Worklog Projekt Odyssee - Der lange Weg zur flüssigen Kühlung

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Nov 3, 2018
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Wie einige bereits aus meiner Systemvorstellung wissen, bin ich gerade dabei von Luftkühlung auf eine Wasserkühlung umzustellen. Ursprünglich war geplant vorerst nur die CPU mit Wasser zu kühlen und erst bei einem GPU Upgrade auch diese mitzukühlen. Durch glückliche Zufälle und gute Angebote konnte ich eine 1080 Ti mit Kühlblock ergattern und somit wird die GTX 1080 verkauft.


Jetzt wird aber die Frage aufkommen, warum ich das Projekt "Odyssee" nenne. Nun, das liegt daran, dass ich nun schon seit fast 3 Monaten dabei bin alle nötigen Teile zusammenzubekommen. Bestellt waren die entsprechenden Teile schnell. Anfänglich hieß es "lagernd, sofort lieferbar", wenige Tage später "nicht mehr lagernd, verspätet, wieder ein paar Tage später "derzeit nicht lieferbar, Lieferzeit 30–60 Tage". Nach ca. 40 Tagen endlosem Warten bekam ich eine E-Mail "Bestellung storniert, da Lieferzeit unbestimmt". So stand ich nun vorige Woche weder mit gelieferten, noch mit bestellten Teilen da.
Um das Projekt endlich weiterzubringen, bestellte ich daraufhin die Einzelteile bei verschiedenen Händlern. Damit sich die ganze Angelegenheit nicht noch weiter hinzieht, musste ich in den sauren Apfel beißen und Unmengen an Versandkosten bezahlen. Manch einer könnten sich davon einen Doppelturmluftkühler der Premiumklasse kaufen und hätte immer noch Geld übrig.

Das alleine würde den Namen "Odyssee" aber noch nicht ganz rechtfertigen. Die hier im Forum gekaufte 1080 Ti wurde von DHL gleichzeitig geliefert und wiederum auch nicht. Da ich zur Zustellungszeit nicht zu Hause war, konnte ich das Paket nicht entgegennehmen. Laut Sendungsverfolgung wurde mein Paket in die Paketempfangsbox gelegt und der Empfänger (also ich) benachrichtigt. Dem war aber nicht so. Um die Empfangsbox öffnen zu können, benötigt man aber die Benachrichtigung, in der ein Chip ist. Nach langem hin und her telefonieren, sagte mir die Supportmitarbeiterin zu, dass ich eine Benachrichtigungskarte bekomme. Wenige Tage später lag die besagte Karte im Postkasten und ich kam zu meiner GTX 1080 Ti.

Screenshot 2021-01-18 172729.png

Warum plötzlich der plötzliche Wechsel von Team Luft zu Team Wasser? Insgeheim plane ich den Umstieg schon seit mehreren Monaten bzw. eigentlich sogar Jahren. Der Grund hierfür sind die unverschämt hohen Aufpreise bei High End Varianten von Grafikkarten. So kostet die günstige Karte oft mehrere hundert Euro weniger als die teuersten, sind aber nur wenige Prozent schneller aber dafür erheblich kühler und leiser. Mit dem Umstieg auf eine Wasserkühlung erhoffe ich mir, dass ich langfristig (über viele Jahre hinweg) beim Kauf von Grafikkarten etwas Geld ersparen kann. Ein weiterer Grund ist das Bauen der Wasserkühlung an sich. Ursprünglich wollte ich nur einen Grafikkartenwechsel durchführen, aber durch die aktuelle Liefersituation mit den entsprechend total überhöhten Preisen, habe ich davon Abstand genommen. Ein anderweitiges Hardwareupgrade (Prozessor, MB, Gehäuse,...) hätte sich auch nicht gelohnt. Schlussendlich festigte sich die Entscheidung zur Wasserkühlung immer weiter und ich machte mich auf die Suche nach passenden Komponenten. Um den Preis möglichst gering zu halten, hielt ich auch auf gängigen Gebrauchtwarenportalen nach möglicher Hardware Ausschau und wurde recht schnell fündig.


