How-to-Guide: Grafikkartenkühlung und Wärmeleitpaste optimieren

Weitere Verbesserungen und Zusammenfassung

Wärmeleit-Pads für Fortgeschrittene: Wunder- oder Blendwerk?

Kommen wir nun zu dem, was oft genug - auch durch die Industrie - zu Unrecht vernachlässigt wird. Betrachten wir nächst das von XFX auf den Spannungswandlern eingesetzte Tape. Hier handelt es sich nicht um ein homogenes Material (was in der Massenproduktion sicher mehr kosten würde), sondern um eine aufgeschäumte Masse, die durch das Zusammendrücken an den relevanten Stellen wieder komprimiert wird.

Trotzdem ist und bleibt Luft nun mal der schlechteste Reisebegleiter auf dem mühsamen Wärmeabtransport. Wer also über kompakte Pads ausreichender Stärke und Qualität verfügt (oder plant, sich diese anzuschaffen), der sollte diese unbedingt nutzen und den preiswerten Schaumteppich schleunigst ersetzen.

Diese Wärmeleit-Pads (bzw. Tapes) gibt es bereits für kleines Geld in den unterschiedlichsten Stärken (und Farben). Man kann sich für eine optimale Auswahl übrigens bestens an den Druckstellen des Originals orientieren

Merkzettel #11
• Das beste Wärmeleit-Pad ist gerade gut genug
• Geschäumte Pads nach Möglichkeit vermeiden
• Nie dickere Pads als wirklich nötig einsetzen
• Trotzdem darauf achten, dass noch genügend Druck aufgebaut wird

Die Backplate als Zusatzkühler

Nichts hilft mehr beim Kühlen als noch mehr Kühlfläche! Deshalb zeigen wir nun, wie man eine existierende Backplate gewinnbringend in des Kühlkonzept mit einbeziehen könnte.

Erinnern wir uns uns schnell noch einmal an die Bilder der Backplate und die erwähnte Folie, die im Innenbereich aufgeklebt wurde. Entweder man enfernt sie komplett (wie auf dem Bild unten) oder man schneidet mit einem Cutter-Messer an den relevanten Stellen ein und entfernt diese Folie nur partiell.

Es ist sehr wichtig, die freiliegenden Stellen, die später Kontakt zu den Pads haben werden, sehr gründlich von den Kleberesten der Folie und möglichen Fingerabdrücken zu reinigen - über 2-Propanol schrieben wir ja bereits.

Bitte auch stets im Hinterkopf behalten, dass zu weiche bzw. dünne Backplates bei Druck bereits Kontakte der Platine berühren könnten! Entweder man schneidet wirklich nur die nötigen Stellen heraus oder man arbeitet an diesen relevanten Bereichen mit weiterem Tape als isolierende Schicht, die zusätzlich auch Wärme abführen kann, was insgesamt sinnvoller wäre.

Im konkreten Beispiel der XFX RX 470 4GB legen wir jeweils ein passendes, zwei Millimeter dickes Pad auf die Stelle der Platine, wo der GPU-Sockel sitzt, und direkt unterhalb des einen, sehr heißen Speichermoduls. Wir haben zur besseren Kontaktaufnahme ein wenig Wärmeleitpaste auf der Seite zur Backplate hin verwendet, da deren innere Oberfläche nicht sonderlich glatt ausfällt und sich zudem unter Spannung etwas wölbt.

Da die Platte diverse Luftlöcher besitzt, haben wir sie vorher einmal aufgelegt und die Löcher auf dem Tape leicht markiert. So können wir beim Auftragen vermeiden, dass Paste aus den Löchern quillt, weil wir an diesen Stellen einfach Luft lassen. Gut zu beobachten ist dies auf dem gelben Pad für die Spannungswandler, wo die kleinen Kleckse dann genau zwischen den Löchern sitzen.

