Erfahrungsbericht:
Wärme-verursachte Hardware-/Software-Probleme

Vorher: Laut & Instabil -- Nachher: Leise & Zuverlässig

Ausgangslage
Meine Hardware
Probleme & Symptome
Verdacht
Erste Messungen
Betrachtungen zum Thermischen Design
Reproduzierbare CPU-Last
Stärkerer CPU-Kühler
Status und weitere Ziele
Flankierende Maßnahmen
Weitere Messungen
Zwischenstand
Neuer Tower
Startsituation mit dem gedämmten Tower
Erneute Veränderungen
Tuning im Teillastbereich
Fazit / Ergebnis
Leise Links

Auf dieser Seite möchte ich diejenigen Computer-Probleme und deren Lösung schildern, die mir über etliche Monate lang in 2003 Zeit und Nerven geraubt haben. Damals hätte ich am liebsten schlicht und einfach die Kiste aus dem Fenster geworfen.

Vielleicht findet nun jemand, der ähnliche Probleme hat, diese Notizen als hilfreiche Anregung ...... - Natürlich würde ich mich auch über Feedback freuen!

...... Jedenfalls, nach monatelangem erfolglosen Suchen erwies sich schließlich die CPU-Kühlung als das zentrale Killer-Problem! - Nachfolgend beschreibe ich also meine Erfahrungen bei der Temperaturabsenkung bei gleichzeitiger durchgreifender Geräuschreduktion und zwar ohne Wasserkühlung, Heatpipes, etc.!

Ausgangslage

Mein Computer ließ sich oft nicht mehr hochfahren, d.h., er stürzte dabei ab. Schon vorher lief er recht instabil. Vieles deutete für mich auf einen Fehler im Motherboard hin.
Ich brachte den Computer bei D. in Zürich zur Reparatur. Da die Werkstatt auch nichts besseres wußte, ließ ich auf Verdacht hin das Motherboard gegen einen anderen Typ tauschen. Gleichzeitig nutzte ich die Gelegenheit zu einem teilweisen Hardware-Upgrade. Dabei wurde unter anderem der bisherige Pentium 4 mit 1.9 GHz gegen einen neuen mit 3.06 GHz und Hyperthreading ausgetauscht.
Der bisherige, relativ geräuscharme CPU-Kühler wurde durch die Werkstatt auf das neue Motherboard übernommen.

Leider erhielt ich den Rechner nach erst 2 Wochen (trotz Dringlichkeit) insgesamt in einem Zustand zurück, in dem er nicht einmal versuchte zu booten. - Das war somit mein letzter Auftrag an diesen Laden!
Nun habe ich erst einmal die IDE-Kabel in der richtigen Reihenfolge an das Motherboard gesteckt, etc. Dann Windows neu installiert und Linux auf die neue HW angepaßt. Damit lief der Rechner erst einmal und er schien eigentlich auch stabil zu sein, aber ..........

Meine Hardware (zu diesem Zeitpunkt)

Zum besseren Gesamtverständnis hier eine Kurzübersicht der relevanten HW-Komponenten:

CPU: Intel Pentium 4, 3.06 GHz, Hyperthreating ist im BIOS aktiviert
Motherboard: Gigabyte GA-8SINXP1394, mit Zusatzkarte für Dual Power Supply, je 1 Fan a 40 mm
CPU-Kühler: ALPHA PAL 8942 Kühlkörper mit Fan Blacknoise Ultra Silent Fan S2 (80 mm)
2 GByte RAM: 4 * 512 MB DDR266 Infineon
Grafik: Matrox Millenium G550, 32 MB, an 2 Bildschirmen
2 Festplatten: Western Digital WD200JB Caviar, WD120BB Caviar
Netzgerät: Enermax EG651AX-VEG 550 Watt
2 zusätzliche Gehäuselüfter 80 mm

Probleme & Symptome

In der Folgezeit zeigten sich jedoch teilweise recht merkwürdige Probleme, die ich lange nicht so recht zuordnen konnte:

Norton Ghost lief auf dem neuen Motherboard nicht mehr. Konkret hieß das, dass der Computer sich immer nach zirka 2 Minuten von selber ausschaltete. - War das eine Inkompatibilität des Programms zur neuen Hardware? Hatte es mit dem Power Management zu tun?
Bei bestimmten CPU-intensiven Funktionen in Photoshop (z.B. Verzerren) erfolgte wiederholt ein Reboot des Computers. - Ein Bug in Photoshop? Die Photoshop Newsgroups behaupteten jedenfalls, dass solche Probleme immer von der Hardware kämen.
Ferner traten beim normalen Austritt aus Photoshop meist Fehlermeldungen auf. Oder aber, Photoshop beendigte sich selbst mit Fehlermeldung.
Beim Virenscan mit Norton Antivirus schaltete sich der Rechner manchmal selbständig aus oder der Virenscan brach mitunter nach mehr als einer Stunde mittendrin ab.
Weiterhin blieb Windows oft schon beim Booten im weißen Schirm hängen. Oder es gab einen Stopp-Fehler mit Blue Screen weil angeblich ein Treiber oder eine Windows-Komponente beschädigt war. - Oder aber der Boot blieb noch viel eher hängen, weil der Boot Sector nicht mehr gelesen werden konnte oder der Partitionstyp der Windows-Partition konnte sogar nicht einmal mehr bestimmt werden.
In all diesen Fällen half meist nur die Windows Repair Funktion oder gleich die komplette Neuinstallation von Windows. Aber die Installation zusätzlicher Programme konnte das Problem jederzeit erneut auslösen. - Linux hingegen, das auf einer 2. Festplatte war, zeigte keinerlei Probleme.
Schließlich gab es noch einzelne Rechnerabstürze oder ein Abschalten des Rechners aus dem Windows-Bildschirmschoner heraus.

