Vergleichstest: 4 Wasserkühler für die ASUS RTX 5090 TUF Gaming

In diesem Test werden 4 Wasserkühler auf der Asus RTX 5090 TUF getestet. In dieser Grafikkartengeneration hat die TUF ein unterschiedliches Platinenlayout zur RoG Astral. Bei der RTX 4090 dagegen hatten die TUF und die Strix noch das gleiche Platinenlayout. Aus Sicht der Wakü-Hersteller und -Nutzer wäre letzteres wohl die wünschenswertere Variante.

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Vorwort

Persönliche suche ich mir tatsächlich die Grafikkarten immer nach den dafür verfügbaren Wasserkühlern aus. Neben der Kühlleistung spielt dabei die Optik eine sehr große Rolle für mich. Ich würde wahrscheinlich eher kleinere Abstriche bei der Kühlleistung machen, als das ich einen Kühler verwendet würde, der mir optisch nicht gefällt. Dies hat damit erneut die Auswahl der Kühler für diesen Test maßgeblich beeinflusst und es hat ein Hersteller in den Test geschafft, den ich bisher noch nie verwendet hatte, nämlich Iceman. Hier nun die Liste der Testteilnehmer in alphabetischer Reihenfolge:

  • EK Water Blocks EK-Quantum Vector³ TUF RTX 5090 – Plexi
  • IceMan Cooler ICE-VG5090-TUF
  • Watercool HEATKILLER V PRO for RTX 5090 ASUS TUF ACRYL Ni-Bl aRGB
  • Watercool HEATKILLER V ULTRA for RTX 5090 ASUS TUF ACRYL Ni-Bl aRGB

Bilder von der Montage der Kühler

Hier nun wie auch schon in meinen vorherigen Tests einige Bilder von der Montage der Kühler:

EK Water Blocks EK-Quantum Vector³ TUF RTX 5090 – Plexi

Kühler teiltransparent mit PCB überlagert – EK Water Blocks EK-Quantum Vector³ TUF RTX 5090 – Plexi
Neben dem Montagematerial aus dem üblichen Lieferumfang ist das Spannkreuz vom Luftkühler zu verwenden.
Wie aktuell bei vielen Kühlern üblich, werden Kühler und Backplate miteinander montiert geliefert
Hierzu sind Kunststoffabstandshalter am Block aufgesteckt
Die Abstandshalter an der Backplate bestehen aus Kunststoff. Sie sind leider nur auf die Schrauben aufgesteckt und nicht an der Backplate befestigt. Dadurch können sie leicht bei der Montage abfallen.
Für den GPU-Chip ist wie bei allen anderen Kühlern ein PTM-Pad von Thermal Grizzly verwendet worden
Die Slotblende wird analog zum Luftkühler nur mit den Monitoranschlussbuchsen und mit einer Schraube am PCB verschraubt. Hier finde ich Lösungen besser, die auch mit dem Wasserkühler selbst verschraubt werden
Die Verwendung des Spannkreuzes vom Luftkühler sorgt für eine Krafteinleitung direkt hinterhalb der GPU und dürfte das PCB und die Lötverbindungen schonen (weniger bis keine Biegemomente)
Im Wesentlichen sind die Pads genau passend (VRam) oder müssen nur halbiert (Spannungswandler) werden. Einzig beim Stecker sind mehrere Schnitte und eine Stapelung notwendig.

IceMan Cooler ICE-VG5090-TUF

Kühler teiltransparent mit PCB überlagert – IceMan Cooler ICE-VG5090-TUF
Der IceMan ist ordentlich verpackt.
Bis auf eine Slotblende liegt das übliche Zubehör bei
Laut Anleitung (digital im Internet) sind neben der Slotblende auch 2 Schrauben vom Luftkühler zu verwenden. Da ich zuerst die falsche Anleitung geladen hatte, hatte ich separat welche besorgt.
Die Wärmeleitpads sind unter der Trägerfolie bereits passend für die VRam-Module vorgeschnitten.
Der IceMan verwendet wie der ekwb das Spannkreuz vom Luftkühler

Watercool HEATKILLER V PRO/ULTRA for RTX 5090 ASUS TUF ACRYL Ni-Bl aRGB

Kühler teiltransparent mit PCB überlagert – HEATKILLER V ULTRA for RTX 5090 ASUS TUF ACRYL Ni-Bl aRGB
Neben den bereits zugeschnittenen Wärmeleipads liegen eine Slotblende und ein aRGB-Anschlusskabel (mit Stecker) bei.
Detailoptimierungen bei den Kühlmittelkanälen am Eingang gegenüber dem Kühler für die RTX 5090 Phantom/Gamerock.
Detailoptimierungen bei den Kühlmittelkanälen im Bereich der Spannungswandler gegenüber dem Kühler für die RTX 5090 Phantom/Gamerock.
PTM-Pad und Wärmeleitpads aufgelegt auf die Platine
Die Karte ist wieder so aufgelegt, so dass die Bohrungen möglichst mittig ausgerichtet sind. Das PTM-Pad dürfte ein nachträgliches Verschieben zur Korrektur verhindern
Die gelb markierte Fläche liegt am PCB an und in Kombination mit der Verschraubung durch die Backplate wird die Gegenkraft zur Anpresskraft sehr Biegemomentenfrei hinter dem GPU-Chip eingeleitet. Die Flächen, auf die Wärmeleitpads aufzulegen sind, sind durch dünne Fräsungen markiert.
Wie beim Modell für die RTX 5090 Phantom/Gamerock wird die Slotblende auch mit dem Kühler verschraubt. Hier im Vergleichstest ist der Heatkiller damit alleine. Damit wird ein Teil des Kühlergewichtes direkt an der Slotblende abgestützt.

