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Thema: Projekt: Ein wassergekühlter PC (Selbstbau, mit Bilder !)

  1. #1
    Dauerschreiber Avatar von mukenukem
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    Standard Projekt: Ein wassergekühlter PC (Selbstbau, mit Bilder !)

    Projekt: Ein wassergekühlter PC


    Warum werdet ihr euch fragen, baut man sich einen wassergekühlten PC ? Nun, die Prozessor- und Grafikchip-Hersteller lassen einem kaum eine Wahl, wenn man einen leistungsfähigen, zuverlässigen und vor allem leisen PC möchte.

    Das Ziel bei diesem Projekt war ein PC, welcher unter 40° Prozessor- und Grafikkartentemperatur läuft. Leise könnte er auch ruhig sein, allerdings was das nicht zwingend notwendig. Für die Wasserkühlungs-Komponenten muß man allerdings zwischen 200 und 300 Euronen auslegen , also kein billiges Unterfangen. Aber es lohnt sich !

    Zuerst wählten wir die Komponenten aus, nur vom Feinsten:

    Prozessor:
    Pentium 4 560J (3.6MHz, 1MB Cache). Natürlich hätte man auch den 570 mit 3.8MHz nehmen können, allerdings läßt sich Intel 3% mehr Performance mit 150 Eier bezahlen, und das lohnt sich einfach nicht. Die 6xx Serie wurde deswegen nicht gewählt, weil der größere Cache bei Spielen (und das wird die Hauptanwendung sein) so gut wie nichts bringt. Die Dualcore-Prozessoren bringen ebenfalls bei heute erhältlichen Spielen genau nix.

    Grafikkarte:
    Geforce 7800GTX. Das (derzeitige) Flaggschiff von Nvidia, putzt alles derzeitig erhältliche weg. Zumindest bis die Ultra Version oder ATIs neue erscheint. Diesmal war die Grafikkarte sogar am Tag der Vorstellung wirklich zu kaufen !!!! (Ich erinnere mich an letztes Jahr, wo ich 3 Monate versucht habe, eine bestimmte 6800er Geforce zu bekommen, ohne Erfolg...)




    Motherboard:
    Supermicro PD-SLA. Warum dieses Board ? Ganz einfach, unsere Firma ist Distributor von Supermicro. Außerdem hat das Board den aktuellen Intel Chipsatz (945) und die laufen nun mal am stabilsten. Kann zwar kein SLI, ist allerdings nicht gefordert. Außerdem ist der Support bei Problemen ausgezeichnet. Und außerdem ist das Board sehr performant (und zuverlässig sowieso). Und falls Dualcore Prozessoren jemals einen Sinn machen, kann man sie auf dem Board problemlos einsetzen.

    Speicher:
    2x 1024MB DDRII-667
    Reicht aus für aktuelle Spiele wie Battlefield, außerdem können mehr als 3GB sowieso nur auf Server-Boards verwendet werden. Die "Workstation" Chipsatze können nur 4GB adressieren, wobei ein knappes Gig des verfügbaren Speicherbereichs für den PCI-Express draufgeht und somit nicht für Speicher verwendet werden kann.

    Netzteil:
    Zuerst versuchte ich es mit einem 460W Enhance, welches allerdings zu wenig Reserven für die Zukunft hatte, deswegen:
    645W Supermicro Workstation Netzteil. Da dieses Netzteil leider keinen direkten Anschluß für SATA Platten und Grafikkarten, habe ich die Kabelstränge nachgerüstet (und sicherheitshalber einen 2. Strang für die Grafikkarte mit eingebaut, man weiß ja nie). Außerdem Habe ich ein paar Änderungen bei der Belüftung vorgenommen. Bei diesem Netzteil läuft der Lüfter auch im Standby (weil es bis zu 4A im Standby kann, ist der Lüfter notwendig). Allerdigs ist er im Standby ungeregelt, deswegen ziemlich laut. Deswegen habe ich das geändert, der geregelte Hauptlüfter läuft nur mehr im Betrieb, ein Zusatzlüfter läuft immer unhörbar mit 5V.

