AiO-Phasenwechselkühler: der8auer zeigt außergewöhnlichen CPU-Kühler (jetzt mit Video)

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AiO-Phasenwechselkühler: der8auer zeigt außergewöhnlichen CPU-Kühler (5)
Quelle: PC Games Hardware

Roman "der8auer" Hartung hat auf der Computex 2018 eine neue Umsetzung des Phasenwechselprinzips bei der PC-Hardware-Kühlung vorgestellt. Statt das ganze Mainboard in Kühlflüssigkeit unterzutauchen, entspricht der Aufbau eher einer klassischen Kompakt-Wasserkühlung - bloß dass keine Pumpe zur Bewegung der Kühlflüssigkeit benötigt wird.

Auf der Gamescom 2017 hatte Roman Hartung alias der8auer die erste Iteration des Aqua Exhalare vorgestellt, die mit einer Nvidia-Edition vor einigen Wochen eine Überarbeitung erfahren hat. Bei den Systemen wird der Großteil der Hardware, allen voran der Prozessor und die Grafikkarte, in Kühlflüssigkeit von 3M getaucht. Diese ist elektrisch nichtleitend und hat einen niedrigen Siedepunkt von 61 Grad Celsius. Direkt an den Siliziumchips verdampft die Flüssigkeit durch die Abwärme, steigt zum Deckel auf und wird dort wieder heruntergekühlt, um zu kondensieren. Das Problem bisher: Die Kühlung erforderte einen zusätzlichen Wakü-Kreislauf mit einer Pumpe, sodass das Konzept vor allem gut aussieht, aber kaum Vorteile gegenüber einer Custom-Wasserkühlung bietet.

Mit einem neuen Projekt skaliert der8auer das Konzept herunter und macht es für Endkunden zugänglicher. Statt den Großteil der Hardware abzutauchen, wird nur der Prozessor gekühlt - im gezeigten Testsystem ein Core i9-7920X mit 12 Rechenkernen aus Intels Skylake-X-Familie. Der Heatspreader hat keinen direkten Kontakt zur Kühlflüssigkeit, stattdessen ähnelt der Aufbau einer klassischen All-in-One- beziehungsweise Kompakt-Wasserkühlung.

Im Inneren befindet sich allerdings kein Wasser mit Zusätzen, sondern eine dieses Mal nicht weiter benannte Kühlflüssigkeit mit weiterhin niedrigem Siedepunkt. Diese verdampft an der CPU, woraufhin der Dampf durch den Schlauch aufsteigt, am Radiator oben heruntergekühlt wird, kondensiert und daraufhin wieder zur CPU zurückfließt. Das geschlossene System ist deutlich günstiger als ein komplettes Becken und benötigt darüber hinaus keine Pumpe. Im Falle von klassischen AiO-Wasserkühlungen ist die Pumpe häufig die lauteste Lärmquelle, da sie sich schlecht entkoppeln lässt.

Bei der gezeigten Lösung handelt es sich noch um einen frühen Prototyp. Ein CPU-Kühler mit diesem Konzept soll auf den Markt gelangen, aber deutlich anders aussehen: Der Drucksensor am Kühlblock wird entfallen, der Schlauch dünner gehalten und der Radiator größer. Insgesamt sollte das Design später noch mehr einer AiO-Wakü ähneln.

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    • Kommentare (74)

      Zur Diskussion im Forum
      • Von Rotkaeppchen
        AW: AiO-Phasenwechselkühler: der8auer zeigt außergewöhnlichen CPU-Kühler

        Zitat von X-CosmicBlue
        Warum sollte es kein Wasser sein?
        Ich denke, die Dampfdruckkurve ist selbsterklärend:
        In geschlossenen Heatpipes ist das kein Problem.

        [Ins Forum, um diesen Inhalt zu sehen]
        Quelle: Was passiert mit Wasser, wenn der Luftdruck immer geringer wird?
      • Von Incredible Alk Flüssigstickstoff-Guru (m/w)
        AW: AiO-Phasenwechselkühler: der8auer zeigt außergewöhnlichen CPU-Kühler

        Naja, die Wärmeleitfähigkeit von Wasser ist eher sehr bescheiden - macht aber nichts weil man die hier ja auch nicht braucht (die Wärme wird hier bewegt durch Konvektion, nicht durch Leitung).
        Ansonsten kann ich mir auch gut vorstellen dass es schlicht Wasser ist. Nicht nur dass es billig ist - es ist auch noch ungiftig und vergleichsweise einfach dicht irgendwo einzusperren (im Gegensatz zum superdünnflüssigen Novek...). Man muss "nur" das Problem lösen den Innenraum auf Größenordnung 100-200 Millibar runterzudrücken (was Kondensation bei rund 50-60°C entspräche) und das ganze dauerhaft 100%tig dicht zu halten... denn wenn der Unterdruck raus kann bzw. Außendruck rein kann siehts schlecht aus mit der Siederei bei für CPUs gesunden Temperaturen.
      • Von X-CosmicBlue BIOS-Overclocker(in)
        AW: AiO-Phasenwechselkühler: der8auer zeigt außergewöhnlichen CPU-Kühler

        Zitat von interessierterUser
        Wenn Romans neuer Kühler also ein Geräuschproblem hat, sollte er sich Gedanken über das Material und die Oberfläche machen, es wird ja kein Wasser sein. Auch für andere Flüssigkeiten, wie Alkane gibt es entsprechende Materialen
        Wasserabweisendes Material: Da perlt alles ab - SPIEGEL ONLINE
        Warum sollte es kein Wasser sein? Es ist ein geschlossenes System, kein direkter Kontakt zur Hardware. Wasser ist günstig, hat eine gute Wärmeleitfähigkeit und eine gute Wärmekapazität. Und ich kann sehr einfach über den Druck den Siedepunkt bestimmen.
      • Von Rotkaeppchen
        AW: AiO-Phasenwechselkühler: der8auer zeigt außergewöhnlichen CPU-Kühler

