Prozessoren (CPU)

Welcher Prozessor der Richtige ist

Der Dreh- und Angelpunkt eines Computers ist sein Prozessor – ohne ihn läuft überhaupt nichts! Der Computerprozessor wird auch als CPU (Central Processing Unit) bezeichnet. Er führt Rechenoperationen aus, mithilfe derer einzelne Teile des Systems gesteuert werden können. Die Datenverarbeitung erfolgt nach dem EVA-Prinzip (Eingabe-Verarbeitung-Ausgabe). Die Eingabe geschieht durch Eingabegeräte (z. B. Maus, Tastatur, Controller, Kamera etc.), der Prozessor verarbeitet dann zusammen mit dem Arbeitsspeicher diese Daten. Nach erfolgter Berechnung werden die Daten dann wieder für den Benutzer ausgegeben, sei es durch Anzeigegeräte wie den Monitor, Drucker oder Lautsprecher. Ist der Prozessor zu lahm, streikt das System schnell und ärgert damit den Anwender. Ein guter Prozessor sollte stets einen reibungslosen und flüssigen Betrieb des Systems ermöglichen.

Warum sich die Wahl des Prozessors oftmals schwierig gestaltet

Die Prozessortechnologie entwickelt sich fortwährend, ältere Modelle sind schnell überholt und können den aktuellen Anwendungen schon nach kürzester Zeit nicht mehr Genüge tun. Mittlerweile kommen innerhalb eines Jahres mehrere, verschiedene Prozessoren auf den Markt. Die Auswahl der geeigneten Recheneinheit kann daher zu einer ganz schön kniffligen Angelegenheit werden, man kann bei der Vielzahl an angebotenen CPUs sehr leicht den Überblick verlieren. Bevor man nach dem passenden Prozessor Ausschau hält, sollte man sich zuallererst fragen, was man denn mit seinem Computer, Tablet oder Smartphone so alles anstellen möchte. Einfache Anwendungen wie Office-Arbeiten, Websurfen oder das Konsumieren von Medien schaffen die allermeisten, aktuelleren Low-Budget-Prozessoren spielend. Wem ein derartiges Nutzungsverhalten bereits ausreichen sollte, der muss beim Kauf eines neuen Computers nicht zwangsläufig auf die Leistungsdaten der CPU blicken, denn in allen neueren Geräten sind Chips verbaut, die diesen Anwendungen genügen. Bei Computerspielen sieht es hingegen schon etwas anders aus. Gamer sollten etwas genauer auf die Leistungsfähigkeit des Prozessors achten, denn dieser muss in Kombination mit der Grafikkarte genug Power bieten, um komplexe Grafiken störungsfrei generieren zu können. Rechenintensive Anwendungen können günstige Chips leicht in die Knie zwingen, deshalb kommt es hier besonders auf die Power der CPU an.

Was sind Leistungsmerkmale eines Prozessors?

Um die Leistung eines Prozessors einschätzen zu können, sind drei Kenngrößen von besonderer Bedeutung: seine Taktung (in Mega- oder Gigahertz) sowie die Anzahl der Rechenkerne und die Prozessorarchitektur.

Anzahl der Rechenkerne und Taktfrequenz

In den 90ern takteten unsere Recheneinheiten noch mit Frequenzen von wenigen hundert Megahertz, inzwischen sind wir schon bei mehreren 1000 MHz angelangt. Doch diese hohen Taktfrequenzen bringen die Chips so stark ins Schwitzen, dass höhere Raten nur schwer realisierbar waren. Inzwischen werden Mehrkernprozessoren verbaut, dessen Kerne parallel rechnen können. So kann diese hohe Erhitzung vermieden werden, was die Kühlung stark vereinfacht. Man unterscheiden Prozessoren mit zwei (Dual Core), vier (Quad Core), sechs (Hexa Core) oder sogar acht (Octa Core) Rechenkernen. Je mehr Rechenkerne, desto höher fällt in der Regel auch die Leistung aus.

Cache – der Zwischenspeicher des Prozessors

Der Cache-Speicher ist ein Zwischenspeicher der CPU, auf den der Prozessor sehr schnell zugreifen kann.Verarbeitet der Prozessor Daten, versucht er zuerst die benötigten Daten aus dem Cache-Speicher zu beziehen. Findet er dort die von einem früheren Aufruf stammenden Daten, kann er wesentlich schneller auf den CPU-Cache als auf den RAM zugreifen. Allgemein kann man sagen: je mehr Cache, desto besser. Dies sollte jedoch in Relation zur Gesamtkonfiguration stehen.