Abdrücke PTM nach der Verwendung

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Nach Durchführung der Tests haben sich die Abdrücke auf Kühler und GPU wie folgt gezeigt:

Auf beiden Seiten ist das TIM (Thermal Interface Material = „thermisches Schnittstellenmaterial“) gleichmäßig vorhanden beim ekwb-Kühler
Ebenfalls beim IceMan ist das TIM (Thermal Interface Material = „thermisches Schnittstellenmaterial“) gleichmäßig vorhanden.
Abdrücke des PTM beim HK V Ultra nach der Verwendung
Abdruck des PTM beim HK V Pro nach der Verwendung

Anpressdruck – eine geometrische Betrachtung

Bei einem Wasserkühler gibt es viele Einflussfaktoren auf die Kühlleistung, die sich mit der Temperaturdifferenz GPU-Kühlmittel (dT GPU) erfassen lässt. Im Test zu den Kühlern für die RTX 5090 Phantom/GameRock habe ich dazu das erste Mal etwas verfasst und dies auch recht ausführlich. Daher hier im Bericht die etwas kompaktere Ausführung mit dem Verweis auf den Abschnitt im vorherigen Artikel (Klick).

Um die nachfolgenden Temperaturergebnisse besser einordnen zu können, folgt hier nun eine Betrachtung der geometrischen Höhenunterschiede, die einen Einfluss auf den Anpressdruck haben. Der ein oder andere, der schon länger eine Wasserkühlung verwendet, wird vielleicht gedanklich einwenden, dass es ja aktuell eigentlich fast nur noch Kühler gibt, die Abstandshalter verwenden und das es ja dadurch nicht dazu kommen kann, dass zu viel Anpressdruck aufgebracht wird. Es soll hier nicht um solche Fehlverwendungen durch den Nutzer gehen, sondern den durch den Hersteller hineinkonstruierten Anpressdruck. Ganz ohne Anpressdruck kommt man ja auch nicht aus. In den nachfolgenden Darstellungen sieht man, wie der Analysebereich für die Erfassung der Höhenprofile über die 3D-Daten gelegt worden ist:

Diagonales Höhenprofil über GPU und Verschraubpunkte – RTX 5090 PCB
Diagonales Höhenprofil über GPU und Verschraubpunkte – HK V Ultra

Mit der Diagonalen kann man die Höhenwerte im Bereich der Auflagefläche auf den Chip und die Anlageflächen an den Verschraubungen in einem Diagramm erhalten. Im nachfolgenden Diagramm liegen die Profile der Kühler auf dem GPU-Chip auf (Erläuterungen zum Vorgehen hierfür finden sich in diesem Abschnitt eines vorherigen Tests):

Höhenprofile diagonal – Kühler liegen an Anschraubfläche an
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Dadurch ergeben sich für die Kühler unterschiedliche Abstände im Bereich der Abstandshalter:

Höhenprofile diagonal – Detailansicht Abstände bei Abstandshaltern

Nach dieser Betrachtung gehend würde im Vergleich beim Alphacool Core Geforce RTX 5090 TUF Gaming mit Backplate erneut mit dem größten Anpressdruck gearbeitet (siehe auch den RTX 5090 Phantom/GameRock-Test). „Würde“ deshalb, da ich mich nach Auswertung der 3D Höhendaten genau deswegen dagegen entschieden habe, den Core auch auf der RTX 5090 TUF zu testen. Ich wollte vermeiden, dass es bei der 5090 TUF zu so hohen Setzungen wie bei den anderen Karten, auf denen bereits ein Core montiert gewesen ist, kommt.

Weiterhin besitzen alle 3 bzw. 4 Kühler dieses Tests mechanische Besonderheiten, die einen relevanten Einfluss auf den Anpressdruck haben und dadurch die Einordnung der Kühler zueinander über die Abstände zunichte machen können. Zum einen verwenden der ekwb und der IceMan das Spannkreuz des Luftkühlers:

Spannkreuz vom Luftkühler montiert
Anlageflächen (Rückseite) des Spannkreuzes

Mit dem Spannkreuz soll die Gegenkraft für die Anpresskraft möglichst direkt unterhalb des Interposers (siehe gelb markierte Fläche) und möglichst frei von Biegemomenten auf das PCB eingeleitet werden. In diesem Bereich befinden sich auch keinerlei Bauteile auf der Rückseite des PCBs:

Keinerlei Bauteil im Bereich der Anlageflächen für das Spannkreuz am PCB
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Die Schrauben haben dabei auch eine Form, so dass sie bereits am Abstandshalter zur Anlage kommen (und damit nicht weiter eingeschraubt werden können), bevor sie im Bereich der Verschraubung eine Anpresskraft auf das PCB ausüben:

Anschlag an Schraube von Spannkreuz

Bei den Heatkillern wird zwar das Spannkreuz des Luftkühlers nicht verwendet, die Backplate ist aber in der Art gestaltet, so dass die Gegenkraft für die Anpresskraft flächig in das PCB eingeleitet wird:

Ausfräsung an Backplate von HK V Pro/Ultra für gute Krafteinleitung

Beim Anpressdruck, der auf den GPU-Chip wirkt, sind aber auch noch die Höhenunterschiede und Paddicken der VRam-Module relevant, da diese direkt um den GPU-Chip platziert sind. Die Dicken der Pads im Kontaktbereich nach der Verwendung können aber auch dazu verwendet werden, zu betrachten, ob und wie sehr eine Verbiegung des PCBs mit der Erzeugung des Anpressdrucks einhergegangen ist:

Abdrücke der VRAM-Module sind in den Pads erkennbar
Höhendaten der verwendeten Pads beim IceMan-Kühler aus einem 3D-Scan

Wenn man nun die Höhendaten des Kühlers mit Pads mit denen des Kühlers ohne Pads verrechnet, so erhält man die Höhen der Pads alleine:

Dicken der Pads nach der Verwendung durch Subtraktion des Kühlers mit Pads und des Kühlers alleine
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Die Verrechnung der Höhendaten auf diese Art ist technisch zwar möglich, dient aber hier eher der Illustration. Tatsächlich reicht es hier, die mittleren Höhenwerte in den Kontaktflächen zu bestimmen und diese dann durch Subtraktion zu verrechnen:

mittlere Höhenwerte der Analysebereiche – IceMan alleine
mittlere Höhenwerte und Differenzen (in Klammern) der Analysebereiche – ekwb mit Pads

Nachfolgend die Gegenüberstellung der gemittelten Dicken im Bereich der Kontaktflächen nach der Verwendung mit den Ausgangsdicken laut Herstellerangaben:

Dicken der VRam-Wärmeleitpads

Die Dicken der Wärmeleitpads laut Herstellerangabe entstammen der jeweiligen Montageanleitung. Beim IceMan-Kühler stehen in der Anleitung 1mm=1000µm:

Vor diesem Hintergrund hat eine gemessene Paddicke von 1030µm nach der Verwendung mit dem Kühler keinen Sinn. Deshalb ist ein unverwendetes Pad dieses Kühlers noch mit dem 3D-Scanner aufgenommen worden:

Höhendaten der unbenutzten „1mm“-Pads, die beim IceMan-Kühler beiligen
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Tatsächlich sind die Pads des IceMan mit 1150µm dicker als die Herstellerangabe und damit der Wert von 1030µm auch wieder plausibel.

Wenn man die gemessenen Paddicken nach der Verwendung nun heranzieht um die waagrechten Höhenprofile der Kühler relativ zum Profil der Grafikkarte zu positionieren, erhält man diese Verläufe:

Höhenprofile waagrecht mittig entsprechend Pad-Dicken nach der Verwendung
Waagrechtes Linienprofil über GPU-Chip und VRam-Module

Hier in diesem Diagramm fällt erneut (bei der RTX 5090 Phantom konnte es auch beobachtet werden) auf, dass die VRAM-Module in diesem Bereich leicht schräg liegen. Es ist davon auszugehen, das sie durch Anziehen der Verschraubung um die GPU dann durch Verbiegung des PCBs waagrechter liegen. Aber nun zurück zur Abschätzung des Anpressdrucks auf den GPU-Chip. Für die Höhenunterschiede im Bereich des GPU-Chips ergeben sich die folgenden Werte:

Aus diesen Höhenunterschieden würde sich ergeben, dass der HK V Ultra/Pro mit dem meisten Anpressdruck arbeitet, während der IceMan mit fast gar keinem und der ekwb mit gar keinem Anpressdruck arbeitet. Aufgrund der Verwendung der Spannkreuze bzw. der Ausgestalltung der Backplate beim HK V Ultra/Pro kann das tatsächliche Verhältnis der Anpressdrücke zwischen den Kühlern aber ganz anders aussehen. So gesehen führen diese Höhenunterschiede dann vielleicht einfach nur zu einer gewissen Verbiegung des PCBs. Eine weitere Möglichkeit der Betrachtung, um die mechanischen Einflüsse der Kühler auf die Grafikkarte in Relation zu bringen, ist die nachfolgende Betrachtung der „Setzung“ von GPU-Chip und VRam-Modulen.

„Setzung“ von GPU-Chip und VRam-Modulen

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Die RTX 5090 TUF aus diesem Kühlertest, die RTX 5090 Phantom (Vergleichstest), die RTX 5090 Astral (Vergleichstest) und eine RTX 5090 Ventus sind alle nach Verwendung eines Wasserkühlers erneut mit dem 3D-Scanner aufgenommen und die Höhendaten ausgewertet worden. So konnten „Setzungseffekte“ festgestellt werden. Das meint, das die Höhenwerte von GPU-Chip und VRam-Modulen bei erneuter Messung geringer sind als zuvor nach nur kurzer Nutzungsdauer mit dem originalen Luftkühler. Jetzt mag jemand einwenden, dass es ja ohnehin Höhenunterschiede von Grafikkarte zu Grafikkarte gibt. Das liest man doch im Netz. Meiner Erfahrung nach aus vielen 3D-Scans über nun schon 3 Grafikkartengenerationen hinweg sind die Höhenunterschiede von Karte zu Karte eher gering. Klar, es sind immer nur Stichproben und es mag auch Ausreißer geben. Nachfolgend nun das um die Werte der TUF aktualisierte Balkendiagramm, welches bereits im Test der RTX 5090 Phantom gezeigt worden ist:

Vergleich der mittleren Höhenwerte des GPU-Chips

Die Höhenwerte der 4 RTX 5090 Grafikkarten nach nur wenigen Stunden Nutzung mit dem Luftkühler liegen in einem Bereich von nur 36µm, wobei ein Teil dieser geringen Unterschiede durch Messungenauigkeiten kommen dürfte. Nach Verwendung des ekwb-Kühlers als erstes hat sich die mittlere Höhe um nur 6µm reduziert. Durch die nachfolgende Verwendung des IceMan ist die Höhe quasi unverändert geblieben. Durch die Verwendung des HK V Ultra hat sich die Höhe gerade im Vergleich zu den Setzungen bei Verwendung der Core-Kühlers (95µm bei der RTX 5090 Phantom und 85µm bei der RTX 5090 Ventus) mit 22µm nur sehr geringfügig gesetzt. Durch die nachfolgende Verwendung des HK V Pro sind weitere 11µm an Setzung hinzugekommen. Bei den VRam-Modulen ist eine Setzung ebenso messbar:

Vergleich der mittleren Höhenwerte der VRam-Module

Die VRam-Module der TUF, Phantom und Ventus liegen vor Durchführung der Kühlertests in einem Bereich von 18µm und die Werte bei der Astral liegen 24µm höher. Nach Verwendung mit dem ekwb hat sich die mittlere Höhe bei der TUF um 11µm reduziert. Bei den nachfolgenden Kühlern blieb die mittlere Höhe der VRam-Module im Rahmen der Messungenauigkeit mit ca. 950µm quasi unverändert.

Testdurchführung

Es sind 2 unterschiedliche Verbrauchsszenarien getestet worden:

  • 600W mit Standardeinstellungen
  • 490W durch Begrenzung des Powerlimits

Komponenten im Kreislauf

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Die Reihenfolge in der Aufzählung spiegelt direkt die Reihenfolge der Komponententen im Kreislauf wieder:

  1. Calitemp digitaler Temperatursensor Innen-/Außengewinde G1/4 für aquaero 5/6 (Vorlauftemperatur)
  2. Durchflusssensor high flow NEXT, G1/4
  3. HEATKILLER Tube 150
  4. 2x D5 NEXT Pumpe mit ULTITOP DUAL D5 MIRROR BLACK Pumpenadapter für zwei D5-Pumpen, G1/4
  5. cuplex kryos NEXT RGBpx black 1200/1156/1155/1151/1150, Acryl/Nickel
  6. GPU-Wasserkühler mit Calitemp (eingeschraubt in einen drehbaren Fitting) am Eingangsport des Wasserkühlers
  7. alternativ zu 6. bei der Durchflussermittelung ohne GPU-Wasserkühler: Schlauchstück mit Schottdurchführung und 2 Fittingen
  8. Calitemp digitaler Temperatursensor Innen-/Außengewinde G1/4 für aquaero 5/6 (eingeschraubt an der Slotdurchführung nach dem GPU-Wasserkühler)
  9. CPC NS6 Schnellverbinder
  10. MO-RA IV 600 Black mit 9x Noctua NF-A20 PWM chromax.black.swap 800rpm (200x200x30mm)
  11. CPC NS6 Schnellverbinder
  12. 16/10er Fittingen von EK

Als Kühlmittel ist Innovatek Protect im Einsatz.

Messwertaufnahme

Der Calitemp am Eingangsport ist über einen drehbaren Fitting montiert. Dies ist aus den folgenden Gründen so umgesetzt:

  • Freigängigkeit bei manchen Kühlern sonst nicht gewährleistet
  • elektrischer Anschluss lässt sich immer passend zur Leitungsführung positionieren
  • Gleiche Rahmenbedingungen für alle Kühler
Calitemp mit drehbarem Fitting montiert

Die Grafikkarte ist bei jedem Kühler waagrecht auf dem Kopf stehend direkt im Slot des Mainboards montiert.

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Die Calitemp-Temperatursensoren sind über den Aquabus an einem Aquaero 6 Pro angeschlossen. Die zur Wasserkühlung gehörenden Messwerte sind über die Aquasuite aufgzeichnet worden.
Die Temperaturen und Verbrauchswerte der Grafikkarte sind mit GPU-Z aus den Sensoren der Grafikkarte ausgelesen worden. Zu Beginn jeder Messreihe und nach einer Änderung der Pumpenleistung ist immer abgewartet worden, bis sich der Wasserkreislauf wieder eingependelt hat. Damit ist gemeint, dass die Wassertemperaturen nicht mehr ansteigen oder abfallen. Nachfolgend sind die Werte über eine Dauer von 5 Minuten gemittelt worden.

Betrachtungen zum Durchfluss

Die Kühler erreichen teilweise recht unterschiedliche Durchflusswerte. Für den Vergleich zum gleichen Kreislauf ohne Grafikkartenkühler ist ein Schlauchstück mit 2x Fittingen und einem Schottverbinder eingesetzt worden. Durch die Verwendung von Innovatek Protect ist es dabei auch relevant, dass das Kühlmittel dabei in etwa die gleiche Temperatur hat. Es ändert sich nämlich temperaturabhängig die Viskosität von Innovatek Protect so sehr, so dass es auch beim Durchfluss zu messbaren Unterschieden führt. Bei den nachfolgenden Diagrammen hat die mittlere Kühlmitteltemperatur Werte zwischen 31 und 33°C.

Durchfluss über Pumpenleistung aufgetragen – 600W Messreihe
Mittlere Kühlmitteltemperaturen – Durchflussvergleich – 600W Messreihe
Markierter Abschnitt ersetzt Grafikkartenkühler für Durchflussvergleich

Durchflussvergleich bei 31 bis 33°C – 600W

Aufgrund des sehr linearen Anstiegs der Durchflussgeschwindigkeit über der Pumpenleistung kann man sich punktuell mit dem Vergleich der Kühler beschäftigen. Nachfolgend die sich maximal ergebenden Durchflusswerte bei 90% Pumpenleistung:

Durchfluss bei 90% Pumpenleistung – 600W
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Durch den Verbau des ekwb-Kühlers fällt der Durchfluss von 243l/h auf 216l/h und damit nur um eher geringe -10,9%. Dies überrascht nicht, da der Kühler eher grob geschlitzt ist. Der IceMan und der HK V Pro folgen knapp dahinter. Mit deutlich feiner geschlitzten Finnen sortiert sich der HK V Ultra bei 176l/h (-18,7% bezogen auf den ekwb) am Ende beim Thema Durchfluss ein.

