Engpässe: Alles, was Sie wissen sollten

Engpässe sind eine natürliche Folge eines unausgewogenen PC-Builds. Wenn Sie Ihre eigenen bauen oder zumindest die Teile auswählen, fühlen Sie sich vielleicht versucht, alles zu nehmen, was Sie sich leisten können. Oder einfach nur das teuerste da draußen – das ist normalerweise nicht der beste Ansatz. Das richtige Gleichgewicht zwischen den Komponenten zu finden, insbesondere CPU und GPU, ist der Schlüssel zu einem leistungsstarken PC, der mit der Weiterentwicklung von Spielen und Software Schritt hält.

Das könnte bedeuten, ein wenig zu warten, um sich ein etwas teureres Teil leisten zu können, das besser passt. Oder Sie wählen tatsächlich eine billigere Alternative aus, die in Ihrem Setup besser funktioniert. Wenn Sie die falsche Wahl treffen, haben Sie am Ende einen Engpass.

Der recht beschreibende Begriff bezieht sich darauf, wenn ein bestimmtes Element Ihrer PC-Hardware – normalerweise CPU oder GPU – nicht mit der Leistung anderer Teile mithalten kann. Ein Computer kann nur so gut sein wie sein schwächster Teil. Die Kombination einer leistungsstarken CPU mit einer schwachen GPU bedeutet also, dass sie nicht mit voller Kapazität arbeiten kann, da sie durch die GPU begrenzt wird.

Warum ist das ein Problem?

Wenn Sie Geld in einen PC stecken, bedeutet ein Teil, der den Rest des Systems verlangsamt, im Wesentlichen, dass Sie das Geld verschwenden, das Sie in die Teile investiert haben, die verlangsamt werden. In einigen Fällen kann dies auch zu erhöhtem Verschleiß des Engpassteils führen, da es zu einer Überhitzung führen kann, wenn es gezwungen ist, die ganze Zeit mit voller Kapazität zu laufen. Je nach Teil kann ein Engpass Sie sogar daran hindern, bestimmte Spiele zu spielen oder bestimmte Programme auszuführen – oder sie nur träge und langsam machen. In jedem Fall ist es am besten, sie zu vermeiden oder sie so schnell wie möglich zu beheben.

Was sind häufige Engpässe?

Die beiden häufigsten Engpässe sind CPU und GPU. Beides sind relativ teure Teile, deren Aufrüstung besonders teuer sein kann – und daher werden sie oft einzeln ersetzt, wodurch verhindert wird, dass das verbesserte Teil sein Potenzial ausschöpft. Technisch gesehen kann jedes Teil ein Engpass sein, zumindest bei einigen Aufgaben – hier sind einige der häufigsten.

Zentralprozessor

Die CPU ist das Herz des Computers. Es steuert im Grunde alles, was passiert, und führt den Großteil der Verarbeitung des Computers durch. Es gibt zwei Faktoren bei der CPU-Leistung, der Kernanzahl und der Verarbeitungsleistung. Beide können Engpässe verursachen, jedoch in leicht unterschiedlichen Szenarien.

Anzahl der CPU-Kerne

Die Anzahl der CPU-Kerne ist die Anzahl der Verarbeitungskerne, die eine CPU hat, und jeder dieser Kerne kann gleichzeitig einen separaten Prozess ausführen. Dies hat allgemeine Leistungsvorteile, aber einige Programme profitieren mehr als andere. Einige Programme verfügen über eine Logik, die sauber in mehrere Prozesse unterteilt werden kann. Jeder Prozess kann dann gleichzeitig auf einem separaten CPU-Kern ausgeführt werden. Dies kann eine bis zu zweifache Leistungssteigerung bei Ausführung auf einem einzelnen CPU-Kern bewirken.

Viele Software, insbesondere ältere Software, kann jeweils nur auf einem Prozess auf einem Kern ausgeführt werden. Aber auch in diesem Fall kann es zu einer Leistungssteigerung kommen, da je nach Anzahl der Kerne zwei oder mehr dieser Programme gleichzeitig ausgeführt werden können.

Zu wenige CPU-Kerne können die Leistung von Software, die mehrere Kerne nutzen kann, und sogar Engpassprogramme, die dies nicht können, dramatisch beeinträchtigen, da die CPU nicht einen ganzen Kern nur diesem einen Prioritätsprozess widmen kann, da sie immer noch zahlreich ausgeführt werden muss Hintergrundaufgaben.

CPU-Rechenleistung

Die Verarbeitungsleistung wird normalerweise mit der Taktrate durch andere Faktoren wie den IPC gemessen. Eine Taktrate ist einfach, wie viele Prozessorzyklen die CPU pro Sekunde absolvieren kann. Sie wird typischerweise in GHz (ausgesprochen Gigahertz) gemessen, mit typischen Werten zwischen 2 und 5 GHz oder zwischen zwei und fünf Milliarden Zyklen pro Sekunde.

IPC oder Anweisungen pro Zyklus gibt an, wie viele Anweisungen eine CPU pro Zyklus ausführen kann. Normalerweise wird diese Zahl nicht beworben, aber jede CPU-Generation verbessert sich gegenüber der vorherigen. Eine CPU der 3. Generation, die mit 3 GHz läuft, ist weniger leistungsfähig als eine CPU der 5. Generation, die mit 3 GHz läuft, wobei beide mit der gleichen Taktfrequenz laufen.

