Fans normalized per revolution

Wentylatory w przeliczeniu na obrót

Two CPU cooler fan sets, same workstation, same 40-minute all-core load. Once the thermal result is a tie, the interesting question is what each set had to spin to get there.

Dwa zestawy wentylatorów CPU, ta sama stacja, to samo 40-minutowe obciążenie all-core. Skoro wynik termiczny to remis, ciekawe staje się pytanie, ile każdy zestaw musiał się nakręcić, żeby go osiągnąć.

RPM is not work. The physical quantities are airflow (CFM) and static pressure. Revolutions per minute is only a proxy, and a weak one across different fan frames, blade geometries, and heat-exchanger types. Everything below is a constructed index for comparing two specific configurations on one machine, not a physical measurement and not a general claim about towers versus AIOs.

RPM to nie praca. Wielkościami fizycznymi są przepływ powietrza (CFM) i ciśnienie statyczne. Obroty na minutę to jedynie przybliżenie, słabe, gdy porównuje się różne ramki, geometrie łopatek i typy wymienników ciepła. Wszystko poniżej to wskaźnik skonstruowany do porównania dwóch konkretnych konfiguracji na jednej maszynie, nie pomiar fizyczny i nie ogólna teza o wieżach kontra AIO.

The machine, before and after

Maszyna przed i po

Open workstation case showing a Noctua NH-D15 G2 dual-tower air cooler above a Gigabyte Radeon AI TOP graphics card. — BeforeNoctua NH-D15 G2: dual tower, 2 × 140 mm fans, mounted directly over the socket. PrzedNoctua NH-D15 G2: dwie wieże, 2 × 140 mm, zamontowane bezpośrednio nad gniazdem.

Same case after the swap, with a Noctua NL-LC1-42 liquid cooler: a 420 mm radiator carrying three Noctua fans mounted on the side panel, tubing running to the CPU block. — AfterNoctua NL-LC1-42: 420 mm radiator with 3 × NF-A14x25 G2 on the side panel, pump block on the socket. PoNoctua NL-LC1-42: chłodnica 420 mm z 3 × NF-A14x25 G2 na panelu bocznym, blok pompy na gnieździe.

The two configurations

Dwie konfiguracje

Measured	Zmierzone	Noctua NH-D15 G2	Noctua NL-LC1-42	ratio
Fans on the cooler	Wentylatory na chłodzeniu	2 × 140 mm	3 × NF-A14x25 G2	1.50×
RPM per fan under load	RPM na wentylator pod obciążeniem	1436	2162	1.51×
Total rotation (fans × RPM)	Suma obrotów (szt. × RPM)	2872	6486	2.26×
ΔT over ambient, load	ΔT nad otoczeniem, obciążenie	56.1 K	56.8 K	1.01×
Peak Tctl	Tctl szczytowe	81.2 °C	81.2 °C	1.00×
Sound level @ 50 cm	Poziom dźwięku @ 50 cm	53–55 dBA	51.2–53 dBA	−1.9 dBA

Sound measured with the same phone app (SPL Meter, KTW Apps) at the same 50 cm distance during the load phase. Uncalibrated microphone: the difference is meaningful, the absolute values are app readings, not calibrated dBA.

Dźwięk mierzony tą samą aplikacją telefonu (SPL Meter, KTW Apps), z tej samej odległości 50 cm, w fazie obciążenia. Mikrofon nieskalibrowany: sens ma różnica, wartości bezwzględne to wskazania aplikacji, nie skalibrowane dBA.

The measurement itself

Sam pomiar

Two stacked line charts over 60 minutes. Upper: temperature rise above ambient for three runs. The air tower and the working liquid cooler overlap near 56 K under load, while the liquid cooler with stopped fans sits about 4 K higher. Lower: clock speed, identical at roughly 5000 MHz for all runs under load. — Both valid runs sit on top of each other for the full 40-minute load phase, and the clocks are indistinguishable. The dashed grey line is the invalid run (the same cooler with its radiator fans stopped), kept only as a negative control. Data processed with Polars; the script and raw CSVs are in `bom/cooling-test/`. Oba ważne przebiegi leżą na sobie przez całe 40 minut obciążenia, a zegary są nieodróżnialne. Szara linia przerywana to przebieg nieważny (to samo chłodzenie z zatrzymanymi wentylatorami chłodnicy), zachowany wyłącznie jako kontrola negatywna. Dane przetworzone w Polars; skrypt i surowe CSV leżą w `bom/cooling-test/`.