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Zu einem unschlagbaren Preis konnte ich insgesamt 3L Flüssigkeit (wird nicht verwendet), einen 240mm Radiator von EK samt 2x 120 Noiseblocker Lüfter (wird nicht verwendet), einen CPU Kühler von EK (Supremacy EVO) (wird zum Teil verwendet), eine Pumpe samt AGB (EK-XRES Revo D5) (wird verwendet) und ein paar 10/8mm Winkel und normale Anschlüsse.

Um den CPU Kühler verwenden zu können, musste ich erst eine AM4 Montageset bestellen. Das bereits verbaute, passte nur auf den Intel 115x Sockel.
Damit auch nach dem Umbau ein guter Sitz vorhanden war, schnallte ich den Kühler samt WLP auf den 3700X und schaute, ob die WLP gleichmäßig verteilt wurde.
Screenshot 2020-12-07 203631.png

Was wird konkret verbaut? Genau diese Frage stellte ich mir auch lange, habe mir den Kopf über Tage bzw. Wochen zerbrochen bis ich zu einem Entschluss gekommen bin. Die Frage, ob Softtubes oder Hardtubes war schnell geklärt. Da Optik eher zweitrangig ist und mir die Flexibilität von Schläuchen lieber war bzw. ist, fiel die Entscheidung darauf.
Den CPU Kühler als auch die Pumpe werde ich von den gebrauchten Teilen nehmen. Beim Radiator dauerte das Rätselraten schon viel länger. Wenn ich schon Geld für eine Customwasserkühlung in die Hand nehme, möchte ich auch eine erheblich größere Kühlleistung haben, als das was mir der NH-D15 und der Luftkühler der Grafikkarte bieten. Daher waren Kombinationen wie 2x 240, 360+240, 360+360 aus dem Rennen. Im Fractal Design Define S (meinem Gehäuse) wären theoretisch 420+360mm möglich. Jedoch wird der Platz dann enorm knapp, daher verwarf ich auch diesen Plan. Beim Surfen im Internet sind mir externe Radiatoren ins Auge gefallen und ich wusste: "Das wirds". Genau wie Hubraum beim Auto, Arbeitsspeicher im Rechner, ist Radiatiorenfläche nur durch mehr Radiatorenfläche zu ersetzen. Am Ende ist die Wahl auf den Watercool Mo-Ra3 360 gefallen. Darauf können 9x120mm Lüfter je Seite montiert werden. Theoretisch wären also bis zu 18 Lüfter möglich. Ich habe mich dafür entschieden, dass ich den Radiator nur einseitig bestücken werde, da auch so die Kühlleitung völlig ausreichen wird. Angebracht werden darauf 9 Arctic P12 PWM PST Lüfter. Einfach die Preis/Leistung Empfehlung schlecht hin. Lüfter von Noctua hätten rund das 5-fache gekostet und würden aber kaum Mehrwert bieten, da ich rund 400 U/min mit dem Arctics anstrebe und sie dort unhörbar sind.
36091_1_600x600.jpg

Um die ganze Wasserkühlung steuern zu können, besitze ich seit einiger Zeit einen Aquacomputer Octo. Dort werden die Lüfter angeschlossen und gesteuert. Gleichzeitig werden auch einige Temperatursensoren und ein Durchflusssensor verbaut. Somit habe ich immer alle wichtigen Parameter im Überblick und kann die Drehzahl der Lüfter und der Pumpe entsprechend regeln.

Als Kühlflüssigkeit werde ich nur destilliertes Wasser mit einem Schluck Glysantin G30 verwenden. Soll laut einigen Berichten aus anderen Foren mit das beste und haltbarste sein.
 
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Um einen externen Radiator betreiben zu können, muss man irgendwo durch das Gehäuse fahren. Da gäbe es mehrere Möglichkeiten:
  • Eine Schlauchdurchführung für den PCI Bereich
    Nachteil hiervon ist, dass man beidseitig einen Schlauchanschluss und somit vier zusätzliche benötigt.
  • Gehäuse mit vorgesehenen Öffnungen
    Fällt bei meinem Flach
  • Mit einem Bohrer zwei passende Bohrungen setzen
    Genau diese Variante werde ich machen. Geplant ist die Löcher über bzw. neben die Grafikkarte zu bohren
Screenshot 2020-11-26 160223.png
Um den externen Radiator nicht immer mitschleppen zu müssen, werden Schnellkupplungen verwendet. Ähnlich wie bei Gardena Gartenschläuchen (nur in teurer xD) können die Leitungen zum bzw. vom Radiator einfach abgesteckt und der PC bewegt werden.

