AIO-waterkoeling voor cpu’s

Waterkoelers koelen zelfs high-end cpu’s prima, al dan niet met flitsende RGB-e ecten. Goede waterkoeling hoe gelukkig niet duur te zijn.

Als de luchtkoeling in je pc te veel herrie oplevert of als de processor ondanks de koeling toch te warm wordt, kun je het eens met waterkoeling proberen. De term waterkoeling klopt echter niet helemaal, want door de pomp, het waterblok en de slangen loopt niet alleen water. Er worden ook een warmtedrager en sto en aan toegevoegd om te voorkomen dat het koelblok verstopt raakt. De kant-en-klare sets om je procesor te waterkoelen worden ook AIO-sets (all-in-one, alles is inbegrepen) genoemd.

De prestaties van die systemen zijn in grote mate afhankelijk van drie factoren: de stroming van het koelmiddel en de groottes van de ventilator en de radiator. Een sneller werkende pomp transporteert de afvalwarmte die aan de koelvloeistof wordt overgedragen sneller naar de radiator. Hoe groter de ventilatoren, des te langzamer en stiller ze kunnen draaien met dezelfde hoeveelheid luchtverplaatsing. De naam van het model bevat meestal een verwijzing naar de grootte van de fan en de radiator. Een 120 in de naam wijst op een 120mm-fan, 240 voor twee keer een 120mm-fan, 280 voor twee stuks van 140 mm, enzovoort.

Bij grotere fans en meer fans neemt ook de grootte van de radiator toe en dus het beschikbare koeloppervlak voor de warmteafvoer. Langere en volumineuzere radiatoren hebben meer reserves voor heethoofdige cpu’s. Het koelcircuit wordt groter en

daarmee de hoeveelheid koelvloeistof, wat ook een betere warmteafvoer mogelijk maakt.

Als je besloten hebt om voor waterkoeling te gaan, zijn er een paar dingen waar je op moet letten. Zorg dat de kit in je pc-behuizing gaat passen. De fan en radiator van een 120mm-waterkoeler kan in vrijwel alle behuizingen de achterste casefan vervangen of bovenin je behuizing worden geïnstalleerd.

De 240- of 360mm-modellen passen ook bovenin je case of kunnen achter het frontpaneel van je behuizing worden geïnstalleerd, als de case daarop voorbereid is. Let bij de 280mm-versies op de dikte van de fans in verband met uitstekende delen van je moederbord. Vooral high-end moederborden bevatten vaak koelblokken voor de spanningsomvormers (VRM’s), en dat zijn juist vaak de moederborden waarbij je een waterkoelingskit inzet.

Bij zeer goedkope moederborden laten de fabrikanten de koellichamen weg, wat weer een ander probleem oplevert. In tegenstelling tot luchtkoelers produceren AIO-waterkoelers geen luchtstroom rond de socket om de VRM-componenten te koelen. Zo kan het gebeuren dat de processor ondanks een voldoende lage kerntemperatuur onder continue volle belasting z’n snelheid terugschroe omdat de warmte zich ophoopt rondom de VRM’s. Meer daarover in een test van goedkope moederborden in de volgend en c’t.

In ieder geval moet je letten op een goede luchtstroom in je pc-behuizing. Een achterste casefan is daarom verplicht. Bovendien moet het moederbord voldoende aansluitingen hebben voor de pomp en alle fans. Sommige fabrikanten leveren Y-adapters mee om alle fans op dezelfde fanheader aan te kunnen sluiten.

We hebben voor deze test negen complete waterkoelingsets tussen de 50 en 175 euro bekeken. De Enermax Liqmax III 120 en de Antec K120 RGB, de twee goedkoopste met een prijs van 50 en 60 euro, hebben een fan van 120 millimeter. De Xilence LiQuRizer LQ240 voor 90 euro en de Thermaltake Water 3.0 240 ARGB Sync Edition, die 150 euro kost, zijn elk uitgerust met twee 120 millimeter fans.