Dwa wykresy liniowe w zakresie 60 minut. Górny: przyrost temperatury nad otoczeniem dla trzech przebiegów. Wieża powietrzna i chłodzenie cieczą z pracującymi wentylatorami pokrywają się przy 56 K pod obciążeniem, a chłodzenie cieczą ze stojącymi wentylatorami leży około 4 K wyżej. Dolny: zegar, praktycznie identyczny około 5000 MHz we wszystkich przebiegach. — Both valid runs sit on top of each other for the full 40-minute load phase, and the clocks are indistinguishable. The dashed grey line is the invalid run (the same cooler with its radiator fans stopped), kept only as a negative control. Data processed with Polars; the script and raw CSVs are in `bom/cooling-test/`. Oba ważne przebiegi leżą na sobie przez całe 40 minut obciążenia, a zegary są nieodróżnialne. Szara linia przerywana to przebieg nieważny (to samo chłodzenie z zatrzymanymi wentylatorami chłodnicy), zachowany wyłącznie jako kontrola negatywna. Dane przetworzone w Polars; skrypt i surowe CSV leżą w `bom/cooling-test/`.

Normalized per revolution

W przeliczeniu na obrót

Two indices. Thermal cost multiplies temperature rise by rotation. Lower is better, because you want both a cold CPU and slow fans. Acoustic intensity converts dBA to a linear scale (I ∝ 10^dBA/10) before dividing, because decibels are logarithmic and must never be divided directly.

Dwa wskaźniki. Koszt termiczny mnoży przyrost temperatury przez obroty. Niżej znaczy lepiej, bo chcesz jednocześnie zimnego procesora i wolnych wentylatorów. Natężenie akustyczne przelicza dBA na skalę liniową (I ∝ 10^dBA/10) przed dzieleniem, bo decybele są logarytmiczne i nigdy nie wolno ich dzielić wprost.

Index	Wskaźnik	NH-D15 G2	NL-LC1-42	Winner	Wygrywa
Thermal cost per fan (ΔT × RPM)	Koszt termiczny na wentylator (ΔT × RPM)	80 560	122 802	tower, 1.52×	wieża, 1.52×
Thermal cost total (ΔT × Σ RPM)	Koszt termiczny łącznie (ΔT × Σ RPM)	161 119	368 405	tower, 2.29×	wieża, 2.29×
Acoustic intensity, total (arb. units)	Natężenie akustyczne, łącznie (j.u.)	251 189	162 181	AIO, 1.55×	AIO, 1.55×
Acoustic intensity per unit rotation	Natężenie akustyczne na jednostkę obrotu	87.46	25.00	AIO, 3.50×	AIO, 3.50×

2.29×

The tower converts rotation into cooling far better. The AIO needs 2.26× the total rotation to land the same temperature.

Wieża znacznie lepiej zamienia obroty w chłodzenie. AIO potrzebuje 2,26× więcej sumy obrotów, żeby trafić w tę samą temperaturę.

−71%

The AIO fans are far quieter per revolution. Per unit of rotation they emit 71% less acoustic intensity, which is why 2.26× the spinning still measures quieter.

Wentylatory AIO są dużo cichsze na obrót. Na jednostkę obrotu emitują o 71% mniej natężenia akustycznego, dlatego 2,26× więcej kręcenia i tak wychodzi ciszej.

What this means

Co z tego wynika

The two effects point in opposite directions and very nearly cancel. At the operating point the machine lands on the same temperature and a barely-different noise level, so the choice between these coolers is not a thermal decision. The per-revolution view explains why the tie happens rather than changing it.

Oba efekty działają w przeciwne strony i niemal się znoszą. W punkcie pracy maszyna ląduje na tej samej temperaturze i ledwie różnym poziomie hałasu, więc wybór między tymi chłodzeniami nie jest decyzją termiczną. Spojrzenie „na obrót" tłumaczy, dlaczego wychodzi remis. Nie zmienia go.

