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CPU-Tuning: Wenn die Last bei fast 100 Prozent liegt...

27.03.2017 | 13:05 Uhr |

Manchmal arbeitet der Prozessor unter voller Last, obwohl Sie kein Programm geöffnet haben. Wir zeigen, wie Sie dem Grund für die hohe CPU-Last auf die Spur kommen.

Die Rechenleistung eines PC-Prozessors ist seit der Erfindung des Halbleiters exorbitant gestiegen: Der Mikroprozessor Intel 8080 von 1974 schaffte 0,4 MIPS (Millionen Instruktionen pro Sekunde), ein Intel Core i5-6600K aus dem Jahr 2015 kommt auf rund 17 500 MIPS – über 40 000 Mal so viel!

Scheinbar ist die Leistung der CPU aber nicht mehr so entscheidend für die PC-Geschwindigkeit wie früher: SSDs und GPUs haben dem Prozessor den Rang abgelaufen, weil sie für Multimedia und Spiele besser geeignet sind. Doch für das Gesamttempo eines Rechners spielt der Prozessor noch immer eine wichtige Rolle, und zwar häufiger, als Sie vielleicht denken: Websurfen, Formatieren von Texten und Tabellen, Videostreaming, Multitasking mit mehreren Programmen und viele andere Alltagsaufgaben profitieren erheblich von einer schnellen CPU.

Wenn Ihr PC wegen eines älteren Prozessors bei diesen Anwendungen lahmt, sollten Sie trotzdem nicht umgehend aufrüsten. Ein CPU-Upgrade ist nicht nur mit Kosten für einen neuen Prozessor verbunden, sondern meist auch für Hauptplatine, Arbeitsspeicher und Netzteil – und mit Bastelarbeit sowieso. Sinnvoller ist es deshalb zunächst, die CPU von Aufgaben zu entlasten, die andere Komponenten besser und schneller durchführen können oder die für die Leistung des PCs weniger wichtig sind. Indem Sie CPU-Bremsen entlarven, steigern Sie auch den eigenen Komfort, denn eine CPU, die überlastet ist, nervt mit einem lauten Lüfter und heizt den Rechner auf. Wir zeigen, wie Sie vorgehen, damit sich Ihre CPU nur noch mit dem beschäftigt, was sie wirklich tun sollte.

Siehe auch: Kaufberatung für die beste CPU

Auch einfache Programme brauchen viel CPU-Leistung

An diesem Beispiel erklärt Nvidia, wie GPU-Beschleunigung in der Praxis funktioniert.
Vergrößern An diesem Beispiel erklärt Nvidia, wie GPU-Beschleunigung in der Praxis funktioniert.

Während vor einigen Jahren noch die CPU-Geschwindigkeit als alleiniger Leistungsindex für einen Computer galt, ist es heute eher die Kombination aus Prozessor-und Grafikkartentempo. Diese schlägt sich vor allem gut bei der parallelen Berechnung mehrerer Aufgaben, weshalb viele Programme die GPU als zusätzlichen Hardwarebeschleuniger für bestimmte Softwarefunktionen nutzen und damit gleichzeitig die CPU entlasten. Ein teurer Oberklasseprozessor allein genügt also nicht, um beispielsweise aufwendige Spiele oder detaillierte 3D-Modelle in hoher Geschwindigkeit zu rendern. Aber auch eine starke Grafikkarte kann ohne eine ähnlich leistungsfähige CPU nicht ihr volles Potenzial auf den Bildschirm bringen – allerdings macht sich der Unterschied in diesem Fall nicht allzu dramatisch bemerkbar.

Um aber allgemeine Rechenaufgaben von der Grafikkarte erledigen zu lassen, müssen die Entwickler die Anwendung erst entsprechend anpassen. Hinzu kommt, dass sich viele normale Aufgaben des Alltags nicht parallelisieren lassen oder daraus keinen Vorteil gewinnen. Ausnahmen sind meist multimediale Aufgaben wie die Video-und Bildbearbeitung. Wenn Sie aber nur mit den Office-Programmen arbeiten, im Internet recherchieren oder Videos streamen, dann ist hier immer noch die CPU der Leistungserbringer. Ein allzu teures Modell brauchen Sie für die genannten Einsatzfelder aber nicht; in diesem Fall können Sie beim Prozessorkauf locker unter 180 Euro bleiben.

