So ein Personal Computer ist ein gar wundersames Ding: Das kann fast alles, bildet mancherlei Anfaßbares als Bild nach, und das Bild funktioniert bei Berührung mit einem kleinen Zeiger wie das Anfaßbare: Was wie ein Radio aussieht, funktioniert auch wie ein Radio. Was wie ein CD-Spieler aussieht, funktioniert auch wie ein CD-Spieler. Es gibt auch Kalender, die mehr können als ein Kalender aus Papier, und Uhren, die auch aussehen wie Uhren und immer die richtige Zeit angeben.

Nichts von dem, was ein PC vorzeigt, kann man anfassen und irgendwo anders hinstellen. Es existiert nur „virtuell“, besteht aus „ein“ und „aus“ in Speicherzellen, aus Nullen und Einsen in „binären“ Codes und ist „weg“, wenn man den Strom ausschaltet. Schaltet man den Strom wieder ein und damit den PC, kann man alles aus festen Speichern wieder in flüchtigen Speicher laden und die Nachbildungen neu entstehen lassen.

Strom erzeugt Wärme, die gefährlich werden und zerstörerisch wirken kann.

Der Strom aus dem Netz, gezähmt als 5- und 12-Volt-Gleichstrom, ist der Motor, der einen PC in Gang setzt und am Laufen hält. Er bringt aber nicht nur binären Code zur Entfaltung, lässt Bilder und Töne entstehen, sondern erzeugt in den Bausteinen auch Wärme – lästige Wärme, die sogar gefährlich werden und zerstörerisch wirken kann.

Besonders auffallend ist die Wärmeentwicklung in den Mikroprozessoren, den Chipsätzen für die Koordination aller Bauteile und in den Grafikkarten-Bausteinen. Da werden hohe Rechen- und Steuerleistungen bei hohem Datendurchsatz verlangt. Das ständige Hin- und Herschalten zwischen Nullen und Einsen, Ja und Nein, On und Off lässt die Leitungen nicht gerade glühen, jedoch sehr warm werden.

Die Konstrukteure traten dem auf ganz einfache Weise entgegen: Sie leiteten die Wärme aus den Bausteinen ab in mit Wärmeleitpaste aufgeklebte kühlende Platten mit Rippen, die den Kontakt mit der umgebenden Luft verstärkten. Weil das oft nicht reichte, spendierten sie zusätzliche kleine Ventilatoren, die den Luftdurchsatz sehr deutlich verbesserten. So fanden sich bald Ventilatoren (fachmännisch „Fan“ genannt) in Netzteilen, auf Mikroprozessoren und auf den Grafikkarten wieder. Neben der gewünschten Kühlung produzierten sie auch Unerwünschtes, nämlich Lärm. Dieser Lärm addierte sich regelmäßig auf das Sirren von Festplatten auf, so dass unterm Strich der Betrieb eines PCs auch mit dem Erdulden von Geräusch erkauft werden musste.

Luft selbst ist an sich ein schlechter Leiter. In einem geschlossenen PC-Gehäuse – auch wenn es definierte Luftdurchlässe vorsieht – gelangt die Luft nur vorgewärmt an die zu kühlenden Bauteile. Ist obendrein an warmen Sommertagen die Raumluft bereits unangenehm temperiert, macht die Kühlung im PC schon Probleme. Ganz besonders bei heizfreudigen AMD-Prozessoren konnte es schon mal zum „Ausstieg“ kommen, wenn etwa Spiele (natürlich fachmännisch „Games“ genannt) die gesamte Leistungsfähigkeit eines Rechners herausforderten. Da gibt es nun vielerlei Ideen und technische Ansätze, der Wärme beizukommen und möglichst auch einen lautlosen PC zu verwirklichen. Getüftelt wird immer noch.

