XBOX One Kühlung – Wärmeleitpaste und Lüftermod

Zuletzt habe ich unsere XBOX One wieder rausgekramt, die wir uns damals gemeinsam mit The Witcher 3 angeschafft hatten. Sie hat inzwischen schon ein paar Macken, zum Beispiel stottert der Sound gelegentlich und die Ladezeiten diverser Titel sind recht lange. Auch wenn Ende des Jahres aller Voraussicht nach die nächste Konsolengeneration erscheinen wird: Zurücksetzen wollte ich sie sowieso schon länger einmal. Via reddit bin ich zufällig auf ein Thema gestoßen, wo der Einbau eines Dritthersteller-Lüfters zu Gunsten der Lautstärke und Betriebstemperatur diskutiert wurde [1]. Da mich das Thema interessiert hat, habe ich etwas mehr über das Modding der XBOX recherchiert und dabei erfahren, dass das Austauschen der internen Festplatte durch eine SSD wohl auch ganz einfach zu machen sei und einen Geschwindigkeitsvorteil mit sich bringt. [2] Also, los gehts!

Im ersten Beitrag dieser zweiteiligen Serie möchte ich euch zeigen, wie ich die Kühlung meiner XBOX One (2015) verbessert und den Betrieb leiser gemacht habe.

Demontage und Reinigung

Meine Beschreibung bezieht sich auf die erste Generation der XBOX One, das Vorgehen bei der neueren S-Version scheint aber weitestgehend gleich zu sein. Durch das Öffnen des Konsolengehäuses (das Entfernen des Microsoft-Siegels an der Rückseite) verliert ihr euren eventuell noch vorhandenen Garantieanspruch. Ihr handelt auf eigenes Risiko!

Für die Demontage der einzelnen Hardware-Komponente benötigt ihr als Werkzeug zwei verschiedene Torx-Schraubendreher sowie mindestens einen Gehäuseöffner aus Plastik (ein stumpfes Messer wird es auch tun).

Das Öffnen der XBOX ist eigentlich super einfach. Die äußere Abdeckung umschließt die Hardware nach dem Sandwich-Prinzip. Die größte Hürde besteht meiner Meinung nach darin, das Plastikgehäuse zu öffnen. Dieses ist ähnlich wie bei Notebooks zusammengeclipt. Als erstes eine eventuell eingelegte Disk entfernen und das Gerät vom Netz trennen. Ist die Abdeckung erst einmal entfernt, können die einzelnen Komponente Stück für Stück mit den Torx-Schraubendrehern entfernt werden und nach dem Öffnen des oberen Metall-Case ist der Blick auf die Hardware frei. Festplatte, BluRay-Laufwerk und Lüfter sind nur aufgesteckt und schnell ausgebaut. Den gesamten Prozess im Fließtext zu beschreiben, finde ich sehr umständlich. Ich empfehle euch dazu einfach folgendes Demontage-Video, welches mir selbst geholfen hat:

Habt ihr die Platine aus dem Metall-Gehäuse gelöst, kann nun der Kühler entfernt und so der Rechenkern freigelegt werden. Dazu muss die auf der Rückseite der Hauptplatine aufgespannte X-Klemme des Radiators von den vier Pins gelöst werden. Das ist etwas heikel, da die Halterungen dicht über der Platine liegen! Um das Board nicht zu verkratzen, habe ich vorsichtshalber etwas untergelegt. Die Metall-Clips habe ich relativ leicht entfernt, in dem ich einen Schlitz-Schraubendreher eingehakt und den Clip entgegen dem Uhrzeigersinn drehend vom Pin gelöst habe.

sauber gemacht

Da ihr nun alle erforderlichen Teile demontiert habt, könnt ihr diese mit einem Pinsel und etwas Druckluft leicht entstauben. Auch die Radiatorlamellen sollten frei sein, damit die Abwärme gut abströmen kann. Zugegeben, nach fast 5 Jahren ist die Platine und der Lüfter weit weniger verstaubt als ich angenommen hatte, das kommt aber auch auf die Betriebsstunden und den Standort an.

Die alte Wärmeleitpaste habe ich vom Radiator und der CPU mit einem Tuch und etwas Reinigungsspiritus entfernt. Sie war bereits vertrocknet und meiner Meinung nach zu ungleichmäßig aufgetragen. Hier sollte doch noch was rauszuholen sein!

Neue Wärmeleitpaste

Gleiches Spiel wie beim PC: Im Prinzip tut es jede beliebige Wärmeleitpaste. Dennoch gibt es Unterschiede bei der Wärmeleitfähigkeit verschiedener Produkte. Auch kann ich aus eigener Erfahrung sagen, dass sowohl die aufgetragene Menge als auch die Methode des Auftragens das Ergebnis erheblich beeinflussen kann.

Zum Einsatz kam die MX-4 von Arctic, welche zur Zeit bei vielen Händlern beworben wird. Aber auch mit Produkten von Thermal Grizzly [3] habe ich gute Erfahrungen gemacht.

Zum gleichmäßigen Verteilen der Paste habe ich einen alten Schaber benutzt. Dabei darauf achten, dass der Chip komplett bedeckt ist. Die Schicht sollte so aufgetragen werden, dass der Chip gerade nicht mehr darunter zu erkennen ist. Im Anschluss den Radiator gleichmäßig aufsetzen und mit dem X-Halter wieder auf der Platine befestigen.

Im Nachhinein habe ich auf den Bildern die ringförmig um den CPU angebrachten schwarzen Chips mit der Aufschrift „SAMSUNG“ entdeckt, wovon ich ausgehe, dass es sich um den RAM handelt und mich gefragt, ob man durch das zusätzliche Anbringen von z.B. Kupfer-Heatsinks eine noch bessere Wärmeabgabe erreichen könnte. Vielleicht teste ich das noch…

Lüftertausch

Wollt ihr den Lüfter tauschen, müsst ihr den Ersatz zunächst mit Werkzeug zurechtschneiden und damit in Form bringen, das Metallgehäuse lässt sich sonst nicht schließen.