Multimedia und Spiele: CPU und GPU müssen zusammenpassen

Nur Gamer und Multimedia-Profis benötigen in der Regel eine starke CPU. Wer nur Office nutzt oder im Internet surft, ist mit einem Einsteigermodell ausreichend bedient.
Vergrößern Nur Gamer und Multimedia-Profis benötigen in der Regel eine starke CPU. Wer nur Office nutzt oder im Internet surft, ist mit einem Einsteigermodell ausreichend bedient.

Möchten Sie allerdings häufiger Bilder oder Videos editieren, oder wollen Sie grafisch aufwendige Spiele daddeln, dann müssen sowohl ein schneller Prozessor wie auch eine leistungsfähige Grafikkarte in den Rechner. Denn bei diesen Anwendungen kann die Grafikkarte ihre Stärken ausspielen. Das Bearbeiten von hochauflösendem Videomaterial, komplexe Effekte und das Ausführen von Spielen erhalten dadurch einen ordentlichen Geschwindigkeitsschub. Allzu sehr dürfen Sie die CPU-Leistung aber nicht vernachlässigen, denn schließlich stellt der Prozessor der GPU die zu berechnenden Aufgaben zur Verfügung. Und wenn die CPU zu schwach ist, kann sie zum Flaschenhals werden und die Leistungsfähigkeit der Grafikkarte beschränken. Dennoch muss es auch hier nicht der aktuell teuerste Chip sein. Eine gute Faustregel lautet: Der Prozessor sollte in etwa genauso viel kosten wie ihre gewünschte Grafikkarte, wenn Sie sich beide Komponenten neu zulegen.

Hyperthreading & Co.: Das beschleunigt die CPU

Bis vor einigen Jahren schien der Weg zu mehr CPU-Leistung nur über eine höhere Taktfrequenz zu verlaufen. Doch irgendwann führt dieser Weg in eine Sackgasse. Denn wenn die CPU zu schnell ist, kann es trotzdem zu Verzögerungen kommen: Arbeitsspeicher oder Peripherie können die gewünschten Daten nicht rechtzeitig zur Verfügung zu stellen, weshalb der Prozessor warten muss und die potenzielle Rechenleistung gar nicht ins Spiel kommt. Die Lösung dieses Flaschenhals-Problems: Die CPU arbeitet mehrere Aufgaben gleichzeitig statt nacheinander ab.

Diese Parallelisierung kommt in einem Prozessor auf mehreren Ebenen zum Tragen: Eine Stufe nennt sich „Pipeling“ und lässt sich als Fließband für die Befehlsausführung sehen. Hierbei erfolgt die Unterteilung eines Befehls in verschiedene Phasen: Wechselt ein Befehl von der ersten in die zweite Phase, rückt sofort ein neuer Befehl in Phase 1. Je mehr Phasen oder auch Pipelines eine CPU besitzt, desto mehr Befehle lassen sich parallel verarbeiten. Der nächste Schritt bei der Parallelisierung ist das Multithreading. Hierbei hält der Prozessor mehrere Aufgaben (Threads) vor, die er abwechselnd abarbeiten kann. So lässt sich Thread 2 bearbeiten, während Thread 1 auf Daten aus dem Speicher wartet. Jedoch lassen sich nicht alle Aufgaben parallelisieren, da es vorkommen kann, dass beispielsweise ein Thread auf einen anderen warten muss. Damit der Prozessor bestimmte Aufgaben gleichzeitig abarbeiten kann, muss außerdem die Software entsprechend programmiert sein – das ist komplex und aufwendig.

Intel hat eine weitere Technik namens Simultaneous Multithreading (SMT) bei seinen Prozessoren im Einsatz. Sie ermöglicht das parallele Abarbeiten von mehreren Threads. Diese Programmabläufe werden außerdem unabhängig voneinander bearbeitet, womit sie sich nur selten in die Quere kommen können. Auf diese Weise lässt sich die Rechenkraft des Prozessors besser aufteilen, was zu einem effizienteren Betrieb und unter anderem auch zu einer geringeren Leistungsaufnahme führt.

Mit der Technik Hyperthreading (HAT) simuliert eine Intel-CPU dem Betriebssystem zusätzliche Prozessorkerne – aus einem Dualcore-Prozessor mit HT wird beispielsweise für Windows dann ein Quadcore. Ziel ist es, dadurch die Funktionseinheiten effektiver auszulasten und Speicherwartezeiten zu überbrücken. Noch effizienter gestaltet sich Hyperthreading, wenn das sogenannte Prefetching gut funktioniert: Diese Technik lädt Daten und Befehle schon vorab in den Speicher, weil sie glaubt, dass sie als Nächstes zum Einsatz kommen.

