Hightech-Produkt Kühlkörper

19.12.2002
Moderne Hochleistungsprozessoren können nicht nur schnell rechnen, sie brauchen auch jede Menge Energie. Die zugeführte Leistung wird dabei komplett in Wärme umgewandelt. Um sie abzuleiten, braucht es einen Kühlkörper - früher ein einfacher Aluminiumklotz, mittlerweile ein Hightech-Produkt.

Ohne aktive Kühlung sind heutige Hochleistungsprozessoren nicht lebensfähig. Wird die Wärme der CPUs nicht schnell genug abgeführt, brennt der Prozessor innerhalb weniger Sekunden durch, falls nicht eine interne oder externe Sicherheitsschaltung die CPU entweder heruntertaktet oder deaktiviert.

Die Zeiten, als ein Kühlkörper nur aus einem simplen Stückchen Aluminium bestand, sind längst vorbei. Hochleistungskühlkörper bestehen heute aus einem Kupferkern und einem Aluminiumprofil, das die Abwärme an die Umgebungsluft weiterleiten soll.

Grundsätzlich gilt: Je größer die Oberfläche eines Kühlkörpers, desto besser ist er in der Lage, die Abwärme an die Luft abzugeben. Ein auf dem Kühlkörper montierter Lüfter fächelt dem Aluminiumprofil quasi immer frische, kühlere Luft zu. So lässt sich der Wirkungsgrad des Kühlkörpers weiter steigern.

Problematisch für die Entwickler ist auch die Größe des Kühlprofils. In einem Rechner ist nicht besonders viel Platz, sodass eine gewisse Größe nicht überschritten werden darf. Außerdem ist auf das Gewicht zu achten, schließlich muss die Halterung des Kühlkörpers das gesamte Gewicht auf dem Motherboard tragen. Die Halterung soll einerseits für einen stabilen Halt sorgen und muss andererseits auch schnell und einfach innerhalb weniger Sekunden zu montieren sein. Gerade OEMs achten sehr auf eine leichte Montage des Kühlkörpers ohne Schrauben. Eine intelligente Befestigung ist ihnen dann auch ein paar Euro mehr wert.

Innen steckt das Know-how

Hochleistungskühlkörper besitzen heute alle einen Kupferkern. Aufgrund der höheren Wärmeleitfähigkeit des Kupfers kann die Abwärme der CPU schneller weggeleitet werden. Das Problem dabei: Der Kupferkern muss die aufgenommene Hitze ja auch wieder loswerden. Dafür ist ein normaler Rippenkühlkörper aus Aluminium zuständig. Einfach wäre es nun, den Kühlkörper komplett, also samt Rippen, aus Kupfer zu fertigen. Doch das ist erstens zu teuer, und zweitens würde der Kühlköper zu schwer.

Bei der Konstruktion eines Mischkühlkörpers, bestehend aus Kupferkern und Aluminium-Rippen, ist ein geringer Wärmeübergangswiderstand zwischen den beiden Materialien der entscheidende Faktor. Um diesen Widerstand so gering wie möglich zu halten, müssen die beiden Komponenten eng miteinander verbunden werden.

So hat beispielsweise EKL ein Verfahren entwickelt, um die Oberflächen beider Komponenten so weit zu glätten, dass eine absolut homogene Verbindung entsteht. Eine spezielle Formung der Kühl-Lamellen sorgt weiterhin für eine optimale Luftströmung am Kühlkörper. Der aufgesetzte Ventilator kann so langsamer drehen, was den Geräuschpegel stark mindert. Dieser Hochleistungskühlkörper wurde für den Pentium 4 konzipiert und soll eine optimale Wärmeableitung gewährleisten.

www.ekl-ag.de

ComputerPartner-Meinung:

Die Entwicklung in der Halbleiterbranche zwingt die Hersteller von PCs zum Umdenken. Mit einem x-beliebigen Kühlkörper aus Fernost ist es heute nicht mehr getan. Denn Hochleistungsprozessoren erzeugen so viel Wärme, dass sich diese nicht mehr mit einem einfachen Aluminiumklotz abführen lässt. Nur moderne Verbundwerkstoffe sind dazu in der Lage. Und die Entwicklung geht weiter in diese Richtung. Insider glauben, dass die Verlustleistungen der CPUs in den nächsten Jahren noch weiter ansteigen werden. 100 Watt dürften dann keine Ausnahme, sondern eher die Regel werden. Hersteller von Kühlsystemen sind dann gefordert, die entsprechenden Hightech-Kühler zur Verfügung zu stellen. (jh)

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