Kaufberatung CPU-Kühler (Luft), Stand September 2016

Luftkühler sind die preislich attraktivste Möglichkeit, um Prozessoren auf Temperatur zu halten. Teure und leistungsstarke Modelle können es auch locker mit diversen Kompaktwasserkühlungen aufnehmen und sind dabei sogar teilweise deutlich leiser.

Kostenpunkt: Zwischen Null und 100 Euro

Während der Normalanwender das Thema Prozessorkühlung mangels Grundlagenwissen oft sträflich vernachlässigt, neigen DIY-PC-Enthusiasten genau zum gegenteiligen Verhalten und widmen sich mit liebevoller Hingabe der Auswahl sündhaft teurer Einzelkomponenten. Die Kluft zwischen den Extremen spiegelt sich auch in den Preisen wieder, die für diese Bauteilgruppe aufgerufen werden.

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Im günstigsten Fall kostet der CPU-Kühler nichts, denn den meisten Prozessoren in Boxed-Umverpackung liegt bereits ein entsprechender Kühler bei, der zumindest rudimentär seinen Dienst verrichtet und den Prozessor kühlt. AMD bietet als derzeit einziger Hersteller Prozessoren im Bundle mit einem wirklich zufriedenstellenden Kühler an - AMDs Wraith hatten wir direkt zum Release im Test und waren sehr angetan.

Aktuell der teuerste Luftkühler: Cooler Master MasterAir Maker 8 für 120 EuroAktuell der teuerste Luftkühler: Cooler Master MasterAir Maker 8 für 120 Euro

Mehr Kühler kann als für den Endverbraucher kostenlose Dreingabe wohl kaum erwartet werden. Aber auch kleineren CPUs spendiert AMD mittlerweile Modelle, bei deren Entwicklung etwas mehr auf eine geringe Lautstärkeentwicklung und eine höhere Kühlleistung geachtet wurde, als es ansonsten in diesem Bereich üblich ist.

Im Vergleich dazu können für High-End-Modelle aus dem Dual-Tower-Bereich schnell bis zu 90 Euro fällig werden – mehr also, als manche Nutzer für ihr Mainboard oder gar ihren Prozessor auszugeben bereit sind. Dafür gibt es dann aber auch genug Kühlleistung, um High-End-Systeme zumindest aus Sicht eines Normalnutzers stark übertakten zu können.

Ordentliche Leistung zum Nulltarif: AMD WraithOrdentliche Leistung zum Nulltarif: AMD Wraith

Im Mittelfeld tummeln sich jede Menge weiterer Kühllösungen vom Top-Blower- über den schmalen oder besonders raumgreifenden Single-Tower- bis hin zum Dual-Tower-Kühler mit einem oder mehreren 9,2 bis 14 cm großen Lüftern. Spezielle Mini-Kühler bedienen zudem jene Käuferschaft, die sich am Aufbau kleinstmöglicher ITX-Systeme versucht, ohne dabei Kompromisse hinsichtlich der (Spiel-)Leistung eingehen zu wollen.

Der vorliegende Artikel versteht sich als Grundlagenartikel zum Thema CPU-Luftkühlung und soll mehrerlei leisten: Wir möchten unseren Lesern zunächst die Grundlagen der Prozessorkühlung nahebringen und erklären, worauf es hier sowie beim eigenen Messen der CPU-Temperatur ankommt. In einem nächsten Schritt geht es um den Grundaufbau und die Montage von Kühlern, denn das Prinzip bleibt letztlich trotz unterschiedlicher Bauformen immer gleich.

Einfacher und günstiger Tower-Kühler von DynatronEinfacher und günstiger Tower-Kühler von Dynatron

Um die Bauformen selbst geht es im Anschluss. Wo liegen die Stärken und Schwächen der verschiedenen Ansätze? Abschließend geht es dann nochmal ans Eingemachte - wir sprechen Empfehlungen für Kühler in bestimmten Leistungsklassen und für verschiedene Einsatzszenarien aus. Wenn im Laufe der Zeit neue, bessere Kühler die vorhandenen ablösen sollten, werden wir diese Empfehlungen natürlich umgehend aktualisieren.

Falls noch Fragen offen sein oder es spezielle Erklärungswünsche geben sollte(n) werdet ihr sie im Kommentarbereich los. Je nachdem, wie viel hier zusammenkommt, wird ein Teil des Artikels aktualisiert oder aber auch eine zusätzliche FAQ-Seite eingefügt werden.

Grundlagenwissen CPU-Kühlung - einfach erklärt

Die grundlegende Frage lautet sicherlich: Woher weiß ich, wie viel Kühlleistung mein Prozessor benötigt? Zu diesem Zweck gibt es von AMD und Intel die TDP-Angabe (Thermal Design Power). Diese liegt aktuell – spezielle Stromspar-CPUs einmal außen vorgelassen – je nach Leistungsklasse zwischen 51 (z.B. Intel Core i3-6100) und 125 Watt (z.B. AMD FX-8350); bei den entsprechenden High-End-CPUs der Hersteller noch etwas höher.

Wieviel Kühlung braucht ein Prozessor?

Entgegen vieler im Internet immer wieder zu lesenden Behauptungen handelt es sich bei diesem Wert nicht um eine Angabe zum Stromverbrauch des jeweiligen Prozessors, sondern um dessen thermische Verlustleistung als Index für die abzuführende Wärme.

Die TDP ist der Hauptindikator für die Wahl der richtigen Kühllösung. Der Wert bezieht sich ausschließlich auf den herstellerseitig vorgesehenen Betrieb der CPU – durch Übertaktung kann schnell ein knapp doppelt so hoher Wert erreicht werden.

AMD FX-9590: 220 Watt TDP...AMD FX-9590: 220 Watt TDP...

Sehr viele Hersteller von Prozessorkühlern versehen ihre Modelle ebenfalls mit einem entsprechenden TDP-Wert. Dieser fällt oft deutlich höher aus als die Maßzahl der Standard-CPUs und suggeriert somit viel Spielraum für das Übertakten des Prozessors. Allerdings handelt es dabei meist einfach nur um übertriebene Werte, die eher dem Wunschdenken der PR- und Marketing-Abteilungen denn der Realität entstammen.

Der Anfang der Kühlkette: Vom DIE bis zum Kühler

Am Anfang der Kühlkette steht der DIE der CPU: Der kleine Hardware-Bereich auf der Trägerplatine, der vor allem die CPU-Kerne - und weitere Bauteile - beherbergt und unter Last eine Menge Hitze emittiert. Zumindest bei aktuellen Prozessoren bekommt der Nutzer dieses Kernbauteil allerdings gar nicht erst zu Gesicht – zumindest so lange es sich bei ihm nicht um einen Extremübertakter handelt, der bereit ist, den verwendeten Prozessor zu "köpfen".

DIE eines geköpften Intel Core i7-6700KDIE eines geköpften Intel Core i7-6700K

Zum Schutz des eigentlichen DIE und zur Verteilung der hier entstehenden Abwärme auf eine größere Fläche setzen die Hersteller nämlich einen passend benannten Heatspreader darüber. Dabei handelt es sich im Prinzip um einen Alu-Hut für den DIE, der mit der Trägerplatte des Prozessors verklebt ist.

Als Leitmittel zwischen DIE und Heatspreader kommt meist Wärmeleitpaste als günstige Lösung zum Einsatz (so bei Intels Mainstream-CPUs für den Sockel 1151), während höherwertige Modelle eine professionellere Behandlung erfahren: Bei den High-End CPUs der aktuellen Sockel 2011-3-Plattform wird der Heatspreader verlötet, was für eine bessere und gleichmäßigere Wärmeübertragung sorgt.

Die richtige Wärmeleitpaste und deren Verarbeitung

Auf den Heatspreader der CPU wird vom Anwender in der Regel händisch Wärmeleitpaste aufgetragen – zumindest dann, wenn der eingesetzte Kühler nicht schon selbst mit einer Schicht für den einmaligen Einsatz aufwarten kann. Letzteres gilt beispielsweise für die Boxed-Kühler von AMD und Intel.

Der Frage, welche Methode sich am besten zum Auftragen eignet, haben wir uns bereits in der Vergangenheit ausführlich gewidmet. Die Ergebnisse sowie ein Vergleich von Wärmeleitpasten bietet Kollege Wallosseks großes Wärmeleitpasten-Tutorial – ebenso wie einige weitere, wissenswerte Fakten zum Heatspreader und den Hotspot-Zonen von CPUs.

>>>   Wärmeleitpasten-Tutorial Teil 1
>>>   Wärmeleitpasten-Tutorial Teil 2

Gerade die Hersteller preiswerter Kühler legen oft nur eine günstige Silikonpaste bei. Die reicht zwar für den Alltagsgebrauch aus, aber Enthusiasten und Übertakter optimieren ihr System gerne über ein "Es reicht gerade so" hinaus - und durch den Einsatz einer hochwertigen Wärmeleitpaste können die Temperaturen der Prozessorkerne schnell etliche Grad niedriger ausfallen.

Das gilt übrigens auch für nicht-verlötete Heatspreader: Das Ersetzen der herstellerseitig eingesetzten Wärmeleitpaste zwischen DIE und HS bringt oft noch einmal ein paar Grad bessere Temperaturen. Diese Option setzt allerdings viel Erfahrung und Sorgfalt voraus; Einsteiger sollten hiervon tunlichst die Finger lassen.