Zu Testzwecken wurde auch die Grafikkarte mit Wasserkühlung aber ohne Wasser eingebaut. Durch die recht hohe Masse des Kühlers ist es möglich, dass die Grafikkarte bei 2D Last auch ohne Wasser betrieben werden kann. Nach kurzem Funktionscheck wurde die 1080 Ti wieder ausgebaut, zur Seite gelegt und die 1080 wieder eingebaut, zumindest so lange bis alle Komponenten bei mir eingetroffen sind.
Screenshot 2021-01-15 162023.png
Auch die Pumpe samt AGB ist bereits im Gehäuse verbaut.
 

122messi122

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Der Zusammenbau

Heute ist der Mo-RA3 360 angekommen. Was ein Monster.
Screenshot 2021-01-20 181036.png
Die erste Aufgabe war es die Lüfter zu montieren, der Radiator kam im Prinzip bereits vormontiert. 36 Schrauben später sah die das ganze Konstrukt schon folgendermaßen aus:


Screenshot 2021-01-20 181058.png

Nun stellte sich die Frage wie oder wo bringe ich den Radiator an. Nach langem Rätseln fand ich die Montage hängend unter dem Tisch, neben dem PC am elegantesten und unauffälligsten.
Screenshot 2021-01-20 180901.png

Dank eines 3D Druckers und CAD Software war es mir ein leichtes passende Haltebügel zu konstruieren und zu drucken.
Das Ergebnis war wenig spektakulär, dafür aber funktional und unauffällig. Die Halterungen wurden aus PLA ohne Stützstruktur gedruckt. Druckzeit ca. 20min pro Stück. Insgesamt waren vier Stück notwenig.
(Falls jemand das 3D Modell oder die .stl Datei benötigt, bitte melden)
Screenshot 2021-01-21 165624.png
Die Montage am Radiator ging auch schnell vonstatten. Zuerst wurden, die beim MORA mitgelieferten Abstandshalter eingeschraubt und anschließend die Haltebügel mit M4x20 Schrauben befestigt.
Screenshot 2021-01-21 165941.png
Im nächsten Schritt musste der Radiator unter dem Tisch verschraubt werden. Hierzu ist eine weitere Person zum Halten notwendig.
Das Ergebnis kann sich absolut sehen lassen. Neben dem PC fällt er kaum auf.

Screenshot 2021-01-21 170522.pngScreenshot 2021-01-21 170503.png

Heute sind auch endlich die Schnellverschlüsse angekommen. Wie bereits in der Einleitung erwähnt, werden zwei Löcher ins Gehäuse gebohrt und die Kupplungen verschraubt. Damit keine Metallspäne vom Bohren irgendwo am Mainboard einen Kurzschluss verursachen, wurde während des gesamten Bohrvorgangs ein Staubsauger benutzt.
Screenshot 2021-01-21 170911.png

-Fortsetzung folgt
 
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Fairyturtles

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Nur um es nebenher mal erwähnt zu haben gut gegliedert und geschrieben,
so aus meiner Sicht :)

Naja und das Thema ist auch spannend x3
 
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Kurzes Update: Da die Alphacool 13/10 Anschlüsse in Schwarz und der Durchflusssensor überall ausverkauft sind, habe ich auf EK Anschlüsse umgeschwenkt und den Durchflusssensor ergänze ich zu einem späteren Zeitpunkt, wenn er wieder erhältlich ist. Ist ja bei Softtubes nicht so viel aufwand.

Um auch das ganze System optisch gut in Szene zu setzen, habe ich Kabelverlängerungen für mein Seasonic bestellt. Die originalen Kabel sehen einfach wie schwarze Spaghetti aus. Die Kabelverlängerung von EZDIY werden Schwarz/Grau ausfallen und optisch hoffentlich gut ins System passen.
Damit die beginnenden Kabelstränge vom Netzteil nicht so sehr sichtbar sind, wurde von mir eine einfache Abdeckung in CAD designt und mit dem 3D Drucker hergestellt.
Screenshot 2021-02-06 164730.png



Auch in eine Beleuchtung wurde investiert: Wie bereits weiter oben erwähnt, besitze ich einen Aquacomputer Octo, über dem die gesamte Wasserkühlung aber auch die kommende Beleuchtung gesteuert wird. Hierzu habe ich mir ein RGBpx Beleuchtungsset von Aquacomputer gekauft.
 