Wenn man sich den originalen XBOX-Lüfter anschaut, sieht man, dass es sich um einen handelsüblichen 120mm PWM-Lüfter (4-Pin / 12V / 0,5A) handelt, wie er auch in PCs zu finden ist. Angeschlossen ist dieser über einen „kleinen“ PWM-Anschluss, wie er oft bei Grafikkarten zu finden ist. Nun habt ihr zwei Möglichkeiten: Entweder ihr kauft euch ein PWM zu VGA Adapterkabel (5€ im Internet), oder ihr nehmt einen Lötkolben, knipst die vier Kabel durch und verwendet den Originalkabelbaum des XBOX-Lüfters, so wie ich es bei meiner VEGA 64 Lüftermod gemacht habe. Die Kabelbelegung sieht bei einem 4-PIN PWM Lüfter normalerweise so aus:

Da der XBOX-Serienlüfter komplett schwarz ist, müsst ihr die Belegung wahrscheinlich ausprobieren. Ich habe mich dieses Mal für die lötfreie Option entschieden, da ich noch einen solchen PWM-Adapter zuhause hatte.

Im Prinzip hat man freie Wahl was den Hersteller angeht. Da ich bereits mit Noctua gute Erfahrung gemacht hatte, habe ich mich für einen Noctua NF-F12 entschieden. Das Modell hat die gleiche Leistungsaufnahme wie der Serienlüfter der XBOX. Hitzeprobleme hatte ich nicht akut bei der XBOX, deswegen war mir bei der Auswahl der geringe Geräuschpegel wichtiger.

Der neue 120mm Lüfter passt genau auf den Radiator, auch wenn er nicht die passende Clip-Halterung dafür hat. Mein NF-F12 Modell ist zusätzlich noch mit einer „Anti-Vibrations-„Gummibefestigung versehen, welches dem Lüfter einen rutschfesten Halt gibt.

Zunächst habe ich die Funktion des neue Lüfters getestet, indem ich die das entfernte WLAN-Modul, Lautsprecher und das Frontalpanel wieder verbunden und die XBOX im offenen Zustand gestartet habe. Dabei habe ich besonders darauf achtet, ob die PWM-Steuerung funktioniert und der Lüfter auch bei niedriger Drehzahl zuverlässig läuft, da im oben erwähnten reddit [1] berichtet wurde, dies hätte nicht mit jedem getesteten Lüfter geklappt.

Den Airflow beachten

Vor der Demontage dachte ich, der Lüfter würde, wie bei PCs üblich, die kühle Luft durch den Radiator pusten, da lag ich allerdings falsch. Da solltet ihr bei der Montage des neuen Lüfters aufpassen, falls ihr diesen wie ich zurechtschneiden wollt:

Nach dem Öffnen der Abdeckung wird mir klar – und das ist auch logisch: Der obere Lüfter saugt die Luft über die Seiten der XBOX über die periphere Komponenten auf dem Mainboard an, durch den Radiator hindurch und gibt die Abwärme über die Oberseite ab. Entsprechend der Ausrichtung der Gehäuse-Lamellen habe ich den Luftstrom mithilfe der seitlich aufgetragenen Markierungen noch oben hinten (↑→) ausgerichtet.

was nicht passt, wird passend gemacht

Bei der ersten Anprobe musste ich feststellen, dass der Lüfter zwar gut sitzt, sich das innere Metall-Case aber so nicht mehr schließen lassen würde, da dieses eine spezielle 120mm Aussparung mit Gummipolsterung für den Lüfter hat. Erst habe ich überlegt, die obere Metallabdeckung wegzulassen, aber da dort die WLAN-Antenne befestigt ist und das Gehäuse sicher auch ein Dämmfaktor bei der Geräuschemission ist, habe ich mir kurzerhand eine Metallsäge und -feile geschnappt und die oberen vier Ecken des Noctua-Lüfters abgesägt und abgerundet, was nur wenige Minuten dauerte und ein recht zufriedenstellendes Ergebnis erzeugt hat.

Die abgerundeten Ecken sollten genau auf den Schaumstoffring der Gehäuseöffnung passen, damit es nicht zur Vibrationsübertragung auf das Metall kommt (s. Bild). Nach einer kurzen Anprobe habe ich den Lüfter dann mit vier Kabelbindern auf den Radiator geschnallt und die XBOX entsprechend den vorhergehenden Demontage-Schritten wieder zusammengeschraubt.

Beobachtung und Fazit

Über die XBOX-Software gibt es keine Möglichkeit, die Temperaturen auszulesen und auch ein Infrarot-Thermometer habe ich nicht. Da bleibt nur der subjektive Eindruck. Und der überzeugt!

Wenn ich bei eingeschalteter XBOX die Hand über den aufsteigende Abluft halte, ist dieser bereits im Leerlauf (minimale Drehzahl) deutlich wärmer, der Radiator dabei nur lauwarm. Unter Last (aktueller Titel wie RDR2 oder Tomb Raider) erhöht sich die Lüfterdrehzahl dann leicht, was aber bei dem Noctua nicht zu hören ist. Auch beim längeren Spielen vom Sofa aus kann ich die Konsole nicht hören (abgesehen vom Lüfter des Netzteils!).

Daraus schließe ich, dass die erneuerte (und wahrscheinlich auch qualitativere) Wärmeleitpaste die Hitze wesentlich schneller an den Radiator abgibt und der neue Noctua-Lüfter mit seinem optimierten Luftstrom im Vergleich zum Serienlüfter wohl auch bei gleichem Aufwand mehr Luft pro Minute durch die XBOX bewegen kann (da keine Ruckler oder Microtearing beim Spielen auftreten, gehe ich nicht davon aus, dass die XBOX sich wegen Überhitzung heruntertaktet).