Entlastung für die CPU: So entlarven Sie Leistungsfresser

Wenn Sie allerdings gar nicht wissen, ob Sie überhaupt einen stärkeren Prozessor benötigen, dann sollten Sie die Auslastung des Chips überwachen. Die momentane Auslastung in Echtzeit erfahren Sie mit Bordmitteln wie dem Task-Manager oder den Ressourcenmonitor von Windows. Erstgenanntes Menü rufen Sie mit einem Rechtsklick auf „Task-Manager“ auf, klicken dann auf die Registerkarte „Leistung“ und bekommen dort die aktuelle, komplette CPU-Auslastung inklusive der Last der letzten 60 Sekunden angezeigt. In den Ressourcenmonitor gelangen Sie, indem Sie die Tastenkombination Windows + R drücken und in das Ausführen-Fenster „resmon“ eintippen und mit Return bestätigen. Im Reiter „CPU“ erfolgt eine Auflistung aller Prozessorkerne. So finden Sie auch heraus, ob bestimmte Programme, die Sie häufig verwenden, überhaupt mehrere Rechenkerne nutzen können, also sogenanntes Multithreading beherrschen.

Der gute alte Task-Manager zeigt Ihnen auch die aktuelle Auslastung der CPU an.
Vergrößern Der gute alte Task-Manager zeigt Ihnen auch die aktuelle Auslastung der CPU an.

Auf diese Weise lassen sich auch Systembremsen sofort aufspüren: Klicken Sie im Task-Manager auf die Registerkarte „Prozesse“. Sortieren Sie die Einträge nach CPU-Auslastung, indem Sie auf den Eintrag klicken. Nun sehen Sie in absteigender Reihenfolge, welcher Prozess am meisten Prozessorleistung in Anspruch nimmt. Dabei kann es sogar passieren, dass Sie eine Ihnen unbekannte Software entdecken. Denn auch Schadsoftware kann sich unbemerkt im System einnisten und beispielsweise ständig Daten an dubiose Händler oder auch Cracker verschicken. Derartige Prozesse erkennen Sie oft an kryptischen Prozessnamen oder einem Ihnen unbekannten Prozess. Natürlich kann es vorkommen, dass Sie sich nicht sicher sind, um was es sich bei dem angewählten Prozess wirklich handelt. Um mehr Details zu erhalten, führen Sie einen Rechtsklick auf den Eintrag aus und wählen aus dem Kontextmenü „Dateipfad öffnen“. Windows führt Sie dann zum entsprechenden Speicherort des zugehörigen Programms.

Belastende Prozesse, die Sie für entbehrlich erachten, stoppen Sie, indem Sie nach einem Rechtsklick darauf „Task beenden“ wählen. Achten Sie darauf, dass Sie nicht Ihren Antivirenschutz deaktivieren oder andere wichtige Programme, die für einen einwandfreien Betrieb notwendig sind! Nun vergewissern Sie sich, ob die CPU-Last gesunken ist. Wenn das der Fall ist, dann verhindern Sie den unerwünschten Neustart dieser Prozesse nach dem nächsten Einschalten, indem Sie sie aus dem Autostart von Windows schmeißen: Tippen Sie in das Ausführen-Fenster „msconfig“, bestätigen Sie die Eingabe, und wählen Sie im nächsten Fenster („Systemkonfiguration“) den Registereintrag „Systemstart“. Dort sind alle Programme aufgeführt, die automatisch mit Windows starten. Entfernen Sie die Häkchen bei nicht oder nur selten genutzten Programmen. Ab Windows 10 finden Sie den Systemstart auch über das Startmenü. Sollte Ihr Prozessor aber nach der Aufräumaktion immer noch unter hoher Auslastung stehen, wird es Zeit für eine neue CPU – oder neue Software.

Hardware-Trends 2017: CPUs werden immer kleiner

So geht’s: Runter mit der CPU-Last!

Der Ressourcenmonitor nimmt es etwas genauer und gibt detailliert Aufschluss über die Verwendung Ihrer Ressourcen.
Vergrößern Der Ressourcenmonitor nimmt es etwas genauer und gibt detailliert Aufschluss über die Verwendung Ihrer Ressourcen.

Eine hohe Auslastung der CPU sorgt für einen höheren Stromverbrauch des PCs und kann bei nicht ausreichender Kühlung sogar zu sogenanntem Thermal Throtteling führen: Sind die Temperaturen des Chips zu hoch, senkt er automatisch die Taktfrequenzen, um sich vor dem Hitzetod zu schützen.

