Der Apple Mac G5 ist sicherlich jedem, der sich schonmal mit alten Apple-Computern auseinandergesetzt hat, ein Begriff, so stellt er doch das Ende einer Ära dar: nach dem G5 erfolgte bei Apple der Wechsel von der PowerPC-Architektur auf Intel-CPUs. Zudem ist er zwar nicht der einzige Mac mit einem G5-Prozessor, jedoch bei Weitem der schnellste – für die damalige Zeit waren die PowerPC CPUs sehr energiehungrig, weshalb sie es z.B. nie in Apples Notebook-Lineup geschafft haben. Mit G5-Prozessor ist hier der PowerPC 970 gemeint, welcher von IBM entwickelt und produziert wurde.
Wie bei Apple auch heute noch üblich, gibt es verschiedene Varianten des G5, welche jedoch alle den selben Namen tragen und sich auch äußerlich kaum unterscheiden – im Inneren und auch bei der Leistung sind die Unterschiede allerdings deutlich. Die Spanne geht hier vom 1,6 GHz Single-Core Modell (eingeführt 2003) bis zum 2,5 GHz Quad-Core, eingeführt 2005. Nur die im Jahr 2005 eingeführte Generation des G5 besitzt beispielsweise PCIe-Steckplätze (statt PCI-X) und DDR2-RAM (statt DDR), was den Computer aus heutiger Sicht sehr viel moderner erscheinen lässt. Im Apfelwiki könnt ihr eine detaillierte Aufstellung der verschiedenen Modelle finden. Von besonderem Interesse hier ist der letzte und gleichzeitig leistungsfähigste PowerMac G5: der G5 Quad, der sich (wie der Name vermuten lässt) durch 4 Prozessorkerne (2 pro Prozessor) auszeichnet.
Um dem Stromverbrauch und der damit einhergehenden Abwärme der G5-Prozessoren Herr zu werden, verbaute Apple bei allen Dualcore-Modellen mit 2,5 GHz oder mehr und selbstverständlich auch beim Quad eine Wasserkühlung, das so genannte „LCS“ (Liquid Cooling System). Das LCS ist ein durchaus beeindruckendes Stück Ingenieurskunst und hat gemeinhin recht wenig mit heute im PC-Eigenbau üblichen Wasserkühlungen gemeinsam. Über das LCS und seine drei Revisionen könnte man sicherlich alleine einen ganzen Artikel verfassen, aber an dieser Stelle muss nur gesagt werden, dass heute, 20 Jahre nach der Einführung dieser Rechner, nahezu jedes Exemplar seine Leistungsfähigkeit eingebüßt haben dürfte. Leider hat Apple das LCS auch nicht gerade Wartungsfreundlich konzipiert, wodurch eine Überarbeitung des Kühlsystems zwar möglich ist, aber extrem aufwändig. Zusätzlich laufen besonders die ersten beiden Revisionen quasi ständig in Gefahr, undicht zu werden und korrosive Kühlflüssigkeit im Inneren eures G5 zu verteilen. Aus diesen Gründen stellt sich natürlich die Frage: kann man einen G5 mit LCS auf eine einfache und wartungsfreie Luftkühlung umbauen? Glücklicherweise haben findige Köpfe diese Frage mittlerweile mit „Ja“ beantwortet, weshalb auch ich mich entschlossen habe, meinen G5 Quad auf Luftkühlung umzubauen. Vollkommen ohne Gebastel geht es aber natürlich nicht – und deshalb möchte ich in diesem Beitrag meinen Umbau beschreiben, weil er doch in ein paar Punkten von den bereits existierenden Guides abweicht.