Im zweiten Beitrag werde ich berichten, wie ich die interne Festplatte durch eine SSD getauscht habe. Das war um einiges komplizierter, als ich zunächst angenommen hatte. Schaut demnächst wieder vorbei oder abonniert einfach den Blog per Mail, wenn ihr wissen wollt, wie es weiter geht… →

ASUS Strix Vega 64 gekühlt – 120mm Lüftermodifikation

Wie ich mit zwei PWM-Lüftern meine Vega leise gemacht habe.

Die ASUS Strix Vega OC 64 8GB ist ein angepasstes Modell von AMD’s Flaggschiff aus dem Jahre 2017. Während die Karte mit ihrer Leistung und – inzwischen – ihrem Preis durchaus überzeugt, schafft es leider auch ASUS nicht, dem Problem mit den hohen Temperaturen gerecht zu werden, wie ich zuvor berichtete…

Mehr Leistung, weniger Stromhunger: Undervolting mit Wattman

Temperaturfix? Tausch von Wärmeleitpads und -Paste

Gerade Nutzer, welche gerne ihre Grafikkarte durch Übertakten weiter optimieren wollen, greifen meiner Meinung nach u.A. aufgrund der höheren TBP-Grenzen (total board power) und verbesserten Kühlungsdesigns zu den sogenannten Subvendor- oder Custom-Grafikkarten, wie sie von ASUS, Sapphire, XFX, MSi usw. angeboten werden. Leider war es bei meinem Modell nicht möglich, die Leistung oder Taktrate mit der werksseitig verbauten Kühllösung noch erheblich zu steigern.

…wie ein Staubsauger

In der ASUS-Version ist die Grafikkarte mit einem großzügigen Radiator ausgestattet, welcher 2 Slots belegt und sich nicht zu verstecken braucht. Gespickt ist dieser mit drei 90mm Wingblade PWM-Lüftern. Laut dem Hersteller sollen diese für bis zu 20% mehr Kühlleistung und 3x leisere Gaming-Performance im vergleich zum Referenzmodell sorgen [1], was ich in meinem Praxistest aber nicht wirklich nachvollziehen kann.

So erreichen die Lüfter im voreingestellten Leistungsprofil eine Drehzahl von 2890 rpm und eine Lautstärke von 69 dB unter Last (gemessen mit dem Smartphone ca. 10 cm vor dem geöffneten Gehäuse), was schon deutlich zu hören und ohne Kopfhörer störend ist.

Klingt cool, aber nur am Flugzeug. Bildquelle: Threecharlie / Wikimedia

Dreht man die Lüfter mit Wattman manuell auf 100%, erreichen Sie Geschwindigkeiten von bis zu 3725 rpm, was mit ca. 72 dB – selbst im Nachbarzimmer noch – deutlich zu hören und damit mit den Schallemissionen eines laufenden Staubsaugers vergleichbar ist. [2] Leider erreicht die Karte auch in diesem „Turboprop-Modus“ keine Temperaturen unter 70*C bei Volllast.

verschiedene Möglichkeiten

Im Internet finden sich verschiedene Ansätze, um die Temperaturen der Vega besser unter Kontrolle zu bringen. Die Entscheidung ist da wohl am ehesten vom eigenen Bastelwillen und der Bereitschaft, Geld auszugeben, abhängig. So gibt es zum Beispiel den Vorschlag, den kompletten Herstellerkühler durch einen speziellen Radiator, den Morpheus II von Raijintek zu ersetzen, gleichzeitig werden dann die Lüfter auch durch zwei Standard-PWM-Lüfter ersetzt. Solche „rundum-sorglos-Kühler“ sind eine tolle Sache, bei meiner früheren Radeon 290 Dual-X hatte ich bereits einen Arctic Accelerando IV extreme verbaut, mit welchem ich sehr zufrieden war (passt leider nicht auf die Vega). Wenn man allerdings nach der Demontage des originalen ASUS-Kühlers beide in Größe und Umfang vergleicht (siehe Bilder unten), merkt man, dass dieser bereits annähernd den gleichen Umfang hat. Ich kann mir deshalb nicht vorstellen, dass die 65€ (aktueller Preis bei Amazon) für den Morpheus wirklich sinnvoll investiertes Geld sind, zumal man noch separat Lüfter hinzukaufen muss.

In einigen Foren-Beiträgen fand ich den Hinweis, dass man an den Original-Kabelbaum mittels eines „Mini 4-Pin“ PWM auf VGA Adapters (5€ auf Amazon) die Lüfter direkt anschließen und eine Beschädigung der Kabel so vermeiden könne, dieser hat bei mir aber nicht gepasst, so dass ich die Idee verworfen habe.

Der sicherlich effizienteste Weg, eine solche Grafikkarte zu kühlen, besteht wohl darin, sie einfach „unter Wasser zu setzen“. Dafür gibt es spezielle Nachrüst-Wasserkühlungen z.B. von Alphacool, welche die Grafikkarte dann selbst unter extremsten Bedingungen nicht über 60*C steigen lassen und dabei kaum zu hören sind. Die Preise richten sich dann aber eher an Enthusiasten, der schicke Alphacool Eiswolf ist z.B. für aktuell 215€ zu erwerben.

Umbau mit zwei 120mm PWM-Lüfter

Ihr benötigt einen Lötkolben, Lötzinn, Isolier-Klebeband und Kabelbinder!

Nach einigem hin- und her habe ich mich dazu entschieden, die drei Werkslüfter durch größere Varianten zu ersetzen, sie sind mir einfach zu laut. Dazu gibt es z.B. im Rahmen der „Morpheus-Modifikation“ schon einige vielversprechende Berichte. Das scheint auch eine vergleichsweise günstige Lösung zu sein. PWM-Lüfter gibt es ab 10€ im Internet, ich habe mich für besonders leise Noctua NF-P12 (20€/Stk.) entschieden.

