe, ein CPU Kühler NexXxos XP, ein Radiator Cape Cora 642, ein Festplattenkühler Silentstar Single und diverse Kleinteile. Gab es alles als Komplett-Set was natürlich sehr hilfreich war.

Der Einbau war recht abenteuerlich - man spielt ja nicht oft mit Wasser im PC herum. Die Schläuche sind widerspenstig und so ist es nicht ganz einfach, den CPU-Kühler korrekt einzubauen. Die Schraubanschlüsse für die Schläuche erfordern entweder viel Kraft in den Fingern oder den Einsatz von Zange und Maulschlüssel, und das in unmittelbarer Nähe zum Mainboard. Na ja, hat alles geklappt.
Vom neuen Mainboard wurde leider das Netzteil nicht unterstützt, daher drehte der Netzteil-Lüfter fortan mit voller Drehzahl. Ein anderes Netzteil (natürlich passiv) wurde auf die Wunschliste gesetzt.

Die CPU und die Festplatte wurden bei längerer Vollast 50° Celsius warm. Wenn es im Sommer in meinem Büro wärmer wird, dürfte die Temperatur wegen des passiven, lüfterlosen Systems natürlich noch höher liegen... Also wurde die Wunschliste noch um einen Single Raditor mit Lüfter erweitert. Der Lüfter soll eigentlich aus sein, und erst bei CPU-Temperaturen von z.B. über 42° Celsius starten. Das neue Mainboard bietet ja auch eine Lüfterregelung. Dachte ich.

Was noch Krach macht, ist die Pumpe. Sie vibriert recht kräftig, und die Vibrationen übertragen sich durch den kurzen und recht harten Schlauch zwischen Pumpe und CPU-Kühler auch auf das Mainboard. Und natürlich auf den Gehäuseboden, da die Pumpe mit Klettband an diesem befestigt wurde. Die Wunschliste wurde also erweitert um eine geänderte Verlegung der Schläuche. Die beiden Schläuche an der Pumpe sollten lang sein, um das Dämpfen (Schlucken) der Vibrationen zu ermöglichen. Außerdem muss eine Halterung für die Pumpe her, welche die Vibrationen dämpft.

Was auch nervt, ist die eingebaute "Luft-Falle" oben links im Radiator. Hier sammelt sich ständig Luft an, die nach und nach die hinteren beiden Radiator-Elemente blockiert und deaktiviert. Zum Entlüften muss ich den PC abschalten und ihn dann schwenken, wobei mein Sohn den Ausgleichsbehälter hochkant halten muss. Nach einigem Schwenken läuft die Luftblase dann endlich durch den Radiator und zum Ausgleichsbehälter. Fazit: Ein Ausgleichsbehälter muss oben im System sitzen, nicht unten. Ausserdem sollten diese Radiatoren so angeschlossen werden, dass der Zulauf unten ist, nicht oben! Wenn das nicht geht, dann wenigstens den Ausgleichsbehälter oben direkt vor den Radiator anschliessen.

3. Versuch - Optimierung der Wasserkühlung

Als Netzteil wurde ein NC-Silence 420 Watt Fanless eingebaut. Dieses ist absolut lautlos, aber erwärmt sich so sehr, dass es auch das Innere des PCs aufheizt. Daher sollte es möglichst ausserhalb des Gehäuses montiert werden. (Das CE-Zeichen kann man dann natürlich vom Gehäuse entfernen, und ein paar andere Prüfsiegel auch. Elektroniker mögen mir bitte verzeihen. Ich mache auch keine keine Großserie daraus.)

Der Black Ice Xtreme Single Radiator mit Papst Lüfter darunter dient als zusätzlicher semi-passiver Kühler. Der Lüfter ist am CPU-Lüfter-Stecker des Mainboards angeschlossen. Die Lüfter-Regelung des Mainboards ist allerdings absolut enttäuschend. Man kann eine "Fan Start Temperatur" einstellen sowie eine "Fan Start Voltage" und eine Temperatur, bei welcher der Lüfter mit vollen 12 Volt betrieben werden soll. Der Lüfter läuft dann aber immer mit der "Fan Start Voltage", egal bei welcher Temperatur (beim Gehäuse-Lüfter funktioniert die vollständige Abschaltung dagegen gut). Wird die zweite Temperatur erreicht, dreht der Lüfter sofort mit voller Leistung, um dann sofort wieder auszugehen. Solange die Temperatur um diesen zweiten (max.) Wert schwankt, wechselt der Lüfter zwischen min. und max. Leistung. Schwaches Bild. Das würde ich nicht Regelung nennen, sondern An/Aus-Schaltung. Eine ordentliche Lüfter-Steuerung kommt somit auf die Wunschliste.