    Gehäuse:
    Chieftec LBX-02 Tower. Weil wir auch Chieftec Distri sind . Und weil es für das Gehäuse einen transparenten Seitendeckel gibt (dazu mehr später). Und weil der obere Teil (Deckel) nur verschraubt ist (erleichtert den Einbau der Wasserkühlung).

    Festplatten:
    3 SATA Platten von Samsung, 80, 160, 250GB, jede mit 7200U/min und 8MB Cache. Sind schön leise und zuverlässig.

    Soviel zu den Standard-Komponenten, nun die nassen Teile:

    Pumpe:
    HPPS Plus von Innovatek. Eigentlich ist das eine Eheim Pumpe, welche allerdings mit 12V läuft. Innovatek hat die Ansteuerung entwickelt, denn die üblichen Aquariumpumpen laufen mit Wechselstrom. Und im PC wollte ich eigentlich keine 230V haben, deswegen das 12V Modell. Über die Zuverlässigkeit von Eheim Pumpen braucht man eigentlich nix sagen, die Dinger sind vom Feinsten (und eigentlich für den Dauerbetrieb im Aquarium ausgelegt). Auf die Pumpe ist direkt ein kleiner Ausgleichsbehälte aus Alu aufgesteckt.

    Kühlkörper für Grafikkarte:
    Cool-Matic G70 von Innovatek. Hat sich der "Kunde" so gewünscht. Innovatek behauptet, die Geforce 7800 benötigt keine Kühlung der Spannungsregler auf der Grafikkarte. Das glaube ich denen einfach nicht, deswegen hab ich noch einen Zusatzkühler für die Spannungregler gebastelt.




    Kühlkörper für die CPU:
    Zern PQ Plus. Ist komplett aus Metall (kein Plexiglas oder so sonstiges Plastik), und hat ein tolles Preis/Leistungs Verhältnis.

    Kühlkörper für die Northbridge:
    Eigentlich wollte ich die mit nem kleinen Lüfter kühlen, aber wenn schon, denn schon. Also ist sie auch wassergekühlt, da bis zu 20W Abwärme entstehen. Da grad nix anderes verfügbar war, nahm ich auch einen Zern NB Kühler. Davon habe ich allerdings nur den Oberteil mit den Anschlüssen verwendet, als Unterteil eine Eigenkonstruktion aus Alu-Blech (2,5mm), damit der Kühler gleichmäßig und zuverlässig auf der Northbridge aufliegt.



    Radiator:
    NexXxos HC60LE. Ist ein 3-fach Radiator für 3x 120mm Ventilatoren. Damit ordentlich Reserven für zukünftige Prozessoren und Grafikkarten vorhanden sind. Und 3 Ventilatoren von Smartcooler, die laufen nur mit 1000 U/min und sind somit quasi unhörbar.



    Anschlüsse und Schläuche:
    Hier habe ich auf Anschlüsse aus der Pneumatik mit zum Verschrauben zurückgegriffen. Damit die roten PVC-Schläuche garantiert halten. Silikonschläuche wurden nicht verwendet, weil zuviel Wasser durch die Schläuche hindurch diffundiert, d.h. das Wasser wird weniger, obwohl kein Leck vorhanden ist. Als Kühlmittel verwende ich destilliertes Wasser mit einem Zusatz zum Korrosionsschutz (notwendig, wenn verschiedene Metalle im Kühlkreislauf sind, hier Messing, Kupfer und Aluminium.

    Damit sich durch den fehlenden Luftstrom im Gehäuse keine Probleme ergeben, habe ich noch einen 92mm Lüfter für die Festplatten und einen 120mm hinten ins Gehäuse eingebaut. Beide ebenfalls Smartcooler mit 1000 U/min. Die hört man auch nicht wirklich.


    Jetzt wird es etwas grob: In den Deckel müssen Löcher für die Befestigung des Radiators und für die Schläuche gebohrt werden, und unten ins Gehäuse 4 Löcher für die Pumpe. Den Radiator habe ich auf das Gehäuse draufgesetzt. Schaut irgendwie nett aus und ist wesentlich weniger Arbeit als wenn man ihn ins Gehäuse einbaut. Außerdem bleibt im Gehäuse der volle Platz für Laufwerke erhalten.