Konkav oder konvex? Heatspreader bei AMD und Intel

Eine der anspruchvollsten kognitiven Leistungen im Bereich Prozessorkühlung besteht darin, sich den Unterschied zwischen den Adjektiven "konkav" und "konvex" zu merken. Allerdings gibt es hier eine Fülle von Merksätzen mit leicht zu merkenden Inhalten mit alkoholischem oder sexuellem Bezug.

AMD und Intel verfolgen im Hinblick auf ihre Heatspreader ein entgegengesetztes Prinzip: AMDs Heatspreader sind konvex, sie wölben sich also zur Mitte hin nach außen. Anders bei Intel: Der hier zum Einsatz kommende Heatspreader ist konkav und hat somit eine Wölbung nach innen. Am besten veranschaulicht die Vorstellung von Hügel und Tal dieses Begriffspaar.

Konvexer Heatspreader: Nach außen gewölbtKonvexer Heatspreader: Nach außen gewölbt

Das wiederum sorgt für ein zumindest in der Theorie unterschiedlich gutes Zusammenspiel von CPU-HS und Bodenplatte des eingesetzten Kühlers, denn die Bodenplatte kann ihrerseits ebenfalls konkav, konvex oder plan sein. In den allermeisten Fällen wird darum allerdings zu viel Tamtam gemacht, denn die potenziellen Temperaturunterschiede bleiben oft im Bereich der Messungenauigkeit.

In einigen sehr wenigen Fällen konnte der Autor aber im Privaten bereits ein Versagen von Kühlern auf leicht übertakteten AMD-Systemen feststellen, die auf Intel-Plattformen problemlos die erwartete Kühlleistung brachten. Ob das etwas mit konkaver bzw. konvexer Formgebung oder einem anderen Sachverhalt zu tun hatte konnte aber nicht final geklärt werden.

Wie messe ich meine Prozessortemperatur?

Nichts einfacher als das: Sowohl für die richtige Auslastung der CPU als auch das Auslesen und Loggen der Temperaturen über einen längeren Zeitraum sorgt kostenlos im Internet erhältliche Software.

Im Rahmen unserer Kühlertests nutzen wird Prime95 Version 27.9. Von neueren Versionen des Programms ist allerdings zumindest für Temperaturmessungen abzuraten, denn die hier implementierten AVX2-Lasten lassen die Temperaturen der CPU so sehr in die Höhe schießen, dass ein High-End-Kühler quasi Voraussetzung ist, um den Test überhaupt dauerhaft laufen zu lassen.

Aber Prime95 ist genuin auch ein Stabilitäts- und kein Temperaturtest. Die Version 27.9 ist ein wenig genügsamer und eignet sich somit für eine größere Bandbreite an Vergleichsmessungen. Nach dem Entpacken kann Prime95 direkt gestartet werden. Wir nutzen den SmallFTT-Durchlauf für hohe und relativ beständige Temperaturen.

Um verlässliche Werte zu erlangen, sollte der Testdurchlauf mindestens 20 bis 30 Minuten laufen, damit der Kühler vor der Erhebung der Messwerte auf seine finale Betriebstemperatur kommt.

Wir selbst testen jeden Kühler pro Durchlauf 70 Minuten lang und loggen nur die Ergebnisse der letzten 10 Minuten mit, um daraus einen Mittelwert zu bilden. Da gerade die Kerntemperaturen deutlichen Schwankungen unterliegen, können diese durch ein entsprechend langes Log-Intervall ausgeglichen werden.

Zum Aufzeichnen der Temperaturwerte empfiehlt sich Aida64: Das Programm erstellt eine Logdatei, die zur Auswertung in Excel kopiert werden kann, und erfreut den Nutzer zudem mit einer Fülle an interessanten Zusatzinformationen. Auch werden verschiedene Temperaturwerte der CPU so verlässlich ausgelesen, wie dies eben möglich ist.

Der Aufbau von Luftkühlern

In seiner einfachsten Erscheinungsform wird ein Prozessorkühler aus einem zusammenhängenden Stück Aluminium gefertigt und verfügt außer im Falle des Einsatzes auf leistungsschwachen Stromspar-Prozessoren auch über einen aktiven Lüfter.

Bereits bei dieser Grundform des Kühlers lassen sich drei grundlegende Bestandteile erkennen, die in etwas anderer Form auch bei teuren Luftkühlern zum Einsatz kommen: Für den Kontakt zum Heatspreader des Prozessors selbst sorgt eine zumeist plane oder aber leicht konkave bzw. konvexe Grundfläche. Darüber befindet sich der Kühlblock selbst (je mehr Fläche dieser bietet, desto mehr Wärme kann er in der Regel aufnehmen und abführen), der wiederum aus einer Vielzahl von mehr oder weniger dünnen Kühlfinnen besteht. Diese Kühlrippen werden wiederum von einem aktiven Lüfter mit Frischluft versorgt.

Einfacher Intel Boxed-KühlerEinfacher Intel Boxed-Kühler

Bis zur Ausstattung einiger Boxed-Kühler von Intel mit einer kupfernen Bodenplatte oder aber auch mit zusätzlichen Heatpipes bei AMD war diese simpelste Form der Prozessorkühlung eine kostengünstige Behelfsversion, die den Prozessoren für lau beigelegt wurde – und in der Regel durch unangenehm hoch aufdrehende und folglich laute Lüfter sowie schlechte Kühlleistung auffiel. Das gebotene Gesamtpaket stellt allenfalls sehr anspruchslosen Nutzer zufrieden.

AMD erweist sich diesbezüglich als Vorreiter und legt leistungsstarken CPUs seit Anfang 2016 mit dem Wraith Cooler die erste, ernstzunehmende Boxed-Lösung bei, wie wir in unserem entsprechenden Test feststellen konnten.

Damit steht das Grundprinzip der Prozessorkühlung. Kommen wir anhand der Detailbetrachtung der einzelnen Bauteilgruppen noch einmal zu Unterschieden, die nicht zuletzt auch ausschlaggebend für die Kühlleistung sind.

Basis: Kontaktfläche zur CPU

Am Kühlerboden wird der Kontakt zum Heatspreader des Prozessors durch zwei unterschiedliche Herangehensweisen realisiert: Entweder der Hersteller setzt auf Heatpipes, die direkt auf der CPU aufliegen, oder er spendiert dem Kühler eine zusätzliche Bodenplatte.

Kühler ohne Heatpipes klammern wir an dieser Stelle aufgrund der geringen Leistungsfähigkeit aus. Sie bestehen zumeist nur aus einem Aluminiumblock und weisen maximal eine zusätzliche Kupferbodenplatte auf. Dadurch entfallen einige Probleme, die bei der Integration von zusätzlichen Heatpipes auftreten.

Direkt aufliegende Heatpipes

Die Marketing-Abteilungen der Kühlerhersteller bewerben die Lösung, bei denen die in der Bodenplatte abgeflachten Heatpipes direkt auf dem Heatspreader des Prozessors aufliegen, gerne als überlegene Lösung, da hier kein Zwischenstück aus Aluminium oder Kupfer zum Einsatz kommt und die Hitze vom Heatspreader angeblich viel unmittelbarer aufgenommen und an den Kühlblock weitergeleitet werden kann.

Das klingt zunächst logisch, ist aber nur bedingt richtig. Der eigentliche Grund für diese Lösungen ist eine Kostenersparnis bei der Herstellung: Eine idealerweise aus Kupfer gefertigte Bodenplatte muss nämlich ordentlich mit den Heatpipes verlötet werden, um die Wärme bestmöglich zu übertragen. Das steigert die Komplexität der Produktion und somit die Kosten.

Direkt aufliegende Heatpipes müssen aber keine schlechte Lösung sein. Ausschlaggebend ist hier, wie gut sie am Kühlerboden eingearbeitet wurden und ob sie so plan wie möglich nebeneinanderliegen. Gerade sehr günstige Kühler weisen oft so große Lücken zwischen den Heatpipes auf, dass sich an diesen Stellen Hotspots bilden können – das hängt unter anderem auch davon ab, wo genau die Prozessorkerne und Wärmequellen der verwendeten CPU unter deren Heatspreader liegen.

Je planer die Auflagefläche, desto mehr direkter Kontakt besteht zwischen Kühler und Prozessor. Und auch eine große Anzahl an direkt aufliegenden Heatpipes kann wichtig sein: Während bei einem Kühler mit nur zwei Heatpipes diese unter Umständen gar nicht direkt auf irgendwelchen Hotspots aufliegen, kann bei sechs nebeneinanderliegenden Heatpipes eine viel größere Fläche geboten werden, die die Hitze direkt abführt. Das gilt teilweise auch noch für Kühler mit einer Bodenplatte.

Kühler mit zusätzlicher Bodenplatte für den Kontakt zur CPU

Den Idealfall stellen Prozessorkühler mit einer Bodenplatte aus sehr gut Wärme leitendem Kupfer dar, wenn diese penibel mit den Heatpipes verlötet wurde. Dann sorgt das wärmeleitfähige Kupfer für eine gleichmäßige Aufnahme und Weiterverteilung der Hitze vom CPU-Heatspreader und leitet diese ebenfalls gleichmäßig an die Heatpipes weiter.

Früher gab es gerade im günstigen Bereich auch Kühler mit Aluminiumbodenplatten mit nur unzureichend verlöteten Wärmeleitrohren. Im Vergleich dazu ist einem Modell mit direkt aufliegenden Heatpipes in jedem Fall der Vorzug zu geben.

