Entscheidungskriterien Gehäuse und Netzteil Mainboard und Prozessor

Ein Entscheidungsprozess ist ein zyklischer Prozess. Diese Entscheidungskriterien sind aufgestellt worden nach einer gründlichen Orientierung. Das heißt, die wesentlichen Gegebenheiten des zukünfigen ArbeitsplatzrechnerRechners standen bereits fest.   1.  Zielobjekt:  Ein leistungsfähiger Linux Arbeitsplatzrechner   2.  Der Rechner soll eine möglichst hohe Standzeit haben.   3.  Der Rechner soll leise sein.

Wer sich ernsthaft mit der Auswahl der Komponenten eines neuen Rechners beschäftigt, wird überrascht sein, dass sich die Auswahl eines Gehäuses wesentlich schwieriger gestaltet als die Auswahl aller anderen Komponenten. Warum das so ist, wird im nächsten Abschnitt erklärt. Noch ein anderer Hinweis vorweg:  Wer die Internetseiten von Rainer Teschke gelesen hat, fliegt wahrscheinlich auf die von Rainer Teschke entwickelte S(ilent)-Box, die bei Jet-Computer gefertigt werden soll. Ein Anruf dort ergab, dass das noch Pläne sind, für deren Realsierung es noch keine Zeitvorgaben gibt (13.05.2005).

Während einstmals Prozessor und Festplatten einer leichten Kühlung bedurften, fordern heute ein heißlaufender Prozessor, ein Chipsatz-Chip, eine dampfende Grafikkarte, ein Netzteil mit hoher Wattzahl und die Festplatten nach Kühlung, Kühlung, .... Wie bereits oben erwähnt, haben die Hardwarehersteller dies als Problem noch nicht wirklich wahrgenommen: Beide arbeiten nun seit etwa drei Jahren intensiv - und neuerdings teilweise auch mit Unterstützung der Industrie - an diesen Problemen. Es läßt sich feststellen, dass zunehmend mehr das Problem der optimalen Kühlung und der optimalen Dämpfung von einigen, leider aber nur ganz wenigen Firmen, wahrgenommen wird.

Um der Wärme- und Geräuschentwicklung soweit wie möglich vorzubeugen, kommen folgende Maßnahmen in Betracht:

Um Abwärme abzutransportieren, gibt es Da die natürliche Konvektion nicht ausreichend ist, werden von "altersher" Lüfter in die Gehäusewände eingebaut. Wird ein Bauteil zu schnell zu warm, werden als erste Maßnahme Lüfter oder Kühlkörper oder eine Kombination von beiden auf die zu warmen Flächen gesetzt. Reicht die Geschwindigkeit des Wärmeabtransports von den Bauteilen nicht aus oder erzeugt zuviel Geräusch, können Heatpipes eingesetzt werden. Die Kühlkörper können sich im Inneren des Gehäuses befinden oder außerhalb, zum Beispiel auch auf den Wänden des Gehäuses.

Grundsätzlich gibt es zwei Lösungsansätze, die Hitze aus dem Gehäuse zu bringen:   1.  Die "aktive" Lösung mit Lüftern:    2.  Die "passive", lüfterlose Lösung:

Die passive Lösung mit Air Design Gehäusen setzt voraus, dass man jedes Bauteil ausreichend passiv, also lüfterlos kühlen kann. Dies ist heute nicht mit der erforderlichen Sicherheit bei allen Bauteilen möglich. Man müsste dann zum Beispiel auf bestimmte Hochleistungsgrafikkarten verzichten. Die passive Lösung mit Kühlrippen ist sehr aufwendig und damit teurer. Zwar gibt es auch Gehäuse mit Kühlrippen, aber die Dimensionierung der Heatpipes wäre in eigener Regie zu ermitteln. Der weitere Ausbau des Rechners ist problematisch, weil zusätzliche Wärme abgeführt werden muss und damit das bisherige Gesamtkonzept aus den Fugen gerät. Bei den bei diesem Konzept meist passiv gekühlten Netzteilen führt eine weitere Festplate leicht zur Überforderung des 12-Volt-Zweigs.

