High End Systeme werden mit immer mehr Leistung ausgestattet
In einer Workstation für anspruchsvolle Berechnungen werden meist mehrere High End Prozessoren und Grafikkarten eingesetzt. GPU Rendering, das heisst das Einbeziehen der Grafikkarte in den Rechenprozess, wird von immer mehr Software Anwendungen unterstützt. Wir stellen fest, dass immer mehr Workstations mit mehreren Grafikkarten ausgerüstet werden.
Während sich Prozessoren mit grossen Kühlelementen mit einer Luftkühlung effizient und relativ leise kühlen lassen, werden bei einer Grafikkarte standardmässig viel kleinere Lüfter eingesetzt, die eine deutlich hörbare Geräuschentwicklung aufweisen. Insbesondere die Kombination von mehreren Grafikkarten in einem System kann zu hohen Lärmbelastungen führen.
Bei hoher Leistung entsteht eine extreme Hitzeentwicklung
Die Hitzeentwicklung eines Prozessors oder einer Grafikkarte unter Volllast liegt bei über 100 Grad. Werden mehrere Prozessoren und / oder Grafikkarten eingesetzt, entsteht in einem Tower Gehäuse einer High End Workstation eine Hitze von bis zu 6 mal 100 Grad oder noch mehr. Da in einem Tower Gehäuse der Platz beschränkt ist, werden Grafikkarten mit sehr wenig Abstand auf dem Mainboard angebracht, so dass sich die Hitze auf kleinem Raum ansammelt und sich die Komponenten noch gegenseitig aufheizen.
Eine effiziente Kühlung ist zentral
Es ist selbsterklärend dass die Kühlung einer derartigen Temperatur nicht trivial ist. Werden die Komponenten mit einer Luftkühlung, bzw. Kühlaufsätzen und Lüftern gekühlt, so lassen sich hohe Geräusche nicht vermeiden. Insbesondere bei Einsatz von mehr als 2 Grafikkarten ist eine Luft-Kühlung nur bei Gehäusen mit einer sehr starken Kühlung möglich. Eine sehr gut hörbare Geräuschentwicklung lässt sich nicht vermeiden.
Wird die Kühlung vernachlässigt, so führt das zu einer Überhitzung der Komponenten, was zu einem Leistungseinbruch führt. Erreicht ein Prozessor oder eine Grafikkarte bzw. deren Rechenchip eine Temperatur von 100 Grad, so wird die Leistung deutlich gedrosselt. Zu bedenken ist zudem, dass jedes Grad Hitze in einem System die Lebensdauer verkürzt.
Eine integrierte Wasserkühlung arbeitet leise und extrem effizient
Ganz anders ist die Situation wenn eine integrierte Wasserkühlung eingesetzt wird. Damit gemeint ist eine Kühlung mit komplett integriertem Wasserkreislauf, der die Hitze von Prozessoren und Grafikkarten abführt und über einen grossen Radiator abgibt. Eine komplette Wasserkühlung ist nicht zu verwechseln mit einer Hydro Kühlung. Bei einer Hydro Kühlung wird ein kleiner Wasserkreislauf eingesetzt um nur den Prozessor zu kühlen. Eine Hydro Kühlung für den Prozessor ist nicht effizienter als eine Luftkühlung.
Eine integrierte Wasserkühlung ist zwar aufwändiger und teurer als eine Luftkühlung, bietet bei einem High End System aber gleich mehrere Vorteile:
- Der wohl grösste Vorteil ist, dass eine Kühlung mit geringen Betriebsgeräuschen möglich ist, auch bei Volllast.
- Die Komponenten werden viel effizienter gekühlt. Bei einer Luftkühlung haben auch bei gut konzipierter Kühlung die Hauptkomponenten eine Temperatur von 90 Grad oder mehr. Bei einer Wasserkühlung werden Werte von rund 60 Grad erreicht.
- Die Lebensdauer eines Systems mit Wasserkühlung ist deutlich höher, der "Verschleiss" durch hohe Temperaturen ist geringer.
- Der Luftdurchzug muss gerade bei einem High End System sichergestellt werden. Dadurch entsteht eine Ablagerung von Staub. Die Staubverschmutzung ist bei einer Wasserkühlung geringer, da weniger Lüfter arbeiten.
Der Unterhalt einer Workstation mit Wasserkühlung ist einfach.
Wann bringt eine Wasserkühlung wirklich Vorteile?
Aufgrund unserer Erfahrung geben wir die folgenden Empfehlungen zur Kühlung eines High End Systems:
- Die grössten "Lärmelemente" sind Grafikkarten. Bei Einsatz von einer Grafikkarte ist eine Luftkühlung genügend. Unter Vollast wird ein leichtes Rauschen hörbar sein, wobei der Ton nicht störend ist.
- Auch bei Einsatz von 2 Grafikkarten kann eine Luftkühlung eingesetzt werden. Arbeitet die Workstation unter Volllast, sind die Betriebsgeräusche deutlich hörbar, das Geräusch ist ein Rauschen. "Normale" Büroarbeit ist gut möglich.
- Wird eine Workstation mit 3 Grafikkarten ausgestattet, so ist eine Luftkühlung möglich wenn ein gut konzipiertes Kühlsystem eingesetzt wird. Die Geräusche unter Volllast sind aber sehr gut hörbar und können Büroarbeit behindern. Der Einsatz einer Wasserkühlung macht durchaus Sinn.
- Bei Einsatz von 4 Grafikkarten empfehlen wir den Einsatz einer integrierten Wasserkühlung. Eine Luftkühlung ist nur mit einem "Server-artigen" Gehäuse mit sehr starker Kühlung und entsprechenden Betriebsgeräuschen möglich. Mit Luftkühlung sollte das System bei tiefer Raumtemperatur laufen, idealerweise in einem klimatisierten Raum oder Schrank.
Natürlich kann bei jeder Workstation eine integrierte Wasserkühlung eingesetzt werden, auch wenn die Ausstattung nicht umfassend ist. Die Betriebsgeräusche einer Wasserkühlung sind in jedem Fall geringer. Kontaktieren Sie uns wenn Sie Fragen zum Thema "Professional Liquid Cooling" einer Workstation haben.
brentford Workstations mit "Professional Liquid Cooling"
Hörprobe einer brentford Workstation mit "Professional Liquid Cooling"
Diese brentford W189 Workstation wurde für Deep Learning Anwendungen hergestellt und wird bei der Universität Zürich eingesetzt. Die Anforderung bestand darin ein System mit 4 GTX Titan X Grafikkarten auszustatten, wobei die Betriebsgeräusche möglichst tief sein sollen. Dieser Film zeigt die Originalgeräusche der Liquid Cooling Workstation.