Wasserkühlung

Findige Leute dachten sich, dass sich ein besser leitendes Medium mit höherer Dichte langsamer an den Bauteilen vorbeileiten ließe und auch mit leiseren Beschleunigern befördert werden könnte. Sie dachten an Wasser und bauten entsprechende Kühlköper, die mit Schläuchen an eine Pumpe und einen Rücklaufbehälter anzuschließen waren. Das funktionierte durchaus, und es galt für viele Benutzer geradezu als „schick“, sein PC-Inneres mit einem entsprechenden Geschlinge zu garnieren. Die Geräuschminderung war offensichtlich, das leise Surren der Wasserpumpe kaum vernehmbar. Doch der Aufwand samt Gegenwart von Wasser bei einem elektrischen Gerät war nicht gering und serientauglich schon mal überhaupt nicht. Kein Massenhersteller konnte sich Wasserkühlung im PC als Standard vorstellen, obwohl auch bei der Wasserkühlung die Miniaturisierung und Vereinfachung Einzug hielt und großes Schlauchgewirr nicht mehr Bedingung ist. Jedoch ist der Platzbedarf oft ein Hindernis („Luftraum“ von zwei Slots für nur eine Karte). Auch sind die Anschlussstellen weiterhin ein neuralgischer Punkt. Man muss peinlich darauf achten, dass Schläuche nur gerade oder in einem sehr stumpfen Winkel auf Kupplungen zulaufen. Und nur gerade Schnittkanten gehören zu einer sauberen Installation. Der kleinste Fehler kann nach der Befüllung mit Wasser schlimme Folgen haben. Einen kleinen Überblick findet man hier: http://www.pcgameshardware.de/?menu=browser&article_id=572026&image_id=595546.

Die Heatpipe-Technik verschafft Ruhe

So blieb Wasserkühlung eher im Bereich des Exotischen oder milder ausgedrückt im Bereich des „Exklusiven“ stecken. Das hatte jedoch auch einen Grund, der zwar mit einem anderen Kühlmedium als Luft ebenfalls zu tun hatte, jedoch auf einer völlig anderen Technik beruhte und als Konkurrenz einen Siegeszug im PC antrat. Es kam die „Heatpipe“.

Die Heatpipe-Technik ist nicht neu und bot sich alternativ zur Wasserkühlung bereits vor Jahren schon an. Aus Kostengründen und aus Bequemlichkeit wurde sie von den Massenherstellern aber ebenso wenig aufgegriffen wie die Wasserkühlung. Der Herstellungsaufwand war auch relativ hoch, wogegen so ein „Fan“ eine zu vernachlässigende Größe darstellte. Hinzu kam, dass selbst bei Ausnutzung der Heatpipe je nach Kühlungsbedarf dennoch ein Fan nötig sein konnte, der sich bei Spitzenbedarf zuzuschalten hatte. Auch trat an die Stelle von Wasserschläuchen – wenn auch weniger auffällig – ein Geschlängel von Metallrohren mit entsprechendem Platzbedarf.

Erst seit relativ kurzer Zeit wird die Heatpipe-Technik für Mainboards perfektioniert und kommen immer mehr auch lüfterlose, somit absolut geräuschlose Komponenten in den Handel. Im Prinzip arbeitet die Heatpipe recht einfach: In warmen Bereichen verdampft eine Flüssigkeit (nimmt Wärme auf) und wird zu kühleren Bereichen geleitet, wo sie wieder kondensiert (Wärme abgibt) und über ein Kapillarsystem in den Rohren (pipes) wieder zu wärmeren Zonen geleitet wird.

Je mehr auf zusätzliche Ventilator-Lüftung verzichtet werden soll, desto mehr auch machen sich wahre Heatpipe-Kühltürme in den PCs breit. Notwendig sind sie oft nicht, etwa zur Kühlung der Northbridge-Chips, die zwar sehr viel leisten müssen und auch recht warm werden können, in der Regel jedoch keine besondere Kühlung benötigen, wenn nicht im gesamten Gehäuse schon tropische Hitze vorherrscht. Es ist dann eher die Freude am Besonderen, die manchen Bastler auch der Northbridge einen Kühlturm spendieren lässt, während vehemente „Gamer“ ihrer Northbridge schon eher eine Kühlung gönnen mögen, um nicht im Fronteinsatz eine digitale Ladehemmung zu erleben.

Während zum Beispiel ALDI/MEDION niemals einen Massen-PC mit Wasserkühlung in den Markt gepumpt haben, rüsteten sie angesichts einer ausgereiften Heatpipe-Technik ihren DualCore-VISTA-PC mit einem CPU-Kühlturm aus, um vor allem auch eine wesentliche Geräuschminderung zu erzielen. Zwar ist etwa die Intel D 920-CPU schon so etwas wie eine Warmluftheizung, doch im Normalbetrieb kommt beispielsweise der MD-8820-Rechner mit dieser CPU ohne Zusatzlüftung für die Heatpipe aus, während die Grafikkarte sowieso passiv über mächtige Kühlrippen ihre Wärme los wird und den Rechner sehr ruhig auftreten lässt.