Die ASUS Strix Vega hat außerdem den Vorteil, dass sie einen zusätzlichen PWM-Anschluss hat. Dort können Gehäuselüfter angeschlossen werden, deren Drehzahl dann abhängig von der Vega-Temperatur gesteuert wird. Es ist theoretisch so auch möglich, die 120mm-Lüfter ohne größere Kabelarbeit direkt anzuschließen. Die Lüftersteuerung erfolgt allerdings über eine separate ASUS-Software und ist nicht Firmware-gesteuert, weshalb diese Option für mich nicht infrage kommt. Ich habe mich dazu entschieden, den Originalkabelbaum selbst zu modifizieren.

Los geht’s: Demontage und Kabel identifizieren

Nicht vergessen den PC vom Netz zu trennen und sich selbst zu erden (z.B. an Heizkörper fassen), damit die Elektronik durch statische Ladung keinen Schaden nimmt.

Zunächst muss die Plastikabdeckung mitsamt der RGB-Beleuchtung entfernt werden, um Zugriff auf den Radiator zu erhalten. Insgesamt sind 25 kleine Schrauben (mit einem handelsüblichen feinen Technik-Kreuzschraubenzieher) an der Seite sowie frontal neben den Lüftern zu lösen, dann lassen sich die RGB-Abdeckung sowie die drei Lüfterhalter problemlos abnehmen. Der Radior muss nicht wie im Bild oben von der Platine entfernt werden! Die Oberseite des Kühlers ist relativ geräumig, probeweise darauf gelegt haben die beiden 120mm Lüfter genau darauf Platz gefunden. Prima, jetzt machen wir uns an den Kabelbaum. Schauen wir uns zunächst die Pin-Belegung von PWM-Anschlüssen an wie sie z.B. auch an der CPU- oder als Gehäuselüfter zu finden sind:

Standard Pin-Belegung von PWM-Lüftern (rechts). Blau: Schubsteuerung; Grün: Rotationsgeschwindigkeit; Gelb: Stromzufuhr; Schwarz: Erdung. Die Farben können je nach Hersteller variieren. Quelle: noctua.at

Der Stecker der ASUS Originallüfter hat 6 PINs, verteilt auf drei Lüfter. Da PWM-Lüfter sonst 4 PINs haben, geht das so also erst einmal nicht auf, zumal ein paar Farben doppelt vorkommen. Vor der Verkabelung der Lüfter selbst saß ich eine ganze Weile und habe recherchiert, schließlich möchte man bei einer Grafikkarte dieser Preisklasse nicht eben mal was durch Leichtsinn kaputt machen. Letzten endlich habe ich mir die Farben der Standard-Pin-Belegung von PWM-Lüfter angeschaut und diese dann mit denen der Grafikkarte verglichen. Dadurch konnte ich die einzelnen Kabel identifizieren und bin zu folgendem Ergebnis gekommen:

Die ungerade Zahl der Kabel im Verhältnis zu den Lüftern kommt also deshalb zustande, weil zwei von drei Lüfter gemeinsam angesteuert werden, entsprechend gibt es ein RPM-Signal weniger.

Nachdem ich die einzelnen Kabel sowohl von den Vega als auch von den neuen Noctua-Lüftern identifiziert habe, ist mein nächster Schritt – auch wenn es vielleicht anfangs etwas weh tut – die Kabel einfach durchzuknipsen und zu entmanteln, damit sie später zusammengelötet werden können. Dabei habe ich die Originalkabel direkt nach der ersten Gabelung abgeknipst und da wir aus drei jetzt zwei Lüfter machen, werden wir im nächsten Schritt das doppelte PWM-Kabel (grün) zusammenführen müssen (s. Bild unten).

Etwas Lötarbeit

Während also der Lötkolben schon vorheizt, lege ich mir die Kabel so zurecht, dass ich sie direkt zusammenlöten kann. Anschließend sollten die Lötstellen noch mit Isolierband geschützt werden. Den Rest könnt ihr der Bilderstrecke entnehmen!

Im Anschluss daran habe ich die Lüfter provisorisch am Kühler befestigt, um eine Probelauf zu machen. Schließlich will ich wissen, ob ich die Kabel auch richtig verbunden habe, bedeutet beide Lüfter drehen sich, die Geschwindigkeitsregulierung funktioniert und die RPM-Sensoren liefern Daten. Die Ergebnisse und Sensordaten folgen weiter unten!

Befestigung der Lüfter

Die zwei Noctua-Lüfter habe ich dann mit Kabelbinder zwischen den Radiatorlamellen befestigt, wo es möglich war. Beide sitzen stabil, wenn auch nicht ganz symmetrisch wegen der Unebenheiten durch die alten Befestigungen am Radiator. Die losen Kabel habe ich noch weiter zusammengebunden und soweit wie möglich befestigt, damit sie nicht mit den Rotoren der Lüfter oder gar heiß werdenden Teilen des Kühlers in Verbindung kommen können. Das Ergebnis kann sich meiner Meinung nach sehen lassen!

Mir ist das persönlich nicht wichtig, aber wer mag, kann die transparenten RGB-Komponenten aus der jetzt ungenutzten Abdeckung nehmen und für einen netten Effekt zu den 120mm Lüftern dazuschnallen!

Übrigens: Der Originallüfter kann über diverse Händler z.B. aus China nachbestellt werden.

