Grafikkarten: Temperatur messen und senken

Das Problem: aufgestaute Hitze

Grafikkarten können aus den verschiedensten Gründen anfangen, im laufenden Betrieb zu heiß zu werden. Bei älteren Modellen sind oft die Kühlkörper verstaubt, was den Luftfluss blockiert und daher die Kühlleistung reduziert. Im Sommer kommen grundsätzlich wärmere Temperaturen hinzu. Auch eine mangelhafte Gehäuselüftung kommt als Ursache in Frage.

Die beiden größten Probleme, die daraus resultieren können, sind:

• Geräuschentwicklung: Die Grafikkarte weiß, wie heiß sie ist. Stellt sie eine zu hohe Temperatur für GPU und/oder VRAM fest, lässt sie den Lüfter schneller rotieren. Dies erhöht die Geräuschentwicklung, was für empfindliche Naturen ärgerlich sein kann.

• Lebensdauer: Hardware, die länger an ihrem praktischen Limit betrieben wird, verschleißt schneller. Die Lebensdauer kann daher beeinträchtigt werden.

Zusätzlich könnte eine zu heiße Grafikkarte zu kleinen Leistungsverlusten führen, da die in modernen Modellen eingesetzten Boost-Taktraten nicht lange gehalten werden können.

Um dem Problem auf den Grund zu gehen, brauchen Sie zuerst geeignete Tools, um die Grafikkartentemperatur zu messen. Das geht entweder direkt in Windows 10 oder Windows 11 oder mit einigen Tools von Drittanbietern, die noch deutlich mehr Informationen ausspucken.

Auslesen der GPU-Temperatur

Öffnen Sie zum Beispiel in Windows 10 den Task-Manager, um sich die aktuelle Temperatur Ihrer Grafikkarte anzeigen zu lassen. Oben ist standardmäßig der Reiter "Prozesse" ausgewählt, von wo aus Sie auf "Leistung" wechseln sollten. Links im Fenster sehen Sie nun diverse Einträge Ihrer Hardware, wie CPU, RAM, HDD - und auch die GPU. Sie ist entweder als GPU 0 oder GPU 1 definiert.

Sie müssen nicht zwingend auf einen dieser Einträge klicken, um die Temperatur auszulesen, denn sie wird normalerweise gleich links in der Liste der Hardwarekomponenten angezeigt. Liegt gerade keine Last an, wird die Grafikkarte wahrscheinlich eine Temperatur um die 40° Celsius haben. Moderne Grafikkarten schalten im 2D-Betrieb auf dem Desktop ihre Lüfter aus und fahren alle Aktivitäten weitgehend zurück, was diese niedrigen Temperaturen erlaubt.

Genauere Messung durch GPU-Z

Reicht Ihnen die Anzeige in Windows nicht, sollten Sie ein externes Tool verwenden. GPU-Z können Sie gleich als Standalone-Version herunterladen, sodass eine Installation nicht notwendig ist. Schon auf der Startseite präsentiert Ihnen das Programm zahlreiche Informationen, wie den Namen der Grafikkarte, den Treiber, die aktuellen Taktraten, den Hersteller des Modells und mehr.

Möchten Sie etwas über die Temperatur erfahren, wechseln Sie oben auf "Sensors". Dort bekommen Sie unter anderem Einblick in die allgemeine GPU-Temperatur sowie die Temperatur des VRAMs und die Hotspot-Temperatur. Außerdem erfahren Sie mehr über die aktuelle Auslastung und die Geschwindigkeit der Lüfter. Suchen Sie nach dem letzten Quäntchen Performance, kann die Anzeige der Taktraten interessant sein: Taktet die GPU im laufenden Betrieb überdurchschnittlich herunter, kann es sein, dass ein Problem der Kühlung vorliegt.

Die Bedeutung der P-States

Aktuelle GPUs haben, ähnlich wie CPUs, zahlreiche verschiedene Power-States, die als P-States abgekürzt werden. Ist die anliegende Last gerade gering, verringert die GPU ihre Taktraten und die Stromaufnahme, was Abwärme reduziert und damit den Geräuschpegel senkt. Stabile Taktraten sind notwendig, wenn Sie in Spielen keine Performanceeinbrüche wahrnehmen möchten.

