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  • Arbeitsspeicher: Ist ein RAM-Kühler Pflicht? (PCGH-Basiswissen) [Special der Woche]

    Seit im Endkundenmarkt mit DDR-RAM immer mehr Arbeitsspeicher mit Kühlkörpern erschienen ist, gibt es immer wieder Diskussionen über den Sinn und Zweck der Bestückung von RAM-Riegeln mit Heatspreader. PC Games Hardware analysiert, was es mit der Wärmeentwicklung und der Kühlung von Arbeitsspeicher auf sich hat.

    Anmerkung der Redaktion: Dieser Artikel war der erfolgreichste der abgelaufenen Woche. Aus diesem Grunde veröffentlichen wir ihn heute zum Wochenabschluss erneut mit dem Hinweis auf seinen Erfolg. Viel Spaß damit. RAM-Kühlkörper: Aushängeschild der Hersteller (1) RAM-Kühlkörper: Aushängeschild der Hersteller (1) Über einen Aspekt gibt es wenig zu diskutieren: Kühlkörper auf RAM-Modulen erfüllen oft optische Zwecke - anders lassen sich die knalligen Farben, markanten Formen und Schriftzüge nicht erklären. Spielereien wie Leuchtröhrchen und LEDs zeigen, dass viele Hersteller Möglichkeiten suchen, sich mit ihren Produkten abzugrenzen und Käufer mit bestimmten optischen Vorlieben anzusprechen. Doch allein daraus abzuleiten, dass RAM-Kühler überflüssig sind, wäre vorschnell.

    DDR-RAM: Die Rolle der Temperatur
    Bei Arbeitsspeicher handelt es sich um flüchtigen Speicher, dass heißt der Inhalt der Speicherzellen geht verloren, wenn die Stromzufuhr unterbrochen wird. Doch auch im laufenden Betrieb muss regelmäßig sichergestellt werden, dass die in den Chips hinterlegten Informationen erhalten bleiben, denn die Ladung in den Speicherzellen geht nach einiger Zeit zurück. Das Speicherkonsortium JEDEC hat bereits in der Spezifikation für jede DDR-Generation festgelegt, wie die Gegenmaßnahmen aussieht: Ist Auto Self-Refresh (ASR) aktiviert, wird der Inhalt der Speicherzellen regelmäßig neu aufgefrischt. Für DDR3-RAM beträgt die Standard-Auffrischungsrate auf Rank-Ebene 7,8 Mikrosekunden. Dies gilt für den Normalbetrieb bis zu einer Temperatur von 85 °C. Im erweiterten Temperaturbereich bis 95 °C erfolgt die Auffrischung regulär doppelt so häufig, nämlich alle 3,9 Mikrosekunden.

    Während der Auffrischung lassen sich die in den Speicherfeldern betroffenen Reihen nicht produktiv nutzen. Da es sich bei Auffrischungszyklen um ein notwendiges Übel handelt, sollte die Temperatur also unter 85 °C gehalten werden, auch wenn aktuelle DRAM-Chips üblicherweise für eine Betriebstemperatur bis 95 °C spezifiziert sind. Dies gilt nicht nur für aktuellen DDR3-Speicher, sondern auch für DDR4-RAM: Die JEDEC sieht hier ebenfalls eine erhöhte Refresh-Rate im Bereich zwischen 85 und 95 °C vor. Aber: Die Spezifikation erlaubt es, unterhalb von 45 °C die interne Refresh-Rate anzupassen, also den Zeitabstand zwischen den Auffrischungszyklen weiter auszudehnen. Sämtliche genannten Temperaturwerte beziehen sich auf die Oberflächentemperatur in der Mitte eines DRAM-Chips.

    Bei den für das Server-Segment entwickelten Fully-Buffered-DIMMs sind übrigens Kühlkörper Standard. Hier sind es aber weniger die DRAM-Bausteine, die vor Überhitzung bewahrt werden müssen, sondern es ist der Advanced Memory Buffer (AMB) von FB-DIMMs. Dieser ist die Kommunikationsschnittstelle zwischen RAM-Controller und den einzelnen Speicherbausteinen und wird daher stark beansprucht. Der temperaturüberwachte AMB kann bei unzureichender Kühlung über 100 °C erreichen.

    08:56
    PCGH-Basiswissen: Ist ein RAM-Kühler Pflicht?

    Die Heatspreader
    Kühlbleche auf RAM-Modulen funktionieren nach dem gleichen Prinzip wie Kühlkörper auf Prozessoren oder Grafikchips: Die auf einer kleinen Fläche erzeugte Wärme wird über eine wärmeleitfähige Schicht an einen Kühlkörper abgegeben, der aufgrund seiner großen Oberfläche eine effiziente Kühlung ermöglicht. Diese Art der Kühlung arbeitet umso wirkungsvoller, desto stärker die Luft um den Kühlkörper herum in Bewegung ist, wie beispielsweise Untersuchungen des Speicherchip-Herstellers Micron zeigen: In einer Versuchsreihe mit 4 GiByte fassenden DDR3-RDIMMs und 40 °C warmer, einströmender Luft sorgte ein Kühlkörper bei einer durchschnittlichen Luftgeschwindigkeit von knapp 0,9 m/s für eine Abkühlung um 3 Kelvin, bei rund 2,6 m/s hingegen für eine Temperaturdifferenz von 6 Kelvin. Für Silent-Fans ist vor allem folgender Umstand interessant: Um identische Temperaturen zu erhalten, reicht beim Einsatz eines Kühlkörpers je nach getesteter Konfiguration wesentlich geringer beschleunigte Luft aus. Ein Heatspreader wirkt also bereits bei einer schwachen Gehäusebelüftung, belohnt aber auch einen stärker ausgeprägten Luftstrom.