Erste Ergebnisse

Balsam für die Ohren…

…wirklich, der Unterschied ist gewaltig. Wenn ich den Rechner anschalte, sind die Lüfter unhörbar. Laut Hersteller emittieren die Noctua NF-P12 maximal 19,8 dB. Mit hwinfo64 lese ich die Sensordaten aus, die geklammerten Werte sind die im Originalzustand gemessenen Daten:

  • Im Leerlauf drehen sich die Lüfter bei kaum hörbaren 550 rpm, die GPU erreicht darunter 35*C.
  • Unter Last (Stresstest) drehen die Lüfter voll auf, selbst bei maximal 1246 rpm (maximale Drehzahl laut Hersteller 1300 rpm) sind sie aber nur leicht zu hören, ich messe 55 dB (-17). Die GPU erreicht maximal 79*C. Das Geräusch lässt sich eher mit einem leichten Windrauschen vergleichen, als wie zuvor mit einem Staubsauger.

Sensordaten

Nach einigen Minuten Stresstest konnte ich folgende Temperaturen notieren, im Vergleich zu den ursprünglich gemessenen Temperaturen:

Temp.GPUHBMVR VDDCVR MVDDHotSpot
*C79 (-4)81 (-10)88 (-27)84 (-20)96 (-3)

Zugegeben, objektiv betrachtet sind das nach wie vor keine schönen Werte, aber für eine luftgekühlte Vega, vor allem im Vergleich zu den zuerst gemessenen Temperaturen (im ersten Beitrag), doch schon eine deutliche Besserung, wobei vor allem die VRAM-Speicherchips von der Modifikation profitieren.

Deutlich wahrzunehmen ist, dass der Temperaturanstieg bei konstanter Lüftergeschwindigkeit wesentlich langsamer erfolgt, als es beim Originalmodell der Fall war und es dadurch nicht mehr zu „Mikroeinbrüchen“ bei der GPU-Taktrate kommt, was zuvor gelegentlich zu beobachten war, bis aufgrund des plötzlichen Temperaturanstiegs die Lüfterdrehzahl angepasst worden war (thermal throttling). Leider habe ich während des hwinfo-Testlaufs davon keine Screenshots für den Beitrag gemacht.

In den Benchmarks

Benchmarks belasten die Grafikkarte im Gegensatz zum reinen Stresstest (maximale Auslastung und Hitzeerzeugung) auf eine vielfältigere Weise. Hier wollte ich auch noch einmal sehen, ob sich abgesehen von der Lautstärke und Wärmeentwicklung durch den neuen „Temperaturspielraum“ noch zusätzliches Leistungspotential ergibt, da bei der Vega-Generation das „thermal throttling“ eine wichtige Rolle spielt. Wie bereits in meinem vorhergegangenen Beitrag zum Vega Undervolting (UV) benutze ich die Benchmarksoftware 3DMark TimeSpy (DirectX12), Unigine SuperPosition sowie Geeks3D FurMark. In der Vergleichsmessung habe ich mein bereits konfiguriertes Undervolting-Profil aus AMD Wattman benutzt, damit ich sehe, was sich „netto“ durch die Modifikation noch verändert hat:

Benchmark/PunkteTimeSpySuperpositionFurMark
Stock (mit UV)7535 / 46,64572 / 34,27971/133
120mm Mod (mit UV)7557/46,774602/34,437951/132

Wie unschwer zu erkennen ist, sind die Veränderungen in den Benchmarks marginal bzw. die zu erwartenden Schwankungen bei einer Messung. Hier bringt die Lüftermodifikation also keinen weiteren Vorteil. Schauen wir uns zum Schluss noch die maximale Taktrate bzw. den Boost-Takt (P7-State) an, welche ich Gegensatz zur Versorgungsspannung nicht fest geregelt habe (s. vorherigen Beitrag):

AMD Wattman-ProfilVorgabe (Ausgeglichen)UndervoltingUV + Lüftermod
Maximale Taktrate (MHz) 149216281627
GPU Core Power (W )195159155

Durch das Undervolting ließ sich bereits die Taktrate deutlich steigern sowie der Strombedarf der GPU senken, durch die Lüftermodifikation hat sich nichts daran geändert. Da diese „OC“ Variante der Vega ja bereits werksseitig etwas übertaktet ist, vermute ich, dass der Spielraum nach oben zusätzlich zum Undervolting nicht mehr so groß ist.

Lüftersteuerung mit AMD Wattman

Nun verändern wir noch die Lüfterkurve manuell z.B. in AMD Wattman (über Radeon Settings). Das ist erforderlich, damit die Grafikkarte auch das Potential der neuen Lüfter entsprechend nutzen kann. Schließlich ist die Firmware der Vega im Bezug auf die RPM-Drehzahl ja für die drei 90mm Wingblade-Serienlüfter konfiguriert. Über die installierte Radeon Settings App klicken wir auf den Reiter „Spiele“, dann „Globale Einstellungen“ und „Wattman Global“. Die Profilvorlage „manuell“ muss aktiv sein. Ihr könnt die detaillierte Lüfterkurve nur in der 2019er AMD Adrenalin-Software (19.x) ändern, nutzt ihr die letzten offiziell von ASUS angebotenen Treiber, gibt es dort diese Option noch nicht.

Ähnlich der Herstellerempfehlung meiner früheren Arctic Accelerando IV Kühlung (da lag eine Beispiel-Lüfterkurve auf Papier bei) habe ich mich an der Tatsache orientiert, dass die neu verbauten Noctua-Lüfter selbst bei maximaler Drehzahl (1300rpm) kaum zu hören sind, deshalb steigere ich die Lüfterdrehzahl so früh wie möglich auf 100%, um einem schnellen Temperaturanstieg entgegenzuwirken:

  • Den „Zero RPM Modus“ (die Lüfter halten zwischendurch an) habe ich deaktiviert
  • Ich habe die Temperatur bei Leerlauf (Idle) beobachtet und und den Kurvenanstieg oberhalb angesetzt, so dass die Lüfter im Leerlauf konstant auf niedrigem Niveau (PWM 42%) drehen und die Temperatur halten (35-39*C), um ein plötzliches und häufiges „Aufdrehen“ der Lüfter zu vermeiden.
  • Ab 40*C steigt die Drehzahl rasch an und erreicht bei 60*C 100% PWM-Leistung.

