In diesem Artikel zeigen wir euch, wie es die ROG-Ingenieure geschafft haben, eine Flüssigkeitskühlung in eine Drei-Slot-Grafikkarte wie dieMatrix RTX 2080 Ti zu integrieren.

High-End-Grafikkarten haben einen hohen Strombedarf und entfalten ihre volle Leistung erst bei maximaler Taktfrequenz, die jedoch erst erreicht wird, wenn die Temperaturen im grünen Bereich sind. Die Kühlung ist daher von höchster Bedeutung, um das volle Potenzial einer Grafikkarte nutzen zu können. Mit flüssigem Stickstoff lassen sich antarktische Temperaturen erreichen, allerdings ist diese Lösung alles andere als alltagstauglich.

Die beste Alternative sind Flüssigkeitskühler, die eine praktikable und häufig erprobte Lösung darstellen. Es gibt allerdings ein Problem, das sowohl Custom- als auch All-in-One-Lösungen betrifft: sie benötigen viel Platz im Gehäuse – und das Platzangebot ist in Gehäusen häufig rar.

Das es auch anders geht, zeigen die ROG-Ingenieure: Sie haben die letzten zwei Jahre an einem Flüssigkeitskühler für Grafikkarten getüftelt und diesen perfektioniert, sodass er in eine Triple-Slot-Karte mit den gleichen Abmessungen wie eine Luft-gekühlte GPU passt. Das Ergebnis ist die ROG Matrix GeForce RTX 2080 Ti, die ihr Debüt auf der CES 2019 gefeiert hat und den Turing-Grafikchip auf ein neues Level hebt.

Die Herausforderung: Flüssigkühler auf drei Slots schrumpfen

ROG war schon immer auf Enthusiasten ausgerichtet, die ihre eigene Custom-Flüssigkeitskühlung gebaut haben, um die GPU und andere wichtige Komponenten zu kühlen. Solche Lösungen können zu beeindruckenden Ergebnissen führen, allerdings setzt diese Herangehensweise viel Arbeit und Expertise voraus. All-in-One-Alternativen sind für Gamer und Power-User viel zugänglicher und bieten eine großartige Kühlleistung direkt von Werk aus.

ROG hat zuerst mit einem externen 120-mm-Radiator experimentiert, der die Temperatur deutlich senken konnte. Unglücklicherweise war der Kühler zu groß und unhandlich, um in kleine Systeme zu passen, insbesondere in Kombination mit einem ähnlichen Flüssigkeitskühler für CPUs. Daher haben die Entwickler ihre Aufmerksamkeit daraufgelegt, alle benötigten Komponenten direkt auf der Grafikkarte unterzubringen. Der aus dieser Idee stammende Prototyp hatte einen großen Kühlkörper, bei dem die Lamellen nicht aufgesteckt, sondern aus einem Stück gefräst wurden. Durch den Kühlkörper verliefen zudem mit Kühlflüssigkeit gefüllte Kupferröhrchen. Diese Lösung war bedeutend kleiner, allerdings waren die Temperaturen bis zu 10°C höher.

Beim nächsten Prototyp wurde der Kühlkörper durch einen integrierten Radiator ersetzt, wodurch die Temperaturen wieder sanken. Der Prototyp benötigte allerdings vier Slots und war dadurch nicht als finales Produkt geeignet. Das Design war jedoch vielversprechend, weshalb die Verringerung auf drei Slots als nächstes Ziel in der Entwicklung auserkoren wurde.

Es gab allerdings noch ein großes Hindernis, um dieses Ziel zu erreichen: die Pumpe. Anfangs saß sie auf dem Kühlblock der GPU und glich damit dem Aufbau der meisten Flüssigkeits-CPU-Kühler. Die Bauhöhe der Grafikkarte war allerdings zu hoch, weshalb der Block und die Pumpe getrennt und eine kleinere, nach Maß gefertigte Pumpe hergestellt wurde. Anstatt auf dem GPU-Block zu sitzen, befindet sich die Pumpe an der Seite des Radiators. Diese Positionierung stellt sicher, dass die Pumpe in einer Vielzahl an Systemen und in unterschiedlichen Ausrichtungen eine hohe Leistung liefert. Sie ist nur nicht für den extrem seltenen Fall konzipiert, dass die Grafikkarte vertikal mit nach oben zeigenden Anschlüssen installiert wird. Wenn sich die Pumpe oben befindet, können Luftblasen in die Kühlflüssigkeit geraten, was die Kühlleistung mit der Zeit verringert.

Am Anfang der Testphase fiel auf, dass der GDDR6-Videospeicher ziemlich heiß wird, weshalb der Kühblock vergrößert wurde, um auch den Videospeicher abzudecken. Die Kupferbasis ist 2,5-Mal größer als bei konkurrierenden Designs und zusätzliche Kühlfinnen erzeugen eine um 30 Prozent größere Oberfläche. Dadurch steht die Kühlflüssigkeit länger mit dem Kühlkörper im Kontakt und kann mehr Abwärme abführen. In Kombination mit der Aluminiumabdeckung sorgt das zusätzliche Metall für eine optimale Kühlung der GPU und des Speichers.

Die Spannungswandler müssen hingegen nicht vom Kühlkörper bedeckt sein, da sie bereits durch den Luftstrom der am Radiator befestigten Axial-Lüfter gekühlt werden. Diese Lüfter wurden erstmals bei den Grafikkarten der ROG Strix GeForce RTX-Serie verbaut. Sie erzeugen einen hohen Luftdruck und eignen sich daher perfekt, um Luft durch die engen Kühlfinnen des Radiators zu befördern. Es ist daher auch besonders wichtig, die richtige Radiatorgröße zu wählen. Ein zu dünner Radiator reduziert die Kühlleistung, wohingegen ein zu dicker Radiator einen noch höheren Luftdruck für eine optimale Kühleffizienz benötigt.