122messi122

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Das Projekt machte seinen Namen alle Ehre. Wo immer es nur möglich war, versuchte es alles zu verzögern. Sei es, dass Teile nicht lieferbar waren, der Versand doppelt so lang als üblich dauerte oder dass Pakete, trotz Abstellgenehmigung, nicht zugestellt wurden. Trotzdem habe ich allen Strapazen getrotzt und heute war es endlich so weit. Die Anschlüsse, der Schlauch und die LED Streifen sind angekommen und wurden von mir sofort eingebaut. Ich freute mich wie ein Kind zu Weihnachten, dass ich endlich mit dem Zusammenbau beginnen konnte. Wegen der Lieferverzögerung habe ich bereits die Tage davor den Noctua NH-D15 entfernt, den EK Supremacy EVO und die Grafikkarte eingebaut, also mussten nur noch die Anschlüsse angeschraubt und das System verschlaucht werden.
IMG_20210212_160809.jpg
Da es nicht mein erster PC mit Schläuchen ist, war es keine große Herausforderung. Nun kommt der mit Abstand spannendste Part an einer ganzen Wasserkühlung, nämlich das befüllen. Erst hier merkt man, ob wirklich alle Schläuche richtig auf den Anschlüssen sitzen, die Anschlüsse ordentlich verschraubt sind oder ob man gar vergessen hat zusätzliche Anschlussöffnungen z.B. beim Radiator zu verschließen. Damit bei etwaigen Lecks nicht sofort Wasser auf die restliche Hardware tropft, habe ich den gesamten PC ordentlich mit Küchenrolle ausgelegt. Zum Glück aber war alles dicht und die Küchenrolle blieb überall trocken.
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Noch ca. 2 Liter destilliertem Wasser wurde der Kreislauf allmählich voll. Zum Abschluss kippte ich noch einen Schluck Gysantin rein und begann den PC in alle möglichen Richtungen zu kippen, um so viel Luft wie möglich aus dem Kreislauf zu bekommen. Nun, was soll ich sagen? Ich denke, das Ergebnis spricht für sich:

WhatsApp Image 2021-02-13 at 13.27.13 (1).jpeg
Durch die LED-Streifen wird die gesamte Hardware im Gehäuse perfekt in Szene gesetzt.
Nicht nur ins Innere des PCs ist ordentlich Arbeit geflossen, sondern auch ins restliche Setup


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Hydrablades

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Wow, sieht echt super aus. Bis jetzt war ich nie der Fan von Soft Tubes, fande Hard Tubes immer viiiel schicker. Aber dein PC gefällt mir mit den Soft Tubes echt sehr gut!
 

122messi122

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Wow, sieht echt super aus. Bis jetzt war ich nie der Fan von Soft Tubes, fande Hard Tubes immer viiiel schicker. Aber dein PC gefällt mir mit den Soft Tubes echt sehr gut!
Danke ^^

Der Wechsel von 1080 auf 1080 Ti ist durchaus bemerkbar. Um die Leistungssteigerung schwarz auf weiß zu haben, wurden vor dem Umbau und nach dem Umbau einige Benchmarks durchgeführt. Notiert habe ich mir hierbei die FPS bzw. Punkte als auch die Temperaturen. Natürlich kann man die Temperatur der 1080 unter Luft nicht mit den Temperaturen der 1080Ti unter Wasser vergleichen, da sie auch ein anderes (240W Max zu 320W Max) Powerlimit haben. Aber als grobe Orientierung sicherlich nicht schlecht.
Benchmark oder SpielFPS / Punkte vorherFPS / Punkte nachherGPU Temperatur vorher [°C]GPU Temperatur nachher [°C]
Valley Benchmark Extreme HD112,7/ 4715142,3 / 59567239
Firestrike22005-25460-1076628176-25298-119596939
Firestrike Extreme10447-25576-483314265-25022-67766839
Firestrike Ultra5516-25578-28097136-24897-38136940
Rise of the Tomb Raider *102,161186838
GTA 5 Benchmark <16ms [%] *98,68-29,68-96,16-99,79-92,63
99,92-99,85-100-100-99,98
6736
CP 2077 Sunset Motel Stadt59766838