Testen können Sie die Stabilität der Taktraten zum Beispiel mit einem anspruchsvollen Spiel oder einem Benchmark wie FurMark, der die Shader der Grafikkarte maximal auslastet und daher für heiße Temperaturen sorgt. Diese Art der Auslastung ist praxisfremd, da sie in Spielen praktisch nie anliegen wird, aber dafür kann der Test Informationen über Belastbarkeit von GPU und Kühllösung liefern.

Alternativen zu GPU-Z

Falls Ihnen GPU-Z nicht reicht, sollten Sie es mit HWiNFO versuchen. Das Tool widmet sich allerdings nicht nur der GPU, sondern nimmt sich die gesamte verbaute Hardware vor die Brust. Wünschen Sie sich also einen Rundum-Blick auf Ihre komplette Hardware, ist HWiNFO genau richtig. Auch hier gibt es eine Standalone-Variante, die eine Installation überflüssig macht. Direkt nach dem Start wechseln Sie am besten auf "Show Sensors only", damit Sie alle Informationen in einem übersichtlichen Baumdiagramm zu sehen bekommen. Etwas weiter unten finden Sie dann auch die GPU. Eine Alternative zur Alternative wäre noch das Programm HWMonitor.

Herstellerlösungen und weitere Drittanabieter

Sowohl NVIDIA als auch AMD liefern inzwischen selbst Tools aus, die die Messung von Temperaturen erlaubt. Die Nutzung dieser Programme unterscheidet sich leicht je nach Hersteller.

• Nutzen Sie eine AMD Radeon-Grafikkarte, führen Sie einen Rechtsklick auf den Desktop aus und wählen dann AMD Software (oder drücken ALT+R). Dann gehen Sie im sich öffnenden Fenster auf "Leistung", wo Sie sowohl die GPU- als auch die Junction-Temperatur auslesen können (Junction entspricht der Hotspot-Temperatur). Falls Sie diese Informationen länger benötigen, schalten Sie oben rechts das Metrik-Overlay ein. Im laufenden Spiel sehen Sie dann permanent alle aktuellen Informationen in einem kleinen Fenster.

• Verwenden Sie eine NVIDIA GeForce-GPU, öffnen Sie zuerst GeForce Experience - was Sie aber nur haben werden, wenn Sie bei der Treiberinstallation extra zugestimmt haben. Danach gehen Sie in die Einstellungen und aktivieren dort das "Spielinterne Overlay". Öffnen Sie es via ALT+Z und gehen Sie dann auf "Leistung". Links werden Sie jetzt einige Daten zur Grafikkarte sehen, wie Temperatur, Auslastung und Takt. Das Overlay im Spiel können Sie dann über die Tastenkombination ALT+R aktivieren.

Ein weiteres beliebtes Tool ist FrameView. Es wurde von NVIDIA entwickelt, aber funktioniert auf allen modernen GPUs. Nach der Installation starten Sie FrameView und danach ein Spiel. Links oben werden Sie jetzt eine große Bandbreite verschiedener Informationen zur GPU auslesen können (und auch einen FPS-Wert). Falls Ihnen das Programm nicht zusagt, können Sie es zuletzt mit dem beliebten MSI Afterburner plus RivaTuner probieren, was aber etwas komplizierter ist und sich an fortgeschrittene Anwender richtet.

Was ist zu heiß?

Ob eine GPU zu warm wird oder nicht, hängt von den Rahmenbedingungen ab: Last, Lüftung, Raumtemperatur. Als Faustregel gilt, dass die Wärmeabfuhr auf kleinerem Raum erheblich schwieriger ist, weshalb Notebook-GPUs immer entweder wärmer sind oder ihren Strombedarf im Vergleich zu Desktop-GPUs drastisch zurückfahren. Im Fall einer RTX 4090 zum Beispiel gönnt sich die Desktopversion 450 Watt, während die Notebookvariante nur 150 Watt schluckt.

Einen "gefährlichen Bereich" gibt es unterdessen nicht zwingend. Moderne GPUs erkennen sehr gut, wann sie zu warm werden. Die Schutzschaltungen springen daher sofort ein, wenn es zu Hitzeproblemen kommt. Erst wird die Leistungsaufnahme gedrosselt (und dadurch der Takt abgesenkt, was einen Leistungsverlust bedeutet), danach kommt es im Fall der Fälle zur Abschaltung. Dann sitzen Sie plötzlich vor einem schwarzen Bildschirm. Einen echten Hitzetod werden Sie heute jedoch kaum noch erleben, während dies früher (etwa vor 20 Jahren) gar nicht so selten vorkam.