Doch was bringt uns diese Aktion im Detail? Betrachten wir zunächst die GPU, die nunmehr nämlich auch von der deutlich kühleren Platine profitiert und sie auch nicht mehr indirekt so stark mitkühlen muss:

Es sind keine atemberaubenden Sprünge, aber jedes Grad Celsius, das man zusätzlich einsparen kann, ist in der Summe ein gern gesehenes Mitglied im Klub der emsigen Zuträger. Am meisten profitiert jedoch der Speicher, der nunmehr deutlich unter 90°C bleibt. Dies ist vor allem ein Zugewinn an Betriebssicherheit sowie Haltbarkeit und eröffnet auch Übertaktungsmöglichkeiten, die man so vorher gar nicht hatte.

Wer sich nun wundert, warum in der Grafik ein Balken fehlt: Wir musten ja die Karte erst einmal komplett zerlegen, um die Backplate lösen zu können. Deshalb ist uns diese Messung im Originalzustand ab Werk leider unmöglich gewesen.

Merkzettel #12
• Verklebte Folie entfernen und Klebereste beseitigen
• Pads sauber aufsetzen und ggf. etwas Wärmeleitpaste verwenden
• Auf Löcher in der Backplate achten
• Kurzschlüsse vermeiden (Sichtprüfung, Einschieben von Papier zum Testen)

Fazit

Man darf von (noch so teuren) Pasten zwar keine Wunder erwarten, jedoch eine deutliche Verbesserung. Dies betrifft einerseits natürlich die optimierte und bessere Verschraubung aller relevanten Teile und andererseits die Verwendung einer besseren Wärmeleitpaste sowie ein verbessertes Auftragen, das in der Massenproduktion in dieser Form gar nicht möglich wäre. Nur die Summe aus all diesen Umständen erlaubt dann auch ein etwas deutlich besseres Ergebnis!

Es empfiehlt sich auf jedem Fall, sich vorher eingehend mit den besten Pasten zu beschäftigen, denn wir können nur eine Empfehlung aus unser eigenen Erfahrung heraus geben. Es kann und wird immer bessere Produkte geben, denn man kann ja am Ende auch nicht alles messen und auswählen.

Aber der Ansatz ist in unserer Form sicher einmal gar nicht so schlecht und so manches, in Reviews euphorisch vermeldete Wunder sollte besser mit einer gesunden Skepsis betrachtet werden. Advertorials gibt es nämlich leider schon viel zu viele und die dann folgenden Enttäuschungen bei der eigenen Realisierung sind geradezu vorprogrammiert.

Man wird auch nicht umhin kommen, eine vorhandene Backplate ins Kühlkonzept einzubeziehen - es lohnt sich nämlich fast immer. Darüber hinaus sind auch die Lüfterkurven zu hinterfragen und gegebenenfalls den neuen Temperaturen anzupassen. Diese Anpassung ist jedoch erst nach dem Einbeziehen der Backplate sinnvoll, da die Kühlung der Komponenten wie beispielsweise dem Speicher nach dem Umbau von Haus aus deutlich besser ausfällt.

Es kann sich somit wirklich lohnen, wenn man nicht nur eben mal einfach die Wärmeleitpaste tauscht. Wenn, dann sollte man schon wie wir alle Aspekte einbeziehen, was sich aber garantiert auszahlt! Allerdings sollte man vorab auch die von uns eingesetzten rund 20 Euro für das Material hinterfragen (von der aufgewendeten Zeit und einem möglichen Garantieverlust mal abgesehen) - denn oft genug bekommt man für diesen Aufpreis bereits ein deutlich besser ausgestattetes Modell mit gleichem Chip, aber eben auch besseren Eigenschaften.