*zeitweises CPU Limit kann nicht ausgeschlossen werden

Auch für die CPU habe ich Benchmarks durchgeführt. Hier habe ich aber auf die Leistungsdaten verzichtet, da sich beim Takt nichts getan hat und ich somit zweimal dasselbe Ergebnis erhalten würde. Während ich mit den GPU Temperaturen mehr als zufrieden bin, bin ich bei der CPU doch etwas enttäuscht. Im Großen und Ganzen liefert die Wakü nur ein paar Grad geringere Temperaturen als der Noctua NH-D15.
Meine Vermutungen warum das sein könnte waren folgende:
  • Wärmeleitpaste nicht richtig verteilt: Ich habe den Block demontiert, die Paste nochmal neu aufgetragen, obwohl ich bereits sah, dass sie bereits sehr schön verteilt war. Ergebnis: Gleich wie vorher, kann also als Ursache ausgeschlossen werden.
  • Etwas Luft im CPU Block: PC nochmal in alle möglichen Richtungen gekippt und gewackelt bis so gut wie alles an Luft draußen war. Ergebnis: Gleich wie vorher
  • Zu wenig Durchfluss: Pumpe auf maximale Drehzahl gestellt. Ergebnis: Manchmal 1-2 Grad geringere Temperaturen, könnte aber auch Messungenauigkeit sein.
  • CPU Block bedenkt nicht das ganze Chiplet durch das dezentrale Design von Zen 2. Ich denke, das ist die wahrscheinlichste Erklärung.
CPU BenchmarkTemperatur vorher [°C]Temperatur nachher [°C]
CB R15 Multi7371
CB R20 Multi7168
CB R23 Multi7572
Prime 95 Custom Min/Max 13446662
 
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Hydrablades

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Kleiner Hinweis: Du hast bei den GPU Temperaturen zwei mal "GPU Temperatur vorher [°C]" geschrieben, ich glaube da soll ein mal vorher und ein Mal nachher stehen? ^^
 

122messi122

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Der Kreislauf funktioniert nun zwar, ist aber nicht ganz komplett. Wie bereits weiter oben erwähnt, hatte ich geplant, dass auch ein Durchflusssensor verbaut wird, aber da dieser aktuell nirgends lieferbar ist und ich nicht noch weiter warten wollte, hab ich den Loop bereits jetzt zusammengebaut. Wenn der Sensor wieder lieferbar ist, werde ich den natürlich bestellen und einbauen. Was Sensoren bzw. Messwerte von Sensoren anbelangt, bin ich ein absoluter Freak (xD) und daher ist sowas für mich ein muss. Wo und wie er am schönsten eingebaut wird, überlege ich mir erst, wenn er geliefert wurde.

Bereits jetzt habe ich am Ausgang der Pumpe einen Temperatursensor angebracht, um die Wassertemperatur bestimmen zu können. Gleichzeitig hängt auch außerhalb des Gehäuses ein Temperatursensor, um die Temperatur der Umgebungsluft zu messen und zusammen mit der Wassertemperatur das Delta zwischen Luft und Wasser zu bestimmen.
InkedWhatsApp Image 2021-02-13 at 13.27.13 (5)_LI.jpgScreenshot 2021-02-14 085939.png
 

122messi122

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Natürlich wenn man so eine enorme Kühlleistung zur Verfügung hat, wagt man sich recht schnell ans Übertakten, so auch ich. Bei der CPU wusste ich bereits vorher was möglich ist bzw. wie viel Spannung benötigt wird. Schlussendlich blieb ich bei 4.4GHz Allcore bei 1.33V, denn für 4.5GHz Allcore sind bereits 1.46V nötig und selbst dann weiß ich nicht zu 100 %, ob es in jeder Situation stabil ist. Die Mehrleistung steht mit dem erhöhten Energieverbrauch in keinem sinnvollen Verhältnis.
Bei der GPU sah die Lage schon anders aus. Zuerst wagte ich mich ans Maximum. 2100 MHz waren mit keiner Spannung stabil möglich, daher entschied ich mich einen guten Kompromiss aus Leistung und Energieaufnahme zu wählen. Schlussendlich landete ich bei 2025MHz bei einer Spannung von 1V. Im normalen Gamingbetrieb stellt das Powerlimit keine Einschränkung dar, ganz im Gegenteil. In der Regel werden gerade mal 70-80 Prozent des Powerlimits ausgeschöft (Maximal wären 117%). Bei Forza Horizon 3 zum Beispiel, im GPU Limit wird nur zwischen 50 und 60 % benötigt.
 