Werteanalyse der Hersteller

Alle aktuellen Grafikkarten (und auch deren Vorgängergenerationen) sind mit zahlreichen thermischen Sensoren ausgestattet. Damit messen Sie die allgemeine GPU-Temperatur ebenso wie den Hot Spot, also den heißesten Punkt eines solchen Chips. VRAM kann ebenfalls ausgelesen werden.

Die GPU weiß daher sehr genau, wie lange sie möglichst hohe Taktraten anlegen kann, bevor es zum Problem kommt. AMD und NVIDIA vertrauen ihrer Hardware jedoch über weite Strecken, die GPUs sind in beiden Lagern bis auf Temperaturen von über 100° Celsius spezifiziert. Auch mit 105° Celsius würde Ihre Grafikkarte also noch funktionieren.

Ebenfalls sehr heiß werden kann der Speicher - je moderner, desto heißer. Alles ab einer GeForce RTX 3080 und aufwärts klettert schon über die Grenze von 100° Celsius. Dies betrifft den Speicher im ganz normalen Betrieb, es handelt sich also nicht um schlecht gekühlte Gehäuse oder einen Fehler. Gesagt werden muss allerdings, dass es sich um Benchmark-Temperaturen handelt, die in Spielen eher nicht auftreten.

Bei neuen Grafikkarten sind GPU-Temperaturen von 70 bis 80° Celsius die Regel, der Hot Spot darf gerne zwischen 90 und 100° Celsius heiß werden. Speicher ist meist bis zu einer Grenze von 110° Celsius spezifiziert. Selbst diese sehr heiß wirkenden Temperaturen sind also noch kein Anlass zur Sorge. Die Hersteller reizen die Spezifikationen meist auch absichtlich so weit wie möglich aus, um sich gegenüber der Konkurrenz einen Leistungsvorteil zu sichern. Durch die größeren Kühllösungen arbeiten die Modelle von Drittanbietern oft kühler.

Extremwerte im niedrigen und hohen Bereich

Früher wurden Grafikkarten im Idle-Betrieb meist besser gekühlt als heute. Aktuelle Modelle schalten in den 0dB-Modus, in dem sich alle Lüfter abschalten. Als diese Sache noch kein Thema war, liefen Grafikkartenlüfter einfach konstant mit hoher Geschwindigkeit. Auch im Desktop-Betrieb hatten Sie unter Umständen also einen kleinen Föhn in Ihrem PC.

Andersrum sollten Sie sich langsam Gedanken machen, falls die GPU-Temperatur unter Last (in Spielen!) oft im Bereich um 90° Celsius liegt. Dies ist für einzelne Spitzen normal, aber sollte kein Dauerzustand sein. Meist sind Verschmutzungen im PC dafür verantwortlich (oder ein sehr heißer Sommer). Wirklich alarmierend sind dann Abschaltungen: Wird der Bildschirm schwarz, ist das noch kein Grund zur Panik, aber deutet auf eine zu heiße Umgebung der GPU hin (oder eines anderen Bauteils).

Senken der GPU-Temperatur: so geht's

Zwei Symptome sollten Ihnen zu denken geben:

• Die Grafikkarte erhöht die Performance und damit Lautstärke ihrer eigenen Lüfter oft deutlich über das Ihnen eigentlich bekannte Maß.

• In Spielen kommt es vor allem während fordernder Szenen immer wieder zu Performanceeinbrüchen. Arbeiten Sie professionell mit Ihrer GPU, stellen Sie vielleicht ebenfalls eine niedrigere Leistung fest (durch längere Renderzeiten oder ähnliche Phänomene).

Der erste Gedanke in diesem Fällen sollte sein, dass ein Kühlproblem vorliegt. Meist ist es ganz einfach Staub, der sich über Jahre in einem alten PC festgesetzt hat und den Luftstrom behindert.

Gehen Sie auf die Fehlersuche, indem Sie den PC vom Stromnetz trennen und kurz einen Metallgegenstand anfassen (Heizkörper eignen sich dafür hervorragend). Öffnen Sie das Gehäuse. Falls Sie ein Notebook haben, sind Sie darauf angewiesen, dass Sie es überhaupt öffnen können - heute keine Selbstverständlichkeit mehr. In diesem Fall sollten Sie, sofern möglich, auch den Akku aus dem Gerät nehmen. Bedenken Sie, dass bei den meisten Notebooks der Garantieanspruch wegfällt, falls Sie das Gerät öffnen.