Mittelwert der Kühlmitteltemperaturen über alle Durchflusswerte – 600W

Man könnte jetzt aber auch betrachten, welche Pumpenleistungseinstellungen für den jeweiligen Kühler notwendig sind um den genau gleichen Durchflusswert zu erreichen. Nachfolgend habe ich mich dabei für 150l/h entschieden, da dieser Wert zum einen für alle Kühler erreichbar ist und zum anderen oberhalb von diesem Wert die dT GPU Verläufe deutlich flacher verlaufen als im Bereich 50 bis 150l/h.

Notwendige Pumpenleistung für 150l/h – 600W

Der eher theoretische Wert für den Kreislauf ohne Grafikkartenkühler liegt bei 42% Pumpenleistung (für beide Pumpen generell gleich gesetzt). Durch den Verbau des ekwb muss der Wert auf 52% (+24%) erhöht werden. Für den HK V Ultra ist vom ekwb kommend eine Erhöhung um weitere +46% notwendig und man erhält damit 76% notwendige Pumpenleistung. Die Werte des IceMan und des HK V Pro liegen mit 58% und 62% Pumpenleistung dazwischen. Wegen des eingangs erwähnten linearen Verhaltens ist diese Reihenfolge so aber auch zu erwarten gewesen.

Temperaturwerte bei ca. 600W Board Power Draw (Powerlimit = 600W)

Bei diesen Tests ist die RTX 5090 Tuf mit ihren Standardeinstellungen (keine Takt-, Spannungs- oder Powerlimit-Anpassungen) mit dem MSI Kombustor 4 belastet worden: Dies sind die gewählten Einstellungen:

Einstellungen im MSI Kombustor 4 für die 600W-Tests (zusätzlich ist dann noch bei den Optionen im Testfenster auf 4x Tesselation umgestellt orden). Hierzu muss man kurz das Vollbild aktivieren

Verbrauchswerte – 600W

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Neben der Erfassung der Temperaturwerte spielt es für eine Vergleichbarkeit der Kühler auch eine Rolle, welche Verbräuche und damit abzuführende Wärmemengen sich eingestellt haben.

GPU Boardpower (HWiNFO) – 600W
Verbrauch GPU alleine (HWiNFO) – 600W

Die Spannweite (Max-Min) der Verbräuche über die jeweilige Messreihe liegt bei allen Kühlern bei 2,4 bis 6,6W.

Mittelwerte der Boardpower – 600W

Bei den Mittelwerten (pro Kühler-Messreihe) der Boardpower liegen alle 4 Kühler innerhalb einer Spannweite von 5W (= relativ 0,8% bezogen auf einen Gesamtmittelwert von 595,5W).

Temperaturdelta Grafikkartenchip (dT GPU) – 600W

Um eine Vergleichbarkeit unabhängig der sonstigen Rahmenbedingungen (Lufttemperatur im Raum, verwendete Radiatoren) zu gewährleisten, werden nachfolgend nicht die absoluten Temperaturen angegeben, sondern die sich ergebenden Temperaturdifferenzen/Temperaturdeltas dT (=Komponententemperatur-Temperatur des einströmenden Kühlmediums in den Kühler).

dT GPU – 600W

dT GPU – 600W
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Wie im Test der Kühler für die RTX 5090 Phantom/Gamerock erreicht der HK V Ultra auch in diesem Testumfeld über den gesamten Durchflussbereich mit Abstand die niedrigsten dT-Wert für die GPU. Die anderen 3 Kühler dagegen liegen sehr nah beisamen, wobei der ekwb die höchsten dT-Werte hat. Dies lässt sich mit den nachfolgenden Darstellungen auch noch in konkrete Zahlen fassen.

Relative Verläufe von dT GPU

Durch die unterschiedlichen Durchflusswiderstände der Kühler haben sich für die gleichen Pumpeneinstellungen nicht genau die gleichen Durchflüsse ergeben. Es hätte bei der Menge an Datenpunkten einen recht hohen Aufwand bedeutet, bei der Messung für jeden Kühler immer genau den gleichen Durchflusswert zu treffen. Um alle Kühler aber doch für bestimmte Durchflüsse in Relation setzen zu können, habe ich die Trendlinienfunktion von Excel verwendet. Hier dargestellt am Beispiel der Werte des DeltaMate:

Trendlinie (Polynom 3. Grades) für den dT GPU-Verlauf des HK V Ultra bei der 600W-Messreihe

Excel liefert neben der Gleichung aus das Bestimmtheitsmaß R². Bei Verwendung eines Polynoms 3. Grades ist das Bestimmtheitmaß R² mit 0,997 meiner Meinung nach sehr gut. In dem Bereich, in dem auch tatsächliche Messwerte vorliegen, ist die Deckung auch sehr gut. Die Abweichungen der berechneten Werte zu den gemessenen Werten liegen beim HK V Ultra in einem Bereich von +/-0,12K. Für alle Kühler betrachtet zeigen sich die Abweichungen wie folgt:

Abweichungen der anhand der Gleichungen aus den Trendlinien berechneten Verläufe zu den dT Verläufen der gemessenen Werte