Bodenplatten können konkav, konvex oder plan geformt sein – früher gab es sogar teilweise denselben Kühler mit konkaver und konvexer Bodenplatte, um bestmöglich an AMD- bzw. Intel-Heatspreader angepasst zu sein. In Praxistests bewegen sich die Temperaturunterschiede aber meist im Rahmen der Messungenauigkeit.

Wichtig ist, dass genug (aber auch nicht zu viel!) Wärmeleitpaste zum Einsatz kommt, damit wirklich direkter Kontakt zwischen CPU und Kühler besteht und keine Luftblasen entstehen - denn Luft ist ein denkbar schlechter Wärmeleiter.

Im Zweifelsfall hilft Ausprobieren und das Betrachten des "Wärmeleitpastengesichts": Der Kühler wird montiert, demontiert und dann anhand der Verteilung der WLP auf der Kontaktfläche beurteilt, ob die verwendete Menge an Wärmeleitpaste ausreichend, zu großzügig oder - noch schlimmer - zu gering bemessen wurde. Übung macht hier im Zweifelsfall immer noch den Meister.

Die Paste sollte jedenfalls nicht an am Heatspreader herunterquellen. Aber zu wenig Wärmeleitpaste sorgt dafür, dass teilweise überhaupt kein direkter Kontakt zwischen Prozessor und Kühler besteht - überhitzende und zum Selbstschutz heruntertakende Prozessoren sind die Folge.

Polierte Platte: Da spiegelt sich die Ente!Polierte Platte: Da spiegelt sich die Ente!

Ein letzter Unterschied betrifft die Oberflächenbeschaffenheit der Bodenplatten: Einige Hersteller polieren sie spiegelblank, andere rauen sie absichtlich an. Durch das Anrauen verfügt die Bodenplatte über eine etwas größere Gesamtoberfläche. Plane und auf Hochglanz polierte Bodenplatten können dagegen ideal für die Wärmeableitung sein, wenn sie wirklich perfekt plan sind. Von Versuchen, die eigene Bodenplatte mit unzureichender Ausrüstung selbst abzuschleifen, raten wir jedoch dringend ab.

Angeraute KontaktflächeAngeraute Kontaktfläche

Wenngleich sich dieses Vorgehen in Systemoptimierer-Kreisen großer Beliebtheit erfreut, sorgt die unsachgemäße Bearbeitung zwar für eine wunderschöne, spiegelblanke Oberfläche, die aber dennoch im schlimmsten Fall stark uneben ist. Außerdem geht durch das Abtragen von Material Anpressdruck verloren. Also: Lieber auf die Gesamtperformance eines CPU-Kühlers achten als sich den Grabenkämpfen um den in der Theorie besten Aufbau hingeben.

Versuche, an der Bodenplatte ein zusätzliches Peltier-Element zu integrieren, haben in der Vergangenheit meist eher enttäuscht.

Fortgeschrittene Wärmeweiterleitung durch Heatpipes

Heatpipes und deren Verarbeitung und Qualität sind einer der wichtigsten Aspekte sämtlicher Tower- und auch der meisten Top-Blow-Kühler. Die in die Bodenplatte eingelassenen Heatpipes nehmen die Hitze am Kühlerboden auf und leitet sie schnell nach oben in Richtung der großflächigen Kühllamellen weiter, wo das dadurch an den Oberflächen entstehende Wärmepolster durch den Luftstrom des Lüfters weggerissen wird.

Die Funktionsweise ist einfach erklärt: Im Bereich der CPU-Kühlung bestehen Heatpipes ausschließlich aus Kupfer, können aus rein optischen Gründen aber auch vernickelt werden. Die günstigsten und am häufigsten vorkommenden Varianten sind schlichtweg mit Wasser gefüllt, das unter (Unter-)Druck eingefüllt wird, um einen möglichst niedrigen Siedepunkt zu erreichen.

Genauso kennen wir es mittlerweile auch aus dem Smartphone-Bereich (siehe Beispielsweise das Sony Xperia Z2 oder das Samsung Galaxy S7). Es gibt aber auch eine ganze Reihe weiterer möglicher und dann deutlich teurerer Füllstoffe.

Das Prinzip bleibt dabei immer gleich: Am Hot Spot wird die verwendete Flüssigkeit so stark erhitzt, dass sie den Aggregatzustand wechselt und sich als Gas zur kältesten Stelle bewegt, wo das Gas wieder kondensiert und zurückfließt. Dadurch kann die Hitze dann beim Prozessorkühler schnell an die Kühllamellen des Kühlblocks weitergegeben werden.

Die Heatpipes selbst unterscheiden sich hinsichtlich der inneren Struktur, die ebenfalls die Performance beeinflussen kann. Sinter-Heatpipes sind hier die Universalgenies und bieten eine gute Kühlleistung bei weitgehender Unabhängigkeit von der Einbaulage bzw. Schwerkraft. Die Struktur von Sinter-Heatpipes kommt der Kapillarkraft am meisten entgegen: In ihnen wird das kondensierte Gas als Flüssigkeit besonders leicht wieder zum Hot-Spot zurücktransportiert.

Groove-Heatpipes sollen zwar prinzipiell bessere Resultate liefern können – aber nur, wenn sie kaum gebogen werden. Zusätzlich sind sie stark anfällig für die Wirkung der Schwerkraft. Mesh-Heatpipes wären für einen CPU-Kühler für Desktop-Systeme ebenfalls denkbar, sind aber nicht ganz so unanfällig gegenüber der Schwerkraft wie Sinter-Heatpipes.

Die baulichen Unterschiede:

  • Sinter-Heatpipes verfügen über eine raue Innenfläche aus winzigen Kupferkügelchen/-partikeln.
  • Mesh-Heatpipes setzen auf ein Kupferdrahtgeflecht im Inneren.
  • Groove-Heatpipes haben im Inneren durchgehende Längsrillen.

Ein weiterer nicht zu unterschätzender Faktor ist der Durchmesser der Heatpipes. Diese werden in Prozessorkühlern für Desktop-Systeme aktuell mit sechs und acht Millimeter Durchmesser (gern auch beide Größenklassen zusammen in Mischbestückung) verbaut. Gern suggerieren dabei die Hersteller, dass es sich bei den acht Millimeter starken Heatpipes um besonders leistungsstarke Modelle handelt. Der wahre Grund für die Bevorzugung von 8-mm-Heatpipes ist aber erneut eine Kostenersparnis bei der Produktion.

Hier ist der Unterschied gut zu erkennen: 6- und 8-mm-Heatpipes beim Reeven OkeanosHier ist der Unterschied gut zu erkennen: 6- und 8-mm-Heatpipes beim Reeven Okeanos

Unsere Faustregel: Lieber mehr 6-mm-Heatpipes als weniger 8-mm-Heatpipes - und dafür gibt es mehrere Gründe. Eine größere Anzahl an kleineren Heatpipes kann die Wärme effektiver an eine größere Fläche des Kühlblocks abgeben. Dünne Heatpipes sind ebenfalls weniger anfällig gegenüber der Schwerkraft als dickere Heatpipes. Und schließlich gilt: Je kleiner der Durchmesser, desto größer die Kapillarkräfte im Inneren.

Heatpipe-Defekte ab Werk: Wie hoch ist die Dunkelziffer?

Was wir nicht final beantworten können, was uns im Rahmen von etlichen Kühlertests der unterschiedlichsten Hersteller aber dennoch aufgefallen ist: Wir vermuten, dass es eine nicht unerhebliche Dunkelziffer an Kühlern mit defekten Heatpipes gibt. Das zeigt sich aber nur im Vergleichstest und kann von Normalanwender kaum überprüft werden.

Nach vielen Kühler-Tests bekommt ein Redakteur oder Tester irgendwann ein brauchbares Gespür dafür, wie ein vorliegender Kühler performen müsste, ohne ihn überhaupt auf sein Testsystem geschnallt zu haben. Fällt bei einem leistungsstarken Single- oder Dual-Tower-Kühler beispielsweise eine von meist fünf oder sechs Heatpipes aus, macht sich dies durch eine rund 4 bis 6 K schlechtere CPU-Temperatur bemerkbar (zumindest bei Verwendung von stärkeren CPUs der gehobenen Mittelklasse und darüber).

Ein Gegentest mit einem korrekt funktionierenden Kühler erhärtet den Verdacht dann zumeist. Im Testbetrieb standen wir dem Problem hin und wieder gegenüber und vermuten auf Basis der so gewonnenen Daten, dass das Problem auch bei vielen Käufern auftreten könnte.

Wenn die Kühlleistung also einmal so gar nicht mehr passt, muss es nicht zwingend daran liegen, dass ein Fehler beim Auftragen der Wärmeleitpaste oder bei der Kühlermontage gemacht wurde. Harte Fakten bzw. Zahlen geben die Hersteller zu diesem Thema aber natürlich nicht heraus und verweisen im Falle eines Auftretens stets auf das Eintreten des gern zitierten "sehr unwahrscheinlichen Ausnahmefalls". Da die meisten Fälle bei Endkunden sicherlich unbemerkt bleiben, ist es auch nicht möglich, entsprechende Statistiken aufzuführen.