        Zitat von PCGH_Torsten
        ...bei 350 statt 330 Kelvin bewegen sich Teilchen nicht relevant stärker.
        Bei chemischen Reaktionen gilt ganz grob, dass 10°C Temperaurerhöhung eine Verdoppelung der Reaktionsgeschwindigkeit mit sich bringt. Diffusionsvorgänge kann man dazu zählen. Das so als grober Daumenwert. Reaktionskinetik unterliegt einer exponentiellen Steigerung.
        RGT-Regel – Wikipedia

        - Schlauscheißermodus aus -
      • Von PCGH_Torsten Kokü-Junkie (m/w)
        AW: AiO-Phasenwechselkühler: der8auer zeigt außergewöhnlichen CPU-Kühler

        Zitat von Incredible Alk
        Schätze mal das ist der bedeutende Unterschied zwischen Physiker und Ingenieur - der Physiker misst erst aufwendig wie viel die heiße Oberfläche an der eine Flüssigkeit siedet evtl durch Kavitation abgetragen werden könnte (oder lässts halt von nem Studenten machen), macht wahrscheinlich noch Versuchsreihen mit verschiedenen Materialien, Flüssigkeiten, Temperaturdifferenzen, Oberflächenbeschaffenheiten und beim Versuch getrunkenen Kaffeesorten.
        Der Ingenieur erkennt dass siedende Suppe im Phasenwechselkühler ziemlich dasselbe ist wie siedende (essbare) Suppe im Kochtopf und unterstellt dem Ding einfach, dass es wie der Kochtopf höchstwahrscheinlich nicht in den ersten 20 Jahren an Kavitation sterben wird und bautn Prototyp.

        ...und am Ende beantworten beide die Frage des vorgesetzten BWLlers gleich: "Wird es während der Garantiezeit ausfallen?" "Nein."
        Der Besitzer meines Wasserkochers wäre sehr froh, wenn Kavitation in siedenden Medien zu nenneswert Material-/Kalkabtrag führen würde. Im Gegensatz zu Kavitation durch Unterdruck verschwindet der Anlass zur Blasenbildung hier aber nicht plötzlich.

        Zitat von zotac2012
        Es wäre ja interessant gewesen zu erfahren, wie die Temperaturen des i9 7900X im Stock-Betrieb mit Prime95 waren, mit diesem AiO-Phasenwechselkühler. So kann man doch nicht im Geringsten ableiten, wie die Kühlleistung dieses AiO-Phasenwechselkühler dann später mal in einer 240/ oder 360mm Radiator Variante sein wird. Ich frage mich, kann so ein Kühler deutlich bessere Werte erzielen als ein herkömmliche AIO und vor allem, wird so eine AiO-Phasenwechselkühlung sich dann in einem Preisrahmen bisheriger AIOs bewegen, oder ist damit zu rechnen, dass so etwas deutlich teurer wird?
        Prinzipbedingt ist bei einer passiven Siedekühlung sogar eine schlechtere Kühlleistung im Vergleich zu Lösungen mit aktiv gekühltem Medium zu erwarten. Die gleiche Menge Flüssigkeit nimmt beim verdampfen zwar weitaus mehr Wärme auf als bei bloßer Erwärmung, aber eine einfache Pumpe kann wesentlich mehr Flüssigkeit durch einen Kühler pumpen, als hier durch Konvektion umgewälzt wird. Dafür haben Pumpen aber eben andere Nachteile wie Ausfallwahrscheinlichkeit und Geräuschemissionen.

        Zitat von empy
        Einerseits muss man sagen, dass das Problem erstmals beim Northwood aufgetreten ist, dass sind keine 25 Jahre (na gut, viel fehlt nicht). Es ist halt ein Effekt, der die bis dahin als ewig geltende Lebensdauer von Chips verkürzt, auch wenn die Temperatur stimmt. Kritisch wird's halt, wenn Sachen länger halten sollen, als sie das normalerweise müssen und sehr hohe Spannungen anliegen. Solche Spannungen sind unter Luft aber eigentlich gar nicht praktikabel. Es besteht halt die Sorge, dass der Effekt sich stärker auswirkt, wenn die Strukturen feiner werden.
        Hohe Spannungen beschleunigen Elektromigration dramatisch. Deswegen war Northwood seinerzeit so schwer betroffen – Netburst konnte mit entsprechender Spannung sehr hohe Taktraten erreichen, die neue 130-nm-Fertigung war etwas effizienter, nach Williamette und den letzten Thunderbirds waren leistungsfähige Kühler weit verbreitet und bis SNDS galt: Solange die Temperatur im grünen Bereich bleibt, sind der Spannung und dem Takt keine Grenzen gesetzt. Bei Einsatz leistungsfähiger Wasserkühlungen wurde wohl teilweise mit 24/7-Spannungsanhebungen von über 50 Prozent gearbeitet.
        Ein halbes Jahr später war man schlauer und einige CPUs ärmer.

        Hohe Temperaturen wirken sich dagegen nur vergleichsweise gering aus. Wie bei vielen physikalischen Prozessen sollte man sich hier an der absoluten Temperatur orientieren – bei 350 statt 330 Kelvin bewegen sich Teilchen nicht relevant stärker.
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