122messi122

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Trotz funktionierender Wasserkühlung bin ich bereits am Planen was ich in Zukunft ergänzen bzw. abändern möchte.
  • Durchflusssensor: Der geplante Sensor ist immer noch nicht lieferbar, daher bin ich mittlerweile auf einen anderen umgeschwenkt. Im Grunde ist das Modell egal, hauptsache ich erhalte eine Messwert, der möglichst genau ist.
  • Eine "Brücke" bevor die Schläuche aus dem Gehäuse geführt werden. Derzeit ist es nur möglich den PC zu betreiben, solange der MoRa angeschlossen ist, denn sobald dieser abgesteckt wird, ist der Durchfluss blockiert. Daher wird bei beiden Schläuchen ein T-Stück eingebaut und dazwischen ein Absperrhahn. Der Absperrhahn wird benötigt, damit das Wasser, wenn der MoRa angeschlossen ist, nicht über die Brücke fließt und den Radiator auslässt. Mit der Brücke ist es möglich den PC auch ohne Radiator zu betreiben, wenn auch nur kurz.
  • OC Bracket von der8auer: Da der Kühlblock des Prozessors nicht ganz so gut mit dem asymmetrischen Design der Zen 2 (3) zurecht kommt, denke ich, dass eine Verschiebung durch das OC-Bracket der Temperatur sehr zugute kommt. Falls da jemand Erfahrungen gesammelt hat, nur her damit!
  • RAM wasserkühlen: Während der Ram mit dem Noctua NH-D15 maximal 45°C warm wurde, steigt nun die Temperatur bereits nach 30min Gaming auf ca. 70°C und ist auch im Idle bei 45°C. Die Gehäusebelüftung ist unverändert. Vorne befinden sich zwei 140mm Lüfter als Intake und hinten ist ein weiterer 140mm Lüfter zur Rausbeförderung der Luft. Bisher ist das Ganze noch stabil, aber im Sommer bei höheren Temperaturen im Zimmer könnte die Lage ganz anders aussehen.
 

Fairyturtles

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Mrz 7, 2019
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Was ich persönlich mit am spannendsten finde sind die wirklich "krassen" Unterschiede in der Gpu Kühlung,
ich meine klar is ne 1080 Aircooling schwer mit ner 1080ti Liquid vergleichen.

Nur was dann halt doch sehr deutlich wird, den Unterschied den son Loop macht is massiv mehr als ein "paar" °C
ich kann ja aktuell eher zu meiner 2070s gucken die Luftgekühlt is und das auch sehr ordentlich,
ist ja nen gutes Design, dennoch da kommt es nie ran.

ich meine max 40°C ist letztlich halt schon irgendwie beeindruckend.

Um die CPU Kühler zu bekommen bräuchte es evtl. nen "besseren" Block oder nen extra Radiator dafür,
denn das sind die Temperaturen, die ich naja nicht dermßaen beeindruckend finde :)

Doch bei solchen GraKa Werten komme ich ja auch ins überlegen,
zumal ich ja eh nicht demnächst Upgrade vermutlich x3
 

Fairyturtles

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Mrz 7, 2019
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Ein zusätzlicher Radiator wird wenig bringen. Selbst unter Gaminglast und dementsprechender Abwärme steigt die Wassertemperatur kaum über 30°C. Die Ursache liegt eher am Kühlblock.
hmm, naja dann wäre das technisch ne Maßnahme nur auf der anderen Seite taucht da auch schnell die Frage auf, gibt es etwas, dass mit der CPU und dem Oc nicht möglich is oder gibt es etwas wofür Mensch mehr bräuchte?

Außer eventuell Neugier?
 

122messi122

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Nov 3, 2018
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Eigentlich nicht aber mit einer Wasserkühlung möchte man doch niedrigere Temperaturen erreichen als das