Meinen G5 Quad habe ich mehr durch Zufall auf Kleinanzeigen gefunden, als ich eigentlich auf der Suche nach Ersatzteilen für ein anderes Projekt war. Häufig werden insbesondere für den Quad entweder Mondpreise verlangt (da er immerhin der schnellste PowerMac aller Zeiten ist), oder die Rechner werden als „ungetestet“ oder defekt verkauft, wobei in vielen Fällen eine undichte Wasserkühlung zumindest Teile des Rechners irreparabel beschädigt haben dürfte – so war ich tatsächlich bereits zuvor Eigentümer eines G5 Quad, der jedoch leider nie funktionierte. Dieser Quad jedoch war weniger als eine Stunde entfernt inseriert und der Verkäufer konnte mir bestätigen, dass der Rechner anläuft und den Apple-Gong von sich gibt – mehr musste ich nicht wissen, um mein Interesse zu wecken. Allerdings war mir natürlich bewusst, dass das LCS unmöglich in einem leistungsfähigen Zustand sein konnte und ich hatte auch ehrlich gesagt keinerlei Bedarf, mir eine weitere tickende Zeitbombe in den Keller zu stellen – also fing ich an zu recherchieren, welche Möglichkeiten es gibt, um das LCS durch eine modernere Kühllösung zu ersetzen. Zunächst dachte ich, dass der Umbau auf eine AIO-Wasserkühlung naheliegend wäre, jedoch birgt diese viele Hürden, primär gibt es im G5 keinen Ort, der sich zur Montage der Radiatoren eignen würde. Und dann stieß ich zum Glück auf Berichte von Nutzern, die ihren G5 Quad erfolgreich auf normale PC-Luftkühler umgerüstet haben, woraufhin ich beschloss, ebenfalls diesen Weg zu gehen.
Wie bereits erwähnt, bin ich nicht der Erste, der sich an diesem Projekt versucht hat – mein Dank geht insbesondere an den Nutzer mac57mac57 im MacRumors Forum, der es sich zur Aufgabe gemacht hat, einen umfangreichen Leitfaden zum Umbau des G5 Quad von Wasser- auf Luftkühlung zusammenzutragen. Den Leitfaden könnt ihr im oben verlinkten Thread finden. Im Guide wird der ID-Cooling FROZN A400 verwendet, der jedoch anscheinend leider nicht mehr hergestellt wird – hier in Deutschland konnte ich ihn jedenfalls nirgends bekommen. Daher entschied ich mich für den Thermalright Assassin King 90, da dieser das gleiche Montageschema verwendet und sehr ähnliche Dimensionen zum FROZN A400 aufweist. Grundsätzlich kann ich nach Fertigstellung meines Umbaus sagen, dass vermutlich jeder Kühler mit gleich aufgebautem Montagesystem funktionieren sollte, vorausgesetzt er passt von den Dimensionen – denn der Platz ist knapp, wie ich noch feststellen musste. Der folgende Text ist nicht als vollständige Schritt für Schritt Anleitung zu verstehen, sondern baut auf dem Guide auf und beschäftigt sich vor allem mit den Besonderheiten durch die Verwendung des Assassin King 90.
Was brauche ich für den Umbau?
Ein großer Vorteil des Thermalrights ist, dass er (anders als der FROZN A400) eine vernickelte Kupfer-Bodenplatte aufweist, wodurch die Notwendigkeit einer Kupferplatte zum Verteilen der Hitze der CPU auf alle Heatpipes entfällt. Der Begriff für Heatpipes, welche direkt die CPU bzw. den CPU-Heatspreader berühren, ist „Heatpipe Direct-Touch“. Solche Kühler sind für CPUs ohne Heatspreader wie die des G5 eigentlich nicht geeignet, weshalb mac57mac57 in seinem Guide die „Copper Shims“ verwendet.
Zum Lieferumfang des Assassin King 90 gehören auch diverse Abstandshalter, welche jedoch größtenteils zu lang für diesen Umbau sind. Die Ausnahme hier sind die dünnen blauen Abstandshalter, die der AMD Montagehardware beiliegen – diese eignen sich quasi perfekt, um die hohen Komponenten auf der Seite der Spannungswandlerkühler zu überbrücken. Für die andere Seite, auf welcher die Halterungsstifte für die CPU-Module liegen, werden allerdings zusätzliche Abstandshalter benötigt, ich habe dazu ein Set aus 1mm dicken Nylon-Unterlegscheiben in verschiedenen Größen bestellt, verwendet habe ich letztlich jene mit Innendurchmesser M5.
