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Kein Hexenwerk…PCs selber bauen Teil 1


FS Magazin - epaper ⋅ Ausgabe 6/2019 vom 10.10.2019

Bei Neuanschaffungen von PCs stehen Flugsimulator-Piloten vor der Wahl: Ein Komplettsystem „von der Stange”, ein selbst zusammengestelltes (teuer) kaufen oder einen Rechner selbst bauen? Dr. Peter Keil zeigt, dass das kein Hexenwerk ist und beschäftigt sich im ersten Teil seiner Erläuterungen mit der Auswahl geeigneter Komponenten für den neuen Rechner.


Hardware

Artikelbild für den Artikel "Kein Hexenwerk…PCs selber bauen Teil 1" aus der Ausgabe 6/2019 von FS Magazin. Dieses epaper sofort kaufen oder online lesen mit der Zeitschriften-Flatrate United Kiosk NEWS.

Bildquelle: FS Magazin, Ausgabe 6/2019

Wir virtuelle Piloten legen vor allem auf eines Wert: Den maximal erreichbaren Grad an Realismus! Es beginnt bei der Flugphysik sowie der Systemtiefe der Flugzeuge und erstreckt sich zunehmend auf die uns umgebende Welt in Form gut gemachter ...

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... Flughäfen einschließlich von Bodendiensten, Live-Wetter, Wolkendarstellung, Schatten, Dynamic Lighting, Shadern, Reflektionen und vielem mehr.

Ein Intel i9 der aktuellen, neunten Generation.


Dies alles stellt zunehmend höhere Anforderungen an unsere Hardware. Wir alle wissen, dass ein gut ausgestatteter Prepar3D (P3D) oder X-Plane 11 mit hohen Einstellungen einen mittleren Computer locker in die Knie zwingt. Ganz zu schweigen von einem vielleicht schon etwas älteren PC. Daher ist verständlich, dass wir mit zunehmendem Fortschritt der Softwareentwicklung wie die aktuelle Implementierung des Physically Based Rendering (PBR) unsere Hardware anpassen wollen oder manchmal sogar müssen.

Selbst zusammengestellte Systeme sind fertig angebotenen PCs aus dem Katalog meist überlegen. Denn da bei Letzteren oft zugunsten von CPU und/oder Grafikkarte an anderer (leistungswichtiger) Stelle gespart werden muss, um konkurrenzfähige Preise halten zu können.

Natürlich gibt es Anbieter, die von den Kunden ausgesuchte Hardwarekonfigurationen fertig zusammengebaut ausliefern. Das wird in der Regel erheblich teurer wird als der Selbstbau.

Nach wie vor scheuen sich viele PC-Anwender aus Angst vor eventuellen Schäden davor, die für den jeweiligen Zweck handverlesene Hardware selbst zusammenzubauen. In der Folge nehmen sie mit vorgefertigten „Gaming-PCs“ Abstriche in der Qualität in Kauf.

Der folgende Beitrag möchte dem Abhilfe schaffen, indem er den Aufbau eines Rechners für Prepar3D (P3D) oder X-Plane 11 Schritt für Schritt erläutert. Er zeigt, dass es nicht einmal sonderliches handwerkliches Geschick braucht, um einen High End-Rechner selbst zusammenbauen zu können.

Mein mit 4,6 GHz werkelnder i5-4690k war schon in die Jahre gekommen und konnte mit der Flut an neuen Add Ons nur mäßig Schritt halten. Daher war es an der Zeit, ein neues System anzuschaffen. Diesmal sollte eine Wasserkühlung integriert werden.

Meine „alte“ Grafikkarte des Typs GTX 1080 mit acht Gyte Bildspeicher (Video Random Access Memory – VRAM), sowie die beiden Solid State Drives (SSD) konnten ebenso wiederverwendet werden wie mein Gehäuse des Typs Fractal Design Define R5.

Prozessor

Da der P3D in seiner aktuellen Version 4.5 trotz vieler Neuerungen letztlich auf der alten FS X-Engine basiert, ist die auf einem Prozessorkern basierende Performance nach wie vor der entscheidende Parameter. Auch wenn die auf Englisch Central Processing Unit (CPU) genannten „Rechenknechte” von AMD www.amd.comlaut aktueller Benchmarks aufholen können, sind Prozessoren von Intel www.intel.com, wenn auch teurer, nach wie vor die Platzhirsche in der großen Mehrzahl der Flugsimulator-Systeme.