Unser Erste-Hilfe-Tipp: Eine funktionierende Heatpipe sollte immer auch an ihrem Ende heiß werden – zumindest dann, wenn sie ordentlich mit der Bodenplatte verlötet ist und auf statt neben dem Heatspreader der CPU liegt. Unter Prime-95-Last sollte sich diese Erwärmung innerhalb von Sekunden bemerkbar machen. Im Zweifelsfall gilt hier übrigens: Lieber mit einem Sensor an der Heatpipe messen, als mit den ungenauen Fingern erfühlen.

Eventuell ist es dazu nötig, kurz den Lüfter auf dem Kühler anzuhalten – dazu möchten wir allerdings explizit nicht raten, wenn hier nicht mit sehr viel Bedacht und vorhandener Erfahrung vorgegangen wird. Ansonsten ist am Ende nicht nur die Heatpipe, sondern auch der deutlich teurere Prozessor defekt.

Hitzeverteilung mit Belüftungsschlitzen: Der Kühlblock

Die Heatpipes leiten die Hitze an den Kühlblock weiter. Der setzt sich aus einer Vielzahl von übereinander gestapelten Kühllamellen zusammen, die die Wärme aufnehmen und durch den Luftzug des Lüfters auf dem Prozessorkühler (oder bei semipassiven Kühlerbetrieb durch den Gehäuseluftstrom) wieder heruntergekühlt werden. Generell gilt: Je mehr Lamellen zum Einsatz kommen und  je größer sie ausfallen (und je mehr Austauschfläche der Kühler damit bietet), desto mehr Wärme können sie aufnehmen.

Dieses Prinzip machen sich Kühler wie die Macho-Baureihe von Thermalright oder ähnliche Modelle wie der Raijintek EreBoss, Deepcool Lucifer und der Cooler Master Hyper 612 V2 zu Nutze: Sie verfügen über riesige Kühlblöcke, die teilweise großflächig Bereiche auf dem Mainboard überragen, sich dafür aber auch im Zusammenspiel mit einem sehr langsam drehenden Lüfter für brauchbare Resultate bei leisem Betriebsgeräusch anbieten.

Ein deutlich schlankerer Single-Tower-Kühler würde in dieser Disziplin bei ähnlich langsamer Lüfterdrehzahl (oder aber auch ohne eigenen Lüfter) frühzeitig versagen.

Großer Kühlblock des Cooler Master Hyper 612 V2Großer Kühlblock des Cooler Master Hyper 612 V2

Allerdings ist diesbezüglich noch ein weiterer Aspekt zu beachten: Der Abstand der Lamellen zueinander. Je größer dieser ausfällt, desto leichter hat es ein langsam drehender Lüfter, Luft durch sie durchzudrücken. Allerdings fällt der Kühler aus diesem Grund bei gleicher Lamellenanzahl wie ein Modell mit geringerem Abstand entsprechend höher aus.

Das gilt auch für die Dicke der Lamellen: Je stärker das Material, desto mehr Wärme kann es aufnehmen. Aber es braucht dann eben auch wieder eine höhere Lüfterdrehzahl, um eine dicke Lamelle genau so schnell wie eine dünnere Lamelle herunterkühlen zu können.

Zudem ist zu beachten, wie Aluminiumlamellen und Heatpipes miteinander verbunden sind. Kupferlamellen kommen übrigens mittelweile (mit Ausnahme einiger Mini-Kühler für den ITX-Bereich) so gut wie gar nicht mehr zum Einsatz: Es ist leitet die Wärme zwar besser ab als Aluminium, ist dafür aber auch deutlich teurer und schwerer, läuft materialbedingt irgendwann an und lässt sich bei der Montage (noch) leichter verbiegen.

Cooltek LP53 und ITX 30 mit Vollkupfer-KühlblockCooltek LP53 und ITX 30 mit Vollkupfer-Kühlblock

Der ideale Übergang zwischen Lamellen und Heatpipes ist eine saubere Verlötung unter Verwendung eines hochwertiges Lots; so kann die Wärme am besten übertragen werden. Allerdings wird dieses Herangehensweise produktionskostenbedingt nur bei vergleichsweise teuren Kühlern eingesetzt.

Die günstigere, aber etwas leistungsschwächere Alternative tut es gerade in der umkämpften Mitteklasse bis um 40 Euro auch: Hier werden die Lamellen lediglich auf die Wärmeleitrohre aufgesteckt bzw. aufgepresst.

Wer genau hinschaut, kann bei Noctua das Lot zwischen Lamellen und Heatpipes erkennenWer genau hinschaut, kann bei Noctua das Lot zwischen Lamellen und Heatpipes erkennen

Schließlich ist noch die Formgebung der Lamellen zu beachten. Moderne Kühler weisen oft Lochungen mit nach oben hin ausgestellten Materialbereichen oder besonders viele Zacken an den Auflageflächen für die Lüfter auf.

Das soll vor allem für (erwünschte) Luftverwirbelungen wie beispielsweise im unmittelbaren Bereich der Heatpipes sorgen, kann aber auch gerade im Zusammenspiel mit zwei oder drei Lüftern dazu beitragen, dass durch den gebrochenen Luftstrom auch die Lautstärke zunimmt. Aus diesem Grund sind wir dazu übergegangen, sehr präzise Lautstärkemessungen einschließlich Frequenzanalyse zu vollziehen.

Alpenföhn Olymp mit strukturierten LamellenAlpenföhn Olymp mit strukturierten Lamellen

Auf Kühlermodelle mit Radiallüftern gehen wir an dieser Stelle nicht ein - sie finden meist in Notebooks oder aber Desktop-PCs in kleinen Sonderbauformen Verwendung, spielen allerdings auf dem Komponentenmarkt für Endanwender kaum eine Rolle.

Montage: Von Pushpin-Qualen, Keep-Out-Zonen und Anpressdruck

Wir haben im Laufe der letzten Jahre so viele Kühler derart häufig montiert, dass wir guten Gewissens behaupten können, dass hier ungeachtet der Preisklasse alle Optionen zwischen Frust und Wonne vertreten sind.

Montagelösungen

Ein Höchstmaß an Ungerechtigkeit widerfährt diesbezüglich stets Intel und die Pushpin-Halterung, mittels derer die Boxed-Kühler auf den aktuellen Mainstream CPUs für die 115Xer Sockel positioniert werden.

Für kleine und leichte Kühler, für Systemhäuser und selbst für weniger versierte Anwender ist die Pushpin-Halterung eigentlich prima: Der Kühler wird auf der CPU positioniert, die Pushpins an vier Stellen durch die Montagelöcher gedrückt und fertig ist die Montage. Einfacher und zeiteffizienter geht es nun wirklich nicht.

Pushpins: Fluch für die einen, Segen für die anderen NutzerPushpins: Fluch für die einen, Segen für die anderen Nutzer

Aber der Grund der Kritik richtet sich ohnehin nicht an den Boxed-Kühler, der allenfalls Behelfscharakter hat und von nahezu allen unseren Lesern durch ein leiseres und leistungsstärkeres Modell ersetzt werden dürfte.

Es gibt auch einige Third-Party-Hersteller, die aus Kostengründen an einer Verschraubung mittels Backplate sparen und stattdessen Intels Referenzlösung adaptieren. Der Nachteil: Bei häufigem Kühlerwechsel leiern die Pushpins teilweise schnell aus.

Dafür hat Intel aber auch die mit Abstand beste herstellerseitige Montagelösung in der Hinterhand, wenngleich diese nur auf den High-End-Plattformen des Sockels 2011-3 zum Einsatz kommt: Hier ist bereits eine Backplate fest am Mainboard integriert, wodurch selbst die Montage von sehr großen Kühlern zum Kinderspiel wird.

AMD setzt im Gegensatz zu Intel seit jeher auf eine rechteckige Anordnung der Montagelöcher rings um den Prozessorsockel. Das bringt auf allen aktuellen Plattformen einschließlich der kommenden AM4-Plattform den Nachteil mit sich, dass die Kühlerhersteller zur Montage der Kühler teils nur Universal-Backplates für AMD und Intel mitliefern, bei denen nicht alle Kühler so auf AMD-Mainboards montiert werden können, dass sie optimal im Gehäuseluftstrom liegen. Stattdessen saugen sie die Luft von der Rückseite der Grafikkarte her an.

Schade, dass AMD sich nicht auch auf ein quadratisches Design einlässt: Das ermöglicht das Drehen des Kühlers in 90-Grad-Schritten und würde vieles für den Nutzer einfacher machen. Einige Kühlerhersteller legen aber spezielle AMD-Backplates bei oder passen ihre Kühler generell so an, dass sie auch auf diesen Mainboards in optimaler Einbaulage montiert werden können.

AMD-MAinboard mit rechteckig angeordneten MonatgelöchernAMD-MAinboard mit rechteckig angeordneten Monatgelöchern

Wir widmen der Montage in unseren Kühlertests immer einen eigenen Abschnitt - und das kommt nicht von ungefähr. Denn hier ist ungeachtet der Preisklasse des jeweiligen Kühlers wirklich alles dabei - von guten, durchdachten und einfach zu montierenden Lösungen bis hin zu solchen, die es zwar schon seit Jahren gibt, aber eben auch seit Jahren für Frust und Kopfschütteln sorgen.

Ideal ist eine Kühlermontage im Gehäuseluftstrom und mittels eines zusätzlichen Backplate. Dabei gilt generell: Je höher der Anpressdruck des Kühlers auf dem Prozessor, desto höher fällt auch die Kühlleistung aus. Allerdings sollte es mit dem Anpressdruck auch nicht übertrieben werden - das sollte spätestens seit "Skylake-Gate" klar sein.