    Den Kühlkörper auf die Grafikkarte montieren ist relativ einfach, nur sollte man entsprechend vorsichtig vorgehen, 550 Euros sind mit einem falschen Handgriff vernichtet. Und natürlich hat Innovatek zu kurze Schrauben beigelegt, sodaß ich erst etwas längere besorgen mußte. Weiters ist Innovatek der Meinung, der Kühlköper auf den Spannungsreglern der Graka reicht unbelüftet aus. Ich denke nicht, deswegen hab ich aus einem komplett anderen Kühler (für Mosfets auf einem Asus Board, der die passenden Abmessungen hatte) was passendes gebastelt.

    Der CPU-Kühler ist einfach zu montieren, einfach 4 Schrauben durch das Mainboard schrauben, Wärmeleitpaste auf die CPU und mit den Rändelschrauben festziehen. Da Federn unter den Rändelschrauben sind, paßt auch der Anpreßdruck.

    Der Kühler für die Nortbridge war eine Herausforderung. Da auf dem Supermicro Board der Northbridge-Kühler mit 4 Ösen befestigt ist, ist nix mit Schrauben. Deswegen hab ich eine 2,5mm Aluplatte entsprechend zugeschnitten und dort wo die Ösen sind 4 Löcher gebohrt. Unter diese Aluplatte habe ich noch ein kleineres, 2mm starkes Plättchen geschraubt, welches den Kontakt zur Northbridge herstellt. Und oben drauf den Anschluß für den Wasserkreislauf vom Zern Kühler. Da Aluminium ein guter Wärme-Leiter ist, bekomme ich damit die Wärme locker weg. Natürlich ist zwischen allen Teilen Wärmeleitpaste (Northbridge-Plättchen und Plättchen-Platte).



    Nachdem alle Kühler und die Pumpe montiert sind, kann der Wasserkreislauf hergestellt werden. Die Reihenfolge der Kühler ist eigentlich egal, im System gibt es eine Temperatirdifferenz von etwa 2-3°C, weil das Wasser ziemlich schnell fließt und so die Wärme sehr effektiv abtransportiert. Somit kann man die Schläuche in netten Radien verlegen, damit es keine Knicke gibt. Wichtig ist das saubere Schneiden der Schläuche, sonst könnte es einen Wasserschaden geben. Außerdem müssen die Verschraubungen an den Anschlüssen ordentlich festgezogen werden (Handkraft reicht, sonst wird der PVC-Schlauch beschädigt). Außerdem kann man die Pumpe schon mal mit dem Netzteil verbinden (alle anderen Komponenten noch stromlos !)

    Befüllen und Entlüften:

    Ich hab mir aus ner PET-Flasche einen Trichter gebastelt, damit man ordentlich Wasser einfüllen kann, eine große Einwegspritze tut es aber auch. Man schaltet die Pumpe ein (indem man das Netzteil einschaltet und am ATX-Stecker das grüne mit einem schwarzen Kabel verbindet, bei der Innovatek-Pumpe liegt ein entsprechender Adapter dabei) und füllt langsam (destilliertes !) Wasser in den Ausgleichsbehälter. Darauf ist zu achten, daß man immer einen hohen Wasserstand im Außgleichsbehälter hält, damit die Pumpe keine Luft ansaugt. Man füllt solange Wasser ein, bis keine Luftblasen mehr im Kreislauf sind. Am besten mal den AB zumachen und ein paar Minuten/Stunden laufen lassen (und kontrollieren, ob irgendwo Wasser austritt, vor allem beim Netzteil, alles andere kann man wieder trocknen, solange kein Strom dran war). Ich hab die Pumpe über Nacht laufen gelassen und am nächsten Tag ein Filterflies (aus der Aquaristik-Ecke) in den Ausgleichsbehälter gesteckt. Dieses Filterflies beruhigt die Strömung und verhindert, daß sich Strudel bilden und Luft angesaugt wird. Somit hört man die Pumpe auch nicht mehr. Bei größeren Ausgleichsbehältern ist das nicht notwendig. Wenn alles dicht ist und der Kühlkreislauf entlüftet ist, kann man alle Verbraucher amschließen.