Fast geräuschlose Lösungen sind heute auch mit Lüftern zu erreichen. Eine gute Einführung in das Thema ist zu finden unter Dort werden grundsätzliche Entwurfsanforderungen aufgeführt und begründet. In Kurzfassung:

Für die Auswahl der Gehäuse gab es viele konkrete Hinweise:  die c't Tipps, das Gehäuse-Forum auf den Teschke-Seiten, die Infos auf den Seiten der SilentPCReview. Das aktuelle Ergebnis meiner Gehäuseauswahl mit kurzer Begründung: CoolerMaster 830/831 Vor dem CoolerMaster Stacker 830/831 fiel meine Wahl auf Vor dem Antec-P180 fiel meine Wahl auf Bis zu diesen beiden Gehäuse gab es viele, die empfohlen wurden, nach meiner Meinung den Vergleich mit den beiden obengenannten nicht standhielten. Dazu gehörten: Thermal Take Armor, arctic Silentium 2 (AC-ST2), Mercury, und jene, die auf den Teschke-Seiten getestet wurden. Hilfreich bei der Suche dürften die Internetadressen von einschlägigen Lieferanten sein:

Ein sehr gute und gründliche Einführung in das komplexe und bei PC-Assemblierern ungeliebten Thema "Netzteile" findet sich bei Die dortigen Informationen werden hier nicht ausführlich vorgetragen. Es wird dringend empfohlen, jene Seiten zu konsultieren. Eine wichtige Spezifikation im Hinblick auf PCI-Express ist die "ATX12V v2.0"-Spezifikation. Es gibt allerdings Hersteller, die statt des alten 20-poligen Steckers den neuen 24-poligen verwenden und dann die Erfüllung dieser Spezifikation behaupten. Damit ist Ihnen nicht gedient. Einzelheiten, was die neuen Netzteile einhalten sollen und warum finden Sie Wie bei Gehäusen unterscheidet man auch bei Netzteilen zwischen lüfterlos, nicht lüfterlos und lüfterlos mit Zusatzlüfter Die Spulen erzeugen - insbesondere unter großer Last - Geräusche, die aber bei nicht lüfterlosen Modellen vom Geräusch des Lüfters meist überdeckt werden. Eine sicherlich gute Strategie ist es, lüfterlose Modelle mit Zusatzlüfter zu wählen, so dass erst bei hoher Last der Lüfter mit höherer Drehzahl laufen muss. Watt-Angaben der Netzteile sagen nicht viel über deren Dauerleistungsfähigkeit. Probleme gibt es viele: Wichtig für die Leistungsfähigkeit und für die Wärmeentwicklung ist der Wirkungsgrad, der nur sehr ungern angegeben wird. Ein sehr guter Wirkungsgrad liegt bei 80%. Die Reklame der Hersteller versucht sich in Wattangaben zu überbieten und den Endverbraucher glauben zu machen, dass ungeheure Wattleistungen benötigt werden. Die heutigen Athlon und P4-Systeme benötigen zwischen 200W und 300W. Letzteres nur im wirklich voll ausgebautem Zustand. Die Angaben von AMD und Intel liegen noch darunter. Aktive Power Factor Correction (APFC) ist zu empfehlen. Wenn man bei den Gehäusen auf Lüfter nicht verzichten kann oder will, dann gilt es zu Bedenken: Das Netzteil muss einen PCIe-Grafik-Konnektor haben. Empfohlene Netzteile durch SPCR - Dort auch Links zu Reviews und Foren  (www.silentpcreview.comarticle28-page6.html) Weitere Netzteile, die gut sein sollen: Weitere empfohlene Netzteile:

Um die Geräuschentwicklung eines Lüfters zu minimieren sind zu fordern:

Bei der passiven Kühlung von Prozessoren gilt die "Scythe NCU-2000" als das Non-Plus-Ultra (60,- $/ 70,- EUR). Es handelt sich dabei um einen Kühlerturm, der auf die CPU aufgesetzt wird und der in der Heatlane-Technologie ausgeführt ist, einer weiteren, speziellen Form der Heatpipe-Technologie. Inzwischen gibt es die Version NCU-2005. Für moderne Hochleistungs-CPUs reicht diese Kühlung aber nicht aus. Daher ist ein zusätzlicher Lüfter erforderlich, der auf die NCU-2000 aufgesetzt werden sollte. Am besten ist ein 120er Lüfter. PhasePlanes können gebogen werden. Dabei darf ein Radius von 12 mm nicht unterschritten werden. Richtig montiert bewirken diese PhasePlanes wahre Wunder: Regelung der Prozessor-Lüftung in Abhängigkeit von der Temperatur des Prozessors (auf dem Mainboard auslesbar) und nicht in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur des Prozessors Eine Artikel zum wirklich notwendigen Grundverständnis, um was es bei den Wärmeleitmaterialien zwischen CPU und Kühlkörper geht, so dass man die dieses notwendige Material nicht kontraproduktiv einsetzt, findet sich hier:

Samsung SV0802N:   Die c't hat 2004 unter 144 Festplatten die Samsung SV0802N als leiseste herausgefunden. Dies war auch die Empfehlung von Rainer Teschke. Wenn ein leise Festplatte nicht groß genug ist, dann eine zweite Festplatte mit Raid Kontroller im Mainboard verwenden. Durch zwei Platten im Verbund wird auch der Durchsatz erhöht. Samsung Spin Print SP 1614N - 160 GB mit Silentmaxx HD Silencer

Die Geräusche können vermindert werden, wenn man die Festplatten entkoppelt durch "Raptor Vibes" von Innovatek Silentmaxx HD Silencer (für Festplatten) Cooltek Disk Silencer Dämmgehäuse (auf jeden Fall)

Zalmann HD Heatpipe Kühler

Die aktuellen ATI Hochleitungskarten RX800.. lassen sich noch passiv (Heatpipe-Kühlung) kühlen. Die gleich leistungsfähigen GeForce 6600er Nvdia-Karten und die Nvidia GeForce 6800er-Karten aber nicht mehr (->Teschke). Da die Nvidia-Karten sind Linux-freundlicher, stellt sich die Frage, welche Lüfter für die Nvidia-Karten zur Verfügung stehen:

Die Ausführungen der c't 2004, Heft 22, Seite 202, Stichwort "Pinguin 64" [1] zeigen, dass ein AMD64-Linux-Rechner keine größeren Probleme bereitet als ein 32-Bit-Modell. Denn die Probleme liegen bei den kommerziellen Treibern. Diese Ausführungen der c't beziehen sich noch auf Suse-Linux 9.1. Inzwischen ist 9.3 verfügbar

Der AMD Athlon64 für Arbeitsplatzrechner ist seit längerer Zeit unter Linux im Einsatz. Es gibt von SuSE getestete Mainboards. Die Möglichkeit, Takt und Kernspannung herunterzusetzen, wenn nicht die volle Leistung des Prozessors benötigt wird, gibt es bei allen Athlon64 Prozessoren, beim Intel Pentium 4 erst mit der neuesten 6xx-Serie (hoher Preis, geringe Verfügbarkeit). ([3] c't 2005, Heft 5, Seite 106ff.) Dies bremst Wärmeentwicklung und erleichert damit eine leise Kühlung. AMD hat im Athlon64 die Speicherverwaltung integriert. Das entlastet den Frontsidebus sehr stark, da dieser nur noch Transaktionen zu Festplatten und Peripherie teilen muss. Mit dieser Integration wurde es auch möglich den Chipsatz auf einen IC-Baustein zu reduzieren (so: Nvidia). Mit dem AMD-Sockel 939 stehen auch zwei Speicherkanäle und das Hyper-Transport-Interface mit 100 MHZ.

Die Entscheidung für PCI-Express (PCIe) und SATA II ist begründet mit dem Kriterium 2 nach einem möglichst leistungsfähigen Rechner mit möglichst langer Standzeit.

Für Athlon64 mit PCIe gibt es drei Chipsätze: Nvidia nForce 4, VIA K8T890 und ATI Radeon Xpress 200. Nach Ausführungen der c't 2004, Heft 3, Seite 92f [2] scheidet der VIA-Chipsatz aus und nach den Ausführungen in c't 2005, Heft 4, Seite 175 [5] auch der ATI Chipsatz. Den verbleibendn Nvidia Chipsatz nForce 4 gibt es in einer einfachen Ausführung, der Pro-Version und zwei leistungsfähigeren: der Ultra- und der LSI-Version. Der LSI-Chipsatz zwei identische Grafikkarten zu steuern. Die zweite Grafikkarte wird durch einen spezielle Verbindung an der Oberseite der Karten an die erste Karte angekoppelt. Die 3D-Leistung soll dadurch - laut Nvidia - annähernd verdoppelt werden. Auch wenn diese Spezialität nur für die 3D-Abhängige von Bedeutung ist, so gehören Boards mit diesem Chipsatz zur Auswahlmenge: Man muss ja das Board nicht mit zwei Grafikkarten bestücken. Besonders wichtig:  Der nForce4 erkannte unter Linux alle Geräte, der Radeon Xpress 200 nicht.