Verlässliche Messungen über die Einhaltung der von den Herstellern vorgegebenen Werte für den maximalen Anpressdruck sind allerdings gar nicht so leicht durchzuführen, ansonsten wären sie längst Bestandteil unserer Kühlertests.

Kompatibilität und Keep-Out-Zonen

Wer auf die Kompatibilität vom Kühler zu umliegenden Komponenten achtet, sollte auch die sogenannten Keep-Out-Zonen von AMD und Intel beachten.

Für den eingesetzten Prozessorkühler relevant ist der Bereich, der um den CPU-Sockel herum auf allen Mainboards mit einer Linie eingezeichnet ist. Dieser Bereich ist gemäß den Referenzdesigns von AMD und Intel freizuhalten, das heißt der CPU-Kühler (und auch andere Kühlkörper auf dem Mainboard selbst) sollte diese Bereich nicht überlagern.

Der Grund: Sehr breite und auch sehr tiefe Prozessorkühler können ansonsten nicht nur so weit über die RAM-Slots ragen, dass diese im schlimmsten Fall komplett blockiert werden, sondern sie können beispielsweise auch so nahe an oder über den obersten PCI-Express Slot ragen, dass sich hier keine Grafikkarte mehr einsetzen lässt.

Keine derartigen Probleme gibt es beim Einsatz von Kompaktwasserkühlungen - die meist recht kleine Pumpeneinheit samt Bodenplatte, die auf den Prozessor geschnallt wird, nutzt den Bereich der Keep-Out-Zone nicht annähernd aus.

Bei vielen Luftkühlern siewht es hingegen anders aus: Wenn leistungsstarke und große Tower-Kühler zum Einsatz kommen, ist die Verletzung dieser Zonen sogar vorprogrammiert. Das muss aber auch nicht weiter schlimm sein, denn viele Kühlerhersteller setzen die Kühlerfinnen erst so weit oben an den Heatpipes an, dass auch noch höhere Arbeitsspeicher-Module drunter Platz finden.

Anders sieht es aus, wenn ein möglichst kleines ITX-System aufgebaut werden soll. Hier kann es ausschlaggebend sein, dass der verwendete Kühler innerhalb der Keep-Out-Zonen genutzt werden kann, um überhaupt alle Steckplätze auf dem kleinen Mainboard verwenden zu können.

Viele große Kühler werden zudem extra asymmetrisch aufgebaut und der Kühlblock nach hinten oder nach oben hin versetzt. Dadurch bleiben RAM-Steckplätze und selbst der oberste PCI-Express-Steckplatz auf dem ATX-Mainboard nutzbar (viele Mainboard-Hersteller bringen hier auch einfach einen PCIe-x1-Slot unter, die Grafikkarte wird dann ohnehin erst im zweiten Einschub untergebracht).

Da das Ganze dann aber eben keiner Referenzspefizikation entspricht, ist der Anwender gezwungen, im Vorfeld zu überprüfen (z.B. durch das Stöbern in Foren), ob ein Kühler auf einem bestimmten Mainboard unproblematisch eingesetzt werden kann. Noctua führt zu diesem Zweck beispielsweise vorbildliche Kompatibilitätslisten, die auch jene Mainboards beinhalten, die nicht zu den absoluten Bestsellern oder Top-Modellen gehören.

Asymmetrischer KühleraufbauAsymmetrischer Kühleraufbau

Auch asymmetrische Kühler können Ärger machen: Was auf AMDs sowie Intels Mainstream-Sockeln prima funktioniert, weil es hier nur dem CPU-Sockel vorgelagerte RAM-Bänke gibt, kann auf Intels High-End-Plattformen für den Sockel 2011 zum Problem werden, da hier RAM-Slots auf beiden Seiten des Prozessorsockels zur Verfügung stehen.

Bauformen & Größenklassen und ihre Vor- & Nachteile

Ganz grundlegend werden im Bereich der Luftkühlung drei grundlegende Designs unterschieden.

Dual-Tower-Kühler

Dual-Tower-Kühler stehen sowohl hinsichtlich des Preises als auch im Hinblick auf die gebotene Leistung an der Spitze. Sie verfügen wie der Name schon sagt über zwei separate Kühltürme und sind in der Regel auch mit einer besonders großen Anzahl an Heatpipes ausgestattet.

Durch das Doppelturm-Design lassen sich hier zwei oder auch drei Lüfter arretieren: Die meisten Hersteller legen ihren Dual-Tower-Flaggschiffen zwei Lüfter und zumindest eine weitere Montagevorrichtung für einen dritten Lüfter bei. Vorteil dieser Bauform ist unter anderem, dass sämtliche Heatpipes angesichts der beiden schlanken Einzeltürme immer im direkten Luftstrom liegen: Sie werden automatisch so untergebracht, dass der vordere und hintere Kühlturm mit der gleichen Anzahl an Heatpipes verbunden ist.

Single Tower Kühler: Slim oder Fat?

Die vielseitigste Bauform ist jedoch der klassische Single-Tower-Kühler. Hier reichen die Heatpipes in einen zusammenhängenden Kühlblock aus Aluminiumfinnen hoch. Um bei einer hohen Anzahl an Heatpipes alle in einen direkten Luftstrom zu bringen, müssen die Heatpipes entsprechend so gebogen werden, dass sie versetzt zueinander und möglichst nicht direkt hintereinander liegen.

Bei den Single-Tower-Kühlern unterschieden wir zwei unterschiedliche Herangehensweisen: Einerseits gibt es hier besonders schlanke Kühler. Diese bieten ein Höchstmaß an Kompatibilität und überdecken werden die Spannungswandler im Bereich des Prozessorsockels noch die Einschübe für den Arbeitsspeicher.

Um die Kühler dennoch mit etwas mehr Kühlfläche zu versehen, werden sie teilweise etwas höher gebaut und können bis zu 17 Zentimeter und mehr messen. Lediglich bei sehr geringer Lüfterdrehzahl oder im semipassiven Betrieb kann das zum Nachteil gegenüber einer anderen Bauform werden: Dem Single-Tower-Kühler mit einem riesigen, massiven Kühlblock.

Dessen Vorteil liegt hier auf der Hand, denn diese Kühler bieten enorm viel Fläche, müssen dabei nicht so hoch wie Single-Tower-Kühler aus der High-Performance-Klasse gebaut werden und liefern die besten Resultate bei sehr langsam drehenden Lüftern oder im semipassiven Betrieb.

Diese Leistung kauft der Anwender allerdings auch in Verbindung mit einem bauartbedingten Nachteil ein: RAM-Steckplätze und vor allem die Spannungswandler rund um den CPU-Sockel werden teils deutlich überragt, eingezwängt und vom Luftstrom abgeschnitten.

Das sorgt in diesem Bereich für deutlich höhere Temperaturen, auch wenn das zumindest im Bereich der Spannungswandler nicht mehr grundsätzlich als so kritisch wie noch vor einigen Jahren zu beurteilen ist. Dennoch: Einen derart massiven Kühlblock wie den Thermalright Macho Rev. B auf ein AM3+-Mainboard mit einem FX-9590 zu schnallen, grenzt an vorsätzlichen Komponentenmord. Die Spannungswandlertemperaturen bei großen Kühlblöcken haben wir im Rahmen des Tests zu AMDs Wraith Kühler exemplarisch untersucht - mit sehr interessantem Ergebnissen.

Top-Blow-Kühler

Die im direkten Vergleich geringste Kühlleistung für die CPU, dafür aber die beste Kühlung der umliegenden Komponenten wie RAM und Spannungswandler bietet eine dritte Herangehensweise: Der klassische Top-Blow-Kühler. Bei diesem werden die Heatpipes von der Bodenplatte aus so gebogen, dass der darüberliegende Kühlblock nicht wie ein Turm steht, sondern über der Bodenplatte liegt.

Dadurch bläst ein montierter Lüfter die warme Luft von den Kühlfinnen auf das Mainboard, kann dadurch aber gegebenenfalls darunter liegende Komponenten (Spannungswandler, Kondensatoren) oder den Bereich um den CPU-Sockel mitkühlen, der selbst einen Teil der Hitze vom Prozessor aufnimmt. Dieser Ansatz ist besonders platzsparend und passt im Gegensatz zu vielen sehr hohen Tower-Kühlern in nahezu jedes normale PC-Gehäuse.

Zudem lassen sich Top-Blow-Kühler natürlich auch eher klein bauen. Es gibt eine ganze Reihe von Modellen, die auf zusätzliche Heatpipes setzen und trotzdem deutlich kleiner ausfallen als die Boxed-Kühler von AMD und Intel. Dadurch eignen sie sich hervorragend für den Einsatz in sehr kleinen (ITX-)Systemen und generell in SFF-Gehäusen (Small Form Factor).

Aber der Trend hin zu kleineren Systemen oder Gehäusen hat auch dafür gesorgt, dass auch unter den Tower-Kühlern wieder vermehrt kleinere Modelle auf den Markt kommen. Während normale Midi-Tower zumeist mit Tower- oder Top-Blow-Kühlern mit 12 oder 14 cm großen Lüftern bestückt werden, kommen in ITX-Chassis für leistungsstarke Systeme auch zunehmend kleine Tower-Kühler mit 9,2 oder acht Zentimeter großen Lüftern zu Einsatz. In gewissem Sinne schließt sich damit ein Kreis, wenn man an die Kühler von vor 10, 15 Jahren zurückdenkt.

