Reduzierung der Temperatur eines Laptops mit Flüssigmetall

in #deutsch2 years ago (edited)

Hallo Steemians,

ich lese immer fleißig eure Blogs und wollte auch mal etwas beisteuern.
Da ich nicht viel koche und wenig rausgehe kommt hier allerdings kein typischer steemit Blogpost ;)

Ich bin beruflich viel unterwegs und habe daher einen Laptop mit einer dedizierten Grafikeinheit (GPU) um abseits der Arbeit im Hotel das ein oder andere Spiel zu starten. Da ich ein Ingenieur bin interessieren mich die technischen Daten meines Laptops (Spannungen, Temperaturen, Takt) und daher lese ich diese während des Zockens aus.

Bei einer Runde CSGO läuft mein Laptop durschnittlich mit +90°C auf der GPU und CPU und der Lüfter klingt wie eine Turbine. Diese Werte sind rein technisch noch im Rahmen (Tjmax liegt bei 105°C), allerdings takten die Komponenten sich ab und zu herunter um eine Überhitzung zu vermeiden. Wenn dies passiert fehlt natürlich ordentlich Leistung und das Spiel fängt an zu hängen, wenn man dadurch dann auch noch gekillt wird ist der Frust sehr groß.

Ich habe also überlegt wie ich die Temperatur senken kann, irgendwelche externen Lüfter halte ich für Blödsinn. Der interne Lüfter ist in der Regel genau für die vorhanden Kühlrippen dimensioniert und mehr Airflow bringt nicht automatisch mehr Kühlleistung und eine Änderung der Kühlrippen wäre dann doch etwas übertrieben.

Also wo kann man noch ansetzen? Richtig, bei der Verbindung zwischen Chip und Kühlkörper. Dort wird Wärmeleitpaste verwendet, welche in der Regel eine Wärmeleitfähigkeit von maximal 8 W/mk (Wert einer hochwertigen Wärmeleitpaste) besitzt. Da sie maschinell aufgetragen wird ist die Schicht in der Regel auch zu dick. Diese Paste lässt sich natürlich gegen bessere austauschen und vorallem in einer dünneren Schicht.
Ich dachte mir aber, wenn ich mir schon die Mühe mache und den Laptop aufschraube dann gehe ich gleich All-in und verwende das aktuell beste Mittel zur Wärmeübertragung: Flüssigmetall mit einer Wärmeleitfähigkeit von 73 W/mk !!

Flüssigmetall besteht unter anderem aus Zinn, Gallium, Indium und hat eine Konsistenz ähnlich der von Quecksilber. Flüssigmetall ist elektrisch leitend und reagiert chemisch mit Aluminium (Aluminium löst sich auf), man sollte sich also gut vorbereiten und aufpassen wie man vorgeht wenn man Flüssigmetall verwenden möchte.

Ich habe zum Testen den Heaven Benchmark mit dem Extreme Preset 10 Minuten laufen lassen um die Temperatur vorher und nachher zu bestimmen, der Benchmark simuliert sehr gut eine anspruchsvolle Spielelast. Die Umgebungstemperatur lag bei 18°C und der Laptop stand normal auf dem Tisch.

Wie wir hier sehen sind wir nach 10 Minuten bei 90°C, kein so toller Wert...

Also Laptop aufgemacht, Hautplatine ausgebaut, Kühler entfernt, Wärmeleitpaste entfernt, Chips mit Alkohol gereinigt und Flüssigmetall auf die Chips und die Kühlkörper aufgetragen. Flüssigmetall aufzutragen ist sehr nervenaufreibend, da es sich nicht gut mit dem Silizium verbinden möchte. Ich nehme zum Auftragen ein Ohrstäbchen und "massiere" damit das Flüssigmetall auf dem Silizium, nach etlichem hin und her fängt es dann an zu haften.

Wie man hier sieht sind die CPU und GPU mit einer Heatpipe miteinander verbunden, sprich sie heizen sich gegenseitig auf. Dies ist eine gängige Bauart bei Laptops, sie wird verwendet um einfach Platz und Kosten zu sparen. Der Nachteil ist dass bei einer Belastung der GPU auch die CPU aufgeheizt wird (und andersherum).

Entschuldigt die schlechte Beleuchtung, meine Nerven waren nach dem Auftragen leider etwas am Ende...

Dann alles wieder zusammenbauen, den Startknopf betätigen und Daumen drücken. Nachdem erfolgreichen Boot und 10 Minuten Benchmark sind wir bei entspannten 71°C.

Es war mir also mit Flüssigmetall möglich die Maximaltemperatur unter Last um fast 20°C zu senken! Der Laptop läuft jetzt wesentlich leiser und hat spürbar mehr Leistung. Der Heaven Benchmark erzeugt eine durchgehende Last, beim Zocken echter Spiele schwankt die Last stark. Ich habe daher bei CSGO immer eine Temperatur von unter 70°C und höre die Lüfter beim Zocken fast nicht mehr.

