CPU, GPU und Arbeitsspeicher

HardwareAktualisiert am 24. Juli 20268 Min. Lesezeit

Prozessor und Grafikprozessor sind nicht schnell oder langsam, sondern für unterschiedliche Aufgaben gebaut. Wer das versteht, spart bei der Aufrüstung viel Geld.

Die Frage, ob der Prozessor oder die Grafikkarte wichtiger ist, lässt sich nicht allgemein beantworten. Beide Bauteile rechnen nach unterschiedlichen Prinzipien, und welches davon zum Engpass wird, hängt vollständig von der Anwendung ab.

Zwei Bauarten, zwei Aufgaben

Der Prozessor besitzt vergleichsweise wenige, dafür sehr leistungsfähige Rechenkerne. Er ist darauf ausgelegt, eine Aufgabenfolge möglichst schnell abzuarbeiten, auch wenn jeder Schritt vom vorherigen abhängt. Dafür investiert er einen großen Teil seiner Fläche in Vorhersagelogik und schnellen Zwischenspeicher.

Der Grafikprozessor besteht aus tausenden einfachen Kernen. Er ist darauf ausgelegt, dieselbe Operation gleichzeitig auf sehr viele Daten anzuwenden. Solange die Teilaufgaben voneinander unabhängig sind, ist er dem Prozessor um Größenordnungen überlegen. Hängt Schritt zwei dagegen vom Ergebnis aus Schritt eins ab, hilft die Parallelität nicht.

Merksatz: Der Prozessor ist auf schnelle Abfolgen ausgelegt, der Grafikprozessor auf gleichzeitige Wiederholung. Bildbearbeitung, Videocodierung, Spiele und maschinelles Lernen profitieren vom Grafikprozessor. Tabellenkalkulation, Datenbanken, Übersetzungsläufe und Webbrowser profitieren vom Prozessor.

Was bei Prozessoren zählt

Taktfrequenz allein sagt wenig aus, weil sie sich nur innerhalb derselben Bauart vergleichen lässt. Aussagekräftiger sind drei Größen: die Leistung pro Takt, die von der Architektur abhängt; die Anzahl der Kerne; und das Verhalten unter Dauerlast, denn hohe Kurzzeittakte werden nur bei ausreichender Kühlung gehalten.

Für die Kernzahl gilt eine einfache Faustregel: Anwendungen, die ihre Arbeit gut aufteilen können, etwa Videocodierung oder Übersetzungsläufe, skalieren mit vielen Kernen. Viele Alltagsanwendungen und ältere Spiele nutzen dagegen nur wenige Kerne intensiv und profitieren stärker von hoher Einzelkernleistung.

Arbeitsspeicher: Menge vor Geschwindigkeit

Beim Arbeitsspeicher ist die Reihenfolge der Prioritäten eindeutig: ausreichende Menge zuerst, danach die Bestückung beider Kanäle, erst zuletzt der Takt. Der Grund ist die Auslagerung. Reicht der Arbeitsspeicher nicht, lagert das Betriebssystem auf den Massenspeicher aus, der um Größenordnungen langsamer ist. Dieser Einbruch überdeckt jeden Vorteil aus höherem Speichertakt.

Als grobe Orientierung: 8 GB reichen für Büroarbeit und Surfen. 16 GB sind der sinnvolle Standard für die meisten Nutzer und für Spiele. 32 GB lohnen sich bei Videoschnitt, virtuellen Maschinen, großen Datensätzen und Entwicklungsumgebungen mit vielen parallelen Diensten.

Zwei Module sind einem einzelnen Modul gleicher Gesamtgröße vorzuziehen, weil dann beide Speicherkanäle arbeiten. Welche Steckplätze dafür zu belegen sind, steht im Handbuch der Hauptplatine, Details dazu im Mainboard-Guide.

Wo der Engpass tatsächlich liegt

Vor jeder Aufrüstung lohnt eine Messung statt einer Vermutung. Die Systemüberwachung zeigt während der langsamen Tätigkeit, welche Komponente an ihre Grenze kommt.

Die wirksamsten Aufrüstungen

  1. Wechsel von Festplatte auf SSD. Die mit Abstand spürbarste Verbesserung bei älteren Rechnern, weil Startzeiten und Ladevorgänge dominieren.
  2. Arbeitsspeicher aufstocken, wenn regelmäßig ausgelagert wird.
  3. Grafikkarte tauschen, wenn Spiele oder grafiknahe Anwendungen der Zweck sind.
  4. Kühlung verbessern. Oft unterschätzt: Ein gedrosselter Prozessor liefert dauerhaft weniger Leistung, als das Datenblatt verspricht. Staubfreie Kühlkörper und erneuerte Wärmeleitpaste kosten fast nichts.
  5. Prozessor tauschen steht bewusst am Ende, weil dabei häufig auch Hauptplatine und Speicher fällig werden.

Vor jedem Umbau ist eine geprüfte Sicherung sinnvoll, siehe Backup-Strategien. Eine Einordnung der übrigen Komponenten gibt die Übersicht zu Hardware.

Häufige Fragen

Was ist der Unterschied zwischen CPU und GPU?

Die CPU hat wenige, sehr leistungsfähige Kerne und ist auf schnelle Abfolgen ausgelegt. Die GPU hat tausende einfache Kerne und wendet dieselbe Operation gleichzeitig auf sehr viele Daten an.

Wie viel Arbeitsspeicher brauche ich?

8 GB für Büroarbeit und Surfen, 16 GB als sinnvoller Standard für die meisten Nutzer und für Spiele, 32 GB bei Videoschnitt, virtuellen Maschinen oder großen Datensätzen.

Welche Aufrüstung bringt am meisten?

Bei älteren Rechnern fast immer der Wechsel von einer Festplatte auf eine SSD. Danach mehr Arbeitsspeicher, wenn das System regelmäßig auslagert.