Die Prozessorarchitektur spielt eine wichtige Rolle

Vergleicht man einzelne Prozessoren lediglich anhand dessen Taktfrequenzen und der Anzahl der Kerne, läuft man schnell Gefahr die Unterschiede zu verkennen. Es ist falsch generell zu sagen: ein AMD Prozessor mit vier Kernen und einer Taktrate von 2.500 MHz bringt dieselbe Leistung wie ein Intel mit denselben Werten. Hier ist die Prozessorarchitektur ausschlaggebend. AMD verbaut häufig viele, schwächere Kerne während Intel auf wenige, aber stärkere Kerne setzt.

Den Sockel berücksichtigen

Für alle, die ihren PC mit einer neuen Prozessoreinheit aufrüsten möchten, ist der Sockel von Bedeutung. Die verschiedenen Hauptplatinen können unterschiedliche Sockeltypen besitzen und diese Sockel nehmen unterschiedliche CPUs auf. Es kann also durchaus vorkommen, dass ein Sockel überhaupt nicht mit dem favorisierten Prozessor kompatibel ist. Allgemein nutzt AMD Sockel AM4, Intel hingegen Sockel 1151.

Exakt auf die Modellbezeichnung achten

Zu der schier unendlichen Auswahl kommt erschwerend hinzu, dass die jeweiligen Modelle auch noch in verschiedenen Varianten mit unterschiedlichen Ausprägungen erhältlich sind. So gibt es den Intel Core i5 beispielsweise in sieben verschiedenen Ausführungen. Die Unterschiede äußern sich in einer variablen Taktfrequenz oder der Anzahl der Kerne. Vor dem Kauf ist es wichtig, sich die Endung des Namens des jeweiligen Prozessormodells genau anzuschauen.

Integrierte Grafikeinheiten (IGP) können Grafikkarten ersetzen

Die allermeisten Standard CPUs haben gleichzeitig eine Grafikeinheit verbaut, so muss man seinen Computer nicht extra mit einer zusätzlichen Grafikkarte ausstatten. Einfache, integrierte Grafikkarten verrichten ihre Dienste bei simplen Aufgaben zuverlässig. Werden die Anforderungen jedoch ein wenig höher, kommt ein günstiger Prozessor in Kombination mit einer einfachen Grafikkarte schnell an seine Grenzen. Man kann seinen Computer mit einer leistungsfähigeren Grafikkarte bestücken oder man achtet vor der Anschaffung auf diesen integrierten Grafikchip. Die Stärke derartiger Grafikprozessoren kann zwar nicht mit modernen Grafikkarten mithalten, dennoch kann sich eine verbaute IGP durchaus als Alternative zur teueren Grafikkarte entpuppen. AMD verbaut bereits in den unteren und mittleren Preisklassen ihre allzeit bewährten Radeon Grafikkarten und hat in diesem Bereich die Nase vorne. Möchte man einen erschwinglichen Prozessor mit guter Grafikleistung erwerben, so ist man mit einem AMD Chip nicht schlecht beraten. Erst in höheren Preisgefilden stattet Intel seinen Prozessoren mit sehr performanten On-Board-Karten aus.

Prozessor-Kühler

Prozessoren können, wenn sie gefordert werden, schnell überhitzen und im schlimmsten Falle kann das zu Defekten oder Zerstörung der Hardware führen. Vor dem Einbau des Prozessors sollte man sich schlau machen, welches Kühlsystem er benötigt und wie dieses im Computer untergebracht werden kann. Für die Kühlung werden Lüfter, passive Kühlkörper oder Wasserkühlungen eingesetzt. Ein Tipp bezüglich der Geräuschentwicklung eines Lüfters: je größer der Durchmesser eines Lüfters ist, desto ruhiger läuft er. Gamer greifen oftmals gerne auf die in der Regel leisen und effektiven Wasserkühlungen zurück.

Was vor der Chip-Suche geplant werden muss

Bevor man sich einen neuen PC oder Prozessor zulegt, sollte man sich fragen, was man denn so alles mit seinem Rechner vorhat. Grob kann man die Prozessorleistung in Einsteiger, Mittelklasse und High-End kategorisieren:

Einsteigermodelle für Office & Multimedia

Für jemanden, der zuverlässig mit gängigen Büroanwendungen arbeiten möchte, sich gerne Filme anschauen, oder einfach nur im Internet surfen möchte, reichen die modernen Standard-Chips von herkömmlichen Desktop-PCs völlig aus. Hier empfehlen sich günstige Modelle, die zugleich stromsparend sind. Bei etwas komplexere Anwendungen, wie zum Beispiel Bildbearbeitung mit Photoshop können die preiswerten Chips dann aber oft nicht mehr ganz mithalten. Insbesondere beim Rendern von Bildern und Videos braucht der Prozessor genügend Ressourcen, um die abverlangten Anforderungen erfüllen zu können. Hier lohnt sich ein Aufpreis allemal, damit die favorisierten Applikationen auch reibungslos laufen.