Die Kühlleistung ist zwar wesentlich besser wie zuvor, aber auch hier merkt man bei einem Anstieg auf bis zu 79*C, dass die Lüftkühlung bei dieser Karte schnell an ihre technisch-thermischen Grenzen kommt.

Fazit. Hat sich’s gelohnt?

Definitiv. Die meiner Meinung nach größte Schwäche am Custom-Modell ASUS ROG Strix Vega 64 OC ist einfach die Kühlung der Karte. Und das obwohl man meinen sollte, das man bei ASUS die bereits vom Referenzmodell bekannte Schwäche erkannt und behoben haben sollte. Zumindest konnte ich bei mir – egal in welcher Belüftungskonstellation, ob offenes oder geschlossenes, ob stehendes oder liegendes Gehäuse – keine gesunden Belastungstemperaturen beobachten.

Die 120mm-Lüftermodifikation, im Netz auch unter „Morpheus-Mod“ oder „Ghetto-Mod“ zu finden, schafft insofern Abhilfe, als dass man durch den größeren Lüfterdurchmesser (120 statt 90mm) bei gleicher bzw. reduzierter Drehzahl einen höheren Luftaustausch und gleichzeitig reduzierten Geräuschpegel erreicht, was in geringeren GPU-Temperaturen resultiert. Auch wenn dadurch keine wesentlichen Leistungsverbesserungen zu erwarten sind, ist der Unterschied deutlich hörbar: Die Karte ist richtig leise geworden!

Als Einzelmaßnahme eher nicht zu empfehlen, aber im Rahmen des Lüfterumbaus sollte man dann aber auch gleich die Wärmeleitpaste und -pads tauschen, wie ich im ersten Teil des Beitrags beschrieben habe. Wer außerdem den Stromverbrauch (und damit die Hitzeentwicklung) noch etwas senken und dadurch die Leistung der Grafikkarte verbessern will, sollte sich unbedingt am Undervolting mit AMD Wattman versuchen, was ihr hier im Blog nachlesen könnt.

Fit für Navi?

AMDs neue GPU-Architektur heißt Navi. Die Radeon 5700 (XT) ist seit kurzem auf dem Markt und auch ASUS hat ein eigenes Custom-Modell angekündigt, welches in Kürze erscheinen soll. Schaut man sich die ersten Herstellerbilder der Grafikkarte an, scheint es so, als ob von ASUS wieder das gleiche Kühlsystem mit den drei Wingblade-Lüfter verbaut wurde. Theoretisch sollte dann diese Lüftermodifikation auch problemlos machbar sein. Vergleicht man die beiden Karten in den ersten Benchmarks so ist der Leistungsunterschied, finde ich, nicht so gewaltig, als dass sich ein Umstieg aktuell lohnen würde. Dann lieber mit den gefallenen Vega-Preisen sparen!

Hinterlasst doch einen Kommentar unter diesem Beitrag, welche Temperaturen eure Vega erreicht und welche Maßnahmen ihr dagegen unternommen habt!

ASUS Strix Vega 64 – WLP VRAM Temperatur Fix?

Teil 2: Undervolting in der Praxis – Höhere Taktrate und geringerer Stromverbrauch!

Teil 3: Flüsterleise – Mit einer 120mm Lüftermodifikation die Kühlung verbessern.

Ich berichtete zuletzt von meinem Hardware-Umbau in meinem Desktop-PC. Bei der Grafiklösung habe ich mich für die Vega 10 Generation, dem Flagschiff aus dem Jahre 2017, genauer gesagt die ASUS ROG RX Vega 64 PC 8Gb entschieden. Bis auf zuletzt meine Nvidia GTX 1060 hatte ich die letzten 10 Jahre eigentlich immer eine Grafikkarte von AMD am Start und das sollte dieses mal auch wieder so werden! Die Vega-Serie hat einige deutliche Vor- und Nachteile, welche für die Kaufentscheidung entscheidend sind. Zum Einen sind es da die – je nach Modell – kochenden Temperaturen und der hohe Stromverbrauch, zum Anderen ist das Preis/Leistungsverhältnis aber Fair und die Grafikkarte bietet auch 2019 für aktuelle Spieletitel in Full-HD noch mehr als ausreichend Leistung. Ausschlaggebend für mich war dann allerdings das Optimierungspotential, welche sie für Hardware-Enthusiasten und Bastler wie in meinem Fall bietet. Wie kann ich die Wärmeableitung verbessern und dadurch die Temperaturen senken, die Leistung weiter steigern und die Karte leiser machen? Darauf möchte ich in dieser Artikelserie eingehen. Einen detailierten Hardware-Test aus dem Jahr 2017 findet ihr z.B. bei pcgameshardware.

Der Blick auf die Serie lohnt sich meiner Meinung nach für Hardware-Nachzügler nun besonders, da die Preise angesichts der nachfolgenden Vega 20 (Radeon VII) sowie die kommende Navi-Generation bereits am Fallen sind. Quelle: geizhals.de