Arctics Liquid Freezer II 280 (90 euro) en de NZXT Kraken X63 (150 euro) hebben elk twee fans van 140 millimeter. De instapper bij de koelers met drie fans haal je in huis voor 100 euro met de Silentium PC Navis RGB 360, terwijl de Corsair Hydro Series iCue H150i RGB Pro XT je 170 euro armer maakt. De duurste koeler is de Cooler Master MasterLiquid ML360P Silver Edition voor 175 euro.

IEDER Z’N RGB

Bij Xilence licht de belettering op het waterblok wit op, bij Corsair, Enermax en NZXT stralen de logo’s in regenboogkleuren of allerlei patronen dankzij RGBleds. Antec, SilentiumPC en Thermaltake laten ook de fanbladen oplichten, Cooler Master kiest zelfs alleen maar voor lichte ecten op die manier.

In combinatie met de verschillende moederborden kan een bont kleurenspel worden ingesteld – zolang je moederbord en de lichtaansturing maar bij elkaar passen. Arctic doet het zonder enige verlichting bij z’n Liquid Freezer II 280.

Omdat elke moederbordfabrikant zijn eigen RGB-controller hee , moet je ervoor zorgen dat de AIO overweg kan met het RGB-systeem van je moederbordfabrikant. Asus hee Aura Sync, Asrock Polychrome, Gigabyte RGB Fusion en MSI noemt zijn versie Mystic Light.

Daarnaast is er het open ARGB-systeem, dat gelukkig ook naast het eigen systeem in sommige moederborden geïmplementeerd is. Sommige fabrikanten van waterkoeling gebruiken alleen dat laatste of specialiseren zich in een van de interfaces, andere proberen alles af te dekken met adapters. Antec, Cooler Master, Enermax, SilentiumPC en Thermaltake hebben ook een bedrade afstandsbediening in hun producten om onafhankelijk te werken van de RGB-systemen van moederbordfabrikanten of om systemen zonder RGB-headers alsnog te verlichten.

INSTELLEN EN BIJZONDERHEDEN

De fans zijn allemaal PWM-gestuurd en zijn via een 4-pins kabel verbonden met het moederbord, zodat je eenvoudig een individuele fancurve kunt instellen in de ventilatorregeling van het BIOS. De pomp is ook aangesloten op een fanheader op het moederbord. Sommige hebben daarnaast een extra SATA-powerplug, andere alleen maar een SATA-powerplug. De meeste draaien op een vaste snelheid, alleen Arctic, Corsair en NZXT wijken hier vanaf.

Arctic bundelt de fan- en pompaansluitingen in één streng, die in het slangomhulsel loopt en

eindigt in een gedeelde 4-pins connector. Dat maakt de bekabeling bijzonder simpel en oogt clean. Pomp en fan volgen het PWM-signaal van de fancurve in je BIOS-instellingen. Daarnaast zit er een zeer stille 40mm- ventilator op het schuine koellichaam en waaiert de lucht naar de componenten rond de socket.

NZXT en Corsair leiden de fankabels naar het waterblok, dat op zijn beurt is aangesloten op een interne usb-header op het moederbord. Met behulp van de so ware van de fabrikant (NZXT CAM, Corsair iCue)kun je dan vooraf ontworpen fanprofielen instellen, je eigen verlichting ontwerpen of de verlichting aansturen, inclusief die van andere compatibele componenten. Vervelend voor Linux-gebruikers: zonder so ware kan het toerental van de pomp niet worden gewijzigd, maar de microcontroller in de pomp onthoudt in ieder geval de laatste instelling.

Dus als je je preset bijvoorbeeld wilt veranderen van Power naar Quiet, moet je een korte omweg maken via Windows. De fans kunnen direct op het moederbord worden aangesloten en via PWM klassiek worden aangestuurd.

De koelers van Arctic en Corsair kennen een Zero Fan Mode: de fans staan stil bij een PWM-belastingcyclus van respectievelijk 11 en 15 procent. Echter, in de binnenkort uit te brengen tweede revisie van de Liquid Freezer II familie, verandert Arctic dat gedrag zodat de ventilatoren altijd op een bepaalde minimumsnelheid draaien.