Zur Auswahl steht eine schwer zu überblickende Auswahl an verschiedenen CPUs, jedoch kommen für den Flusi-PC nur eine Handvoll in Betracht. Die Coffee Lake Refresh-Reihe, namentlich i5-9600k, i7-9700k und i9-9900k bilden die neueste Generation von Intel-Prozessoren. Zu erwähnen sind außerdem 8700k beziehungsweise 8600k sowie der schwer erhältliche und sehr teure 8086k aus der Coffee Lake-Generation. Wichtig ist es, einen Prozessor mit nachgestelltem „k“ zu erwerben, da dies für einen freien Multiplikator und somit der Möglichkeit zu übertakten steht. Mehr dazu später.

Ich habe mich für den 9700k entschieden. Dieser befindet sich mit acht Kernen zu je 3,6 GHz ohne Hyper-Threading (HT) – siehe Linkliste – zwischen dem 9600k (sechs Kerne) und dem 9900k (acht Kerne mit HT). Der 9900k ist für einen „reinen” Flugsimulator-PC nicht notwendig, da HT kaum sinnvoll genutzt werden kann und er ein ordentliches Loch ins Budget reißt. Der 9600k ist in unserem Fall die „Budget-Variante“ und kann durchaus in Betracht gezogen werden.

Das Gehäuse Fractal Design Define R5 ist zweckmäßig gestaltet und bietet viel Platz.


Alle Prozessoren eignen sich für das Übertakten. Laut aktuellen Statistiken von Silicon Lottery siliconlottery.com schaffen fast 75 Prozent der 9700k-CPUs fünf GHz auf allen Kernen. Das sollte ausreichen. Da dies enorme Temperaturen mit sich bringt, hat Intel bei dieser Generation auf die qualitativ mäßige WLP zwischen der CPU-Platine (Die) und dem Kühler (Heatspreader) der vorherigen Baureihen verzichtet, Stattdessen wurden die beiden zwecks besserer Wärmeübertragung wieder miteinander verlötet. Mit gutem Ergebnis, wie wir später sehen werden.

Hinweis

Früher wurde zum Beispiel der 8700k beinahe obligatorisch „geköpft”: Mit einem Werkzeug oder einer Rasierklinge wurde der Kühlkörper abgetrennt und die Wärmeleitpaste (WLP) durch eine hochqualitativere ersetzt. Das brachte einen „Gewinn” von zirka zehn bis 20 ° C. Heute wird das nur noch von „Hardcore-Schraubern” gemacht.

Mainboard

Mit der Coffee Lake Refresh-Generation hat Intel den Chipsatz Z390 für Hauptplatinen (Mainboards) vorgestellt. Erwähnenswert ist, dass die Prozessoren mit dem älteren Z370-Chipsatz kompatibel sind; ein entsprechendes Update des Basic Input/Output Systems (BIOS) vorausgesetzt. Um den letzten Tropfen Leistung aus dem Prozessor zu quetschen, ist ein Z390-Board vermutlich die vernünftigere Entscheidung und zudem relativ zukunftssicher.

Der Markt an Z390-Boards ist ein schier undurchdringliches Dickicht aus Buchstaben-und Zahlenkombinationen. Wichtig ist, ein Mainboard der Mittel-bis Oberklasse ab zirka 200 Euro auszuwählen, da diese durch ein Spannungskontrollgerät (Voltage Regulator Module – VRM) die für das Übertakten benötigte Spannung stabil an den Prozessor liefern kann.

Für meinen PC habe ich mich für das ROG Strix Z390-Gaming von ASUS www.asus.comentschieden, da mir das BIOS mitsamt Unified Extensible Firmware Interface (UEFI) sehr sympathisch ist. Und weil der Hersteller bei diesem Board auf den zunehmenden „RGBWahnsinn”, also auf blinkende rote, grüne und blaue LEDs größtenteils verzichtet. Zudem bringt der Z390-Chipsatz ein integriertes Wireless Local Area Network (WLAN) mit.

Das ROG Strix Z390 Gaming-Mainboard von ASUS.