Die Leistung der Karte ist super. Mein großes Problem ist die hohe Temperaturentwicklung unter Last im geschlossenen Gehäuse, was letzten endlich zur Drosselung der Taktrate und zu hohen Lüftergeräuschen führt. Da ich in der aktuellen PC-Konfiguration keine Wasserkühlung mehr für den Prozessor nutze, stand ich nun vor dem neuen Problem, dass die Abwärme der Grafikkarte sich oben sammelt und dadurch zusätzlich die CPU anheizt (der einzige Nachteil der Subvendor-Karten mit Custom-Kühlung: Die Abwärme wird nicht direkt aus dem Gehäuse geblasen sondern sammelt sich dort), selbst meine 3 (!) bequiet! Gehäuselüfter haben es in der Benchmark nicht geschafft, die Abwärme suffizient aus dem Gehäuse auszuleiten. Da ich nun sowieso meinen Schreibtisch umgeräumt habe, habe ich den PC erst einmal horizontal in das Seitenfach des Schreibtisches gelegt und die Oberseite des Gehäuses offen gelassen. Gleichzeitig habe ich den Luftstrom verändert, so dass von beiden Seiten nun die kühle Luft ins Gehäuse kommt (im Bild ist die Lüfterabbildung noch nicht indentisch mit den eingezeichneten Pfeilen) und nach oben hin über die geöffnete Seite entweichen kann. Dadurch verhindere ich, dass die CPU zusätzlich angeheizt wird und die Spitzentemperaturen sind generell gesunken. Ein offenes Gehäuse ist sicher nicht die optimale Lösung, aber für mich im Moment in Ordnung.

Hitzig: Temperaturen unter Vollast

Die Temperaturen sind trotz großem Kühlblock und drei Serienlüftern (ASUS) knackig. Bei mir erreicht die Karte im Leerlauf (Idle) und unter Maximallast (Stress) folgende Temperaturen. Dabei ist zu beachten, dass die Karte über mehrere Temperatursensoren verfügt, unter anderem für den VRAM, außerdem gibt es einen „Hotspot“. Gemessen habe ich mit hwinfo64 bei ca. 23*C Zimmertemperatur (geschlossenes vertikal stehendes Gehäuse). Alle Temperaturen sind bei der Gesamtbetrachtung der Kühlung relevant und beeinflussen die Performance:

Temperatur *CGPUHBMVR VDDCVR MVDDHotspot
Idle3938424239
Stress839111510499

Gebencht habe ich mit Geeks3D FurMark. Die VRAM-Temperaturen mit >100*C sind knackig, definitiv nicht gut für die Langlebigkeit, generell wird die Karte im Werkszutand meiner Meinung nach viel zu heiß, eigentlich ein Konstruktionsfehler. Letzten endlich taktet diese dann auch zurück. Hier muss man allerdings dazu sagen, dass die Karte beim Gaming (z.B. The Witcher 3 auf Ultra) die hier gemessenen Temperaturen nicht erreicht hat, aber trotzdem sehr warm und – im Vergleich zu meiner Vorherigen Grafikkarte – laut wurde.

Wärmeleitpad und -Paste

Zu diesem Temperaturproblem finden sich diverse Lösungsansätze anderer Menschen im Internet. Einen dieser möchte ich heute vorstellen: Der User F7GOS hat in seinem Video auf YouTube bemerkt, das in seiner Asus Vega 64 das Wärmeleitpad für die VRAM-Chips unsauber auf dem Kühlkörper angebracht ist und die Hitze so nicht gut abgeleitet wird. Durch den Tausch dieser sowie einen Tausch der GPU-Wärmeleitpaste konnte er die Temperaturen seiner Karte erheblich senken (siehe Video im Link).

Wie er habe auch ich dafür das „minuspad 8“ von ThermalGrizzly verwendet, welches weitgehend die identische Größe besitzt und im Handel ca. 8€ kostet. Also habe ich meine Karte demontiert, was sehr einfach geht. Zunächst den Lüfterstecker sowie den Stecker für die RGB-Beleuchtung gelöst. Danach werden mit einem kleinen Kreuzschraubenzieher vier (wenn ich mich recht erinnere) Schrauben, welche den Kühlkörper halten, von der Rückseite der Karte gelöst, anschließend die vier Schrauben der GPU-Fassung. Danach lässt sich der gesamte Kühlkörper mit etwas Gefühl von der Platine abheben.

Leider habe ich feststellen müssen, dass es von der ASUS Strix Vega 64 wohl verschiedene „Revisions-Builds“ gibt, wovon ich wohl eine Neuere besitzen muss, bei mir war nämlich der Wärmeleitpad nicht so stark deplatziert. Aber ich hatte das Thermalpad schon gekauft und die Karte auseinander gebaut, also habe ich dieses trotzdem getauscht. Das Alte einfach abziehen, die Länge und Breite ist bereits passend, es müssen lediglich noch die Aussparungen für die Schrauben freigemacht werden. Anschließend habe ich die GPU-Wärmeleitpaste durch eine Arctic MX-4 2019 Edition (ca 8€) getauscht, welche ich noch vom Hardware-Umbau übrig hatte.

Das Ergebnis

Da bei mir die VRAM-Chips lange nicht so unsauber abgedeckt waren wie im obigen Video, waren meine Erwartungen an den Temperaturunterschied nicht allzu hoch. Gemessen habe ich wieder mit FurMark und hwinfo64. Die Temperaturen im Leerlauf sind weitestgehend identisch, unter Last ist ein Temperaturunterschied festzustellen:

Temperatur *CGPUHBMVR VDDCVR MVDDHotspot
Stress80 (-3)91109 (-6)100 (-4)94 (-5)

Das ist natürlich nicht die Welt und hat mir bei in der Standard-Treiberkonfiguration auch keinen Unterschied hinsichtlich der Performance und der automatischen Taktung der Grafikkarte gemacht, aber immerhin schon etwas kühler als zuvor. Und das allein durch den Tausch der Wärmeleitprodukte ohne Veränderung des eigentlichen Kühlkörpers.

Bildschirmflackern und -blitzen

Wie ich das Bildschirmflackern bei einem alten Laptop behoben habe.

