Kühlung

Bedingt durch die Leistungssteigerung von CPUs und die höhere Packungsdichte von Chips erzeugen CPUs, Motherboards sowie leistungsfähige Grafikkarten und Speicher steigende Verlustleistungen. Da die Kompaktheit von Systemkomponenten rapide angestiegen ist, stellt sich in zunehmendem Maße das Problem der Wärmeableitung an CPUs, in Personal Computern (PC) und vor allem in Racks.

CPU-Lüfter und Kühlkörper, Foto: FDM-Ware

Die verschiedenen Kühlmethoden lassen sich ihrer Effizienz nach klassifizieren: Konvektion, Lüfter, Luft-Wasserkühlung.

CPUs werden mit steigender Taktfrequenz immer heißer. Da die passive Kühlung durch Kühlkörper und Luftzirkulation ab einer bestimmten Verlustleistung zur Wärmeabfuhr nicht mehr ausreicht, muss in diesen Fällen mit aktiver Kühlung gearbeitet werden. Dabei sorgen Kühlkörper mit Wärmeleitpaste, Heatpipes, Lüfter oder Peltier-Elemente für die Wärmeabfuhr.

Axial-Lüfter, Foto: Lieske-Elektronik

In Gestellschränken sorgen bautechnischen Maßnahmen für eine schnelle Wärmeabfuhr. Diese kann über den Kamineffekt erfolgen oder mit Lüftern, die über entsprechende Luftzu- und -abfuhr für den Temperaturausgleich sorgen. Daneben gibt es die Möglichkeit Wärme mit Heatpipes ohne Lüftergeräusche abzuführen. Anders verhält es sich in Schränken, wo in einem voll mit Servern bestückten Rack die Wärmeabfuhr nicht mehr allein durch Luftkühlung erfolgen kann. Die Luftkühlung erreicht bei einem 2-m-Rack bei einer Verlustleistung von 6 kW ihre Grenzen. Für diese Fälle kann anstelle der Luft-Flüssigkeitskühlung eingesetzt werden. Bei diesen Systemen erfolgt die Verteilung der Kühlflüssigkeit im Rahmenprofil des Racks.

Als Richtlinie für die Luftkühlung und das Thermal Management gibt es die IEC-Empfehlung 62194, in der Maßnahmen für die Wärmeabführung aus Schränken spezifiziert sind.