1.2 Abhilfe-Maßnahme 2: Temperaturschalter
Aug 7th, 2010 by Stefan Fassbinder
Die nächste Möglichkeit besteht im Einsatz kleiner Temperaturschalter, die die offensichtlich unvollkommen funktionierende Regelung der Lüfter ersetzen oder ergänzen können. Solche Schalter werden vielfach als Übertemperaturschutz in Kleintransformatoren und ähnlichen Betriebsmitteln eingesetzt. Sie sind jedoch auch mit Schließer- statt Öffnerkontakt erhältlich und lassen sich mit etwas Glück zwischen die Rippen des CPU-Kühlkörpers einklemmen (Bild 5). In dem hier zitierten Beispiel-PC befindet sich diese Methode seit 5 Jahren im Einsatz, ebenso wie in etlichen Vorgängermodellen der vergangenen 15 Jahre. Hier wurde ein Schließer mit einer Nenn-Schalttemperatur von 90°C am oberen Ende in dem senkrecht angeordneten Kühlkörper angebracht. Das Ergebnis war anfangs, dass der CPU-Lüfter zwar unter normalen Betriebsumständen überhaupt nicht ansprang, in extremen Fällen aber jeweils für kurze Zeit, nur wenige Sekunden, nur allzu deutlich hörbar anfing zu lüften und dann wieder längere Zeit still stand. So wurde diese Methode umgehend mit der Methode 1 kombiniert. Nun läuft der Lüfter nach wie vor nur in extremen Situationen und selbst dann immer noch nur für sehr kurze Intervalle – dies jedoch, da nur noch mit 5 V gespeist, nahezu unhörbar. Wie sich auf einem Leistungsmesser erkennen lässt, liegt die Prozessor-Temperatur nun bei extremer Beanspruchung knapp unterhalb des Werts, bei dem der Prozessor anfängt herunter zu takten, also immer noch kein Verlust an Rechenleistung durch zu hohe Temperatur. Im Gegensatz hierzu scheint die allgemeine Auffassung zu sein, der Rechner liefe umso schneller, je besser er gekühlt wird. Das ist fast so falsch wie die Annahme, ein Auto liefe umso schneller, je kälter der Motor ist. Vielmehr steigt die Leitfähigkeit von Halbleitern – im Gegensatz zu der der Metalle – mit der Temperatur, also wenn überhaupt etwas, dann ist mit einsetzender Erwärmung eine Steigerung der Leistungsfähigkeit oder Reduktion der Verluste zu erwarten.

Bild 5: Kleine Temperaturschalter und NTC-Widerstände lassen sich mit Glück zwischen die Rippen des CPU-Kühlkörpers einklemmen
Bei der genannten »Umgehung der Regelung« ist jedoch zu beachten, dass unter Umständen im BIOS eine entsprechende Lüfter-Überwachungsfunktion abgeschaltet werden muss, sonst bleibt der Rechner beim Hochstarten bereits hier, im BIOS, mit der Meldung »Fan error« hängen. – Dies wiederum ist eine Art des Umgangs mit dem (vielleicht gar nicht existierenden) Problem, die noch absurder und noch kontraproduktiver ist als die bekannte, früher vielfach spöttisch zitierte BIOS-Fehlermeldung: »Keine Tastatur gefunden. Zum Fortsetzen bitte F1 drücken«. Das Anhalten im BIOS stellt nämlich im wahrsten Sinn die Feuerprobe zur Prüfung der Kühlfunktionen dar, da an diesem Punkt noch keine im Betriebssystem eingestellten Energiespar-Funktionen geladen sind und der Prozessor mit voller Leistung arbeitet, unabhängig davon, dass es an diesem Punkt noch gar keine Arbeit für ihn gibt. Er arbeitet jetzt ungefähr so sinnvoll wie ein Formel-1-Rennwagen: Mit Höllentempo im Kreis herum. Gerade wenn ein Fehler in der Kühlung vorliegt, wäre es wesentlich ratsamer, den Hochstart-Vorgang zu Ende laufen zu lassen und erst dann eine entsprechende Meldung abzusetzen, denn erst dann kann die elektrische Leistung minimiert werden.
Andererseits ist auch das wiederum völlig unnötig, denn der Prozessor schützt sich selbst vor Überhitzung, wie oben beschrieben. Dies lässt sich gut beobachten, indem man den CPU-Lüfter sabotiert (auch wenn es die EDV-Fachleute bei der reinen Vorstellung schon graust), den PC über einen Leistungsmesser an das Stromnetz anschließt, einschaltet und dann im BIOS anhält (beim Hochstarten »Entf« drücken) und wartet. Sowie der CPU-Kühlkörper eine Temperatur erreicht, bei der man sich daran schon gut und gerne die Finger verbrennen kann – aber erst dann – kann man beobachten, wie die aufgenommene Leistung allmählich anfängt zu fallen.
Was allerdings trotz allem nicht zu empfehlen ist, auch nicht versuchsweise und für einen kurzen Moment, ist ein Betrieb des Prozessors ganz ohne Kühlkörper. Die Leistungsdichte ist dafür zu groß und die Erwärmung zu schnell. Die spezifische Wärmebelastung entspräche etwa der des Motors in zitiertem Rennwagen. Der Kühlkörper hingegen ist so gut wärmeschlüssig mit dem Prozessor verbunden (Wärmeleitpaste), dass man dies thermisch als ein Teil ansehen kann, die Wärmekapazität des (viel größeren) Kühlkörpers also hinzu zu rechnen ist. Dies gewährt eine handhabbare thermische Trägheit.
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