Die Wasserkühlung EK-Kit L360 R2.0 mit drei Lüftern, Kühlwasserbehälter und Schläuchen – hier „nur” zur Kühlung einer CPU.


Das oben genannte Board unterstützt diese Funktion. Wer ein Board mit vielen Lichteffekten sucht, sollte sich anderweitig umsehen.

Kühlung

Ein an seine Grenzen gebrachter Prozessor produziert eine Unmenge Wärme, die abgeführt werden muss. Selbst wenn ein High-End-Towerlüfter vermutlich ausreichen würde, werden für diesen Einsatzzweck durchwegs Wasserkühlungssysteme empfohlen. Hier besteht die Wahl zwischen „Closed Loop Control“-Systemen (CLC), oft als „All in One“ (AiO) bezeichnet, oder „Custom-Loops“(CL) jeweils mit den ihnen eigenen Vor-und Nachteilen.

Hinweis

Bei Wasserkühlungen ist auf Dichtigkeit der Schläuche und Kupplungen zu achten. Die dem elektrisch nicht leitfähigen Kühlwasser zugegebenen Additive können bei Lecks zu Korrosion und Rechnerausfällen führen. Gelegentliche Kontrollen sind daher unbedingt anzuraten.

Eine AiO kommt fertig zum Einbau aus der Verpackung, wohingegen man an einem Custom Loop selbst Hand anlegen muss. Außerdem muss ein CL in halbwegs regelmäßigen Abständen gewartet, sprich entleert und mit frischer Kühlflüssigkeit befüllt werden. Sie lassen sich bei Bedarf beispielsweise um einen Block für einen Grafikchip (Graphics Processing Unit – GPU) erweitern. Bei CLCs ist dies in der Regel abgesehen von wenigen Ausnahmen nicht möglich. Es versteht sich von selbst, dass die Komponenten eines Custom Loops qualitativ deutlich hochwertiger ausfallen, als dies bei AiOs der Fall ist. Und das wiederum zu höheren Kosten.

Die gute Nachricht ist, dass praktisch alle namhaften Hersteller von Wasserkühlungen Kits anbieten, in denen alle für ein CL benötigten Komponenten enthalten sind. So muss man sich nicht jedes Teil selbst zusammensuchen und das noch bei deutlich günstigerem Preis, als wenn man die Einzelkomponenten selbst zusammenstellen würde.

Als Faustregel gilt, dass für jede zu kühlende Komponente ein Radiator mit 120 Millimetern Durchmesser zur Verfügung stehen sollte. Soll die Komponente übertaktet werden, kommt pro Stück ein weiterer 120er hinzu. Zu guter Letzt sollte noch ein letzter 120er als Reserve eingeplant werden. Das bedeutet bei einer übertakteten CPU: mindestens einen 240er. Soll eine GPU eingebunden werden, zumindest ein 360er. Soll die GPU übertaktet werden, werden zwei Radiatoren fällig, etwa ein 360er und ein 240er und so weiter. Für ein CL ist die Radiatorauswahl unendlich.

Auch CLCs gibt es mittlerweile in allen oben genannten Größen zu kaufen. Für meinen neuen PC fiel die Entscheidung auf ein EK Kit L360 R2.0 mit drei 120er Lüftern – siehe oben.

Arbeitsspeicher

Prinzipiell sollten 16 GByte Arbeitsspeicher (Random Access Memory – RAM) für die bekannten Simulatoren ausreichend sein. Wird der Rechner zusätzlich etwa zur Videobearbeitung genutzt, kann mehr RAM notwendig werden. RAM-Speicher jenseits der 3.200 MHz-Taktrate bringen einen kaum merkbaren Nutzen, der dafür deutlich höhere Aufpreis ist nicht gerechtfertigt.

Grafikkarte

Auch wenn P3D und X-Plane 11 immer mehr Rechenarbeit auf die Grafikkarte auslagern, scheinen die neuen Spitzenmodelle wie die RTX2080 von Nvidia www.nvidia.denicht zwingend notwendig zu sein. Mit meiner „alten” GTX 1080 habe ich selbst bei aktiviertem Dynamic Lighting (DL) des P3D v4.5 keinerlei Probleme.