Für die Seite ohne die Halterungsstifte werden natürlich ausreichend lange Schrauben benötigt, um die Montagebrücke für den Kühler zu montieren. Ich habe dazu eine Packung M3-Schrauben in verschiedenen Längen mit Unterlegscheiben bestellt, 20mm erwiesen sich in meinem Fall als die richtige Länge. Der Vorteil von M3-Schrauben ist, dass diese ohne Bohren durch die Löcher der Montagebrücke passen, aber wenn man die Löcher etwas größer bohrt (was kein Problem und auf der anderen Seite ohnehin nötig ist) kann man auch dickere Schrauben verwenden.
Die Halterungsstifte sehen auf den ersten Blick zwar perfekt aus, so haben sie oben ja bereits ein Gewinde, mit dem man die Montagebrücke fixieren kann – denkt man. Leider hat Apple hier aus irgendeinem Grund M3.5-Gewinde verwendet, weshalb kaum jemand passende Rändelmuttern zuhause haben dürfte – prüft aber sicherheitshalber eventuell vorhandene Montagehardware für ältere Intel HEDT-Sockel (2011 und älter), weil diese anscheinend üblicherweise diesen Gewindequerschnitt verwenden. Leider konnte ich keine M3.5 Rändelmuttern lokal finden, weshalb ich diese direkt auf AliExpress aus China bestellen musste. Achtet darauf, dass der Durchmesser an der Unterseite möglichst dünn ist, damit es zu keinen Kollisionen mit den Rändern der Montagebrücke kommt. Erst nach der Bestellung habe ich im Montagematerial eines alten Prolimatech Megahalems passende Rändelmuttern gefunden. Wie auch im Original-Guide benötigt ihr einen Bohrer, um die Löcher in den Montagebrücken zu vergrößern.
Ansonsten wird für den Umbau mit dem Thermalright noch entweder eine Schleifmaschine oder ein Dremel benötigt, um die Kühlfinnen auf je einer Seite der Kühler etwas zu stutzen – aber dazu gleich mehr. Auch die Lüfter des Thermalright sind mit 12V betrieben ausreichend leise, wodurch man es sich einfach machen kann und vom Molex-Stecker des DVD-Laufwerks über ein Adapterkabel einen Lüfteranschluss abzweigen kann. Zusätzlich benötigt man natürlich noch ein Y-Kabel, um beide Lüfter mit Strom versorgen zu können.
Der Umbau im Detail
Zu Beginn muss natürlich das LCS ausgebaut werden, was aber relativ einfach wie im Guide bzw. im Apple Service Manual beschrieben funktioniert. Allerdings ist das LCS auf der Seite, an welcher der Radiator sitzt, über eine Art blaues Gummipad mit der Halterung verbunden (vermutlich um der Übertragung von Vibrationen vorzubeugen), welches in meinem Fall etwas klebrig war. Wenn das LCS sich nicht aus dem Gehäuse heben lässt reißt also nicht einfach daran, sondern hebelt stattdessen vorsichtig mit einem Schlitzschraubenzieher gegen das Gummipad (keine Sorge, es liegt auf einem Metallaufbau, ihr könnt also nichts kaputt machen), dann ließ es sich in meinem Fall einfach ablösen. Trennt anschließend noch das LCS von den CPU-Modulen, wobei ihr die Schrauben auf der Unterseite schrittweise über Kreuz löst.