Kommt für Sie aber im Moment kein neuer Prozessor infrage, dann müssen Sie sich Ihre verwendete Software zur Brust nehmen. Prüfen Sie im ersten Schritt, ob das Programm in den Einstellungen eine Option wie „Hardwarebeschleunigung“ anbietet. Auf diese Weise kann die GPU der CPU einiges an Arbeit abnehmen, und die Prozessorlast sinkt merklich. Gibt es keine solche Funktion, dann schauen Sie sich auf der offiziellen Webseite des Herstellers nach einer neuen Version des Programms um. Möglicherweise haben die Entwickler in eine aktuelle Version oder auch Betaversion eine GPU-Beschleunigung implementiert. Ist das nicht der Fall, sollten Sie nach einer Alternative zu Ihrer genutzten Software suchen, die etwa Multicore-Prozessoren unterstützt und somit Abläufe auch parallelisieren kann (siehe Kasten „Hyperthreading & Co.“). Eine andere Lösung wäre eine Software, die von der Rechenkraft der Grafikkarte profitiert. Besonders im Multimediabereich ist das oft der Fall.

CPU-Last im Blick: Diese Windows-Bordmittel helfen

Beenden Sie leistungshungrige Prozesse, die Sie nicht benötigen, indem Sie sie im Task-Manager zunächst nach CPU-Last sortieren.
Vergrößern Beenden Sie leistungshungrige Prozesse, die Sie nicht benötigen, indem Sie sie im Task-Manager zunächst nach CPU-Last sortieren.

Aussagekräftiger ist es, die CPU-Last nicht nur zu einem bestimmten Zeitpunkt oder anhand eines einzigen Programms zu bewerten. Zeichnen Sie sie im Hintergrund auf, und werten Sie sie im Nachgang aus. Auch hier hat Windows ein eigenes Tool parat, die Leistungsüberwachung, auch Performance Monitor genannt. Um in dieses Menü zu gelangen, rufen Sie das Ausführen-Fenster auf, tippen „perfmon.exe“ ein und bestätigen die Eingabe mit Enter. Links im Fenster finden Sie unter den „Überwachungstools“ die „Leistungsüberwachung“, die beim Öffnen mit der Protokollierung der sogenannten Prozessorzeit in Prozent beginnt: Hiermit ist die Zeit gemeint, mit der Prozesse die CPU in Anspruch nehmen.

Jedoch startet die Überwachung erst nach dem Klick auf das Menü und schließt sich auch wieder, sobald Sie die Leistungsüberwachung beenden. Um die Daten laufend zu erfassen, gehen Sie folgendermaßen vor: Klappen Sie auf der linken Seite den Eintrag „Datensammlersätze“ aus, und doppelklicken Sie rechts auf „Benutzerdefiniert“. Mit einem Rechtsklick in das Fenster wählen Sie aus dem Kontextmenü „Neu“ und „Datensammlersatz“. Vergeben Sie einen Namen für die Protokolldatei, und wählen Sie darunter die Option „Manuell erstellen (Erweitert)“. Nach einem Klick auf „Weiter“ setzen Sie unter „Datenprotokolle erstellen“ bei „Leistungsindikatoren“ einen Haken und gehen zum nächsten Schritt. Ergänzen Sie über „Hinzufügen…“ die gewünschten Indikatoren wie beispielsweise die Prozessorzeit. Das Abtastintervall können Sie auf 15 Sekunden stehen lassen. Als Nächstes definieren Sie den Speicherort für die Protokolldatei. Wählen Sie anschließend den eben angelegten Datensammlersatz an, und starten Sie die Protokollierung über die Abspiel-Schaltfläche in der oberen Werkzeugleiste.

Misten Sie Ihren Autostart aus, um Windows nicht nur schneller starten zu lassen, sondern auch die CPU-Last zu senken.
Vergrößern Misten Sie Ihren Autostart aus, um Windows nicht nur schneller starten zu lassen, sondern auch die CPU-Last zu senken.

Idealerweise starten Sie die Protokollierung, bevor Sie Ihren Arbeitstag oder Ihre typische Nutzung beginnen. Am Ende rufen Sie das Protokoll auf, indem Sie „Berichte“ im Leistungsüberwachungsmenü ausklappen und den entsprechenden Datensammlersatz mit einem Doppelklick öffnen. Sollte die Kurve des Diagramms ständig zwischen 80 und 100 Prozent verlaufen, wird es tatsächlich Zeit für eine stärkere CPU. Denn auf diese Weise lässt sich feststellen, dass Ihre alltägliche Arbeit am PC sehr viel Prozessorleistung in Anspruch nimmt. Ist die Kurve jedoch recht niedrig, ist alles in Ordnung.