Was nun: Probleme mit der CPU? Oder ein RAM-Fehler? - Entsprechende Testprogramme liefen jedenfalls immer fehlerfrei durch! (Ein einzelner Durchlauf des umfangreichen RAM-Tests dauerte zirka 2 Stunden.) Ferner waren die Probleme immer nur unter Windows, nie unter Linux.

Es sprach etliches für Disk-Probleme. War also die 1. Festplatte fehlerhaft? Dafür sprachen Fehlereinträge (Disk Problem, Parity, Bug Check) im Windows Event Log. - Entsprechend dem Test unter Windows war die HD jedoch okay und auch der wiederholte Test mit dem Diagnoseprogramm des Herstellers brachte keinen Befund. Mithin, diese 7200er Platte wurde ein wenig zu heiß, weshalb ich mich entschloß, sie extra zu kühlen.

Auch die IDE-Kabel hatte ich schon erneuert. Ebenso war das Netzteil neu, ein leistungsfähiges Enermax, dessen Ausgangswerte recht genau stimmten.

Was konnte sonst noch die Fehlerursache sein? Einen RAM-Fehler konnte ich eigentlich schon deshalb ziemlich sicher ausschließen, weil die Fehler unabhängig davon auftraten, ob ich mit allen 4 RAMs oder nur mit den ersten beiden oder nur mit den letzten beiden arbeitete. Ein CPU- oder Motherboard-Fehler? Auch bei den neuen Komponenten? Warum lief dann unter Linux alles reibungslos?

Ein Windows-Computer-Virus? Laut meinem Computerhändler in Deutschland, bei dem ich seinerzeit die Originalkonfiguration gekauft hatte, sprachen die meisten Symptome dafür. - Aber es sprach auch eine Menge dagegen: Der Symantec-Virenscanner arbeitete sauber und erkannte auch mit den neuesten Definitionen und auf frischer Installation keine Probleme. Ferner bin ich unter Windows nur sehr selten und dann geschützt via Hardware- und Software-Firewall im Internet unterwegs.

Natürlich habe ich auch die BIOS-Einstellungen immer und immer wieder geprüft. - Also, wo jetzt noch suchen?

Verdacht

Ein wenig deutete das ganze auf ein Temperatur-Problem hin. Es sah insgesamt so aus, als würde der Rechner unter geringer Last einwandfrei laufen, sobald er erst einmal gebootet hat.

Jedoch, die Temperatur-Messung im BIOS unter dem Menü Health Status ließen bei mir noch nicht unmittelbar die Alarmglocken läuten. Nun, die Temperatur pendelte sich nach einer Weile auf fast 65 °C ein. Das schien mir zwar nicht optimal aber eigentlich noch okay zu sein. Die Alarm-Temperatur hatte ich im BIOS auf hohe 80 °C eingestellt und ich rechnete eigentlich damit, dass dieser Wert nie erreicht werden würde.

Was nun, irgendwo her mußten die Probleme ja kommen!? - Mangels anderer Ansatzpunkte habe ich mich nun stärker auf die Temperatur-Aspekte konzentriert.

Erste Messungen

Ich habe versucht, aus dem normalen Betrieb möglichst schnell in den "Health Status" des BIOS zu wechseln. Dabei zeigte sich einerseits, dass im Windows-Ruhezustand (Bildschirmschoner aus) eine Temperatur von deutlich weniger als 60 °C erreicht wurde.

Aber das war kein Anlass zur Beruhigung: Nach dem Ausschalten des Rechners via Northon Ghost konnte ich noch nach dem Wiedereinschalten im BIOS eine CPU-Temperatur von bis zu 78 °C messen, wenn ich schnell genug reagierte! - Grund genug, hier dran zu bleiben!

Betrachtungen zum Thermischen Design

Nachfolgend beschäftigte ich mich etwas gründlicher mit den Datenblättern von CPU und Kühler. Dabei kam ich zu folgenden Erkenntnissen:

Meine Pentium 4 CPU darf kurzzeitig maximal 69 °C warm werden. Bei zu hohen Temperaturen schützt sich die CPU durch das Auslassen von Takten in gewissen Umfang selber. Dennoch, reicht das? - Verschiedene Quellen berichten von Rechenfehlern bei Temperaturen über 70 °C. Was passiert dann konkret, d.h., was sind die Auswirkungen?
Wie bekannt ist, erzeugen CPUs mit höherer Taktfrequenz mehr Verlustleistung! Beim Quervergleich der Daten des CPU-Kühlers mit dem bei meinem Rechner eingesetzten Ventilator zeugte sich nun, dass die eingebaute Kombination theoretisch nur bis höchstens 2.1 GHz ausreichend sein konnte. - Die neue CPU fuhr jedoch mit 3.06 GHz!
Erschwerend kommt m.E. hinzu, dass das Hyperthreading bei der thermischen Dimensionierung wohl kaum berücksichtigt wird. Das heißt, zum ersten hat Intel für ihre Pentium 4 mit und ohne HT grundsätzlich das gleiche thermische Design! - Wieviel Wärme entsteht aber bei Programmen und in Lastsituationen, die im Mittel mehr als 2 * 50 % CPU-Last abfordern? Ist da nicht anzunehmen, dass in diesem Fall mehr Wärme entsteht, als sonst bei 100 % CPU-Last ohne Hypterthreating entstehen könnte? - Wenn aufgrund HT also mehr Wärme in der gleichen Zeit entstehen kann, müßten dann die CPU-Kühler nicht noch stärker ausgelegt werden?!
Ferner geht Intel gemäß thermischer Design-Leistung davon aus, dass Lastspitzen nur kurzzeitig auftreten! - Ist das realistisch oder eher eine fragwürdige Annahme?

Für die weiteren Untersuchungen mußten also die folgenden Bedingungen erfüllt sein:

Die Temperatur-Messung sollte "online" erfolgen, also permanent während die jeweilige Lastsituation auftritt. - Hierfür fand ich einerseits Hilfe in Form des Programms "Easy Tune 4", das der Motherboard-Hersteller mitlieferte.
Weiterhin habe ich von einem normalen elektronischen Thermometer mit Zehntelteilung den Sensor für die Außentemperaturmessung an geeigneten Stellen im Rechner platziert.
Die Last- und Meßbedingungen mußten reproduzierbar sein. Das schließt auch ein, dass nach Lastsprüngen gewartet wurde, bis sich die jeweils neue Endtemperatur einstellte, auch dann, wenn es mal bis zu einer Stunde brauchte.

Reproduzierbare CPU-Last

Die folgenden Last- und Test-Situationen fand ich besonders interessant:

Rechner steht im BIOS, Menü Health Status
Windows in Ruhe, Bildschirmschoner aus. Die CPU Last liegt hier sehr nahe bei 0.
Bildschirmschoner 3D Flower Box läuft unter Windows. Das bringt eine CPU-Last von nahezu 60 % * 2. Das ersetzt schon fast einen CPU Burner! - Bestens geeignet zur Temperaturmessung unter hoher Dauerlast!
Drag and drop über mehrere Minuten im Kommando "Sphärisches Verzerren" in Photoshop über ein Bild von 6 Megapixel oder größer. Dabei werden ebenfalls hohe CPU-Lasten erzeugt, welche in dieser Konstellation gern zum Absturz von Photoshop oder zum Reboot des Computers führten.
Erzeugen eines Images von der Festplatte, das mindestens 10 GByte groß sein sollte. Dabei darf der Computer nicht ausschalten und das Image muß brauchbar sein.

Stärkerer CPU-Kühler war erforderlich!

Die Messungen bestätigten durchgängig CPU-Temperaturen unter Last von 70 °C bis 80 °C oder teilweise sogar höher. - Hier war also absoluter Handlungsbedarf! Mithin habe ich mir einen wesentlich stärkeren CPU-Kühler und Fan besorgt und eingesetzt. Dieser soll gemäß seiner Spezifikation für Pentium 4 mit 3.06 GHz und höher geeignet sein.

Die höchsten Meßwerte mit dem neuen Kühler lagen jetzt nur noch bei akzeptablen 70 °C. Dabei traten alle der oben beschriebenen Probleme nicht mehr auf. - Nur via Photoshop konnte man noch manchmal den Reboot des Rechners provozieren.

Status und weitere Ziele

Als erstes darf ich feststellen, dass sich in dem Gehäuse nach meinen bis hier ausgeführten Umbauten (vielleicht mit Ausnahme der 40 mm Fans) nur noch hochwertige Lüfter befanden:

1) Gehäuselüfter über dem Netzgerät: Papst 8412NGL, 80 mm (neu) - ausblasend
2) Im Netzgerät Enermax: Globe 92 mm / 80 mm, original, geregelt - einsaugend/ausblasend
3) Gehäuselüfter hinter CPU: Papst 8412NGL, 80 mm (neu) - einsaugend (später ausblasend, siehe unten!)
4) CPU-Lüfter auf Thermalright-Kühlkörper SLK900u: Papst 3412 N/2GL 92 mm (ganz neu),
geregelt mit Lüftersteuerung von Noisemagic - auf CPU blasend
5) Northbridge: Fan 40 mm (noch original)
6) Dual-Netzgerätkarte: Fan 40 mm (noch original)
7) Graphik-Karte: passiv gekühlt (original)
8) Kein Gehäuselüfter unten vorn
9) Festplatten-Lüfter: Papst 8412 N/"GL, 80 mm

Nachdem inzwischen das Schlimmste überstanden war, setzte ich mir die folgenden Ziele:

Weitere Erhöhung der Stabilität des Rechners durch nochmalige Herabsetzung der maximalen CPU-Temperatur von 70 °C.
Vermeidung von Wärmestaus im Tower-Gehäuse.
Geräuschreduktion ohne Wasserkühlung, Dämmung oder vergleichbarem.