Ich habe ca. eine Stunde für den ganzen Vorgang benötigt, aber das war nicht mein erster Laptop den ich schon aufgeschraubt habe. Wenn ihr also selber so etwas vorhabt dann plant lieber 2 Stunden ein. Ihr benötigt eigentlich nur Werkzeug zum Öffnen des Laptops (variiert je nach Hersteller), Alkohol zum Reinigen der Chips und eben Flüssigmetall (ca. 10€/g). Der Aufwand ist es definitiv wert.

Ich hoffe ihr konntet etwas lernen.


Mit freundlichen Grüßen

Elektr1ker

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Danke für den tollen Tip und die ausführliche Anleitung. Was für eine Art Flüssigmetall hast du konkret verwendet und wo bekommt man da die Angaben zur Wärmeleitfähigkeit her ?

Ich habe "Conductonaut" von der Firma "Thermal Grizzly" verwendet. Die bieten sehr hochwertige Wärmeleitpasten (z.B. auch eine für Kühlung mit Flüssigstickstoff) und eben Flüssigmetall an. Die Angaben stammen von der Herstellerwebsite, die werben natürlich mit ihren tollen Werten. Andere Hersteller sind da etwas schweigsamer.

Wahrscheinlich würde mein Macbook Feuer fangen bei meinem handwerklichen Geschick. Find die Idee aber super und falls du mehr so Sachen bringst, hast du n gespannten Leser. Hab dich auf jeden Fall mal gefollowed.

Mit freundlichen Grüßen
Der Andi

achja und ich erkenne auf dem Bild gerade recht schlecht. Bist das du oder der Dude auf dem Foto? :D

Danke für den Follow, wenn ich mal wieder was bastle dann probiere ich dazu hier was zu schreiben.
Wenn man natürlich noch nie mit Elektronikbauteilen gearbeitet hat sollte man mit so einem Projekt vielleicht nicht gerade starten.

Das ist der Dude, ich habe leider nicht mehr so die Haarpracht ;)

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Und ich habe zwar einen PC, aber eine GPU mit Standard-Kühldesign. Aber wenn ich nicht auf maximale FPS, sondern nur 120 gehe, dann bleibt die Karte unter 60 °C. Das ist aber nicht CS:GO, sondern ein anderes Game dieser Art.

Mit einer FPS-Begrenzung wird die Karte nicht voll ausgelastet, das spart Strom und Hitze bzw. Lüfterlärm.
Bei meinem Laptop hat die Karte zu wenig Leistung, selbst für 60fps muss da Vollgas gegeben werden.

In einem PC hast du natürlich auch eine viel bessere Kühlung (größere Kühlkörper, mehr Airflow). Liquid Metal lohnt sich da nicht wirklich, da brauch man doch eher eine Wasserkühlung um einen großen Unterschied zu merken.

Mit einer FPS-Begrenzung wird die Karte nicht voll ausgelastet, das spart Strom und Hitze bzw. Lüfterlärm.

Naja, was nützen mir bitte auch 300fps bei nem 60Hz Monitor. Da würden auch 75fps reichen um ein durchgehend flüssiges Bild zu haben...
Da spare ich mir das lieber für wirklich grafiklastige Spiele.

Bei meinem Laptop hat die Karte zu wenig Leistung

Okay, das erklärt die hohen Temperaturen.

In einem PC hast du natürlich auch eine viel bessere Kühlung

Das ist mein Argument, warum PCs besser sind. ^^
Ausnahme sind Vielreisende wie du.

Joa das muss jeder selber wissen, ich habe zuhause 144Hz und da läuft meine GPU auch immer auf Anschlag. Bei 60Hz kann man da, vor allem mit aktuellen Grafikkarten, viel Energie und Lärm sparen.
Ich hab auch noch einen Tower zuhause, der ist allerdings wassergekühlt und hat daher auch übertaktet und unter Volllast absolut keine Temperaturprobleme. Aber das ist ein anderes Thema, vielleicht schreib ich dazu auch mal was, mal sehen.

Wasserkühlung kann ich mir nicht leisten. Außerdem ist dafür das Gehäuse zu klein.

da läuft meine GPU auch immer auf Anschlag.

Welche hast du?

vielleicht schreib ich dazu auch mal was

Ich bin gespannt :)

Wasserkühlung kann ich mir nicht leisten. Außerdem ist dafür das Gehäuse zu klein.

Ach, mit einem Dremel und etwas Fantasie passt das überall rein ;)

Welche hast du?

Eine etwas betagte und stromhungrige AMD R9 290X, aber die bleibt beim Zocken, trotz ca. 15% overclock, unter 50°C.

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