Zielsuche: GPU

Lokalisieren Sie jetzt die Grafikkarte in Ihrem PC. Handelt es sich um eine halbwegs moderne GPU, wird diese Karte die mit Abstand größte Komponente im Gehäuse sein. Damit Sie gut arbeiten können, sollten Sie die Grafikkarte zuerst aus dem PC entfernen:

1. Entfernen Sie die Schrauben, die die Grafikkarte an der Slotblende festhält. Je nach Gehäuse geht dies mit den Fingern oder Sie brauchen einen Schraubendreher.

2. An einer Seite des PCIe-Slots, in dem die Grafikkarte steckt, finden Sie einen Hebel. Drücken Sie ihn nach kräftig, aber ohne Gewalt nach unten.

Jetzt können Sie die Grafikkarte aus ihrem Slot entfernen, indem Sie sie einfach herausziehen. Trauen Sie sich die Sache nicht zu, fragen Sie Bekannte, Freunde oder Experten, die sich damit auskennen.

Zunächst machen Sie jetzt die Grafikkarte sauber, indem Sie sie vom Staub befreien. Gut geeignet sind Druckluftsprays oder auch ein Staubsauger. Halten Sie die Lüfter fest, damit diese sich nicht zu schnell drehen, da dies einen Schaden verursachen könnte. Vermeiden Sie es, die GPU mit festen Gegenständen zu reinigen (Nadeln, Pinzetten und ähnliche). Weiche Reinigungsutensilien, wie vielleicht ein Pinsel mit weichen Borsten, kommen jedoch in Frage.

Wenn Sie gerade schon dabei sind, sollten Sie auch den restlichen Staub aus dem Gehäuse entfernen. Gehäuselüfter, die verstopft sind, können die heiße Luft nicht

Expertentricks für die Temperatursenkung

Sind Sie fachlich versiert und in Bastellaune, können Sie den Kühler der Grafikkarte abnehmen und neue Wärmeleitpaste auftragen. Diese befindet sich zwischen GPU-Chip und Kühler, um die entstehende Wärme besser zu transportieren. Eine eingetrocknete Wärmeleitpaste kann dazu führen, dass die Wärme nicht mehr so gut abgetragen wird - es kommt also zur Temperatursteigerung. Achtung: Sehr wahrscheinlich verlieren Sie die Garantie auf Ihre Grafikkarte, wenn Sie den Kühler abnehmen.

Falls dieses Hilfsmittel immer noch nicht geholfen hat, ist das Problem nicht die Grafikkarte, sondern das Gehäuse. Dort sollte permanent ein ungehinderter Luftstrom möglich sein. Zwei mindestens 120 Millimeter große Lüfter - einer vorne, einer hinten - sind das Minimum. Noch größere Lüfter schaufeln mehr Luft bei niedrigerer Lautstärke durch das Gehäuse.

Wichtig ist die Anordnung: Ein Lüfter sollte Luft ins Gehäuse pusten, der andere sollte warme Luft hinausblasen. Der vordere Lüfter sollte dabei Luft ansaugen, der hintere Lüfter sollte sie ausstoßen. Da dieser Lüfter meist weiter oben im Gehäuse platziert ist, ist diese Anordnung sinnvoll, da die warme Luft ohnehin durch allseits bekannte thermodynamische Gesetze nach oben wandert.

Haben Sie gar keine Lüfter, sollten Sie dringend welche kaufen. Gute Lüfter kosten etwa 10 bis 15 Euro pro Stück.

Der letzte Ausweg

Will alles nicht helfen, können Sie es noch mit Undervolting probieren. Damit ist gemeint, dass Sie die Spannung der GPU reduzieren. Sie nimmt nicht mehr so viel Strom auf, was dazu führt, dass auch weniger Abwärme produziert wird. Bei AMD schaffen Sie dies im Treiber in der Kategorie "Leistung". Bei NVIDIA brauchen Sie Zusatztools, gut geeignet ist dafür der MSI Afterburner.

Durch Undervolting gehen Ihnen eventuell einige Prozent Leistung verloren, was aber je nach Einsatzzweck nicht schlimm sein muss. Bedenken Sie jedoch, das das Undervolting möglicherweise nicht von der Garantie abgedeckt ist. Sie gehen also ein gewisses Risiko ein, wenn Sie eine sehr teure Grafikkarte auf eigene Faust undervolten.