Mithilfe der Leistungsüberwachung lassen sich fast alle Komponenten des PCs überwachen, wie beispielsweise der Arbeitsspeicher, die Netzwerkauslastung oder auch die Festplatte. So können Sie auch eventuellen Fehlern auf die Schliche kommen.

Mithilfe des Diagramms auf der linken Seite können Sie feststellen, in welchen Anwendungsgebieten Ihre CPU am meisten schuftet.
Vergrößern Mithilfe des Diagramms auf der linken Seite können Sie feststellen, in welchen Anwendungsgebieten Ihre CPU am meisten schuftet.

Etwas schneller und komfortabler lässt sich die Leistungsfähigkeit eines Systems mit einem Benchmark prüfen. Beispielsweise arbeitet der „PC Mark 8“ von Futuremark verschiedene Szenarien mit unterschiedlichen Schwerpunkten ab. Je nach Szenario prüft das Programm den Rechner in Sachen Multimedia, Office-und Browser-Anwendungen sowie Gaming. Danach vergibt er am Ende eine Gesamtpunktezahl, die sich dann mit anderen Systemen vergleichen lässt.

Beachten Sie allerdings, dass Sie den PC während der Testläufe nicht benutzen sollten, da Sie sonst das Ergebnis verfälschen. Nach der erfolgreichen Durchführung des Benchmarks klicken Sie auf „Result Details“ und sehen auf der linken Seite ein Diagramm und rechts verschiedene, anwählbare Optionen. Für eine bessere Übersicht sollten Sie sich auf eine Kategorie konzentrieren, wie beispielsweise „Video Editing“; wählen Sie alle anderen Tests ab. Lassen Sie dann „CPU Clock“ aktiviert, um zu sehen, wann der Prozessor immer mit maximaler Leistung arbeitet. Haken Sie nun nacheinander einen nach dem anderen Leistungsbereich an, um zu erkennen, wo sich Ihr Prozessor am schwersten tut.

Kaufempfehlungen für Prozessoren

Auch wenn Sie einen Prozessor neu anschaffen müssen, können Sie sparen – indem Sie keine teurere CPU kaufen, als Sie sie tatsächlich benötigen. Die Preise haben wir über unseren Preisvergleich unter www.pcwelt.de/preisvergleich Mitte Januar 2017 ermittelt.

Soll es sich um einen reinen Office-PC handeln, der kaum komplexe Programme bearbeiten muss, brauchen Sie nicht viel Geld auszugeben: Im Segment bis 130 Euro sollten Sie für viel Leistung definitiv zu AMD-CPUs greifen, wie beispielsweise zum AMD A10-7700K für rund 80 Euro. Hierbei handelt es sich um eine sogenannte APU (Accelerated Processing Unit) der Kaveri-Architektur, die mit einer relativ flotten Radeon-Grafikeinheit daherkommt und deshalb sogar eine zusätzliche Grafikkarte überflüssig macht. Außerdem arbeitet die CPU recht sparsam.

Möchten Sie sich einen Allround-Computer zusammenstellen, der grundlegende Video-und Bildbearbeitungen erledigen und auch ältere oder weniger aufwendige Spiele wiedergeben soll, dann muss ein stärkeres Modell her. Empfehlenswert für Sparfüchse ist für diesen Einsatzzweck der Intel Core i3-6300 für 135 Euro, ein Zweikerner aus der Skylake-Architektur mit hohem Grundtakt. Mehr Leistung bietet Ihnen der Intel Core i5-6500: Der arbeitet mit vier Rechenkernen, kostet Sie aber auch rund 210 Euro. Dafür ist der Prozessor aber spieletauglich und arbeitet überaus effizient. Selbst Rendering oder andere CPU-Aufgaben stellen dieses Modell nicht allzu schnell vor große Herausforderungen.

Besteht Ihr Alltag allerdings überwiegend aus 4K-Rendering, Formatumwandlungen oder grafisch aufwendigen Spielen, dann müssen Sie mehr Geld in den Prozessor investieren. Hier sollte es beispielsweise schon ein Intel Core i5-6600K für 245 Euro sein; noch besser schlägt sich das Topmodell Intel Core i7-6700K für 350 Euro. Beide Modelle verfügen über einen freien Multiplikator, sodass Sie durch Übertakten noch mehr Leistung herausholen können.

AMD Ryzen 7 1800X - Was taugt die CPU in Spielen?
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