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11 Kommentare
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    Dein Kommentar
  • Ge0815
    Schöner Test. Sogar mal mit einem Custom-Modell einer aktuellen AMD-Karte. Und ein schöner Seitenhieb durch die Blumen an den Hersteller XD
    Ich fragte mich schon immer, warum die Backplates diverser Grafikkarten nie zur Kühlung, sondern eher zur Abschirmung verwendet werden.
    OT: Ein Traceroute auf tomshardware.de reizt alle 30 Sprünge aus, die auch noch häufig auf "Zeitüberschreitung der Anforderung" enden. Kurz gesagt: Das Laden der Seite dauert in letzter Zeit bei diversen Aufrufen relativ lange. (>10s)
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  • MyRunner
    Anonymous sagte:

    OT: Ein Traceroute auf tomshardware.de reizt alle 30 Sprünge aus, die auch noch häufig auf "Zeitüberschreitung der Anforderung" enden. Kurz gesagt: Das Laden der Seite dauert in letzter Zeit bei diversen Aufrufen relativ lange. (>10s)


    Haeng das Ergebnis doch einfach an so einen Report an. Dann hat man gleich die entsprechenden Daten. Zeitueberschreitungen liegen aber an den Hops dazwischen und da hat THG keinen Einfluss. Eventuell sind dort Gateways konfiguriert, dass sie ICMP Requests nicht beantworten oder es wird komisch geroutet.

    Hier mal von mir. Nach 12 Hops bin ich da und die ersten 3 sind intern.

    ---
    X:\>tracert www.tomshardware.de

    Tracing route to a345.f1.akamai.net.0.1.cn.akamaitech.net [95.101.80.168]
    over a maximum of 30 hops:

    1 <1 ms <1 ms <1 ms xxxx [10.0.29.253]
    2 1 ms 1 ms 1 ms 10.0.130.1
    3 * * * Request timed out.
    4 44 ms 34 ms 9 ms 82.140.xx.xx
    5 9 ms 9 ms 9 ms 62.214.35.17
    6 11 ms 10 ms 10 ms 62.214.110.46
    7 20 ms 19 ms 19 ms 62.214.106.102
    8 23 ms 22 ms 22 ms 62.214.110.50
    9 23 ms 23 ms 23 ms 87.128.232.57
    10 24 ms 23 ms 23 ms 217.239.48.90
    11 22 ms 21 ms 21 ms 87.128.234.118
    12 22 ms 22 ms 22 ms a95-101-80-168.deploy.akamaitechnologies.com [95.101.80.168]
    0
  • hellm
    Warum manche Backplates nicht zur Kühlung verwendet werden? Selber Grund wie bei anderen Verbesserungsmöglichkeiten, jeder Arbeitsschritt kostet Geld. Material sowieso.

    Sehr schöner Artikel. Nichts ausgelassen und ausführlich erklärt. Klasse!
    0
  • Ge0815
    Hellm, wie du schon sagst: Material kostet Geld. Wenn man die Backplate wegließe, würde man Geld sparen UND die Rückseite würde auch besser durch den vorhandenen Luftstrom im Tower gekühlt werden. Die Backplate hat (außer Stabilität, und bei solch einer kurzen Karte ist das nicht sonderlich nützlich) aber in diesem Fall gar keinen Nutzen und sogar zwei Nachteile.
    Edit: Ich komme aus dem O2-Netz (easybell), und nach dem 10. Hop lande ich von
    10 39 ms 38 ms 38 ms xe0-1-2-0-grtpareq1.net.telefonicaglobalsolutions.com [213.140.37.101]
    auf
    11 53 ms 42 ms 38 ms prs-b8-link.telia.net [62.115.148.170].
    Danach geht es mit hohen Pings los (>100) und eine Suche nach "telia.net" bringt schon interessante Ergebnisse. Erstaunlicherweise macht es einen Unterschied, ob ich "tracert tomshardware.de" oder "tracert www.tomshardware.de". Im zweiten Fall bin ich nach dem 9. Hop am Ziel.
    tracert www.tomshardware.de
    Routenverfolgung zu a345.f1.akamai.net [23.61.249.171] über maximal 30 Abschnitte:
    tracert tomshardware.de
    Routenverfolgung zu tomshardware.de [52.0.131.24] über maximal 30 Abschnitte:
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  • bonbon2k
    Danke für den Bericht, es ist schön, mal was unkonventionelles zu lesen :)
    Bei meiner MSi 980Ti Gaming OC hat der Wechsel auf die Kryonaut-Paste nichts gebracht, sie geht trotzdem noch hoch ins Temperaturlimit von 82° bei gleicher Lüfterdrehzahl. Scheint ein recht individuelles Thema zu sein :)
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  • Jolly91
    Ich sag es mal so, die Klecksmethode reicht nicht!