Wenn der Bildschirm plötzlich anfängt zu flimmern, zu blitzen oder „Artefakte“ zu sehen sind, ist das normalerweise kein gutes Zeichen. Nachdem man eine Pause gemacht und ausgeschlossen hat, dass es an den eigenen Augen liegt (denn so sieht es das ArbSchG bzw. die BildscharbV §5 vor) stellt sich die Frage, hat der Computer einen Schaden? Ich hatte vor kurzem ein altes Dell Notebook von ca. 2011 vor mir, welches bereits direkt nach dem Einschalten immer wieder intermittierend weiß geblitzt hat. Gerade in einem solchen Ausmaß, dass man noch damit arbeiten konnte, es aber schon sehr irritierend für die Augen war. Es ist immer möglich, dass es an einem fehlerhaft installierten Grafikkarten-Treiber liegt, aber selbst eine saubere Neuinstallation brachte keine Besserung. Außerdem war da noch die Tatsache, dass das Flackern bereits direkt nach dem Einschalten, also noch vor dem tatsächlichen Booten von Windows auftrat. Das spricht in der Regel für einen technischen Defekt der Grafikeinheit oder Displays des Computers oder Laptops. Das kann zum Einen altersbedingt, aber auch durch Überhitzung der Hardware verursacht worden sein. Eine Reparatur lohnt sich bei so einem alten Gerät nicht, aber wenn man daran hängt und der Rechner flott läuft, möchte man sich auch nicht davon trennen, oder?

Es ist also ratsam, mit einem Belastungstest die Betriebstemperaturen zu überprüfen. Das geht zum Beispiel mit den kostenlosen Benchmarktool FurMark (für die Grafikeinheit) in Zusammenhang mit dem kostenlosen PC-Info Tool HWMonitor. Wie man dabei am besten vorgeht und welche Temperaturgrenzen gelten, habe ich in meinem Ratgeber Fehlerdiagnose unter Punkt VIII beschrieben.

In meinem Fall waren die Temperaturen des Notebooks unauffällig. Die Lüfter gereinigt und entstaubt habe ich trotzdem, aber das Problem blieb bestehen, was den Verdacht eines technischen Defektes erhärtete. Jetzt blieb eigentlich nur noch eine Sache, die ich bisher noch nicht in Betracht gezogen hatte, da das Flimmern sich nicht unmittelbar durch das Verändern der Bildschirmneigung (Bewegen der Scharniere) auslösen lies: Bei Notebooks führt das Display-Kabel normalerweise an den Scharnieren des Bildschirms vorbei. Es konnte also sein, dass sich durch das ständige Auf- und Zuklappen über die Jahre das Kabel gelöst haben oder beschädigt sein könnte. Es blieb also nichts anderes übrig, als das Notebook zu öffnen und den Anschluss zu prüfen.

Demontage

Mit einem handelsüblichen kleinen Schraubenzieher lässt sich so ein Laptop ohne weiteres in seine Einzelteile zerlegen. Zum Glück gibt es für viele Notebooks bereits Videoanleitungen zur Schritt für Schritt Demontage im Internet zu finden.

Nach der Entnahme des Akkus (ich hatte zuvor ein Backup gemacht!) begann ich zunächst, die rückseitigen Schrauben des Hauptgehäuses zu lösen. In der Regel lässt sich dadurch die Schale der Oberseite abnehmen, während hingegen die Hauptplatine auf der unteren Schalenhälfte mit weiteren Schrauben befestigt ist.

Unter der Tastatur und der oberen Abdeckung versteckt sich die Rückseite des Mainboards, hier mit einliegender Festplatte und DVD-Laufwerk. CPU und RAM sind von dieser Position nicht entnehmbar. (PS: Vor dem Schrauben immer vom Strom trennen! In diesem Bild hatte ich kurz gebootet um zu schauen, ob das Flimmern verschwunden ist)

Zuvor musste ich noch die Tastatur, welche durch einen Klickverschluss in der Oberseite des Gehäuses befestigt ist und den dazugehörigen Breitbandstecker lösen. Um die beiden Gehäusehälften gut trennen zu können hilft ein weiches Plastikwerkzeug mit einer flachen Kante, ähnlich einer Scheckkarte oder eines Schabers.

Bei manchen Notebooks befindet sich der Stecker des Displaykabels auf der in den Bildern nicht einsehbaren Seite des Mainboards, bei diesem Modell aber war es glücklicherweise an der Oberseite – oberhalb der Kühleinheit -befestigt und wand sich dann entlang der Scharnier-Abdeckung zum LCD-Display.

Gerade dieser Bereich des Kabels wird durch das ständige Auf- und Zuklappen am meisten belastet.

Nachdem ich das Kabel auf äußerliche Beschädigungen hin überprüft und keine Mängel festgestellt hatte, habe ich testweise den Stecker neu eingesteckt und das Kabel wieder ordentlich im Scharniergehäuse untergebracht. Anschließend im halb zusammengebauten Zustand eingeschaltet und siehe da – das unregelmäßige Flackern und Blitzen war verschwunden! Da ich zuvor die Bildfehler durch das Auf- und Zuklappen nicht erzwingen konnte, war ich zunächst nicht von dieser Ursache ausgegangen. Gleichzeitig war konnte ich nun auch ausschließen, dass die Hardware einen anderweitigen Defekt hatte. Bei der Gelegenheit habe ich gleich noch die Scharnierschrauben des Displays, welche sich an der selben Stelle befinden auf beiden Seiten nachgezogen und das Scharnier geschmiert. Bereits bei mehreren Notebooks (vor allem von HP) waren ausgeleierte oder ausgebrochene Displayscharniere (durch Schwergängigkeit) die erste Mangelerscheinung.

Für die meisten Notebook-Hersteller gibt es im Netz (ich schaute auf eBay) Ersatzteile zu kaufen. So fand ich zum Beispiel Displaykabel ab 9€, ganze LCD-Displays ab 100€ und Displayscharniere ab 10€. Da sollte sich man sich aber zuvor Gedanken machen, ob sie der Tausch noch lohnt.