Entsprechend geringer fällt auch die Bauhöhe solcher Kompaktkühler aus. Da die Leistungsreserven zur Übertaktung der CPU gerade bei Kleinsystemen weniger ein Thema sind, reicht die gebotene Performance dann auch vollkommen aus, um den Prozessor bei niedriger Geräuschkulisse auf Temperatur zu halten – meist ist ohnehin die Grafikkarte unter Last die lauteste Komponente in einem luftgekühlten System.

Sonderfall 1: Hybridbauformen

Es gab und gibt viel zu wenige Ansätze, um Hybriden aus Tower- und Top-Blow-Kühlern auf den Markt zu bringen und dadurch die Stärken beider Modelle zu kombinieren.

Unserer Ansicht nach ein viel zu selten anzutreffender Ansatz, zumal es mit dem vielen Lesern sicherlich wohlbekannten Prolimatech Genesis einen durchaus interessanten und leistungsstarken Vertreter gibt.

Sonderfall 2: Semipassiver und passiver Betrieb

Für den semi- oder vollpassiven Betrieb eignen sich am ehesten massive Single-Tower-Monster mit möglichst viel Kühlfläche und überdurchschnittlich großem Lamellenabstand. Aber es gibt gerade in diesem Bereich auch absolute Sonderlösungen. Interessant ist in diesem Zusammenhang sicherlich das Kühlerangebot von NOFAN. Wer den Hersteller nicht kennt, sollte sich dessen Kühler unbedingt einmal anschauen.

Als Speziallösung sind sie allerdings sehr teuer und passen größenbedingt nicht in jedes Gehäuse. Wer auf Basis eines NOFAN-Kühlers ein vollständig passives System bauen möchte (das ist bei mit Bedacht ausgewählten Komponenten durchaus möglich), muss zwingend ein Gehäuse verwenden, das über eine größtmögliche Mesh-Flächen verfügt.

Kritisch zu beurteilen sind zumindest ansatzweise auch die immer mehr in Mode kommenden Lüfter mit Stop&Go-Funktionalität: Bleibt die Prozessortemperatur unterhalb eines beliebigen Schwellwertes, kann der Lüfter hier ganz abgeschaltet werden.

Das klingt in der Theorie ja ganz gut, resultiert in der Praxis allerdings nicht selten in einem ständigen Anspringen und Aussetzen des Lüfters. Im Vergleich zu einem durchweg sehr langsam drehenden Modell bringt das im Hinblick auf die Lautstärke keinen von außen messbaren Vorteil, wenn mit hinzugerechnet wird, dass ein PC-Gehäuse ohnehin einen Teil der Geräuschentwicklung schluckt. Außerdem kann ein ständiges Anlaufen des Lüfters dessen Gesamtlebensdauer verkürzen.

Wer ein komplettes System oder auch nur seine CPU passiv kühlen möchte, kommt nicht umhin, vorher alle Komponenten einem Last-Check zu unterziehen und die Temperaturen festzuhalten und zu beurteilen. Prime-Last ist hier sicher in vielen Fällen nicht nötig und ein reiner Office- und Internet-PC mit stromsparenden Komponenten lässt sich mittlerweile problemlos passiv kühlen.

Je stärker jedoch die Komponenten, desto mehr Know-How oder alternativ Versuchs- und Messfreude ist erforderlich, um ein System zu konzipieren, dessen lautloser Betrieb auch mit der anzustrebenden Langlebigkeit einhergeht.

Unsere Empfehlungen: Die besten Luftkühler für CPUs

Die meisten Testresultate aus den folgenden Empfehlungen basieren noch auf den Messungen auf AMDs FX-8350. Mittlerweile haben wir einen Testplattformwechsel hin zu Intels Core i7-5930K vollzogen, was sicherlich auch Auswirkungen auf das Abschneiden der einzelnen Kühler haben könnte.

Sobald wir auch die bereits getesteten Kühler noch einmal nachgemessen und neuen Modellen ebenfalls einen Testdurchlauf gegönnt haben (eine ganze Reihe ist schon komplett), wird es auf dieser Seite ein großes Update geben – so wie es an dieser Stelle ohnehin immer Updates geben wird, wenn neue, empfehlenswerte Luftkühler die etablierten Empfehlungen verdrängen können.

Die besten Dual-Tower-Kühler

Dual-Tower-Kühler sind allesamt in den oberen Preisregionen angesiedelt und liegen in der Regel bei einem Verkaufspreis zwischen 60 und 90 Euro. Daher ist es an dieser Stelle unsinnig, die Empfehlungen in Preisklassen zu staffeln. Wer bereit ist, 70 Euro für einen Luftkühler auszugeben, wird vermutlich auch problemlos 80 Euro verschmerzen können. Aus diesem Grund stellen wir an dieser Stelle nur die unserer Meinung nach besten Kühler vor.

Der stärkste Dual-Tower-Kühler: In den vergangenen Tests erwies sich der Cryorig R1 Universal als das stärkste Modell. Noch einen Hauch mehr Kühlleistung dürfte der nicht getestete R1 Ultimate bieten: Dieser hat auch an vorderster Position einen Lüfter mit vollen 2,5 bzw. in diesem Fall 2,7 cm Rahmenbreite verbaut. Allerdings bringt der R1 Universal mit seinem nur 1,5 cm schmalen Lüfter die bessere RAM-Kompatibilität mit, ohne dabei signifikant an Leistung an Kühlleistung einzubüßen. Gerade in Overclocking-Szenarien bietet der Cryorig R1 Universal noch einmal viel Luft nach oben. Dafür sind seine durchzugsstarken Lüfter aber auch entsprechend lauter – für einen alltagstauglichen Betrieb ist eine ordentliche Lüfterregelung also Pflicht. Ansonsten bietet Cryorig eine schicke Optik, exzellente Verarbeitung auf Top-Niveau und eines der besten Montagesysteme auf dem Markt.

Der leiseste Dual-Tower-Kühler: Setzen wir einfach einmal voraus, dass die meisten PC-Nutzer und -Enthusiasten keine Extrem-Übertakter sind, dann gibt es mit mit dem be quiet! Dark Rock Pro 3 den ab Werk leisesten derzeit erhältlichen Dual-Tower-Kühler. Bei reduzierter Lüfterdrehzahl sowie in OC-Szenarien fällt er leistungstechnisch zwar spürbar hinter die Konkurrenz zurück, allerdings ist die Leistung eines solchen Dual-Tower-Kühlers ohnehin so hoch, dass dies nur die wenigen Anwender stören sollte, die ihre CPU wirklich bis ans Limit hochtakten wollen (zumindest, soweit dies mit einem Luftkühler möglich ist). Selbst bei voller Lüfterdrehzahl gehört der aufwändig durchgestylte be quiet! Dark Rock Pro 3 zu den leisesten im Testfeld - und bei 1000 U/min und darunter ist er dann im Hinblick auf die Lautstärkeentwicklung eine Klasse für sich. Allerdings sollte der Hersteller für kommende Kühler die etwas antiquiert wirkende und vor allem unkomfortable Montagelösung überdenken.

Der beste Allround-Dual-Tower-Kühler: Den Mittelweg zwischen den beiden genannten Modellen geht der Noctua NH-D15. Er bietet etwas weniger Kühlleistung als das Modell von Cryorig und ist bei 1000 U/min nicht so leise wie der Konkurrent von be quiet!. Dafür aber liefert er gerade bei heruntergeregelten Lüftern aber auch eine bessere Kühlleistung als der schwarze BQ-Schönling - gerade im OC-Bereich - und bietet somit mehr Luft nach oben. Da der Thermalright Silver Arrow IB-E (in der Non-Extreme-Version) mittlerweile leider nicht mehr erhältlich ist, kann er von Noctua auf der Allrounder-Position beerbt werden. Zusätzlich erfreut dieser Kühler ebenso wie der Cryorig mit einem hervorragenden Montagesystem.

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Die besten Single-Tower-Kühler

Single-Tower-Kühler bieten die von allen Bauformen weiteste preisliche Staffelung. Dem wollen wir Rechnung tragen und unterscheiden im Folgenden zunächst zwischen High-End- und Midrange-Modellen. Die Auflistung bezieht sich zudem zunächst allein auf die etwas größeren Modelle mit 12- und 14-cm-Lüfter. Weitere (kleinere) Größenklassen, die nicht zuletzt für den Einsatz in ITX-Systemen und entsprechenden Cube-Gehäusen interessant sind, werden künftig folgen. Aber auch die großen und sehr teuren Single-Tower-Kühler haben gegenüber den Dual-Tower-Geschwistern einen nicht zu unterschätzenden Vorteil: Bei etwas weniger Kühlleistung bieten sie - zumindest bei schmalen Formaten - die bessere Kompatibilität: RAM-Bänke bleiben gegebenenfalls selbst bei beidseitiger Anordnung am CPU-Sockel frei. Der Griff zum Dual- oder Single-Tower im High-End-Bereich ist also vornehmlich abhängig von den persönlichen Präferenzen. Außerdem gibt es gerade im Bereich der Single-Tower-Kühler Bedarf an nicht allzu hohen Modellen, die auch in schmalere Gehäuse passen. Aus diesem Grund zeichnen wir hier auch Modelle mit 12-cm-Lüfter und geringerer Bauhöhe aus.

