[PLUS] CPU-Temperaturmessung: Wie heiß darf ein Intel- oder AMD-Prozessor werden?
PCGH Plus: Für moderne, leistungsfähige Prozessoren spielt die Kühlung eine wichtige Rolle. Deren Effektivität lässt sich an der CPU-Temperatur ablesen. Im Folgenden erläutern wir, was dabei zu beachten ist. Der Artikel stammt aus PC Games Hardware 04/2018.
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Wer schon einmal vor der Montage die Schutzfolie vom Kühlerboden nicht abgezogen oder für einen anderen Sockel gedachte Abstandshalter verwendet hat, der weiß: Wird die Abwärme vom Prozessor nicht zuverlässig an den Kühlblock weitergeleitet, kommt es früher oder später zu Problemen. Mit etwas Glück sind es bloß Leistungseinbrüche, doch wenn der Prozessor gar keinen Kontakt zum CPU-Kühler hat, lässt sich der PC normalerweise nicht verwenden. Die Kühlung des Hauptprozessors ist also Pflicht und verdient dementsprechend die Aufmerksamkeit aller PC-Schrauber. Ob das Kühlsystem seine Aufgabe erfüllt und die CPU sich nicht stärker erwärmt als vom Hersteller vorgesehen, lässt sich durch das Auslesen der Prozessortemperatur feststellen. Doch das ist selbst für fortgeschrittene Anwender nicht immer leicht, da Software teilweise mehrere CPU-Temperaturen anzeigt, die Werte nicht immer der Realität entsprechen und es außerdem gar nicht so leicht ist, herauszufinden, wie heiß der Prozessor denn werden darf.
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[PLUS] RAM im Härtetest: Wovon profitieren Coffee Lake, Ryzen und Skylake X in der Praxis?
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Keine Hitze, kein Problem
Ein vor 35 Jahren hergestellter Intel 80286 ist zwar zugegebenermaßen für keine heutige Anwendung mehr zu gebrauchen, doch würden Sie sich aus nostalgischen Gründen dazu aufraffen, einen Rechner mit einem so alten Prozessor auf die Beine zu stellen, müssten Sie sich zumindest um die CPU-Kühlung keine Gedanken machen. Die Leistungsaufnahme von Prozessoren war in den 80er-Jahren nämlich noch so gering, dass es genügte, wenn sie ihre Abwärme vom Chipgehäuse an die Umgebungsluft abgaben. Das änderte sich mit dem 1989 vorgestellten und bis zu 50 MHz flotten i486DX, der mit einem kleinen Passivkühler vor dem Überhitzen geschützt wurde. Mit schnelleren 486er-Varianten und dem Pentium etablierten sich CPU-Kühler mit dedizierter Belüftung.
In den Folgejahren stieg die Abwärme der Prozessoren auf der Jagd nach dem Durchbrechen der Gigahertz-Schallmauer stetig an, was nicht nur immer voluminösere Kühllösungen, sondern auch eine sorgfältige Montage derselben erforderlich machte: Wird die Wärme vom CPU-Die nicht zuverlässig abgeführt, brennt der Prozessor schlicht durch. Kein Wunder: x86-Chips erreichen eine extrem hohe Leistungsdichte. Der für seine Abwärme bekannte FX-9590 bringt es mit seinem 315 mm² großen Die und 220 Watt TDP beispielsweise auf 70 Watt pro cm², ein Pentium 4 HT (Prescott) mit 115 Watt TDP und 112 mm² großem Die sogar auf 103 Watt/cm². Zum Vergleich: Leistungsfähige Heizpatronen für die industrielle Nutzung erreichen 40 Watt/cm², am Hüllrohr von Uran-Brennstäben beträgt die Leistungsdichte rund 65 Watt/cm².
Temperaturmessung im Sockel
Seit vielen Jahren sind in die CPU integrierte Sensoren Standard, doch Anfang der 2000er implementierten die Mainboard-Hersteller noch Fühler, die unterhalb der CPU liegen. Auf diese Weise lässt sich die CPU-Temperatur nur ungenau bestimmen. Gedacht waren diese Lösungen, um im BIOS-Menü einen Wert in Grad Celsius festzulegen, ab dem sich das System abschaltet. Eine Lüfterregelung war (auch mangels Energiesparmodi) noch nicht Standard, Bastler setzten dazu auf externe Lösungen wie Potentiometer.
Schutzmaßnahmen
Um einem Totalschaden bei unzureichender Kühlung vorzubeugen, integrierte Intel bei der Pentium-Serie erstmals einen Thermalsensor und eine sehr simple Schutzfunktion: Wenn die Temperatur einen voreingestellten Wert überschreitet, stellt der Prozessor die Funktion bis zum nächsten Neustart des PCs ein. Dieser "Catastrophic Shutdown Detector" getaufte autonome Schutzmechanismus ist in die CPU integriert und nicht über das BIOS zu steuern. Bei dieser Vorgehensweise wird zwar der Prozessor vor dem Hitzetod bewahrt, es kommt aber stets zum Datenverlust. Auch heutige CPUs verfügen über diesen Notfallschutz: Wird der Prozessor zu heiß, gibt er das "THERMTRIP"-Signal aus und das Mainboard schaltet das System ab.
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Im Artikel finden Sie alles über:
- Schutzmaßnahmen bei CPUs
- Temperaturdefinitionen
- Maximaltemperaturen
- Sonderfall: Ryzen
- Unzureichende Kühlung entlarven
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