Jetzt könnt ihr bereits mit dem Anbringen der Montagebrücken für den Kühler beginnen. Wenn ihr wie ich M3-Schrauben verwendet, müsst ihr auf der den Spannungswandlerkühlern zugewandten Seite dafür nichts bohren, sondern ihr könnt die Montagebrücke einfach auf die Schrauben aufstecken und die beim Thermalright inkludierten Rändelschrauben zum Befestigen verwenden. Damit das funktioniert, benötigt ihr entweder Schrauben mit breitem Kopf, oder ihr verwendet Metall-Unterlegscheiben auf der Rückseite der CPU-Module – so habe ich es gemacht. Damit die Montagebrücke für den Kühler nicht mit den auf der Oberseite liegenden Komponenten kollidiert, könnt ihr die beim AMD-Montagekit beiliegenden blauen Abstandshalter verwenden, da zwei pro Seite ziemlich genau die richtige Höhe haben.
Die andere Seite ist leider nicht ganz so einfach. Da die Löcher in den Montagebrücken zu dünn sind, müsst ihr sie hier etwas größer bohren. Ehrlicherweise habe ich das einfach mit Augenmaß und einem 5MM-Titanbohrer gemacht, es muss nicht exakt passen, solange die Unterseite der Rändelschrauben einen größeren Durchmesser als die Löcher haben. Wie oben bereits erwähnt solltet ihr darauf achten, die Höhe der Montagebrücke möglichst weit an die auf der anderen Seite anzugleichen – exakt wird das nicht möglich sein, bei mir ist immer noch 1mm Differenz, aber das sollte kein Problem sein solange ihr den Kühler vorsichtig (d.h. nicht mit zu viel Kraft) aufschraubt, da dieser ja von Federn nach unten gedrückt wird und diese in der Lage sind, solch kleine Differenzen auszugleichen.
Jetzt könnte man auf die Idee kommen, die Kühler zu montieren – unglücklicherweise wird man dabei feststellen, dass sich der zweite Kühler nicht mehr montieren lässt, da die etwas weiter abstehenden Kühlfinnen, die auch als Montage für den Lüfter dienen, sich ineinander verhaken. Das lässt sich leider nur vermeiden, indem man ein Stück dieser hervorstehenden Kühlfinnen entfernt – ich habe das mit einer Schleifmaschine gemacht, was zwar etwas mühsam war, aber aufgrund des dünnen Aluminiums gut funktioniert. Mit einem Dremel oder einem ähnlichen Werkzeug wäre es wahrscheinlich auch möglich, allerdings muss das Sägeblatt tatsächlich ausreichend schnell rotieren, Oszillation reicht nicht: das habe ich zuerst versucht, aber dabei verbiegen sich die Kühlfinnen nur und lassen sich nicht sauber absägen. Wichtig: besonders beim Schleifen entsteht feiner Metallstaub. Tragt am Besten eine Maske (ich hatte noch FFP2-Masken aus der Corona-Zeit übrig) und eine Schutzbrille, denn ihr wollt das nicht einatmen.
Der schwierige Teil der Arbeit ist damit dann bereits getan. Als Wärmeleitpaste habe ich (wie im Guide vorgeschlagen) Thermal Grizzly Kryonaut verwendet. Achtet beim Festschrauben der CPU-Kühler unbedingt darauf, nie zu viel einseitigen Druck auf die CPUs auszuüben, am Besten macht ihr maximal abwechselnd eine Umdrehung pro Seite.
Sind die Kühler montiert, fehlen nur noch die Lüfter. Beim oberen Kühler ist das vergleichsweise einfach, denn ihr könnt diesen wie von Thermalright vorgesehen an der Oberseite des Kühlers einhaken – das reicht aus, die Schwerkraft erledigt den Rest. Am unteren Kühler geht das natürlich nicht, einerseits wäre kein Platz zwischen den Kühlern und andererseits haben wir die Halterung für den Lüfter gerade abgeschliffen. Deshalb habe ich einfach mit Kabelbindern gearbeitet – das ist zwar nicht hübsch, aber anschließend bringen wir sowieso wieder die Prozessorabdeckung darüber an, also kann man es später auch bei offenem Seitenteil nicht sehen 😀 Mit Strom versorgt werden die Lüfter über ein Adapterkabel, welches zwischen dem einzigen Molex-Anschluss im System und dem DVD-Laufwerk hängt sowie einem Y-Kabel. Theoretisch ließe sich bestimmt von dem nun nicht mehr verwendetem Kabelbaum des LCS irgendwo 12V abgreifen, aber das war mir ehrlich gesagt zu aufwendig. Die Thermalright-Lüfter sind auch mit 12V leise genug, sodass man sie nicht wirklich aus dem System heraushören kann.