VOOR ELKE SOCKET(S)

De geteste waterkoelers passen op een breed scala aan sockets. Aan de AMDkant

ondersteunen ze allemaal de huidige AM4-socket en met uitzondering van Arctics Liquid Freezer II 280 ook de oudere AMen FM-sockets. Corsair, NZXT, Thermaltake en Xilence laten hun koelers ook monteren bij Threadripper-systemen en Cooler Master biedt ondersteuning voor de Epycsocket SP3.

Aangezien Intel de specificaties van zijn LGA-sockets al eeuwen niet hee gewijzigd, komen alle AIO’s in aanmerking voor de hele Core i-familie met LGA115x-socket, vanaf de eerste generatie (Nehalem) tot aan de huidige cpu’s van de Core i-10000-familie met LGA1200.

Het (workstation-)platform LGA2066 wordt ook door alle koelers ondersteund, LGA1366 en LGA2011 alleen niet bij Arctic. Xilence en Corsair moeten passen bij LGA2011-3. Om hun capaciteiten op

moderne platforms te testen, hebben we drie zeer veeleisende testsystemen in elkaar gezet. Aan de AMD-kant moet de 16core Ryzen 9 3950X met een nominale TDP van 105 watt op een X570 moederbord de AIO’s opwarmen.

Het Intel-systeem vormde een grotere uitdaging: eigenlijk is de nominale TDP van het huidige 10-core Core i9-10900K topmodel niet al te veel hoger met 125 watt, maar in Turbo Boost mag het van Intel bijna een minuut lang het dubbele zijn.

Sommige fabrikanten negeren die toch al ruime limieten en laten de processor zelfs permanent op full power draaien. We hebben die situatie ook meegenomen bij de test en hebben bij de BIOS-instellingen Boost Duration en Power Limit op het maximum gezet. Daarna steeg de package Power van alleen al de cpu tot 330 watt volgens HWinfo. Dat overtre zelfs de 280 watt van de Ryzen Threadripper 3960X, de kern van ons TR4-platform.

KOELPERFORMANCE EN GELUID

Op de drie testsystemen is een aangepaste fancurve gebruikt, die een compromis vormt tussen geluid en koeling. Tot 50 graden moesten de fans op 20 procent van hun maximale toerental draaien, bij 70 graden op 40 procent, bij 80 graden op 63 procent en vanaf 90 graden op volle snelheid. We hebben alle metingen in een open opstelling gedaan op onze Streacom BC1 testbench.

Als de kerntemperatuur maximaal 65 graden was na tien minuten volledige belasting met Prime95, delen we een zeer goed uit, tot 80 graden gaven we een goed, tot 95 graden vonden we voldoende. We vonden alles daarboven slecht, want dan ontbreekt het aan reserves voor warmere omgevingen. Onze gebruikelijke evaluatieschaal werd ingezet voor de geluidsproductie: tot 0,5 sone wordt als zeer goed beschouwd, met elke stap van 0,5 sone verlagen we de score.

In sommige gevallen zou het mogelijk zijn geweest om de fans nog langzamer te laten draaien zonder dat de temperatuur te hoog opliep, maar de koelers zouden daarmee nauwelijks stiller zijn geworden. Omgekeerd zou het niet nodig of niet mogelijk zijn geweest om de snelheid verder te verhogen voor meer koelvermogen.

Niet alleen de fans, maar ook de pompmotoren en het koelcircuit spelen een rol. Sommige systemen maken aanloopgeluiden (lucht in het circuit, geborrel,

pomp), die na korte tijd verdwijnen of in ieder geval niet meer opvallen.

Bij Corsair is de pomp in een rustige omgeving te horen. Idle is hij bijna onhoorbaar in de stille modus, bij de gebalanceerde optie gee hij een zeer stil zoemend geluid, en bij de hoogste stand produceert hij niet meer dan een zacht zoemend geluid. In sommige behuizingen kunnen ook trillingen van de pomp of de de fans worden doorgegeven.