Durch Berechnung der Verläufe kann dann für den genau gleichen Durchflusswert ein dT-Wert aufgetragen werden:

berechnete Verläufe zu dT GPU – 600W
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Man kann damit nun auch von allen Verläufen die Werte eines Verlaufs abziehen. Der Bezugsverlauf wird damit zu „Null gesetzt“ und für die anderen Verlauf erhält man die Differenz zum Bezugsverlauf in jedem Datenpunkt. Im nachfolgenden Vergleich ist als Bezugsverlauf der Verlauf des Kühlers mit den niedrigsten dT-Werten gewählt:

dT GPU relativ zum HK V Ultra – 600W

Der Kühler von IceMan hat um 3 bis 4,4K höhere dT-Werte als der HK V Ultra. Dicht dahinter folgt der HK V Pro mit Werten zwischen 3,6 und 4,7K. Der Kühler von ekwb bildet das Schlusslicht mit Werten, die um 4 bis 7K höher liegen als beim HK V Ultra. Gerade bei niedrigen Durchflüssen steigt das dT beim ekwb stark an.

Temperaturdelta des Grafikkartenspeichers (dT VRam) – 600W

Bei dT VRam erreichen sowohl die Ultra als auch die Pro-Variante des Heatkiller V das geringste Temperaturdelta und damit die höchste Kühlleistung:

dT VRam – 600W

Der HK V Pro tritt mit den gebrauchten Pads der Testreihe vom HK V Ultra auf der RTX 5090 TUF an. Trotzdem kommen wieder im Rahmen der Messgenauigkeit die gleichen Werte raus. Danach folgt dicht dahinter der IceMan. Der ekwb belegt auch in dieser Kategorie den letzten Platz. Als einziger im Testumfeld verwendet dieser Pads mit einer Dicke von 2mm. Die Heatkiller und der IceMan verwenden Pads mit 1mm Dicke. Ab ca. 160l/h sinkt beim ekwb das Temperaturdelta auch nicht mehr ab. Ähnliches konnte bei den anderen beiden Tests zu Kühlern für die RTX 5090 Phantom/Gamerock und Astral beobachtet werden. Dort hat es sich gezeigt, dass die Temperatur des Grafikspeichers teilweise ab einem gewissen Durchfluss nicht mehr abgenommen hat. Bei Betrachtung der absoluten VRam-Temperaturen zeigt sich dies nun erneut bei 3 der 4 Kühler deutlich:

Absoluttemperaturen Grafikkartenspeicher – 600W

Temperaturwerte bei ca. 490W Board Power Draw (Powerlimit = 490W)

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Bei dieser Messreihe ist der Verbrauch einfach dadurch auf 490W begrenzt worden, in dem das Powerlimit auf 82% gestellt worden ist. Im Vergleich haben sich dabei diese Verbräuche ergeben:

Verbrauchswerte 490W

GPU Boardpower (HWiNFO) – 490W
Verbrauch GPU alleine (HWiNFO) – 490W

Die Spannweite der Verbräuche beträgt bei jedem der 4 Kühler weniger als 0,7W.

Mittelwerte der Boardpower – 490W

In der 490W-Messreihe erreichen der ekwb und der IceMan mit jeweils 489W eine Punktlandung. Die Werte der beiden Heatkiller liegen mit ca. 495W minimal drüber.

Temperaturdelta Grafikkartenchip (dT GPU) – 490W

Die Temperaturdeltas für die GPU fallen nun wie zu erwarten bei der 490W etwas geringer aus im Vergleich zur 600W-Messreihe:

dT GPU – 490W
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Mit Hilfe der Trendlinienfunktion von Excel sind erneut für genau den jeweils gleichen Durchflusswert die dT-Werte berechnet worden:

dT GPU berechnet – 490W
Abweichungen der berechneten Verläufe – 490W
dT GPU relativ zum HK V Ultra – 490W

Temperaturdelta des Grafikkartenspeichers (dT VRam) – 490W

Temperaturdelta des Grafikkartenspeichers (dT VRam) – 490W

Bei 490W wiederholt sich beim VRam grundlegend das Bild der 600W-Messreihe. Beide Heatkiller erzielen quasi identische Werte. Der IceMan rückt an diese beiden Kühler heran. Der ekwb hat weiterhin die höchsten dT-Werte, nun aber mit geringerem Abstand. Wer die Werte der 600W-Messreihe sehr genau studiert hat, dem fällt vielleicht auf, das nun bei 490W die dT-Werte für den VRam auch niedriger ausfallen. Hier der Vergleich beider Messreihen für 150l/h:

Vergleich dT VRam bei 150l/h für 600 und 490W GPU Verbrauchslimit

Hieran kann man ganz schön sehen, so finde ich, dass die Temperaturen einer Komponente nicht nur von der eigenen Verlustleistung und der Effektivität der Kühlung dieser Komponente bestimmt sein können, sondern auch von der Verlustleistung benachbarter Komponenten. So gibt der GPU-Chip sicher den größten Teil seiner Verlustleistung an den Kühler ab und je besser hier der Wärmeübergang funktioniert, auch umso mehr. Ein Teil der Wärmeenergie wird aber auch an das PCB und damit auch an die benachbarten VRam-Module abgegeben. Das ist dann meiner Meinung nach auch die Erklärung dafür, dass hier nun bei 490W kleinere dT-Werte vorliegen, weil weniger Wärmeenergie von den VRam-Modulen an den Kühler abzuführen ist.