Mittelklasse Prozessoren decken ein breites Spektrum ab

Die Prozessoren der Mittelklasse siedeln sich etwa im Preissegment bis 300 Euro an. Diese Prozessoren zeichnen sich vielmals durch ein gutes Preiß-Leistungs-Verhältnis aus und sind durchweg performanter als ihre günstigen Kollegen. Mit solchen Prozessoren lässt sich durchaus auch mal ein Spielchen zocken und sie erledigen auch leistungsintensiver Aufgaben gut.

High-End-Prozessoren für professionelle Anwender und Gamer

Der Prozessor eines Gaming-PCs, kleinerer Server oder Hochleistungsrechnern muss einiges in petto haben, damit Programme und Spiele flüssig laufen. Möchte man sichergehen, dass sämtliche Anwendungen und Games ohne Stottern und Wartezeiten laufen, sollte man auf einen Top Prozessor (bis zu 1000 Euro) setzen. Da die Grafikkarte bei Spielen und Grafikarbeiten den wesentlichen Beitrag leistet, müssen beide Komponenten intelligent aufeinander abgestimmt sein, um gute Ergebnisse erzielen zu können. Besitzt man bereits eine sehr gute Grafikkarte, muss es nicht das teuerste Modell sein. Aktuelle Prozessoren im mittleren Preissegment, kombiniert mit einer guten Grafikkarte, ermöglichen bereits meist ein tolles Spielerlebnis.

Extra Power für Workstations und Server

Server und Workstations müssen fortwährend betriebsbereit sein, sie werden in der Regel nicht heruntergefahren, daher müssen die Betriebszeit und die Verfügbarkeit hoch sein. Insbesondere in Rechenzentren wird den Computern einiges mehr abverlangt als von den normalen High-End-Desktop PCs und hier kommen spezielle Prozessoren zum Einsatz. Diese hohen Leistungen sind nur durch die professionelle Verkettung von Prozessoren möglich.

Welcher Hersteller? Intel oder AMD?

Bei der Suche nach dem geeigneten Prozessor stößt man zwangsläufig auf die beiden Hersteller Intel und AMD. Diese zwei Produzenten sind heutzutage die beiden Weltmarktführer, deren Chips in nahezu allen Computersystemen zum Einsatz kommen. Das Angebot der beiden Chiphersteller scheint nahezu unendlich und ihre Prozessoren können sämtliche Anwendungsszenarien abdecken. Intel hat oftmals im High-End-Bereich die Nase vorne, während die AMD Prozessoren im unteren Preissegment eine gute Wahl darstellen können.

Intel-Prozessoren – hohe Leistung

Die Pentium und Celeron Prozessoren werden häufig in Desktop-PCs eingebaut und sind in der Regel eher im unteren Preissegment angesiedelt. Beide Modelle bieten für diesen Zweck gute Ergebnisse bei niedrigem Stromverbrauch. Die von Intel integrierte Grafikeinheit Intel HD Graphics reicht für die einfachen Standardanwendungen aus, hierzu wird keine zusätzliche Grafikkarte benötigt. Core i3, Core i5 oder Core i7 (Sockel 1151) lauten die Namen der Intel Prozessoren, die dem Computer noch etwas mehr Dampf unter der Haube verpassen. Diese sind mit zwei, vier, oder aber auch mit sechs oder acht Rechenkernen (Core i7) ausgestattet und in verschiedenen Varianten erhältlich. Diese Prozessoren können selbst höchsten Ansprüchen Stand halten. Die Intel Xeon Prozessoren definieren ihr Spezialgebiet im Bereich Workstation- und Serverlösungen.

