Nvidias Founder Edition ist ein technisches Juwel

Nvidia kündigte auf der CES 2025 seine GeForce RTX 50-Serie an. Wenn es nicht so sehr die angekündigte Leistung war, die für Überraschung sorgte, war es das Kühlsystem des High-End-Modells, der GeForce RTX 5090, das die Aufmerksamkeit auf sich zog.

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Während die GeForce RTX 4090 über eine Gesamtleistung von 450 W verfügt, treibt die GeForce RTX 5090 diese Grenze auf 575 W. Das Ungewöhnlichste ist nicht der Verbrauchsanstieg um 28 %, sondern die Verkleinerung der GeForce RTX 5090 von drei PCI-Steckplätzen auf zwei PCI-Steckplätze. Dies ebnet den Weg für die Möglichkeit, die GeForce RTX 5090 in SFF-Konfigurationen (Small Form Factor) zu integrieren.

Dünnere Flossen und Direct Flow

Während Nvidia uns in seinen Präsentationen Details preisgab, verriet Malcolm Gutenburg, Wärmetechniker bei Nvidia, Steve Burke von GamerNexus viele Details zum Design des Kühlsystems der GeForce RTX 5090.

Dank eines Designs mit drei Platinen, eine für den Blackwell-Chip, seine Leistungsstufen und den Speicher, eine weitere für den PCIe-5-Port und eine weitere für die Videoausgänge, konnte Nvidia ein Durchlüftungssystem (Double Flow Through) implementieren. Somit strömt die von den beiden Lüftern gedrückte Luft durch die Kühler und entweicht aus der Karte, ohne auf der Platine zu stagnieren. Die heiße Luft wird somit direkt über der Karte abgesaugt. Die Kartenabdeckungen sind außerdem speziell dafür konzipiert, zu verhindern, dass heiße Luft zurück zu den Lüftern strömt.

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Der Nvidia-Ingenieur erklärt außerdem, dass er die Dicke der Kühlerlamellen reduziert habe, um mehr hinzuzufügen und die Ableitungsfläche zu vergrößern. Den aufmerksamsten wird auch die konkave Form der Flossen im oberen Teil aufgefallen sein. Auch dies ist kein Zufall, denn um Material zu sparen, hat Nvidia die Höhe der Lamellen über der Mitte der Lüfter, wo der Luftstrom geringer ist, reduziert, um die Höhe der Lamellen zur Außenseite der Lüfter hin zu erhöhen, wo der Luftstrom herrscht größte.

Eine einzigartige Dampfkammer

Um die von der GPU erzeugten Kalorien aufzufangen und an die Rippen abzuleiten, hat Nvidia eine einzigartige Dampfkammer entwickelt, die direkt mit den Heatpipes (den Kupferrohren) verbunden ist. Diese sind nicht mit der Dampfkammer verschweißt, sondern ein integraler Bestandteil der Dampfkammer. Auch hier wurden die Anzahl und Form der Wärmerohre sorgfältig untersucht, um den Wärmeaustausch zu maximieren.

Die Dampfkammer selbst, ihre Form und ihr Relief wurden optimiert, um die Zustandsänderung der Wärmeübertragungsflüssigkeit zu fördern und ein Maximum an Kalorien einzufangen. Dabei fallen uns die unterschiedlichen verwendeten Strukturen auf: Stifte, Öffnungen der Heatpipes und Rauheit der Oberflächen.

Eine weitere Optimierung seitens Nvidia ist die Verwendung von Wärmeleitpaste vom Typ Flüssigmetall. Die Wärmeleitpaste fungiert als Austauscher zwischen der Oberfläche der GPU, auch Heatspreader genannt, und der Dampfkammer. Seine chemische Zusammensetzung und seine Viskosität ermöglichen es, die Unvollkommenheiten zwischen dem Wärmeverteiler und der Dampfkammer mehr oder weniger gut auszufüllen, um den Wärmeaustausch zu maximieren.

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Flüssigmetall-Wärmeleitpaste ist heute die beste Wärmeleitpaste mit extrem hoher Leitfähigkeit. Der Nachteil besteht darin, dass die chemische Zusammensetzung insbesondere bei Aluminium korrosiv ist und dass die Anwendung heikel ist. Sonys erste PlayStation 5 erlebte in diesem letzten Punkt einige Rückschläge. Um ein Überlaufen der Wärmeleitpaste zu verhindern, hat Nvidia drei Barrieren angebracht, um zu verhindern, dass diese ätzende Flüssigkeit auf die Platine der Grafikkarte gelangt.

Wenn Nvidia alles getan hat, um den angekündigten Maximalverbrauch von 575 W zu erreichen, gibt es einen Punkt, den der Chipdesigner nicht kontrollieren kann: seine Umgebung. Und aus Erfahrung können wir Ihnen sagen, dass Sie ein gut belüftetes Gehäuse benötigen, um die von der GeForce RTX 5090 produzierten Kalorien abzuführen. Wie wir gesehen haben, wird die Luft überhaupt nicht aus dem Gehäuse evakuiert. Aufgrund der Karte können wir Ihnen nur raten, mindestens zwei Absaugventilatoren und einen weiteren Einlass in Ihrem Turm zu haben. Fans von Mini-ITX-Gehäusen und anderen SFF-Modellen müssen an diesem Punkt ernsthaft arbeiten, um eine Grafikkarte ausreichend zu kühlen und die Belüftung erträglich zu halten, zumal Nvidia maximale Betriebstemperaturen von 90 °C ankündigt, ab denen die Karte ihre Leistung reduziert.

Wir können es kaum erwarten, eine GeForce RTX 5090 in die Hände zu bekommen und zu erleben, wie das Kühlsystem funktioniert. Zumal die GeForce RTX 5090s von Partnern (MSI, Asus, Gigabyte etc.) alle drei PCI-Steckplätze dick sind und einige Modelle über bis zu 5 Lüfter verfügen. Die Founder Edition der RTX 5090 bringt ein echtes Differenzierungselement zu Partnerkarten mit sich, hoffen wir, dass Nvidia einen nennenswerten Vorrat eingeplant hat.

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