Die Pumpe wurde auf einer Schaumstoff-Unterlage auf einem selbst gebauten Gestell montiert, welches mit vier Gummipuffern am Gehäuseboden verschraubt wurde. Die Gummipuffer haben die Vibrationen aber überhaupt nicht dämpfen können, also musste ich das Gestell wieder durch eine dicke Schicht Schaumstoff ersetzen. Die Vibrationen sind aber immer noch hörbar.

Die Temperaturen liegen jetzt in der Regel unter 40° Celsius. Die Festplatte ist überhaupt nicht zu hören, die beiden Lüfter auch nicht - sie sind ohnehin meistens aus. Das Netzteil wird warm, aber heizt das Gehäuse nicht auf und wird selbst so gut wie möglich gekühlt. Der "Kamineffekt" an der Rückseite des Gehäuses wird noch verstärkt durch den Lüfter unterm Single Radiator und durch die nach hinten ansteigende Verkleidung des Netzteils.

Das Entlüften ging jetzt wesentlich besser. Am Radiator habe ich einen Kugelhahn montiert, um die "Luft-Falle" vollständig entlüften zu können, das musste ich aber nur einmal machen. Die neue Position des Ausgleichsbehälter sorgt einfach dafür, dass im Radiator keine Luft mehr ankommt, die sich dort sammeln könnte. Man muss allerdings berücksichtigen, dass die verwendete Kreiselpumpe nicht selbst ansaugen kann. Eigentlich wird empfohlen, dass diese Pumpen ihr Wasser direkt aus einem Behälter kriegt, ohne irgendwelche Winkel und ähnliches. Ich vertraue einfach mal darauf, dass der Wasserdruck durch die Höhe des Radiators gross genug ist, um die Pumpe gut "zu beschicken".
Die neuen Push-In Verbinder sind wesentlich komfortabler als die mit Schraubanschlüssen und halten einwandfrei dicht.
Die geänderte Verlegung der Schläuche hat sich bewährt; es kommen jetzt keine Vibrationen mehr am Mainboard an. Die Reihenfolge der Komponenten in der Wasserkühlung ist völlig egal, da durch die Fließgeschwindigkeit überall im System die gleiche Wassertemperatur herrscht! In meinem WaKü-System ist die Reihenfolge jetzt Pumpe -> Festplattenkühler -> CPU-Kühler -> erster Radiator -> Ausgleichsbehälter -> zweiter Radiator -> Pumpe. Funktioniert.

Wonach ich jetzt noch suche, ist eine Lüfter-Steuerung zum Anschluß an das Mainboard. Sie sollte die CPU-Temperatur aus dem Mainboard auslesen, und den Lüfter bei einer Temperatur t1 mit v1 Volt starten, und bis zu einer Temperatur t2 auf v2 Volt "hochdrehen". Und zwar ein bisschen intelligenter als die Lüfter-Steuerung des Mainboards.

Ausserdem werde ich mir irgendwann einmal ein besseres Gehäuse leisten, in dem alle Komponenten direkt eingebaut werden können, wobei aber das Netzteil und der Radiator von den anderen Komponenten baulich getrennt bleiben sollen. Beim Umbau des Midi-Towers machte sich natürlich nachteilig bemerkbar, dass der PC am nächsten Tag möglichst wieder verfügbar sein sollte. Es musste also schnell gehen. Daher auch die reichliche Verwendung von Holzteilen (warum auch nicht - Holz klappert nicht, leitet keinen Strom, ist billig und einfach zu verarbeiten).
An dieser Stelle herzlichen Dank an die Stader Firma Elbe-Hydraulik, die mir an einem Samstag Schlauch-Verbinder verkauft hat, auf die ich sonst wieder eine Woche hätte warten können. Diese Verbinder sind übrigens viel besser als die vom Wasserkühlungs-Fachhandel und natürlich viel günstiger.

UPDATE Februar 2005
Wie gesagt war die Pumpe AP900 ziemlich laut, also habe ich noch einmal die einschlägigen Internet-Seiten durchgearbeitet und mir die Innovatek HPPS 12-Volt Kreiselpumpe plus Entkoppelung (Pumpen Befestigungssockel - Alu) gekauft. Wow! Seitdem ist kein Pumpengeräusch mehr zu hören, und die Vibrationen sind auch nicht mehr spürbar! Gleichzeitig verbesserte sich offensichtlich die Pumpenleistung, jedenfalls ist im Ausgleichsbehälter jetzt wesentlich mehr Bewegung als vorher.