AMD – mit RYZEN wieder on Top

Auch bei den AMD Prozessoren ist das Anwendungsspektrum breit gestreut: von Einsteiger Chipsätzen bis hin zu Hochleistungsprozessoren für Server und Workstations. Die sehr günstigen Sempron-Prozessoren erfüllen die Standard-Aufgaben (Office und Multimedia) eines Computers gut und sind dabei sehr stromsparend. Etwas potentere Modelle sind die Prozessoren aus der A4, A6 oder A8-Reihe. AMD hat sich durch seine Radeon Grafikkarten einen Namen gemacht, auch günstigere Chips werden mit diesen integrierten Grafikchips ausgestattet. Diese integrierten Grafikkarten können heutzutage durchaus auch grafisch etwas aufwendigere Aufgaben gut lösen. Spieletaugliche sind die AMD Prozessoren aus der RYZEN-Serie mit bis zu acht Rechenkernen und hohen Taktraten.

Notebook-Prozessoren – längere Laufzeiten durch Energieeffizienz

Die Auswahlkriterien von CPUs für Desktop-PCs lassen sich generell auch auf Notebooks übertragen. Je nach Verwendung und Einsatzgebiet des Laptops kommen unterschiedliche Modelle in Frage. Falls das Notebook überwiegend stationär zum Einsatz kommen sollte, kann man bei Bedarf auch auf stärkere Prozessoren setzen. Einen Aspekt sollte man hier jedoch besonders im Auge behalten: den Stromverbrauch des Prozessors. Denn der beste Prozessor bringt nicht viel, wenn er aufgrund seiner Performance den Akku des Laptops in Windeseile leer saugt. Gerade die mobilen Computer sind auf eine hohe Akkulaufzeit angewiesen und die Hardware sollte optimal aufeinander abgestimmt sein, Niedrigspannungsprozessoren (ULV) leisten hier einen Beitrag. Positiv auf die Akkulaufzeit wirken sich Prozessoren aus, die ihre Taktfrequenz je nach Beanspruchung anpassen können. Bei einfachen Schreibarbeiten muss ein Prozessor nicht seine volle Power abrufen, daher reicht hier auch eine niedrige Taktfrequenz zum Arbeiten. Werden die Anwendungen leistungshungriger passt der Prozessor seine Taktung nach oben an. In besonders schlanken Notebooks, Tablets oder Convertibles finden vermehrt Intel Atom Prozessoren Anwendung.

Wo befindet sich eigentlich die CPU?

Der Computerprozessor sitzt auf dem sogenannten Sockel, dieser befindet sich auf der Hauptplatine (auf dem Mainboard) im Inneren des Computers. Hier gibt es Unterschiede: Intel nutzt zumeist den Sockel 1151, AMD hingegen setzt auf das AM4-System. Die Sockel werden von den Herstellern jedoch von Zeit zu Zeit immer wieder erneuert.

Einbau eines Prozessors

Unerfahrene Computerbesitzer sollten sich vor dem Einbau einer CPU gut informieren, besser aber gleich einen Fachmann ranlassen. Denn beim unbedarften Schrauben am PC können schnell Komponenten beschädigt werden und Daten verloren gehen. Die Montage eines neuen Prozessors läuft in etwas wie folgt ab:

• Strom abstellen, Aufschrauben des Computergehäuses, Identifizierung der Hauptplatine und des CPU Sockels
• Umlegung des Sockel-Hebels und Öffnen der Haltevorrichtung
• Beachten der Markierungen an Sockel und Prozessor
• Vorsichtiges Einsetzen des Prozessors in den Sockel
• Sollte der Prozessor nicht einrasten, könnte er falsch ausgerichtet sein
• Schließung des Hebels
• Funktionsüberprüfung

(Dies stellt lediglich eine Information dar und dient nicht als Anleitung, keine Haftung bei Schäden).

Zusammenfassung

Der Prozessor bestimmt die Leistungsfähigkeit des Computers maßgeblich und daher ist die Wahl des passenden Prozessors essentiell für die Performance des Systems. Entscheidet man sich für einen bestimmten Prozessor oder einen neuen PC, sollt man auch im Hinterkopf behalten, dass die Chips sehr schnell veralten. Deshalb kann es sinnvoll sein etwas mehr Geld in einen zukunftssicheren Prozessor zu stecken. Hier sollte man auch auf die Art und die Erweiterbarkeit des CPU Sockels achten, um gegebenenfalls zu einem späteren Zeitpunkt nachrüsten zu können. Wer Rechenstärke um jeden Preis benötigt greift besser zu den High-End Intel Prozessoren, AMD bietet gute Chips im Low-Budget und Mittelklasse-Bereich an. Wie bei den meisten Kaufentscheidungen von Computerhardware gilt auch hier: die eigenen Ansprüche kennen und dann gezielt auf die Suche gehen.