Der stärkste und leiseste Single-Tower-Kühler im High-End-Bereich: Wer einen High-End-Single-Tower-Kühler sucht, hat derzeit keine große Auswahl. Thermalright hat das Feld aktuell zugunsten von Midrange-Modellen schon so gut wie geräumt und es bleibt somit nur der Noctua NH-U14S, der es aber für diese Bauart in sich hat: Der exzellente Kühler wird nicht nur mit einem Lüfter mit sehr weitem Regelbereich ausgeliefert, sondern reicht hinsichtlich der gebotenen Kühlleistung selbst an einige Dual-Tower-Modelle mit viel mehr Kühlfläche heran. Noctua-typisch gibt es einen sehr hochwertigen Kühler mit der Möglichkeit zum leisen Betrieb und einem sehr guten Montagesystem.

Der stärkste und leiseste Single-Tower-Kühler im Midrange-Bereich: Gerade der Bereich der Mittelklasse wird von Thermalright nahezu dominiert. Neben dem HR-02 Macho, den wir als sehr großflächigen Kühler aus den auf den voranstehenden Seiten gesondert als Kühler für den semipassiven Betrieb ober mit einem sehr langsam drehenden Lüfter behandeln, gibt es hier leistungstechnisch nur noch den noch einmal einen Hauch stärkeren Thermalright True Spirit 140 Power. Für den aufgerufenen Preis performt dieser Kühler fantastisch und ist das, was wir jedem User als den absoluten Preis-Leistungs-Sieger bauformübergreifend ans Herz legen können. Allerdings geht diese Empfehlung mit einer nicht zu unterschätzenden Einschränkung einher: Der Kühler ist satte 17,1 cm hoch und passt somit längst nicht in jedes PC-Gehäuse. Ein vorheriger Kompatibilitätscheck ist also unabdingbar. Abgesehen davon ist die Kühlleistung in dieser Preisklasse unerreicht, der Lüfter arbeitet leise und nebengeräuschfrei, die Montagelösung ist gut und die Verarbeitung tadellos: Damit hat Thermalright der teureren Baureihe IB-E die Existenzberechtigung geraubt, weshalb diese wohl kaum noch verfügbar ist.

Der stärkste kleine Single-Tower-Kühler: Wem es auf die bestmögliche Leistung bei geringem Betriebsgeräusch und einer nichts ausufernden Bauhöhe bei auch ansonsten schmalen Maßen ankommt, für den gibt es auch in diesem Bereich nur eine Wahl – zumindest dann, wenn der Preis keine Rolle spielt. Der Noctua NH-U12S ist nur 15,8 cm hoch und dabei sehr schlank. Mit dem sehr viel größeren True Spirit 140 Power kann er nicht konkurrieren, aber wer keinen so hohen Kühler einsetzen kann und zudem keine RAM- oder PCIe-Slots blockieren möchte, bekommt mit dem NH-U12S eine extrem hochwertige und gemessen an der Größenklasse auch leistungsstarke Alternative geboten: Nicht umsonst setzen wir den kleinen Noctua international in unseren Referenz-Setups und Teststationen ein. Ein regulärer Midi-Tower, in den der Noctua nicht hineinpasst, sollte besser umgangen werden.

Der beste kleine Budget-Single-Tower-Kühler: Der Noctua NH-U12S passt nicht unbedingt ins Budget jedes Anwenders, auch wenn er jeden Euro wert ist. Wer weniger ausgeben möchte, fährt mit dem auch nur 16 cm hohen Scythe Kotetsu sehr gut: Der bietet zwar nur vier 6-mm-Heatpipes, kostet dafür aber auch nur knapp über 30 Euro. Angesichts der "nur" Midrange-tauglichen Ausstattung und der geringen Abmessungen ist die Kühlleistung dennoch sehr gut - zum Übertakten von Mittelklasse-CPUs taugt der Kotetsu immer noch mit geringen Einschränkungen und ist dabei bei heruntergeregeltem Lüfter immer noch recht leise. Wer nur wenig Geld ausgeben möchte, ist bei diesem Kühler sehr gut aufgehoben.

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Die besten Kühler für den semipassiven und Low-RPM-Einsatz

In dieser Disziplin zählen wir all jene großflächigen Kühler auf, die sich besonders im semipassiven Betrieb oder aber in Verbindung mit einem sehr langsam drehenden Lüfter hervortun. Auf mögliche Nachteile der massiven Kühlkörper wurde voranstehend eingegangen. Aber wer einen Lüfter mit 800 U/min oder weniger oder aber gar keinen Lüfter auf dem CPU-Kühler nutzen möchte, der kommt nicht um diese Modelle herum.

Thermalrights Macho in den aktuellsten Versionen ist derzeit konkurrenzlos: Kein anderer Hersteller kann dem Kühler in seinen unterschiedlichen Versionen derzeit das Wasser reichen - egal ob mit 9,2, 12 oder 14 cm großem Lüfter und somit entsprechender Bauhöhe des Kühlkörpers. Allerdings hat zumindest Noctua hier mit dem NH-U9S ein heißes Eisen im Feuer, das den kleinen und günstigeren Macho 90 verdrängen müsste - wenn auch zu einem deutlich höheren Preis. Ob dem so ist, werden wir im Rahmen eines Themenschwerpunkts zur Kühlung von ITX-Systemen zeigen, wo die Tower-Kühler mit 9,2 cm großem Lüfter wohl am besten aufgehoben sein dürften.

Der stärkste CPU-Kühler für den semipassiven und Low-RPM-Betrieb: Thermalrights Le Grand Macho ist hier eine Klasse für sich. Der massive Kühler bietet noch einmal eine gute Portion mehr an Kühlfläche, als es beim HR-02 Macho der Fall ist. Dementsprechend besser fällt auch die Kühlleistung aus und ist für den genannten Einsatzzweck hinsichtlich des Preis-Leistungs-Verhältnisses unerreicht. Im Test hatten wir selbst nur den normalen Le Grand Macho – mittlerweile gibt es auch eine RT-Version für alle jene, die einen Betrieb mit langsam drehendem Lüfter planen. Der einzige Unterschied: Der RT bietet im Vergleich zum normalen Le Garand Macho bereits ab Werk einen der mehr als brauchbaren 14-cm-Lüfter von Thermalright. Der Aufpreis liegt je nach Tagespreisen zwischen drei und fünf Euro, was mehr als angemessen ist. Der Le Grand Macho ist der derzeit einzige Kühler, der in der Lage ist, selbst eine High-End-CPU semipassiv zu kühlen - und das verdient Respekt.

Der beste Allround-CPU-Kühler für den semipassiven und Low-RPM-Betrieb: Die über 60 Euro für den Le Grand Macho sind sicher kein Kleingeld, auch wenn seine brachiale Leistung den Preis als gerechtfertigt erscheinen lässt. Nutzer von Midrange-CPUs für Mainstream-Sockel wie Intels 115X-Plattform können je nach Prozessor und Kühlsituation in der Umgebung auch mit dem normalen Thermalright HR-02 Macho mehr als glücklich werden. Der ist zwar geringfügig höher und hat deutlich weniger Kühlfläche, kostet aber auch deutlich weniger. Abgesehen davon ist der HR-02 Macho auch eine gute Alternative zum True Spirit 140 Power, wenn dieser zu hoch sein sollte. Denn auch dieser Kühler verfügt über einen der guten 14-cm-Lüfter von Thermalright und performt fast so gut wie der 140 Power bzw. bei sehr niedrigen Lüfterdrehzahlen sogar noch besser.

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Die besten Kühler für ITX-Systeme

In diesem Bereich fällt es besonders schwer, wirklich Empfehlungen auszusprechen, denn letztlich hängt es vor allem von der maximalen Bauhöhe ab, die der Kühler in einem sehr kleinen ITX-System bzw. SFF-Gehäuse haben darf. Je nach System kann das trotz ITX-Mainboard durchaus ein kleinerer Tower-Kühler sein, in anderen Fällen passt noch nicht einmal Intels Boxed-Kühler mit 4,5 cm Bauhöhe ins Gehäuse. Aus diesem Grund haben wir die getesteten Kühler zumindest in mehr und weniger als 4,5 cm Höhe unterteilt – alle anderen Kompatibilitätserwägungen müsse im Einzelfall getroffen werden.

Der stärkste ITX-Kühler über 4,5 cm: DerRaijintek Pallaserwies sich im Test als echte Überraschung. Zwar ist Thermalrights AXP-200 im Direktvergleich bei Standard-Takt noch ein wenig besser, aber je mehr Abwärme eine (übertaktete) CPU emittierte, desto besser kann sich der kleine Rijintek in Szene setzen: Er ist niedrige als der Konkurrent von Thermalright, bietet aber dennoch dank mehr Kühllamellen eine bessere Performance. Der Lüfter ist kein Leisetreter, aber dafür gibt es eben auch mehr Leistung zum günstigeren Preis – nur auf nicht übertakteten CPUs bietet der Thermalright die bessere Kühlleistung. Dennoch sind die Reserven des Pallas beeindruckend genug, um ihn unter dem Strick auf den Thron zu heben.