Als das gesamte System endlich fertiggestellt war und wunderbar lief, verreckte die Maxtor Maxline Plus II 250GB Festplatte... Schreib- und Lesefehler, bei jedem chkdsk neue Fehler, und ausserdem wurde sie sehr warm - 65° Celsius laut Temperatur-Sensor der Festplatte. Also neue Platte rein. Ich entschied mich für eine Western Digital Raptor WD740GD. Die macht 10.000 RPM, sollte also warm und laut sein. Die Festplattenkühler hätten leider wenig Wirkung bei dieser Platte, da die Seiten des Festplattengehäuses sehr uneben sind. Nicht einmal mit Wärmeleitfolie hätte ich bei dieser zerklüfteten Struktur einen wirkungsvollen Temperaturübergang erreicht, glaube ich. Vorsichtshalber habe ich den Deckel der Festplatten-Box Silentstar entfernt. Dadurch ist zwar ein großer Teil der Geräuschdämmung dahin, aber ich wollte nicht noch einen Festplattencrash erleiden.
Dann aber im Betrieb die große Überraschung: Die Raptor ist fast unhörbar! Die max. Betriebstemperatur bleibt unter 35°! Und dabei ist sie sauschnell! Fazit: Die Raptor ist SEHR zu empfehlen.

Die Maxtor habe ich dann noch gelegentlich ausserhalb des geöffneten PC-Gehäuses betrieben, um Dateien herunterzuladen. Sie wurde dabei zu heiß zum Anfassen. Also ein "Lagerschaden"? Jedenfalls lag's nicht an meiner Wasserkühlung :)

Das AMD Feature "Cool 'n Quiet" ist auch wieder aktiviert, die Taktfrequenz wechselt jetzt also lastabhängig zwischen 800 und 2000 MHz hin und her. Meine CPU ist gerade 34°C warm, und die Platte 28°C. Alles bei "0 dBA".

Ach ja, die wichtigste Ergänzung hätte ich fast vergessen! Der Ausgleichsbehälter wird jetzt blau beleuchtet :)

UPDATE Juni 2005
Die Wasserkühlung läuft und läuft! Keinerlei Probleme außer einem "festgefressenen" Deckel des Ausgleichbehälters. Der Deckel ist aus Plexiglas und mit einem recht großen Gewinde in das Aluminium-Oberteil des Ausgleichbehälters geschraubt. Als ich im Mai etwas Wasser nachfüllen wollte, war der Deckel kaum noch zu lösen. Eine große Zange musste her, und auch dann ging es sehr schwer. Ich zog es schließlich vor, das Aluminiumoberteil komplett abzunehmen. Es ist lediglich durch den sehr passgenauen O-Ring gesichert. Aber solang' es nur das ist...

Bei höheren Aussentemperaturen sprang jetzt gelegentlich der Lüfter unter dem kleineren Radiator an. Ich habe daraufhin die Grunddrehzahl etwas erhöht. Er ist aber immer noch unhörbar.

Rechtzeitig zum Battlefield 2 Release gibt es bei Alternate die Geforce 6800 Ultra von Gainward zum Sonderpreis. Da konnte ich nicht widerstehen :) Also Karte eingebaut, Grafik-Performance war erwartungsgemäß Top, aber das grauenhafte Lüftergejaule kehrte mit Macht zurück! Meine Güte, kann so eine Grafikkarte laut sein! Aber es gibt ja für die Geforce-Karten auch Wasserkühler. Es sollte ein kompakter, flach bauender Kühler sein, der auch gleich die RAM-Bausteine und die Spannungswandler mitkühlt. Meine Wahl fiel auf den Cool-O-Matic NV40 von Innovatek. Der passt perfekt, siehe Bilder ganz unten. Kühlleistung ist auch hervorragend und der Einbau war einigermaßen einfach. Eigenartigerweise liegen der Karte nur zwei winklige Anschlüsse bei. Gerade Anschlüsse machen in den meisten Gehäusen sicherlich mehr Sinn. Ich habe dann auch gerade Anschlüsse verwendet, obwohl diese etwas weiter in den Kühler ragen als die originalen Anschlüsse. Ragen sie zu weit hinein, stoßen sie unter Umständen auf die Grundplatte des Kühlers, und dann ist Schluß mit Durchfluss. Aber die Durchflussgeschwindigkeit ist noch sehr ordentlich, also hat es wohl nicht viel ausgemacht.

Bei dieser Bestellung habe ich übrigens von Innovatek noch etwas PVC-Schlauch nachgekauft. Der ist sehr gut zu verlegen, viel besser als der Schlauch von Alphacool, welcher sehr viel steifer ist.

Hier nun einige Fotos meines Binford 2005 PCs - Kenner der Fernsehserie "Hör mal, wer da hämmert" werden ahnen, warum ich ihn so genannt habe. Er ist handwerklich "far from perfect", aber macht ordentlich Eindruck :)















Neue Pumpe und neue Grafikkarte mit Kühlung:





Hier noch ein Foto vom PC mit der Battlefield 1942-Erweiterung für die LAN Party :)