    Ich hab meine 980Ti mit dem Morpheus
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  • Jolly91
    Ich hab die 980Ti mit dem Morpheus zig mal mit der Klecksmethode verheiratet und nie waren die Temperatur passend. Dann hab ich mal mit einer Karte die WLP über den ganzen Chip verstrichen und siehe da, ich hab bei einer Abwärme von gemessenen 360W noch 79°C in Cities Skylines: After Dark mit starkem DS.

    Der DIE ist genau so groß wie der HS, in so fern muss der komplette HS eingeschmiert und Kontakt zum Kühler haben.
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  • alterSack66
    Ich hops auch 12-30 mal rum. Schöner Artikel, aber ich finde der Aufwand lohnt sich kaum.
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  • FormatC
    @Jolly91:
    Nicht die Anzahl der Versuche entscheidet über das Resultat, sondern die richtige Menge. Wie man schön auf den Bildern sehen kann, ist bei mir sogar ein wenig mehr als nur der Die mit Pampe benetzt, wenn man es richtig draufkleckst. :)
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  • derGhostrider
    @FormatC:
    Größerer Klecks, kleinerer Klecks...
    Das beste Ergebnis erhält man dann, wenn hinterher die minimalste Menge zwischen Kühler und GPU ist, die hinreichend ist, also die Fläche komplett bedeckt und soeben die Unebenheiten der beiden Oberflächen ausgleicht.
    Genau das ist die Aufgabe der WLP.
    Mir erscheint die von Dir genutzte Menge immer ein wenig viel zu sein, doch Bilder täuschen.
    Offenbar passt es ja ganz gut. ;)

    Wenn man also *genau* die gleiche Menge nutzt, wie Du, dann jedoch die Paste (den Klecks) durch das Aufsetzen nicht ordentlich verteilt bekommt, wird das Ergebnis halt schlechter sein.
    Dazu natürlich so einfache Basics wie: Lufteinschlüsse = schlechteres Ergebnis.
    Verstreichen der Paste scheitert meistens an den Lufteinschlüssen. Es wäre mal interessant einen Kühler im UHV aufzusetzen... OK, niemand wird Wärmeleitpaste in seiner Anlage, die UHV erreicht, haben wollen, aber es wäre interessant. Vielleicht würde das zu ganz anderen Methoden für den Auftrag führen und nochmal ein Kelvin einsparen.

    Noch besser fände ich es einen Kühler mal per Lapping (oder sonst wie) wirklich plan zu schleifen...
    Ja, alles fern der Realität. Schade, dass überhaupt soviele Übergänge beim Wärmetransport nötig sind: Silizium hat eine Wärmeleitfähigkeit, die weit über Wärmeleitpaste hinaus geht. Eine entsprechend aufgesetzte Struktur mit z.B. Kühlkanälen für Flüssigkeitskühlung wäre mal richtig interessant.
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  • FormatC
    Deshalb nehme ich für die Bilder immer etwas mehr Paste, damit die Nachbauer auch dann noch jubeln können, wenn sie vergessen, alle Schrauben diagonal alternierend festzuziehen, damit alles möglichst gerade festkommt. Bei 0,3 Nm ist aber so viel Druck da, dass es den nicht benötigten Rest locker rauspresst, wenn die Pampe nur dünnflüssig genug ist. Ansonsten hilft auch Aufheizen mit Furmark, abrupt abschalten und sofort noch einmal nachziehen ;)

    Im Prinzip ist aber fast nie die GPU das Problem, sondern die vergessenen Komponenten sind es. :)
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