Interpretation, not measurement. A plausible reading is that the liquid cooler inserts an extra transfer stage (die → coldplate → water → radiator → air) where the tower goes die → baseplate → heatpipes → fins → air. More stages means more total thermal resistance, so more airflow is needed for the same result. This test did not measure stage-by-stage resistance and cannot confirm that mechanism.

Interpretacja, nie pomiar. Prawdopodobne wyjaśnienie: chłodzenie cieczą dokłada dodatkowy etap przekazu ciepła (rdzeń → coldplate → woda → chłodnica → powietrze) tam gdzie wieża idzie rdzeń → podstawa → ciepłowody → żeberka → powietrze. Więcej etapów to większa sumaryczna oporność cieplna, więc ten sam wynik wymaga większego przepływu. Ten test nie mierzył oporności etap po etapie i nie potwierdza tego mechanizmu.

Limits of this comparison

Ograniczenia tego porównania

RPM is a proxy, not work. Two fans at equal RPM can move very different volumes of air. Comparing rotation across a fin stack and a 420 mm radiator is indicative only.
RPM to przybliżenie, nie praca. Dwa wentylatory na tych samych obrotach mogą przetłaczać zupełnie różne objętości powietrza. Porównywanie obrotów między blokiem żeberek a chłodnicą 420 mm jest wyłącznie orientacyjne.
The sound reading is whole-machine. It includes case fans, GPU and PSU, not just the CPU cooler. Attributing all of it to the CPU fans overstates both figures.
Odczyt dźwięku obejmuje całą maszynę. Zawiera wentylatory obudowy, GPU i zasilacz, nie tylko chłodzenie CPU. Przypisanie całości wentylatorom CPU zawyża obie liczby.
Room background was not measured. Without it, an unknown share of 51–55 dBA belongs to the room rather than the machine.
Nie zmierzono tła pomieszczenia. Bez tego nieznana część z 51–55 dBA należy do pokoju, a nie do maszyny.
The RPM figure comes from a channel of unsettled origin. The 2162 RPM is read from CPU_Opt, and the report leaves open whether that channel reports the radiator fans or the pump. Every per-revolution figure on this page inherits that uncertainty.
Liczba obrotów pochodzi z kanału o nierozstrzygniętym źródle. 2162 obr/min odczytano z CPU_Opt, a raport pozostawia otwarte, czy ten kanał pokazuje wentylatory chłodnicy, czy pompę. Każdy wskaźnik „na obrót” na tej stronie dziedziczy tę niepewność.
The 0.7 K thermal difference is below the resolution of this test. Do not read it as either cooler being better under load.
Różnica 0,7 K jest poniżej rozdzielczości tego testu. Nie czytaj jej jako przewagi któregokolwiek chłodzenia pod obciążeniem.

Method and provenance

Metoda i proweniencja

AMD Ryzen 9 9950X3D, 16C/32T. Each run: 10 min idle → 40 min stress-ng matrixprod on all 32 threads → 10 min cooldown, sensors sampled every 5 s from k10temp and asus-ec-sensors. Comparison metric is ΔT over ambient, because ambient differed between runs. Fan RPM read from the CPU_Opt channel. Load-phase figures are the mean of the final 10 minutes.

AMD Ryzen 9 9950X3D, 16C/32T. Każdy przebieg: 10 min bezczynności → 40 min stress-ng matrixprod na wszystkich 32 wątkach → 10 min stygnięcia, próbkowanie sensorów co 5 s z k10temp i asus-ec-sensors. Metryką porównawczą jest ΔT nad otoczeniem, bo ambient różnił się między przebiegami. Obroty odczytane z kanału CPU_Opt. Wartości fazy obciążenia to średnia z ostatnich 10 minut.

Source runs: noctua_20260731-2232.csv (ambient 24.5 °C) and lc142-fanC_20260823-0833.csv (ambient 24.0 °C). Script, raw CSVs and the full report live in bom/cooling-test/. A third run exists and is invalid: its radiator fans were stopped throughout; it is retained only as a negative control.

Przebiegi źródłowe: noctua_20260731-2232.csv (otoczenie 24,5 °C) i lc142-fanC_20260823-0833.csv (otoczenie 24,0 °C). Skrypt, surowe CSV i pełny raport leżą w bom/cooling-test/. Istnieje trzeci przebieg i jest nieważny: jego wentylatory chłodnicy stały przez cały czas; zachowany wyłącznie jako kontrola negatywna.