Flankierende Maßnahmen

Erst einmal habe ich versucht, das Prinzip der akustischen Entkoppelung soweit wie möglich zu nutzen, um entstehende Geräusche nicht unnötig zu verstärken. Das brachte schon eine erste spürbare Minderung der Geräuschemissionen:

Zur akustischen Entkopplung des Gehäuses vom Fußboden (und zur besseren Belüftung) steht der Rechner auf Gummifüßen, mindestens aber auf den gemeinsam mit dem Tower gelieferten Füßen. - Dieses Verfahren kennt man auch von Lautsprecherboxen, wenn auch dort mit etwas anderem Ziel. Gerade z.B. bei Parkett oder Holzfußboden bringt das viel!
Montage der Gehäuselüfter auf Gummischrauben. Das reduziert die Übertragung der entstehenden Vibrationen auf das Computergehäuse.
Weiterhin habe ich die Lüfter des Netzgerätes auf Gummischrauben umgesetzt.
Achtung: Der Eingriff erfolgt auf eigene Gefahr und darf nur duch Personen mit ausreichenden Fachkenntnissen ausgeführt werden!
Äußerste Vorsicht: Die überstehenden Enden der Gummischrauben müssen hier unbedingt abgeschnitten werden! Zwar leitet der schwarze Gummi nur geringfügig den Strom. - Dennoch, kommt der Gummi mit Netzspannung (220 V) in Kontakt, dann kann durch ihn trotzdem ein lebensgefährlicher Strom von einigen 10 mA fließen! - Ich hatte selber nicht sofort daran gedacht, was dazu führte, dass der FI-Schutzschalter auslöste!
Also, noch einmal: Vorsicht walten lassen und im kleinsten Zweifelsfall von Eingriffen im Netzgerät absehen!
Auch zwischen CPU-Fan und CPU-Kühler werden kleine Gummis eingefügt, um die Übertragung von Schwingungen auf das Motherboard zu reduzieren.
Bei Bedarf ist auch eine gedämpfte Aufhängung der Festplatten möglich. (Entweder im 5.25"-Einschub oder Gummi-Lagerung des ganzen 3.5"-Käfigs.)

Weitere Messungen

Zum Erzielen zusätzlicher Erkenntnisse führte ich eine größere Zahl von Messungen durch, wobei ich die Temperatur an mehreren signifikaten Orten im Gehäuse gemessen habe.

Hier habe ich die Anordnung, Wirkrichtung und Drehzahl einzelner Lüfter beziehungsweise mehrerer Lüfter in ihrer Kombination variiert.

Im einzelnen erzielte ich dabei die folgenden Ergebnisse:

zu 1) Gehäuselüfter über dem Netzgerät, ausblasend:
Der Lüfter zeigt zwar eine positive Wirkung, ist aber eher von zweitrangiger Bedeutung. Eine Erhöhung seiner Drehzahl brachte etwas bessere Ergebnisse, aber auch mehr Geräusche.
zu 2) Lüfter 92 mm / 80 mm im Netzgerät Enermax:
Das sind sehr wichtige Lüfter! Sie ziehen die meiste warme Luft aus dem Gehäuse. Bei dauernd höherer Last regelt sie das Enermax hoch. Infolgedessen werden sie schnell, wenigstens jedoch bei Volllast, zur lautesten Komponente!
zu 3) Gehäuselüfter hinter der CPU:
Der vorhandene Tower sah auf seiner Rückseite die Öffnung für nur einen Fan in CPU-Nähe vor.
Eigentlich sollte dieser Lüfter kühle Luft von aussen ansaugen und auf die CPU lenken. Überraschenderweise zeigte sich jedoch überdeutlich, dass dies nicht so wie gedacht gelang! Das heißt, je höher die Drehzahl beim Ansaugen der kühlen Luft war, desto höher wurde sowohl die Temperatur vor dem CPU Fan als auch an der CPU-Diode!
Es wurde sogar versucht, die kühle Luft abgeschirmt über einen eigenen Luftkanal von diesem Ventilator direkt auf den auf die CPU-Kühler blasenden CPU-Fan zu lenken. Auch dabei wurden keine positiven Ergebnisse erzielt! - Ursache dafür müssen wohl unerwünschte Verwirbelungen sein.
Zu meinem Erstaunen brachte dieser einzelne Lüfter aber sehr viel, wenn er die warme Luft aus dem Gehäuse ausbläst, anstatt kalte Luft anzusaugen: 8 Grad weniger an der CPU-Diode und auch vor dem CPU-Fan wurde es um wenige Grad besser! Somit unterstützte er anscheinend optimal das Ausblasen warmer Luft durch das Netzgerät, was sogar zu einer unmittelbaren leichten Absenkung der Geräusche unter Volllast führte.
zu 4) CPU-Lüfter:
Das ist natürlich einer der wichtigsten Lüfter im System. In Verbindung mit dem eingesetzten Kühlkörper ist (wie allgemein typisch) die auf die CPU blasende Wirkrichtung deutlich von Vorteil, was durch eigene Temperaturmessungen nachgewiesen werden konnte. - Jedoch, nur bei ausblasendem Gehäuselüfter unter 3) hat der CPU-Lüfter genug Reserven, sodass ihn die angekoppelte Regelung von NoiseMagic bei Teillast spürbar abregeln kann. Das macht ihn dann noch leiser.
Die Kühlwirkung eines Fans in Blaserichtung ist anscheinend aufgrund der besseren Richtwirkung der geblasenen Luft wirksamer. Das entspricht auch den Erfahrungen aus dem täglichen Leben mit Tischventilatoren. Diese erfrischen auf ihrer Rückseite ebenfalls kaum, obwohl ja logischerweise in Summe ein gleichstarker Luftstrom davor und dahinter vorhanden sein muss.
zu 5) Northbridge Fan
Veränderungen am Motherboard führen zum Verlust der Garantie! - Davon abgesehen: Der ungeregelte 40 mm Fans war in etwa genauso laut wie der große 92 mm CPU-Lüfter!
Der Test ergab, dass auch nach dem Abziehen des Fan das nur zirka 10 mm hohe Kühlprofil höchstens handwarm wurde. Also war es gefahrlos möglich, diesen Lüfter durch eine Passivkühlung zu ersetzen.
zu 6) Dual-Netzgerätkarte
Für diesen zweiten lärmenden 40 mm Fan galt im Prinzip das gleiche. Das heißt, auch hier erwies sich zu meiner Überraschung die Passivkühlung mit dem kleinen Originalkühlprofil, bei demontiertem Fan, als ausreichend.
zu 7) Graphik-Karte
Leiser als geräuschlos, weil schon passiv gekühlt, geht es nicht!
zu 8) Frontseitiger Gehäuselüfter unten
Die zweite große Überraschung! Eigentlich sollte man meinen, dass ein einsaugender Lüfter für die kühle Raumluft die Luftbewegung quer durch das Gehäuse unterstützen könnte. - Dennoch waren die Meßergebnisse mit diesem zusätzlichen Lüfter, wenigstens bei meinem vorhandenen Tower, schlechter als ohne ihn!
Ferner habe ich versucht, diesen Fan anstatt dem Gehäuse-Lüfter gemäß 3) (Fan hinter der CPU) zu verwenden. Auch dabei war das Ergebnis mangelhaft.
Das könnte scheinbar eine These stützen, die ich in manchen Abhandlungen gelesen habe: Nach dieser solle man die Kühlung des Rechnergehäuses mit Unterdruck betreiben. In diesem Zusammenhang sei es oft vorteilhafter, auf den frontseitigen Lüfter in Bodennähe zu verzichten. - Dass diese Aussage aber nicht unbedingt für jedes Gehäuse gelten muss, zeigen meine späteren Messungen! Nur eines ist sicher: Unterdruck zieht Dreck in den Tower, auch durch die nach aussen führenden Steckverbinder der PCI-Karten hindurch!
zu 9) Festplatten-Lüfter
Der kleine Zusatz-Lüfter (Papst) ist jetzt schon (bei geschlossenen Gehäuse) unhörbar leise und bedarf deshalb keiner weiteren Aufmerksamkeit. Aber man hört wohl noch das Surren der HD sowie die Geräusche beim Positionieren.

Zwischenstand

Bis hierhin konnte ich schon erreichen, dass der Computer stabil lief und trotzdem wesentlich leiser wurde. Alle eingesetzten Fans arbeiteten nun mit Regelung.

Jetzt stellte sich heraus, dass die beiden Lüfter des Enermax-Netzgerätes in allen Lastsituationen die lauteste Komponente waren.

Da die Originallüfter eigentlich von hoher Qualität waren, versuchte ich sie einfach durch die Steuerung von Silentmaxx stärker abzuregeln. Obwohl dies zu einem Teilerfolg führte, blieben sie die lauteste Komponente im System. Es zeigte sich aber auch, dass weiteres Noise Tuning nur dann noch richtig Sinn machte, wenn ich auf einen gedämmten Tower umstieg.

Neuer Tower

Also ersetzte ich als nächstes den vorhandenen Big Tower durch einen großen ST-11 von Silentmaxx. - Da das Design dieses sehr hochwertigen Gehäuses etwas von dem des alten Towers abwich, habe ich praktisch alle bisher ausgeführten wichtigen Messungen nochmals wiederholt.

Als erstes hatte ich jedoch ein Kompatibilitäts-Problem: Die Dual-Netzgerätkarte des Gigabyte Motherboards passte nur sehr schlecht in den Silentmaxx ST-11, weil bei ihm die beiden Lüfter hinter der CPU etwas nach innen gesetzt sind. Damit ergab sich von der Dual-Netzgerätkarte zum Gehäuselüfter ein Abstand von nur 1 mm, ebensowenig wie vor der Karte in Richtung CPU-Kühler. Diese optionale Zusatzkarte stand also wie eine massive Mauer zwischen dem Gehäuselüfter und dem CPU-Kühler. In Folge stieg sowohl die CPU-Temperatur als auch die allgemeine Innentemperatur um etliche °C an.

