SilentPC mit Kupferschwamm-Kühlung

Ein Team junger Ingenieure aus Nürnberg hat im Rahmen eines Crowdfunding-Projekts den Prototyp eines lüfterlosen Highend-PCs fertiggestellt. Unter dem Namen SilentPower wollen sie den Mini-Rechner für leistungshungrige Aufgaben vertreiben und haben dazu das Start-up FusionTech gegründet. Die 6 x 10 x 7 cm messende Workstation weist auf der Oberseite einen Kupferschwamm auf, dessen große Oberfläche die Wärme abführen soll. Dazu haben die Entwickler die warmen Komponenten zentral im oberen Bereich platziert, während sich die kühleren Elemente im unteren Bereich befinden.

Grundbaustein ist ein Mainboard nach eigenem Design, auf dem alle Komponenten entsprechend der thermischen Anforderungen angeordnet sind. Zugekauft sind lediglich Komponenten wie CPU, GPU, RAM und SSD. Das Konzept entspricht also dem eines Intel NUC (Next Unit of Computing Kit), der allerdings in Intels Gehäuse aktiv gekühlt wird und maximal einen Core i5-4250U mit integrierter Grafik enthält.

Der SilentPower setzt hier deutlich höher an, bisher sind drei Varianten geplant: In allen soll Intels CPU Core i7-4785T und Nvidias PCIe-3.0-Karte GeForce GTX 760 mit 2 GByte eigenem RAM zusammenspielen. Nach außen führen 4 x USB 3.0, DVI, HDMI und DisplayPort, Audio-In, Audio-Out sowie Gigabit Ethernet und WLAN nach IEEE 802.11 a/b/g/n/ac. Die kleinste hat 8 GByte RAM und eine 500 GByte SSD. Bei Variante 2 kommen 16 GByte RAM zum Einsatz und bei Variante 3 zusätzlich zum größeren RAM eine 1-TByte-SSD.

Vorinstalliert soll ein Windows 8.1 sein, das auf Wunsch aber entfallen kann. Da die CPU bereits 35 Watt und die GPU 170 Watt verzehren und letztere ein System mit 500 Watt verlangt, ist davon auszugehen, dass die durchschnittliche Leistungsaufnahme bei über 200 bis 250 Watt liegt und ein 500-Watt-Netzteil für das System herhalten muss.

Angesichts der Ausstattung und der geringen Abmessungen wäre der Wärmeentwicklung mit einem normalen Kühlrippengehäuse nicht beizukommen. Die schwammartige Struktur vergrößert die Oberfläche des Kühlkörpers bis auf das 500-Fache. Ein Kupferblock, der über eine Wärmeleitpaste in direktem Kontakt zur GPU und CPU steht, soll die Wärme aufnehmen und sie an den Kupferschwamm abgeben.

Laut Entwickler ist der Wärmepuffer so gestaltet, dass er die Wärme gleichmäßig an den Kupferschwamm verteilen kann. Sollte beispielsweise nur die CPU stark aktiv sein, kann sich die Wärme auch in den Bereich der GPU verteilen. Wenn GPU und CPU zusammen viel Wärme erzeugen, kann die Wärme nur in Richtung Kupferschwamm geleitet werden.

Zudem sieht das Kühlkonzept vor, dass sich an den heißen Bereichen im Inneren des Kupferschaums die Luft stärker ausdehnt und automatisch in die kühleren, äußeren Bereiche gedrückt wird, wodurch eine eigene Mikrozirkulation entsteht. Das hieße: Je wärmer es wird, desto stärker wäre die Kühlleistung. Dabei soll die Oberflächentemperatur 50°C nicht überscheiten.

Eine der Herausforderungen liegt dabei in der Auswahl des richtigen Metallschaums. Er muss den Gefahren, die seine Umgebung bereithält, trotzen, darf aber selbst keine Gefahrenquelle, etwa durch scharfe Kanten, darstellen. Außerdem muss er eine gleichmäßige Wärmeabfuhr gewährleisten. Dazu benötigt er eine homogene Struktur und eine gute Durchlässigkeit sowie einen guten thermischen Kontakt zur Kupferplatte.

Da nur wenige Komponenten zugekauft werden müssen, setzt das Team einen recht niedrigen Preis an: 699 Euro soll Variante 1 kosten, 769 Euro Variante 2 und 1159 Euro die auf 60 Stück limitierte Variante 3. Zur Finanzierung der Serienfertigung kalkuliert das Projekt mit Vorbestellungen von insgesamt 45.]000 Euro. Sobald diese Summe erreicht ist, soll der SilentPower in Produktion gehen, spätestens aber im Frühjahr. (sun)