Op de normale platforms voldeden alle geteste koelers. Met onze fancurve hebben ze, op één uitzondering na, de Ryzen 9 3950X met 16 kernen op alle kernen tussen 57 en 68 graden gehouden bij een zeer laag geluidsniveau, zelfs bij een continue volledige belasting van alle kernen. De beste score werd behaald door de Kraken X63 van NZXT.

De hekkensluiter Antec K120 RGB had blijkbaar niet voldoende contactdruk, want de AMD-processor haalde er (een overigens niet kritieke) 73 graden mee en klokte ook nog wat lager met 3550 MHz. Omdat dat alleen lukte met een zeer fikse 1200 toeren per minuut, werd hij luider dan de rest met iets minder dan 1 sone.

De resultaten bleken vergelijkbaar met die van de Core i9-10900K, waarbij de temperatuurrange varieerde van 55 tot 70 graden en Cooler Master het beste scoorde. Echter, toen we de cpu via de BIOS-instellingen helemaal los lieten gaan, begonnen alle koelers te zweten, zelfs de flinke varianten. Slechts twee van hen slaagden erin om de processor te koelen tot een punt waarop hij niet langer door thermische throttling minder snel ging draaien: de NZXT Kraken X63 en de Xilence LiQuRizer LQ240.

De koelers hebben ook hun tanden mogen vastbijten op het Threadripper-systeem. Bij de benchmark Classroom met Blender lag de temperatuur tussen de 82 (Corsair) en 86 graden (Thermaltake). Bij continue belasting dankzij Prime95 hoefden alleen de Corsair H150i en de goedkope Xilence hun fans niet op volle kracht te zetten, terwijl de fans van alle andere TR4-compatibele koelers op bijna 5 sone het uitschreeuwden, ruisten en bromden om de 24-cores onder de 95 graden te houden. De Thermaltake kreeg het net niet voor mekaar en de cpu klokte terug. Het lijkt erop dat het ronde koeloppervlak te klein was. Ter vergelijking: de 110 euro kosten, 1,6 kilogram wegende heatpipe towercooler Cooler Master Wraith Ripper behaalt ook de 95-graden-drempel, met een ventilator die duidelijk hoorbaar op 2600 toeren loopt te brullen.

CONCLUSIE

Zijn waterkoelers stil, krachtig en duur? Slechts twee van die punten zijn meestal van toepassing, want zelfs de goedkoopste geteste koelers testveld gaven nauwelijks aanleiding tot kritiek. Een hoog geklokte multicore-processor die binnen zijn specificaties werkt, wordt goed en stil gekoeld, zelfs bij volle belasting.

Hoewel er meer kabels moeten worden weggewerkt en het monteren ingewikkelder is dan bij de meeste luchtkoelers, is niets daarvan onoverkomelijk. Je kunt een keuze maken op basis van budget, performance, uiterlijk of gewoon op basis van merkvoorkeur. In ieder geval zijn voor veel taken zelfs de goedkoopste AIO’s voldoende, waarbij de Xilence LiQuRizer LQ240 een speciale vermelding verdient.

AIO-waterkoelers zijn ruim voldoende voor cpu’s van 65 tot 95 watt. Flinke desktopprocessors kunnen prima koel gehouden worden met een luchtkoeler, maar dan zijn een massief koellichaam en een grote, langzaam draaiende fan noodzakelijk om dat net zo stil voor mekaar te krijgen als met waterkoeling. Daarmee kom je bij dezelfde prijsklasse uit als de Enermax of Antec. Maar ook dan hebben de waterkoelers nog een temperatuurvoordeel en in een case met een venster zien ze er mooi uit.

Als je echter een stevig uitgerust Threadrippersysteem met waterkoeling wilt temmen, moet je rekening houden met aardig wat geluid. Als het volledige rekenvermogen slechts kort nodig is, lukt het de compatibele koelers nog steeds goed, maar ze kunnen soms vreselijk luid worden onder continu volledige belasting. Als je meer koelvermogen of minder lawaai wilt, moet je kijken naar koelers van een aantal fabrikanten die speciaal voor dat platform zijn ontworpen.