Zusammenfassung und Fazit

Mit dem Test der Kühler für die RTX 5090 Astral habe ich das erste Mal Balkendiagramme für die Darstellung von dT GPU Werten für ausgewählte Durchflusswerte verwendet. Auch bei diesem Test bin ich der Meinung, dass sich hier erneut plakativ gewisse Dinge ablesen lassen:

dT GPU für 4 ausgewählte Durchflüsse – 600W
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So flacht die Reduzierung der dT-Werte bei allen Kühlern mit zunehmenden Durchflüssen ab. Die Werte des HK V Ultra sind wie im Test der Phantom/Gamerock-Kühler mit optisch wahrnehmbaren Abstand auf einem deutlich niedrigeren Niveau als die der anderen Kühler. So erreicht der HK V Ultra bereits bei 50l/h in etwa den dT-Wert, den die anderen 3 Kühler grob erst mit 150l/h erreichen oder knapp unterschreiten. Der Wert des HK V Ultra bei 100l/h ist dann auch niedriger als die Werte der anderen 3 Kühler bei allen nachfolgenden Durchflusswerten. Selbst wenn man den anderen 3 Kühlern zugesteht, dass sie in Sachen Durchfluss weniger restriktiv sind, als der HK V Ultra und deshalb die Werte beim jeweiligen Maximal-Durchfluss vergleicht:

dT GPU beim jeweiligen Maximal-Durchfluss -600W

Die anderen 3 Kühler können dadurch um nur bis zu 1K zulegen. Der HK V Ultra bleibt damit aber immer noch mit deutlichem Abstand auf Platz 1. Der Kühler von ekwb liegt bei allen Durchflusswerten auf dem letzten Platz, wobei sein dT-Wert mit niedrigen Durchflüssen deutlich stärker ansteigt.

Die Werte der 490W-Messreihe sind wie zu erwarten auf niedrigerem Niveau, zeigen aber sonst das gleiche Bild wie die 600W-Messreihe:

dT GPU für 4 ausgewählte Durchflüsse – 490W

Bei den nachfolgenden Einzelfazits soll der Fokus auf der Einordnung der erreichten Kühlleistungs- und Durchflusswerte liegen und mit welchen technischen Herangehensweisen diese erreicht worden sind. Optisches Aussehen und andere Dinge sollen da außen vor bleiben, da hier sowieso jeder für sich entscheiden kann, was einem da wichtig ist oder besser gefällt.

EK Water Blocks EK-Quantum Vector³ TUF RTX 5090 – Plexi

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Der Kühler von ekwb belegt sowohl bei dT GPU als auch bei dT VRam mit Abstand den letzten Platz in diesem Testumfeld. Da hilft es dann auch wenig, dass der Kühler in Sachen Durchfluss diesen am wenigsten reduziert. Eher noch ergibt sich aus beidem ein stimmiger Zusammenhang: Die Finnenstruktur beim ekwb ist vermutlich für eine Verlustleistung von bis zu 600W deutlich zu grob gewählt. Davon profitiert zwar der Durchfluss, die Temperaturwerte leiden aber zu sehr. Weiterhin könnte es sein, dass der Kühler mit weniger Anpressdruck als die anderen Teilnehmer arbeitet. Mit den Kühlleistungswerten wiegt es dann umso schwerer, dass der Kühler bei ekwb selbst mit aktuell 299,99Euro (bei geizhals teilweise noch für 289Euro zu bekommen) am oberen Ende des Preisbereiches in diesem Testumfeld liegt. Einzig der Testsieger und der IceMan kosten mehr.
Herstellerlink: EK Water Blocks EK-Quantum Vector³ TUF RTX 5090 – Plexi

Watercool HEATKILLER V PRO for RTX 5090 ASUS TUF ACRYL Ni-Bl aRGB

Der HK V Pro kostet mit aktuell 299,95 Euro beim Hersteller quasi genauso viel wie der ekwb. Er erzielt aber bessere Kühlleistungswerte in beiden Kategorien. Während bei sehr hohen Durchflüssen der Unterschied sehr gering ist, steigt dT GPU beim HK V Pro bei geringen Durchflüssen weniger stark an und dadurch ist dessen dT GPU-Wert bei 50l/h um 2,4K niedriger. Positiv anmerken möchte ich hier nochmal den Umstand, dass die Slotblende nicht nur mit dem PCB, sondern auch mit dem Kühlblock selbst verschraubt wird:

Verschraubung der Slotblende mit dem Kühler selbst bei HK V Pro und Ultra

Damit wird ein Teil des Gewichts vom Wasserkühler direkt über die Slotblende am Gehäuse abgestützt und dadurch muss weniger Gewicht übers PCB der Grafikkarte übertragen werden. Der ekwb und der IceMan verwenden dagegen nur die beim Luftkühler beiliegende Slotblende, welche keine Verschraubung mit dem Kühler selbst erlaubt.
Herstellerlink: HEATKILLER V PRO for RTX 5090 ASUS TUF Ni-Bl aRGB

IceMan Cooler ICE-VG5090-TUF

Beim Kühler von IceMan wird die Slotblende nur an dem Ende, welches näher am Mainboard liegt, mit dem Kühler verschraubt:

Verschraubung mit Slotblende nur Nahe der PCIe-Pinleiste
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Dadurch wird der größere Teil des Kühlergewichts über das PCB in die Slotblende eingeleitet und dort dann am Gehäuse abgestützt. Ein Teil der Gewichtskraft ist natürlich bei allen Kühlern vom PCIe-Slot des Mainboards aufzunehmen. Bei einer vertikalen Anordnung der Grafikkarte ist dies natürlich bei allen Slotblendenmontagen gleichermaßen nur noch ein geringes Thema. Bei dT GPU erreicht der IceMan minimal niedrigere Werte als der HK V Pro und bei dT VRam bleibt er knapp über dessen Werte. Da dieser Kühler nicht direkt in Deutschland bezogen werden kann, ist die Angabe eines genauen Preises etwas schwierig. Bei AliExpress gibt es aktuell Listungen für 270-280Euro. Wenn man sich den Kühler mit einer Adresse in Deutschland in den Warenkorb legt, zieht der Shop etwas ab, das er „MwSt.-Anpassung“ nennt:

IceMan RTX 5090 TUF – Screenshot eines AliExpress-Warenkorbs
Hinweistext zur MwSt.Anpassung

Dem Shop bei AliExpress oder AliExpress selbst ist also klar, dass bei einer Einfuhr in die EU zuweilen noch Steuern oder Zölle fällig werden. Hierfür gibt man dem Kunden dann einen Nachlass, der sehr genau diesem Betrag entspricht. In Deutschland wird zum Beispiel die sogenannte Einfuhrumsatzsteuer in Höhe von 19% fällig. Hiefür wird dann der Gesamtbetrag aus Warenwert + Versandkosten herangezogen. Wird dieser Betrag vom Shop korrekt in den Daten/Unterlagen zur Sendung eingetragen, werden zu den 265,44Euro weitere 50,43Euro fällig. In Summe damit 315,90Euro.

Bei der Verwendung des IceMan-Kühlers ist zu bedenken, dass die beiliegenden Pads mit ca. 1,15mm dicker sind als in der Anleitung mit 1mm angegeben. Aufgrund der Geometrie des Kühlers ist dies auch notwendig. Sollte man also schlechte VRam-Temperaturen feststellen, empfiehlt es sich, zu prüfen, ob es Abdrücke auf den Wärmeleitpads gibt. Beim Kauf von Ersatzpads ist ebenfalls darauf zu achten, dass diese etwas dicker als 1mm sein müssen.

Herstellerlink: Montageanleitung vom IceMan Cooler ICE-VG5090-TUF (keine Produkseite vorhanden)

HEATKILLER V ULTRA for RTX 5090 ASUS TUF ACRYL Ni-Bl aRGB

Bei der Temperaturdifferenz dT GPU positioniert sich der HK V Ultra wie in vorherigen Tests (Vergleichstest: Wasserkühler RTX 5090 Phantom/GameRock und Vergleichstest: 4 Wasserkühler für die ASUS RTX 4090 TUF / Strix) auf dem ersten Platz. Dies erreicht er wahrscheinlich aufgrund des höheren Aufwandes bei der Fertigung. So sind zum einen die Finnen am feinsten geschlitzt. Hier ein Vergleich von Pro und Ultra (Achtung, hohe Dateigröße):

Bodenplatte von HK V Pro und Ultra im Vergleich (Originalbild (Achtung: Dateigröße über 21 MB!)
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Und zum anderen wird bei der Backplate des Heatkillers viel Aufwand betrieben um eine möglichst gute Krafteinleitung zu erreichen:

Ausfräsung an Backplate von HK V Pro/Ultra für gute Krafteinleitung

Gut, bei Betrachtung des Unterschiedes von dT GPU zwischen Heatkiller V Pro und Ultra muss man sicher festhalten, dass der größere Einfluss von den feineren Finnen kommt. Die Gestaltung der Backplate hilft dann eher dabei, die Kraft möglichst schonend ohne Biegemomente auf den GPU-Chip zu bringen. Wobei die Nutzung des originalen Spannkreuzes sicherlich ähnlich schonend ausfällt. Beim Durchfluss ist dann aber wie beim Kühler für die RTX 5090 Phantom/Gamerock der Preis für die feine Finnenstruktur zu bezahlen, da dort der HK V Ultra am restriktivsten ist. Dieser Preis ist aber wiederum vielleicht nur ein eher geringer, wenn man berücksichtigt, dass der Ultra immer eine „Durchflussklasse“ (ca. 50l/h weniger) niedriger bereits die dT-Werte erzielt, welche die anderen Kühler erst in der nächsten „Durchflussklasse“ erreichen (Klick). Bei 100l/h sind sie beispielsweise dann sogar geringer als die Werte der anderen bei 150l/h oder gar 170l/h. Der HK V Ultra reduziert zwar den Durchfluss bei gegebener Pumpenleistung stärker als die anderen, es wird aber für die sehr guten Werte auch weniger Durchfluss benötigt. Sollte die Restriktivität bei zukünftigen Kühlern reduziert werden können ohne bei den anderen Eigenschaftswerten nachzulassen, würde das letzte kleine „Aber“ noch wegfallen. Bei dT VRam teilt er sich den ersten Platz mit dem HK V Pro. Der IceMan ist aber fast gleichauf in dieser Kategorie. Mit einem Preis von 339,95Euro positioniert er sich zwar ebenfalls an oberster Stelle, die anderen Kühler sind aber mit knapp300Euro (ekwb und HK V Pro) und 315,90Euro (IceMan) dicht dahinter. Dafür dass die beste Leistung meist überproportional mehr kostet, finde ich den Preis des HK V Ultra in diesem Testumfeld als sehr angemessen.

Unter Berücksichtigung all dieser Aspekte und der ermittelten Zahlen hat sich der HEATKILLER V ULTRA für die ASUS RTX 5090 TUF den Hardware-Helden-Award in Gold redlich verdient.
Herstellerlink: HEATKILLER V ULTRA for RTX 5090 ASUS TUF ACRYL Ni-Bl aRGB

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