Für den „Normalanwender“-Betrieb kann man sowohl auf Wasser- wie auf Heatpipe-Kühlung verzichten und es bei Ventilatoren belassen, wenn sie nur zahlreich genug sind, sehr große Durchmesser aufweisen und dadurch mit niedrigen Drehzahlen laufen können. Dann wird auch auf diese Weise ein PC leise. Das Wichtigste ist überhaupt, dass im Rechnergehäuse durch Konvektion (warme Luft strebt nach oben und zieht von unten kühlere Luft nach) ein reger Luftaustausch möglich ist. Da bietet sich zur Optimierung an, ein Gehäuse mit einem Lochblech als Boden zu wählen und die unterstützende Arbeit dem Lüfter in einem oben liegenden Netzteil zu überlassen, wobei der Fan im Netzteil einen sehr großen Durchmesser haben und nach unten weisen sollte. Das schafft einen guten Kamineffekt, solange der Rechner auf einem flachen Boden steht und nicht etwa auf einem hochflorigen Teppich. Reicht dann auch eine passiv gekühlte Grafikkarte aus und ist der CPU eine leistungsfähige Heatpipe aufgepflanzt, ist Ruhe im Haus, die jetzt eher nur von sirrenden Festplatten gestört werden kann.

Geradezu arktische Temperaturen zur Kühlung bietet die Peltier-Technik

Wasserkühlung ist also eher etwas für Bastler oder heißspornige Gamer, wird in Massenware nicht serienmäßig angeboten, wogegen die Heatpipe sich auch in fix und fertigen OEM-Rechnern durchgesetzt hat. Damit jedoch nicht genug: Wer geradezu arktische Temperaturen zur Kühlung sucht, findet eine Lösung in der Peltier-Technik. Bei ihr werden zwei genau definiert unterschiedliche Metallplatten gegeneinander gepresst. Wird nun eine Spannung angelegt, reißen Elektronen, welche über die Grenze der beiden Platten „gestoßen“ werden, Wärmeenergie mit. So kann man von einer Seite zur anderen Wärme „pumpen“. Das Problem hierbei: Die genaue Bemessung der verwendeten Materialien, der hohe Stromverbrauch und die Gefahr, dass bei zu heftiger Kühlung gefährliches Kondenswasser entsteht.

Vielleicht nicht dumm: Immer gucken, was die „Großen“ machen. Aus dem Hause MEDION war zu vernehmen, dass man sich sehr bemüht, möglichst leise Rechner zu vermarkten, weil das Betriebsgeräusch eines PCs mittlerweile zu einem wichtigen Kriterium geworden ist. Als erwärmungsfreudige DualCore-CPUs verbaut werden sollten, war die Entscheidung für die Heatpipe wie im MD-8820 fällig (das Modell ist längst ausverkauft und kann daher ohne Schleichwerbeeffekt genannt werden). Ein Griff zur Wasserkühlung schied von vornherein aus, weil einfach auch „zu gefährlich“ und in den Händen absoluter Laien, zu denen ein Massenprodukt zwangsläufig in großer Stückzahl gelangt, ein zu hohes Risiko.

Fazit und Rat

Wer also „fachmännisch“ mit der Wasserkühlung in seinem PC umgeht, wird sehr zufrieden sein, allerdings einen höheren Aufwand treiben müssen. Wer es weniger kompliziert mag und einen großen Kühlungsbedarf anmelden muss, wird die Heatpipe bevorzugen, an der jedoch auf keinen Fall herumgebastelt werden darf. Wo es auf Geld nicht ankommt, bietet sich der Griff zu fertigen Spezialsystemen an, die jedoch ihre Nachteile haben: Gerechnet wird ja nicht mit Luft, Wasser oder Heatpipe-Fluid, sondern mit CPU, Chipsatz und den anderen Komponenten in einem PC. Die sind bekanntlich schon veraltet, wenn man sie gerade als letzten Schrei im Laden erwirbt. Da ist ein Spezial-System schnell obsolet, und man weiß nie, was man von ihm beim Erwerb eines neuen Mainboards mit einem Sockel für eine neue CPU-Generation noch verwerten kann. Im schlimmsten Fall überhaupt nicht außer dem nackten Gehäuse.

Fazit: Mode oder Gag von Notwendigkeiten unterscheiden, nicht auf Werbegetöse hereinfallen und sich einen vertrauenswürdigen Händler suchen, der wirklich die optimale Lösung anbietet, die sich aus dem tatsächlichen Bedarf ergibt. Wasserkühlung wird nur selten dazu gehören, die Heatpipe verschafft Ruhe, falls man sie haben will, aber die üblichen Lüfter tun es auch, wenn sie sehr ruhig laufen.