Und das war’s dann schon, der Umbau sollte jetzt komplett sein! Mit der wieder angebrachten Prozessorverkleidung sieht auch alles wieder hübsch und normal aus.
Wie gut ist die Performance des Ganzen?
Um die Temperaturen meines Quads auszulesen, habe ich das Programm „XRG“ verwendet. Um den Mac einem Stresstest zu unterziehen, könnt ihr Cinebench 11.5 verwenden (die letzte Cinebench-Version für PPC). Im Idle liegt die Temperatur meiner G5-CPUs bei ca. 30 Grad Celsius (bei 20 Grad Raumtemperatur), und auch nach mehreren Cinebench-Durchläufen habe ich nicht mehr als 65 Grad gesehen. In beiden Fällen ist das mindestens 10 Grad weniger als zuvor mit dem LCS. Unter „normaler“ Last beim Benutzen des Systems liegt die CPU-Temperatur meistens zwischen 50 und 55 Grad. Der erreichte Cinebench-Score meines Quads ist übrigens 1.99, was in der erwartbaren Spanne liegt – offenbar habe ich also nichts kaputt gemacht. Der G5 ist nun auch leiser als zuvor, und das trotz den mit 12V laufenden Thermalright-Lüftern.
Abschließende Worte
Mich hat überrascht, wie gut das Ganze funktioniert hat – es wirft die Frage auf, warum Apple überhaupt auf eine derart aufwendige Wasserkühlung gesetzt hat. Die vollständige Antwort werden wir wahrscheinlich nie erfahren, aber man kann davon ausgehen, dass es mehr mit dem Geräuschpegel und weniger mit Temperaturen zu tun hatte: in der Theorie kann eine Wasserkühlung durch ihre größere thermische Masse viel mehr Hitze absorbieren, ohne sofort die Lüfter hochdrehen zu müssen, und es ist ja auch nicht so, als wenn sich PC-Kühler und Lüfter in den letzten 20 Jahren gar nicht weiterentwickelt hätten. Zusätzlich muss man bedenken, dass wir es heute einfach mit 20 Jahre alten Wasserkühlungssystemen zu tun haben und die Performance dadurch mit Sicherheit deutlich unter jener Performance von vor 20 Jahren liegt.
Zum Schluss mag sich für manch einen die Frage nach der Sinnhaftigkeit des Ganzen stellen – und hier muss man ehrlicherweise dazu sagen, dass ein PowerMac zumindest under MacOS (unter Linux mag das anders aussehen!) im Jahr 2025 leider absolut keinen praktischen Nutzen mehr hat. Bis ca. 2019 scheint das noch anders gewesen zu sein, und auch ich erinnere mich noch daran, das moderne Internet mit YouTube, Spotify & Co. auf PPC genutzt zu haben – heute klappt das aber einfach nicht mehr. Wer aber nach einem Mac für „Retro“-Programme oder Spiele sucht, für den könnte der G5 extrem attraktiv sein, so ist er doch immer noch in der Lage, OSX 10.4 Tiger zu booten, wodurch man Classic verwenden kann – gleichzeitig kann man aber auch OSX 10.5 Leopard bzw. Sorbet Leopard ausführen. Und natürlich ist es einfach reizvoll, den schnellsten je gebauten PPC-Mac zu besitzen.
Aber was auch immer ihr mit eurem G5 macht, ich hoffe dass er nun nach dem Umbau auf Luftkühlung leiser und besser funktioniert als zuvor, und das hoffentlich noch mindestens die nächsten 20 Jahre. Wer weiß, vielleicht werde ich berichten, wie es 2045 aussieht 🙂