Der leiseste ITX-Kühler über 4,5 cm:Prolimatechs Samuel 17 weist zwar gegenüber den Platzhirschen Raijintek Pallas und Thermalright AXP-200 eine geringere Kühlleistung auf und ist zudem einer der teuersten Kühler im Testfeld, wobei er noch nicht einmal einen eigenen Lüfter mitbringt. Das alles macht er jedoch durch seine herausragende Kompatibilität wieder wett: Probleme beim Einsatz von Grafikkarten und Arbeitsspeicher mit hohen Heatspreadern auf kleinen ITX-Mainboards sind hier nicht zu erwarten. Da ab Werk kein Lüfter verbaut ist, wird dem Nutzer hier zudem die Möglichkeit geboten, den Samuel 17 gemäß der eigenen Vorstellungen zu bestücken. Wenn also beispielsweise genug Platz im Gehäuse sein sollte, um einen Lüfter mit voller Rahmenbreite zu nutzen, wird Prolimatechs Kühler schnell zum ausreichend starken Leisetreter in vielen denkbaren Szenarien.

Der Budget-ITX-Kühler über 4,5 cm: Nicht jeder Anwender wird beim Aufbau eines ITX-Systems gleich zu einem der genannten Kühler aus der 40-Euro-Preisklasse greifen wollen. Vor allem wenn nur eine CPU aus der unteren Mittelklasse oder darunter zum Einsatz kommt, für rund 20 Euro gibt es jedoch beim Alpenföhn Panorama bereits sehr viel Leistung zum kleinen Preis. Dadurch wird der Kühler zu einer guten Wahl für alle, die sich nicht über Intels Boxed-Kühler ärgern möchten. Selbst bei 1000 U/min kühlt der kleine Alpenföhn einen Core-i5-Prozessor noch ordentlich und ist dabei sehr leise. Trotz des günstigen Preises bietet Alpenföhn die Möglichkeit, den Kühler mittels der beiliegenden Backplate zu verschrauben.

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Der stärkste ITX-Kühler bis 4,5 cm: Mit ungewöhnlichem Design und vergleichsweise hoher Kühlleistung bei sehr kompakten Maßen kann der Scythe Kozuti überzeugen, der gerade einmal vier Zentimeter hoch ist. Als Besonderheit gibt es einen Lüfter, der von unten am Kühlkörper befestigt wurde und kalte Luft von oben durch die Kühllamellen saugt. So konnte Scythe etwas Bauhöhe einsparen. Wir hatten bislang noch keinen Kühler mit weniger als 4,5 cm Bauhöhe im Test, der besser kühlt als der Kozuti. Dafür muss der Lüfter aber auch ordentlich aufdrehen: Geht es heiß her, wird der Kozuti auch entsprechend laut - aber das trifft auf nahezu alle Kühler dieser Klasse zu. Die Montage ist ein wenig kompliziert, als Belohnung gibt es dafür satte Kühlleistung mit ausreichend Reserven.

Der leiseste ITX-Kühler bis 4,5 cm und Budget Tipp:Raijinteks Zelos kann sich gleich zwei Empfehlungen abholen. Zum einen bietet er mit drei Heatpipes und nur 4,4 cm Bauhöhe ein sehr gutes Preis-Leistungs-Verhältnis bei hoher Gehäusekompatibilität und wird somit zur besten Wahl für alle Anwender, die Ausschau in der 20-Euro-Preisklasse halten. Zum anderen ist er im Vergleich zu allen anderen Kandidaten bereits ab Werk sehr leise: Aktuell wird kein anderer ITX-Kühler mit einem Lüfter mit so geringer Maximaldrehzahl ausgeliefert wie der Raijintek Zelos. Dementsprechend ist er unterm Strich der mit Abstand leiseste Kühler, wenngleich das folglich auch mit etwas weniger Kühlleistung einhergeht: Bei jeweils maximaler Lüfterdrehzahl liefert selbst Intels Boxed-Kühler bessere Ergebnisse. Dafür kann der Zelos bei heruntergeregelter Lüfterdrehzahl seine Heatpipes in die Waagschale werfen und lässt den Intel dann alt aussehen. Wer nicht unbedingt ein High-End-ITX-System plant, bekommt hier somit brauchbare Kühlleistung mit Silent-Garantie geboten.

Der stärkste ultrakompakte ITX-Kühler bis 4,5 cm: Wer ein Mini-System baut, muss vor allem auf Kompatibilität und zur Verfügung stehenden Platz achten. Deshalb nennen wir an dieser Stelle auch die besten der allerkleinsten Kühler im Test. Je nach zu Verfügung stehendem Platz sollte die Wahl auf Noctuas NH-L9i (Höhe: 3,7 cm) oder den Cooltek ITX 30 (Höhe: 3 cm) fallen. Beide liefern gemessen an der jeweiligen Größe die derzeit beste Kühlleistung und sind deutlich platzsparender als Intels Boxed-Kühler. Der etwas höhere Noctua ist kühlflächenbedingt ein wenig stärker, bietet die umfangreichere Ausstattung und Noctua-typisch eine ausgezeichnete Verarbeitung. Der ITX 30 von Cooltek bzw. Thermolab ist dafür noch einmal ein paar Millimeter niedriger und vollständig aus Kupfer gefertigt. Der Montageaufwand ist sehr gering und auch dieser Winzling bietet dank hoher Maximaldrehzahl des Lüfters noch Reserven.

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10 Kommentare
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    Dein Kommentar
  • Derfnam
    If you'd Kama Cross 3 or more coolers belonging to the missing down/topblower section no one would mind a review.
    And now I duck^^.
    0
  • Pootch
    Konnte noch nie verstehen wozu man so riesige Kühler benötigt bei einer normalen Gehäusebelüftung..
    0
  • Derfnam
    Das ist was für Filmliebhaber: manche mögen's leis^^.
    0
  • ShieTar
    Oder für "Enthusiasten": Ein i7-6950X mit Übertaktung verbrät deutlich über 200W.
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  • ToSuz
    Ob ein Top-Blower wirklich für eine Kühlung der umliegenden Komponenten sorgt, sollte man nochmal durch konkrete Messwerte überprüfen. Bei der Konkurrenz wurde das ja schonmal getestet - und das mit dem eher gegenteiligen Ergebnis.
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  • Floyddotnet
    Ich vermisse die Einschätzung von Single-Tower-Kühlern mit 2 Lüftern.
    Wie den Scythe Mugen MAX (https://www.techpowerup.com/img/14-07-02/Scythe_Mugen_MAX_01.jpg) der optional mit einem zweiten Lüfter versehen werden kann.
    0
  • Myrkvidr
    @Derfnam: Downblower kommen noch - war die letzten Monate einfach zu warm, aber hier liegen schon ein paar.

    @Tosuz: Schau mal in den Test zum Wraith Cooler, der an mehreren Stellen verlinkt ist. Den haben wir gegen einen Macho HR-02 gestellt inkl. IR-Aufnahmen der Peripherie auf dem Mainboard.
    Entscheidend ist, wo z.B. die Spannungswandler und deren Kühlerkörper liegen. Bei Intels Mainstream-Sockeln (Z170 usw.) rechts neben dem CPU-Sockel => werden vom dicken Tower überdeckt und wärmer.
    Die Messung der PCGH mit gegenteiligem Ergebnis wurde auf Basis eines X99-Boards gemacht, bei dem die Spannungswandler oberhalb des CPU-Sockels liegen. Dass es in diesem Szenario zu keinen Unterschieden kommt, versteht sich von selbst: Wo nix drüberragt, da kein Hotspot ;)
    Ob das für dich relevant ist oder nicht hängt also vor allem von deiner Plattform ab. Ich persönlich bin großer True Spirit 140 Fan und würde den (wenn er denn von der Bauhöhe passt) immer vor dem Macho bevorzugen.

    @Floyddotnet: Das bringt relativ wenig. Einen guten Luftstrom im Gehäuse vorausgesetzt je nach Kühler so um ein Grad Unterschied (Plus/Minus ein wenig). Dafür wird es u.U. lauter im Gehäuse, weil sich zusätzliche Luftverwirbelungen bilden (muss nicht, kann). Je dicker der Kühler und je enger dabei der Lamellenabstand, desto mehr wird dir der zweite Lüfter bringen - dann sind auch fast 2 Grad Unterschied möglich. Aber solche(s) Fragen/Feedback sind super, dann kann ich den Artikel entsprechend ergänzen/updaten :)
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  • Floyddotnet
    @MYRKVIDR: sehe ich nicht so. Hardwareluxx hat bei 600 RPM mit 2 Noctua NF-A14 FLX einen Temperaturunterschied von 6,5°C gemessen, im vergleich zu nur einem Noctua NF-A14 FLX. Der Abstand nahm dann aber kontinuierlich mit steigender Drehzahl ab.

    siehe: http://www.hardwareluxx.de/index.php/artikel/hardware/kuehlung/33191-scythe-mugen-max.html?start=10
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  • Myrkvidr
    Okay, im low rpm Bereich hast du vollkommen Recht, da hab ich gerade schlichtweg nicht dran gedacht. Mein Posting oben bezog sich auch auf die maximale Lüfterdrehzahl (hätte ich dazuschreiben können). In unserem Testaufbau würde der Unterschied aber auch generell geringer als im Luxx ausfallen, weil die Gehäuselüfter mit mehr als 500 U/min arbeiten.

    Generell mache ich übrigens auch hin und wieder Messungen mit zwei Lüftern pro Kühler - aber nur dann, wenn der Hersteller mir auch ein zweites Exemplar mitschickt.
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  • KalleWirsch
    @Pootch Dachte ich früher auch. Mein Motto war. Hauptsache es tut was es soll.

    Mit erstklassigen Kühllösungen kriegst man aber selbst einen Spielerechner praktisch lautlos.

    OK man könnte sagen ein teurer Luxus. Muss aber jeder selber entscheiden.
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