Die Lösung für dieses Problem war trivial: Einfach die Dual-Netzgerätkarte nicht verwenden! Es zeigten sich bisher keine dadurch bedingten Einbußen an der Zuverlässigkeit des Rechners.

Die maximalen Temperaturen im neuen, gedämmten Tower lagen danach nur noch um zirka 4 Grad höher im Vergleich zu in dem alten, ungedämmten Gehäuse.

Natürlich blieben durch die Dämmung jetzt weit mehr Geräusche im Gehäuse eingeschlossen als bisher. Insgesamt ergab sich die folgende neue Situation.

Startsituation mit dem gedämmten Tower

zu 1) Gehäuselüfter über dem Netzgerät, ausblasend:
Papst 80 mm, abgeregelt mit Enermaxx-Steuerung (Einstellung 20/50) - Sehr leise.
Ist jetzt wichtig geworden, um im 5.25"-Raum, wo sich jetzt neu die Festplatten befinden (siehe 9)), für etwas Luftstrom zu sorgen.
zu 2) Lüfter 92 mm / 80 mm im Netzgerät Enermax:
Original, aber jeweils abgeregelt mit Enermaxx-Steuerung (Einstellung 20/50). - Ist in dem entstandenen Gesamtsystem inzwischen die mit Abstand am wenigsten leise Komponente geworden!
Zwar brachte die zusätzliche Abregelung eine spürbare Besserung, aber weniger stark als erhofft. Natürlich nutzt die Dämmung des Towers nur wenig bei Lüftern, die nach außen gehen!
zu 3) Gehäuselüfter hinter der CPU, ausblasend
Papst 80 mm, abgeregelt mit Enermaxx-Steuerung (Einstellung 20/50). - Sehr leise.
Eine Möglichkeit für einen zweiten Fan ist in diesem Tower vorhanden.
zu 4) CPU-Lüfter:
Papst 92 mm, abgeregelt mit Lüftersteuerung von Noisemagic. - Bei geschlossenem Gehäuse kaum noch hörbar.
zu 5) Northbridge Fan
Fan entfernt. Passivkühlung. - Geräuschlos.
zu 6) Dual-Netzgerätkarte
Karte mit Fan entfernt. - Geräuschlos.
zu 7) Graphik-Karte
Original-Passivkühlung. - Geräuschlos.
zu 8) Frontseitiger Gehäuselüfter unten
Aktuell nicht vorhanden. - Geräuschlos.
zu 9) Festplatten und Festplatten-Lüfter
Papst Fan 60 mm. - Ist (bei geschlossenem Gehäuse) nicht hörbar.
Auch die Festplatten (das Surren und die Zugriffsgeräusche) sind quasi nicht mehr wahrnehmbar. Einerseits wurden jetzt beide HDs gedämmt im 5.25"-Raum aufgehängt, andererseits kann man hier voll von der Dämmung des Towers profitieren.

Erneute Veränderungen

Noch leiser bekommt man natürlich ein Gerät nur wirklich dann, wenn man an der jeweils lautesten Stelle ansetzt. - Im konkreten Fall waren das die Original-Fans des Netzgerätes. Zuerst versuchte ich, diese Lüfter möglichst weit zu entlasten, damit sie durch deren temperaturabhängige Steuerung noch tiefer abregelt werden können:

Verwendung eines zweiten Gehäuselüfters hinter der CPU:
Unterhalb des ersten Gehäuselüfters bei der CPU konnte ich im ST-11 noch einen zweiten Lüfter anbringen. Hierbei probierte ich verschiedene Konstellationen zwischen beiden aus. Dabei erwies es sich am vorteilhaftesten, wenn der untere von beiden kalte Luft ansaugte, während der obere warme Luft ausblies. Dabei ergab sich im ersten Ansatz eine Verbesseung der CPU-Temperatur von 1-2 Grad bei Volllast gegenüber der besten Variante mit nur einem Gehäuse-Lüfter hinter der CPU.
Eigentlich konnte diese Konstellation nicht richtig funktionieren sondern mußte eher die Luft nur verwirbeln. Folglich ergaben sich nochmals Verbesserungen, nachdem ich die Luftströme im Rechnergehäuse durch eine Pappe voneinander trennte (1-2 Grad besser). Ferner brachte eine noch zusätzlich außen zwischen den Fans angebrachte Pappe von 5 cm Breite weitere zwei Grad an Reduktion.
Insgesamt lieferte der zweite Gehäuselüfter eine Verbesserung von 4 Grad und senkte damit die maximale CPU-Temperatur auf 60 °C bei andauernder Volllast.
Verwendung eines frontseitigen Gehäuselüfters, ansaugend:
Wiederum zeigte sich zunächst eine Wirkung des frontseitigen Lüfter von null! Die Analyse ergab, dass die Ansaugöffnungen des Towers nach unten einerseits sehr klein sind. Andererseits war zu erkennen, dass nach oben, hinter der Frontblende, zahlreiche Öffnungen in das Gehäuse führen. Damit dürfte der Luftstrom wohl den Weg des geringsten Widerstands gegangen sein. Das heißt, der frontseitige Fan hatte sicherlich auch einen guten Teil warmer Luft aus dem Gehäuse angesaugt, um sie dann wieder einzublasen!
Konsequenterweise dichtete ich sämtliche Öffnungen nach oben hin ab und isolierte auch die Spalten zwischen Lüfteraufhängung und Lüfter. Im Ergebnis dieser aufwändigen Arbeit bekam ich dann eine Verbesserung der Temperaturwerte von nochmals knapp einem Grad. - Nicht viel, aber besser als nichts.
Lüfter im Netzgerät:
Achtung: Nochmals der Hinweis, dass Eingriffe am Netzgerät nur durch fachkundige Personen erfolgen dürfen, siehe oben! - Anderenfalls wird es lebensgefährlich!
Die gerade aufgeführten Issues alleine führten noch zu keinen weiteren hörbaren Verbesserungen, das heißt, dass das Netzgerät unverändert die Geräusche dominierte. Nach weiterführenden Untersuchungen stellte sich nun heraus, dass die Lüfter im Enermaxx wenigstens für meine Zwecke stark überdimensioniert waren und sich damit nicht ohne weiteres weit genug abregeln ließen.