    Einschalten, Jungfernfahrt:

    Nachdem alles verkabelt war, der Nervenkitzel: Irgendwas (besonders Northbridge und Grafikkarte) beim Umbau beschädigt ? Einschalten, pip, Geforce 7800GTX Bios, Supermicro PDSLA Bios, alles funktioniert. Sofort ins Bios, Temperatur der CPU anschauen: 32°C. Warten, wird kaum mehr, irgendwann dann 35°C. Bei luftgekühlten Prozessoren in der Leistungsklasse hat man da schon mal über 50°c (was kein Problem ist !).

    Danach habe ich Windows XP SP2 installiert, neueste Chipsatz und Nvidia-Treiber, und sofort Aquamark und 3dMark2005. Der Nvidia Treiber zeigt die GPU-Temperatur mit 33°C an. Sehr schön. Danach die erste Ernüchterung: Beim 3Dmark 2005 gerade mal heiße 1100 Punkte (üblich bei dieser Konfiguration 7500 Punkte oder mehr, mit einem Xeon 3.6GHz und genau dieser Geforce 7800GTX hatte ich 7400 Punkte !), Aquamark irgendwas mit 9000. Werte, welche mit einer 40 Euro Karte locker drin sind. Das war ziemlich frustrierend. Komischerweise war die Performance besser, wenn ich die Grafikkarte NICHT mit der zusätzlichen 12V Versorgung angeschlossen habe und der Treiber meinte, er werde aus Sicherheitsgründen genau deswegen die Performance drosseln.

    Nach einigem suchen fand ich dann ein Stichwort in einem Forum: Cold Bug. Danach war alles klar. Scheinbar ist Nvidia der Meinung, wenn die Temperatur über 125° (oder so) steigt, müßte man die GPU drosseln. Soweit, sogut. Allerdings wird die Performance auch unter 35° gedrosselt, wieso weiß keiner. Und da die Wasserkühlung so effizient arbeitet, hab ich eben unter 35°C auf der GPU. GRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRR!!!!!!!!!! Da war ich aber ziemlich stinkig ! Workaround bis zum Bugfix (mit neuem Treiber oder Bios): Die 3 Lüfter auf dem Wärmetauscher laufen zur Zeit nur mit 7V statt mit 12V, somit steigt die Temperatur auf unerhörte 42°. Und das System schurrt und läuft wie eine Rakete. Die Lautstärke ist übrigens erstaunlich. Niedrig. Da stellt sich die Frage "Läuft der überhaupt schon ?"



    Special Effects:
    Da war doch eine transparente Tür in der Stückliste. Der Kunde und ich haben den Plan, einen wassergekühlten PC zu bauen, in einer Cocktailbar bei guten Cocktails und einer Zigarre ausgetüftelt. Und ich hab natürlich in meinem angeheiterten Zustand die Klappe nicht halten können und Käsemodding versprochen. Die Kiste sollte ja auch was gleichschauen. Nie wieder Alkohol......

    Das Ergebnis sieht man hier:

    Statt der transparenten Scheibe habe ich eine Rauchglas-Scheibe eingepaßt.



    Darauf eine schwarze Folie mit dem ausgeschnittenem Motiv aufgeklebt, dahinter die Beleuchtung. Diese ist ein ausgedientes 15" LCD ohne LCD, nur mehr das Backlight. Denn das verteilt das Licht schön gleichmäßig. Und mit einem Schalter kann man die Beleuchtung abschalten, und dank Rauchglas sieht man kaum was vom Motiv.



    Ihr dürft raten, wer der "Kunde" ist, für den ich den PC gebaut habe



    Alles in allem ein schönes Projekt, wen man von den Problemen und dem Zeitaufwand absieht. Der Cold Bug hat mich locker 3 Stunden Fehlersuche und eine schlaflose Nacht gekostet. Aber ich denke, es hat sich gelohnt. Ich bin dem Kunden ja direkt neidig. Aber ich brauch so einen leistungsfähigen PC einfach nicht, der würde nur unbenutzt herumstehen....
    Geändert von mukenukem (21.07.2005 um 13:02 Uhr)
    "In this house we obey the laws of Thermodynamics !" - Homer Jay Simpson

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