Netzteil

Ein übertakteter Rechner will mit Strom versorgt sein. Dazu muss ein entsprechend leistungsfähiges Netzteil (Power Supply Unit – PSU) in das Gehäuse eingebaut werden. Es gibt im Internet etliche Tools zur Berechnung der benötigten Wattanzahl – siehe Linkliste. Im Allgemeinen sollten es mindestens 750 Watt sein, ein Markennetzteil ist empfehlenswert.

RAM des Typs Vengeance LPX 16 GB 3.200 MHz C16 XMP 2.0 von Corsair.


Praktisch sind „vollmodulare“ Netzteile: Bei diesen werden lediglich die tatsächlich benötigten Kabel an das Netzteil angesteckt. Das führt zu weniger Kabelsalat und einem aufgeräumteren PC-Gehäuse, was letztlich zu einer (bei – teilweise – durchsichtigen Gehäusen) besseren Optik und besserem Airflow beiträgt.

Speichermedien

Sowohl Windows als auch der Flugsimulator sollten auf je einer schnellen M.2-SSD installiert werden. 500 GByte stellen aktuell das beste Preis-/ Leistungsverhältnis. Zusätzlich können nach Belieben weitere große Speichermedien zur Datenspeicherung oder für Backups hinzugefügt werden.

Gehäuse

Bei der Auswahl des Gehäuses spielen zwei Fragen eine wesentliche Rolle:

1. Gefällt es dem Anwender?

2. Passen die Radiatoren?

Viele Hersteller werben mittlerweile dezidiert mit der hohen Radiator-Kompatibilität ihrer Gehäuse. Nach der Auswahl der gewünschten Kühllösung sollte darauf geachtet werden, dass der gewünschte Radiator im zukünftigen Gehäuse angenehm Platz findet.

Klassische Radiatorpositionen sind entweder hinausblasend an der Decke oder ansaugend an der Front. Prinzipiell sollen die Temperaturen mit Radiator in der Front-Position laut diverser Tests besser ausfallen. Außerdem macht eine Top-Positionierung wenig Sinn, sollte ein möglichst leises System bevorzugt werden.

Zwei unterschiedlich „belüftete” GTX 1080 ti-Grafikkarten mit GPU von Nvidia: Links von ASUS und rechts von MSI.


Mein Gehäuse Define R5 von Fractal Design – siehe Seite 37 oben – bietet Radiatorplätze an der Front, im Deckel, im Boden und an der Rückseite. Ich habe mich für die Montage des 360er Radiators in der Front entschieden und bin damit sehr zufrieden.

Sonstiges

Nicht vergessen werden sollten Gehäuselüfter, um für einen ausreichenden Luftzug zu sorgen. Da wir mit Wasser kühlen, fehlen die traditionellen, großen Lüfter eines Towerkühlers, die warme Luft nach hinten schaufelten. Prinzipiell sollte, um die Ansammlung von Staub möglichst gering zu halten, im Gehäuse ein leichter Überdruck herrschen. Dies erreicht man, indem weniger Lüfter die Luft nach draußen transportieren als hinein.

Bei fast allen Kühllösungen liegt Wärmeleitpaste entweder bei oder ist bereits auf den Kühlkörper aufgetragen. Bei oft mangelnder Qualität derselben empfiehlt es sich, eine kleine Tube (meist ein Gramm „schwer“) einer hochwertigen Wärmeleitpaste zu verwenden und die mitgelieferte zu entsorgen

Das 750 Watt-Netzteil Straight Power 11 von BE QUIET.


Fortsetzung

In der nächsten Folge geht es um den Zusammenbau des neuen PCs, das Übertakten und einen Funktionstest. Bis dahin viel Spaß mit Euren „alten” Rechnern!

Dr. Peter Keil redaktion@fsmagazin.de

Der Facharzt für Anästhesie betreibt die Flugsimulation seit dem FS X und baut seit der Studienzeit eigene PCs.


Foto: Intel www.intel.com

Fotos: Fractal Design www.fractal-design.com

Foto: ASUS www.asus.com

Foto: EKWB www.ekwb.com

Foto: Corsair www.corsair.com

Foto: ASUS www.asus.com

Foto: MSI msi.com

Foto: BE QUIET www.bequiet.com