Ich entschied mich daher zu einer Radikalkur bezüglich des Netzgerätes:
Ersatzloser Ausbau des inneren 92 mm Fans. Nur das Lüftergitter baute ich wieder ein. Den äußeren 80 mm Fan ersetzte ich durch den kleinsten 80 mm Papst Fan, den ich schon für die Gehäuselüfter verwendete. Den neuen 80 mm Lüfter regelte ich wiederum mit einer auf 20/50 eingestellten Silentmaxx Lüftersteuerung ab.

Jetzt erreichter Stand

Der Rechner wurde in allen Lastsituationen subjektiv nochmals mindestens um den Faktor 2 leiser!
Der akzeptable Preis dafür ist, dass bei andauernder Volllast die maximale CPU-Temperatur nun wieder auf 64 °C anstieg und die maximale Gehäuse-Innentemperatur in CPU-Nähe auf 40 °C.
Im Teillastbereich liegen die Werte aber weiterhin erheblich besser und erlauben somit weiteres Tuning. Hier sinkt die CPU-Temperatur bis auf 43 °C und die Gehäuse-Innentemperatur bis auf 36 °C ab.

Tuning im Teillastbereich

Ziel der neuesten Arbeiten war ist es, die Einsatzpunkte der Lüftersteuerungen soweit nach oben zu verschieben, dass der Computer sowohl im Leerlauf als auch bei normaler Arbeit möglichst wenig hörbar wird. Natürlich muss dennoch die Kühlung auch bei andauernder Volllast weiterhin uneingeschränkt gewährleistet sein.

CPU-Fan:
Als erstes wurde der originale 10 kOhm NTC Temperaturfühler der Noisemagic-Lüftersteuerung durch einen 22 kOhm NTC ersetzt. Während ersterer noch über dem CPU Fan angebracht war, wurde letzterer zentral am CPU-Kühler installiert. Das hat den großen Vorteil, dass Änderungen der CPU-Temperatur schneller, unmittelbarer und weit exakter gemessen werden können. - Da die Spitzenwerte der Temperatur an der neuen Stelle um mehr als 20 °C höher liegen (> 60 °C anstatt 40 °C), ergibt sich der neue Nennwert des Heißleiters.
Resultat: Während vorher der Regelbereich des CPU-Fans zirka 1800 ... 2100 RPM betrug, liegt er jetzt bei 1000 (geschätzt wegen Meßproblem) ... 2100 RPM.
Gehäuselüfter (2 * hinter CPU, 1 * vorn unten):
Ferner wurde der schon bisher am CPU-Kühler angebrachte Sensor der Silentmaxx-Fan-Steuerung für die rückseitigen CPU-Gehäuselüfter von 10 kOhm NTC (Originalwert) auf 27 kOhm NTC (22 + 4.7) erhöht. Dabei wurden zusätzlich eine 6.2 V Zenerdiode und ein 56 kOhm Widerstand parallel geschaltet, um einen sicheren Anlauf der Fans, die mindestens 5.5 V benötigen, auch bei niedriger Raumtemperatur weiterhin zu gewährleisten.
Die angeschlossenen Lüfter werden jetzt bei geringer CPU-Last (Ruhe, Browser, Editor, etc.) nur noch mit 7.3 ... 8.0 V Spannung angesteuert und wurden damit flüster-leise.
Bei 100 % CPU-Last werden sie bis etwa 10 V aufgeregelt. Dann liegt aber die CPU-Temperatur auch noch nicht am Limit, d.h., erst bei zirka 64 °C. Entsprechend dem gemessenen Kurvenverläufen der Silentmaxx-Regelung darf davon ausgegangen werden, dass bei zirka 70 °C eine Aufregelung auf die vollen 12.0 V erfolgen würde. Das heißt, erst dann würde ein einzelner Gehäuselüfter seine maximalen 12 dB(A) abgeben.
Lüfter im Netzgerät:
Der Einsatz einer eigenen Lüfter-Steuerung für den Netzgerät-Fan erwies sich nicht als vorteilhaft. Auch bei bestmöglicher Dimensionierung des NTC-Sensors und bei dessen optimaler Anbringung konnte lediglich ein Regelbereich zwischen 8.8 V (in Ruhe) und 10.0 V (bei maximaler CPU-Last) erzielt werden. Mithin wurde der Lüfter des Netzgeräts jetzt zusätzlich an die oben genannte Steuerung der Gehäuselüfter angeschlossen. Das erlaubte eine weitere spürbare Geräuschreduktion im Niedriglastbereich und führte zu einem optimaleren Zusammenspiel aller Gehäuselüfter.
Oberer rückseitiger Gehäuselüfter (über dem Netzgerät):
Dieser vor allem zur Luftumwälzung im 5.25"-Schacht (Festplatten) erforderliche Fan behielt weiterhin seine eigene Steuerung. Jedoch, anstatt 10 kOhm TNC mit Einstellung 20/50 wurde jetzt auf 15 kOhm NTC mit Einstellung 20/40 geändert. Damit blieb die Maximalaussteuerung bei theoretischen 50 °C auf 12.0 V unverändert, aber die Kennlinie mußte stärker abfallen.
Dennoch, auch hier stellte das Ergebnis weiterhin nicht so recht zufrieden: Der praktisch nutzbare Regelbereich lag aufgrund der relativ konstanten Temperatur von zirka 38 °C am Messpunkt zwischen 8.5 V und 9.2 V. Im Ergebnis wurde auch diese letzte Fan an die gleiche Lüftersteuerung wie die restlichen Gehäuselüfter angeschlossen.