Während der Entwicklung der Matrix GeForce RTX 2080 Ti wurden in Zusammenarbeit mit anderen Partnern mehr als fünf Prototypen mit unterschiedlichen Kühlblöcken, Radiatoren und Pumpen entwickelt. Es waren viel Zeit und Aufwand nötig, um einen Flüssigkeitskühler zu entwickeln, der klein genug ist, um in ein Drei-Slot-Design zu passen, ohne Kompromisse bei der Kühlleistung oder Geräuschentwicklung einzugehen. Das vollständig integrierte Design ist leiser als konkurrierende Lösungen mit einem externen 120-mm-Radiator und erreicht beinahe die Kühlleistung eines deutlich größeren 240-mm-Radiators, der viel mehr Platz im Gehäuse benötigen würde. Die Matrix läuft auch in thermisch herausfordernden Umgebungen wie Gehäusen mit hohen Umgebungstemperaturen und SLI-Konfigurationen, bei denen eine zweite Karte direkt neben der Matrix ihren Betrieb verrichtet.

Im Video seht ihr, wie die Infinity Loop genannte Kühlung arbeitet:

Hochwertige Leiterplatten für höchste Taktfrequenzen

Beim Kühler mag sich die Matrix RTX 2080 komplett von anderen ROG-Grafikkarten unterscheiden, die Leiterplatte stammt hingegen von ihrem Strix-Schwestermodell. Die Karten werden mit der Auto-Extreme-Technologie hergestellt, einem vollständig automatisierten Produktionsprozess, bei dem die Komponenten mit roboterhafter Präzision befestigt werden. Auto-Extreme führt alle Lötvorgänge in einem Arbeitsschritt durch, um die thermische Belastung zu reduzieren, den Einsatz von strengen Reinigungschemikalien zu vermeiden und den Strombedarf zur Herstellung der Grafikkarten zu senken.

Jede Leiterplatte wird nach der Installation der GPU und den anderen Komponenten getestet und sortiert. Da das gleiche PCB wie bei den Strix-Grafikkarten verwendet wird, haben die ROG-Ingenieure eine höhere Auswahl und können nur die besten Platinen auswählen. So wird sichergestellt, dass mehr GPUs in der Lage sind extrem hohe Frequenzen zu erreichen. Nur rund fünf Prozent aller Karten bieten die Qualitätseigenschaften, die sie als Matrix-Grafikkarte qualifizieren, wodurch sie das exklusivste GeForce RTX-Modell von ROG ist.

Im OC-Modus treibt die Matrix die Boost-Taktfrequenz auf bis zu 1.815 MHz, was ein Plus von 150 MHz gegenüber der Strix darstellt. Zudem wurde die Geschwindigkeit des 11 GB großen GDDR6-Videospeichers von 14 Gbit/s auf 14,8 Gbit/s angehoben. Die höhere Leistung resultiert in einer gesteigerten TDP von 300 Watt, die der Kühler jedoch problemlos handhaben kann. Die Matrix RTX 2080 Ti ist bei gleicher Lautstärke und gleichem Leistungspegel 7°C kühler als die Strix RTX 2080 Ti und bietet darüber hinaus eine höhere Leistung.

AURA Sync und praktische Zusatzfunktionen

Mit ihrer integrierten Flüssigkeitskühlung sticht die ROG Matrix GeForce RTX 2080 Ti aus der breiten Masse hervor, optisch integriert sie sich hingegen perfekt in jedes System. Sie nutzt die gleichen Materialien und Beschichtungen die Mainboards wie das ROG Maximus XI Formulazieren. AURA Sync fügt eine anpassbare RGB-Beleuchtung hinzu, die sich einfach mit anderen kompatiblen Komponenten abstimmen lässt. Für einen dezenten Look kann die Beleuchtung per Knopfdruck in den Stealth Mode versetzt werden. Ein verstärkter Rahmen verhindert übermäßiges Verdrehen und seitliches Biegen der Leiterplatte. Der Rahmen wurde ursprünglich entwickelt, um das Gewicht der Strix zu stützen. Diese wiegt mehr als ihr Flüssig-gekühltes Schwestermodell, wodurch die Matrix nicht nur leichter, sondern auch eine der stabilsten ROG-Grafikkarten ist.

Die ROG Matrix GeForce RTX 2080 Ti kann wie ihr Strix-Schwestermodell zwei verschiedene BIOS-Versionen nutzen, die Lüfterprofile für einen Performance-Modus oder Quiet-Modus aktivieren. Im Quiet-Modus schalten sich die 0dB-Lüfter erst hinzu, wenn sie wirklich benötigt werden, wodurch die Grafikkarte bei geringer Auslastung nahezu lautlos ist. Die intelligente Lüftersteuerung kann per FanConnect II zudem zwei Gehäuselüfter steuern, die ihre Drehzahl fortan in Abhängigkeit zur GPU- oder CPU-Temperatur regeln. Die Lüfterprofile, Taktfrequenzen, Spannungen und vieles mehr können in der GPU Tweak II Software angepasst werden.

Die ROG Matrix GeForce RTX 2080 Ti kombiniert die Leistung einer Flüssigkeitskühlung mit dem Komfort einer All-in-One-Lösung, passt durch ihre Triple-Slot-Design jedoch problemlos in die meisten PC-Gehäuse. Selektierte Grafikkarten mit höheren Taktfrequenzen und den beliebten Funktionen der ROG-Grafikkarten machen die Matrix zu einem der aktuell fortschrittlichsten GeForce RTX 2080 Ti-Modelle.