    Auch in den Tests von PC Games Hardware haben RAM-Kühler ihren Kühleffekt bereits unter Beweis gestellt: Gute Nachrüstkühler aus dem Zubehörmarkt wie der EKL Alpenföhn Ram(m)bock haben bei DDR3-RAM (2 GiByte DDR3-1333) eine Abkühlung von über 10 Kelvin erreicht - bei einer gemessenen Betriebsspannung von 1,63 Volt und ohne dedizierte Belüftung. Übertakter, die mit höheren Spannungen, Taktraten und zielgerichteter Belüftung arbeiten, dürften größere Temperaturdifferenzen gegenüber dem kühlerlosen Betrieb erzielen. Wie warm wird DDR3-RAM normalerweise eigentlich? Im offenen Aufbau sind bei Vollauslastung und 1,65 Volt Spannung bei den meisten, mit unterschiedlich aufwendigen Kühlern bestückten Testmustern auf 20 °C Umgebungstemperatur normierte Werte zwischen 35 und 40 °C üblich (DDR3-1333). Haben Sie dabei im Hinterkopf, dass wir die Temperaturen mittels Messfühler zwischen den Chips ermitteln - die Chips selbst dürften etwas wärmer werden. Dieser Wert gilt außerdem für den Betrieb mit zwei Modulen in einer Dual-Channel-Konfiguration, bei Vollbestückung mit vier Modulen ist die Wärmeentwicklung höher. Im geschlossenen Gehäuse ist mit höheren Temperaturen zu rechnen, wobei die restlichen verbauten Komponenten und die Gehäusebelüftung eine entscheidende Rolle spielen. Bei gleicher Spannung sind Temperaturen zwischen 40 und über 60 °C realistisch. Das Auslesen von RAM-Temperaturen via Software ist übrigens im Normalfall nicht möglich, auch wenn es technisch kein Problem darstellt, einen dedizierten oder im SPD-EEPROM integrierten Sensor auszulesen, wie zum Beispiel Crucial bei bestimmten Ballistix-Modulen anhand der Software M.O.D. Utility demonstriert.

    Die PCGH-Empfehlung
    Ordentlich verarbeitete RAM-Kühler, die einen guten Kontakt zu den Speicherchips haben, sorgen für eine deutliche Abkühlung - das haben Tests gezeigt. Die gelegentlich anzutreffende Behauptung, dass Kühlkörper die Hitzeabfuhr behindern, ist also falsch. Da RAM im Normalfall aber auch ohne Kühlkörper stabil betrieben werden kann und nicht überhitzt, können Sie beim Speicherkauf zu den Modulen greifen, die Ihnen von den spezifizierten Werten und dem Preis-Leistungs-Verhältnis am meisten zusagen - unabhängig von dem Vorhandensein eines Kühlers. Den Griff zu Modulen mit einem Kühlkörper oder die Installation eines RAM-Kühlers aus dem Zubehörmarkt empfehlen wir dann, wenn RAM-Overclocking mit angehobenen Spannungen betrieben werden soll und mit erhöhten Temperaturen im Gehäuse - etwa aufgrund der Übertaktung weiterer Komponenten und der Verwendung von Grafikkarten mit einem offenen Kühlkörper und Axiallüftern - zu rechnen ist.

  • Es gibt 25 Kommentare zum Artikel
    Von Sumpfig
    ich wusste vorher, dass es schwachsinn ist, die MIPS auf die Dominator zu schrauben...aber wenn schon wasser, dann…
    Von Ersy90
    Ich mag meine Corsair Vengeance, sehen auch sehr schick aus.
    Von ΔΣΛ
    Habs schon immer geahnt, das die Leute die behauptet haben, das Kühler sogar schädlich sind, absolut Schwachsinn…
    Von Cosmas
    das Ram-kühler im consumersegment, eher beiwerk als wirklich von nutzen sind, sollte allgemein bekannt sein, erst…
    Von AMD4EVA
    ich halte diese kühler für sinnlos, nichtmal ein avexir 2933er mit abmontierten bling bling geht über 65-70°und wenn…
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Arbeitsspeicher: Ist ein RAM-Kühler Pflicht? (PCGH-Basiswissen) [Special der Woche]
Seit im Endkundenmarkt mit DDR-RAM immer mehr Arbeitsspeicher mit Kühlkörpern erschienen ist, gibt es immer wieder Diskussionen über den Sinn und Zweck der Bestückung von RAM-Riegeln mit Heatspreader. PC Games Hardware analysiert, was es mit der Wärmeentwicklung und der Kühlung von Arbeitsspeicher auf sich hat.
http://www.pcgameshardware.de/RAM-Hardware-154108/Specials/Arbeitsspeicher-Ist-ein-RAM-Kuehler-Pflicht-PCGH-Basiswissen-Special-der-Woche-1119855/
10.05.2014
http://www.pcgameshardware.de/screenshots/medium/2014/05/IMG_2162-pcgh_b2teaser_169.jpg
ram,arbeitsspeicher,kühler
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