Somit befinden sich nun also sämtliche 5 aus dem Gehäuse gehenden Fans an der gleichen modifizierten Silentmaxx-Lüftersteuerung, deren Sensor innerhalb des CPU-Kühlers angebracht wurde.

Jetzt ist der Rechner insgesamt so leise geworden, dass man schon wieder das Surren der Festplatten aus den verbleibenden Restgeräuschen heraushören kann und zwar trotz der gedämmten HD-Aufhängungen und der exzellenten Dämmung des Towers. - Um nun den noch verbleibenden Sound richtig wahrnehmen zu können, muss man allerdings den eigenen Atem anhalten!

Fazit / Vorläufiges Endergebnis

Obwohl ich im Detail noch das eine oder andere versuchen könnte, kann man mit dem Ergebnis jetzt vollstens zufrieden sein. Die Geräusche sind dramatisch gegenüber früher reduziert.

Was ist jetzt der noch theoretisch mögliche Geräuschpegel? - Die folgenden Lüfter sind im Einsatz:

Nach außen hin: 5 * Papst 80 mm mit 4?-12 dB(A) bei Ansteuerung mit 6.0-12.0 V. Das ergibt in etwa 10-18 dB(A).
Im Innern: 1 * Papst 92 mm mit 10-23 dB(A) für die CPU (je nach Regelung) plus 1 * Papst 80 mm mit 12 dB(A). Beide ergeben zusammen in etwa 14-23 dB(A). Diese werden jedoch durch den Tower wirksam gedämmt, sagen wir um wenigstens 10 dB(A). Somit ergäben sich von außen hörbare 4-13 dB(A) für die inneren Fans alleine.
Mithin sollten alle Lüfter zusammen (also außen plus innen) Pi mal Daumen theoretisch nur 11-19 dB(A) erzeugen. Die praktisch auftretenden Werte sind CPU-lastabhängig und liegen innerhalb diesen Bereichs.
Entsprechend Langzeittest ergibt sich, dass im Leerlauf, beim Browsen im Web sowie beim Editieren von Texten und Programmen die Lüfter mit 7.4 V - 7.6 V angesteuert werden, wobei dabei im Inneren des Towers sehr gute Temperaturwerte vorherrschen. Damit bewegen sich die Geräusche also eher im unteren Bereich des theoretisch möglichen. Einzig bei intensiver Arbeit mit Photoshop steigt die Ansteuerspannung bis auf etwa 9.0 V an, was natürlich die Lüfter noch immer wesentlich sanfter als bei 12 V drehen läßt!

Bezüglich der CPU-Temperatur habe ich ausreichend Reserven gewonnen: Die Messung beträgt maximal 65 °C an der CPU-Diode bei dauerhafter Volllast im ungünstigsten Fall. Bei geringer Last sinkt diese, trotz des in dieser Situation auf halbe Drehzahl abgeregelten CPU-Fans, auf 46 °C ab. Dies gibt grundsätzlich noch weiteren Spielraum für eine Absenkung der von den Lüftern verursachten Geräusche.

Die Innentemperatur des Computers liegt an den wärmsten Stellen bei 35 - 39 °C in Ruhe sowie bei kleiner Last. Sie erreicht erst nach 1 Stunde Volllast (100 % CPU) den Endwert von höchstens 42 °C.

Der Computer ist jetzt, im krassen Gegensatz zum Anfangszustand, zu 100 % stabil, ohne dass ich irgendwelche funktionsbestimmenden Baugruppen austauschen mußte.