Für den Athlon64 gibt es zwei Prozessorsockel: 754 und 939. In Frage kommen kann nur der 939, da nur dieser PCI-Express unterstützt. Mit diesem Sockel und dem Chipsatz nForce 4 kann der Athlon64 nicht nur über einen sondern über zwei Kanäle auf den Speicher zugreifen, um die maximale Leistung des Prozessors auszunutzen.

Für den Sockel 939 stehen beim Athlon64 zur Zeit zwei Typen von Prozessorkernen zur Wahl: 130-nm-Kerne und 90-nm-Kerne, wobei die Umstellung auf 90-nm-Kerne im vollen Gange ist. Die neuen 90-nm-Strukturen entwickeln wesentlich weniger Wärme. Von daher ist die Entscheidung klar. Wieviele Typen von 90-nm-Kernen es zur Zeit gibt, scheint sich ständig zu ändern. Ganz neu tauchen die Bezeichnungen "Palermo" und "Toledo" auf. Schon etwas bekannter sind die Typen "Winchester", "San Diego", und "Venice". Die AMD-Prozessortabelle (www.amd.com) gibt Auskunft über den aktuellen Stand: Die letzten beiden Buchstaben der OPN-Nummer geben an, um welchen Kern es sich handelt. Für 90-nm-Strukturen: San Diego und Venice verfügen über neue Eigenschaften: Der schnellste, aktuell verfügbare Prozessor mit 90-nm-Kern taktet mit 2,2 GHz und besitzt 1 MB L2-Cache (San Diego-Kern, OPN: ADA3700DAA5BN). Er wird von AMD im Markt als "Athlon64 3700+" bezeichnet. (Stand: 8.5.2005) Der Preis dieses Prozessors, in der c't 2005, Heft 5 noch mit 444,- EUR angegeben, ist laut aktueller Tabelle von AMD auf 329,- $ = 253,- EUR gefallen. Hinweis:  Die AMD-Markt-Bezeichnung der Prozessoren sagt nichts darüber aus, welcher Kern in dem Prozessor steckt. Dies kann man oft nur mit eine Spezialwerkzeug auslesen. Es sind sicher noch ältere Modelle im Handel! Achten Sie auf die OPN-Nummer (Ordering Part Number), die jedoch nicht auf der CPU oder der Verpackung bei einem Boxed-Prozessor zu erkennen ist. Die OPN steht aber auf dem Heatspreader direkt unter dem Schriftzug "Athlon64". Beispiel: Die OPN-Nummern der verschiedenen Kerne beim "Athlon 64 3500+": AMD bietet in dieser Prozesstabelle auch zwei weiterführende Informationsmöglichkeiten:

Wenn Sie alle von AMD-getesteten Boards zu einem Prozessor wissen möchten, AMD hat in seinem Internetauftritt eine entsprechende Abfragemöglichkeit, die allerdings nicht leicht zu finden ist: Auch weitere Informationen von Bedeutung sind dort zu finden zum Beispiel über Eine umfangreiche Liste von Athlon 64 Mainboards findet auf den Seiten von Silent PC Preview: Cool-n-Quiet Athlon 64 Motherboards  (/www.silentpcreview.com/article172-page1.html) Den Focus bei der Auswahl der Mainboard lag bei mir auf MSI-Boards. Das MSI-Board K8N SLI Diamond hat allerdings folgende Nachteile: Das MSI-Board K8N LSI Diamond besitzt zwei PEG-Slots für Grafikkarten und eine sehr guten Soundchip. Es handelt sich also um ein Board das für SpieleEnthusiasten mit absoluten 3D-Anforderungen. Dies wird aber teuer erkauft: Eine zweite, teure Grafikkarte - mit enormem Strombedarf. Das erfordert ein teures Netzteil. Die hohe Abwärmelast machen sehr teure Kühlungsmaßnahmen notwendig, wenn man den Rechner in seiner Nähe haben will. Bei den heutigen Hochleistungsgrafikkarten ist eine zweite Grafikkarte selten unabdingbar. Deshalb: MSI hat ein weitgehend baugleiches Mainboard, das "MSI K8N Neo4 Platinum". Die - aus meiner Sicht - hauptsächlichen Unterschiede sind

Der Athlon64 erreicht mit herkömmlichen DDR-Bausteinen eine gute Leistung. Eine Liste der zu jedem Board kompatiblen, im Markt befindlichen Chips findet man auf Server von AMD.

Cool-n-Quiet Athlon 64 Motherboards  (www.silentpcreview.com/article172-page1.html)