Rohe Rechenleistung kann manchmal ein Engpass sein, da einzelne Prozesse möglicherweise nicht schnell genug abgeschlossen werden und andere Teile warten müssen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die CPU nicht ausreichend gekühlt wird. In diesem Fall verlangsamt es sich automatisch, um die von ihm erzeugte Wärme zu reduzieren, wodurch Schäden an Ihrer Hardware verhindert und alle ausgeführten Aufgaben verlangsamt werden, wodurch die Wahrscheinlichkeit erhöht wird, dass Ihre CPU etwas anderes blockiert.

Grafikkarte

Die GPU ist für die Verarbeitung von Grafik-Workloads ausgelegt, kann aber auch für viele andere Aufgaben verwendet werden. Es ist im Allgemeinen der Engpass in jedem Spielsystem, selbst wenn Sie die teuerste Flaggschiff-GPU haben. Das Ausführen grafisch anspruchsvoller Spiele mit hohen Grafikeinstellungen und hohen Auflösungen verlagert den Großteil der Arbeitslast auf die GPU. Andere stark parallelisierbare Workloads wie GPU-Rendering, KI-Training und viele wissenschaftliche Simulationen werden ebenfalls durch die GPU blockiert.

GPUs sind im Allgemeinen durch Leistung oder Wärme begrenzt. Wie bei CPUs ist die Kühlung wichtig, also stellen Sie sicher, dass Sie auch einen guten Luftstrom haben, um Ihre GPU kühl zu halten, damit sie schnell laufen kann.

RAM

RAM ist der Ort, an dem Ihr Computer Daten speichert, die er für die aktuell laufende Verarbeitung benötigt. Es kann diese Daten viel schneller an die CPU liefern als selbst die schnellste SSD. Während die RAM-Geschwindigkeit für einige ein Engpass sein kann, ist das wahrscheinlichere RAM-Problem die Kapazität. Einige Programme verwenden gerne viel RAM. Google Chrome ist ein berüchtigtes Beispiel, obwohl es viele andere gibt. Um große Dateien wie Fotos oder Videos zu bearbeiten, müssen sie in den Arbeitsspeicher geladen werden. Wenn Sie nicht genug RAM haben, um die gesamte Datei zu laden, müssen Sie warten, bis die Daten von der langsameren Festplatte geladen sind, auf der sie gespeichert sind. Im schlimmsten Fall kann der Arbeitsspeichermangel zum Absturz eines Programms oder sogar Ihres gesamten Computers führen. 8 GB RAM sind im Allgemeinen ausreichend, aber es gibt Workloads, bei denen Sie viel mehr benötigen können.

SSD/Festplatte

Auf dem Solid-State-Laufwerk oder älteren Festplattenlaufwerk werden Daten auf Ihrem Computer gespeichert. HDDs sind billig und in riesigen Kapazitäten erhältlich. Sie sind jedoch sowohl beim Lesen als auch beim Schreiben von Daten sehr langsam. SSDs sind teurer, obwohl der Preisunterschied nicht mehr so ​​​​groß ist wie früher, insbesondere bei kleineren Laufwerken. SSDs sind mittlerweile auch in recht großen Kapazitäten erhältlich. Der Hauptvorteil einer SSD besteht jedoch darin, dass sie beim Lesen und Schreiben von Daten viel schneller sein kann.

Wenn Sie der Meinung sind, dass die Speicherkapazität ein Engpassproblem sein wird, sollten Sie wahrscheinlich Festplatten verwenden. Wenn Sie Daten jedoch schneller lesen oder schreiben müssen, benötigen Sie eine SSD. Eine Kombination aus beidem kann gut funktionieren, sodass Sie selten benötigte Daten auf einer billigen Festplatte und Dateien, die Sie häufiger benötigen, auf einer schnellen SSD speichern können.

Zumindest beim Gaming sorgt eine langsame Festplatte oft für Dinge wie langsame Ladezeiten. Es kann auch dazu führen, dass Ihr Computer beim Hochfahren langsam ist. Dies wirkt sich nicht wirklich auf Ihre Leistung im Spiel aus, da die Festplatte dann nicht so stark beansprucht wird und kein Flaschenhals ist. Beim Lesen vieler Daten von einer langsamen Festplatte kann es jedoch zu einem Engpass kommen.

Anzeige

Das Display ist selten ein Engpass, aber das heißt nicht, dass es nicht sein kann. Wenn Sie viele Daten auf einmal visualisieren möchten, werden Sie durch die Auflösung des Bildschirms eingeschränkt. Auf Bildschirmen mit höherer Auflösung können Sie detailliertere Bilder oder Grafiken anzeigen. Es kann sogar hilfreich sein, einen zweiten Bildschirm zu bekommen.

Speziell beim Spielen kann nicht nur die Auflösung, sondern auch die Bildwiederholfrequenz des Bildschirms ein Engpass sein. Standardmonitore zeigen 60 Bilder pro Sekunde an. Wenn Sie jedoch im Vergleich zu den grafischen Anforderungen des Spiels, das Sie spielen, eine ausreichend leistungsstarke Grafikkarte haben, können Sie möglicherweise mehr Frames als das erzeugen, möglicherweise wesentlich mehr. All diese Daten und Rechenleistung werden verschwendet, wenn Ihr Monitor nicht so viele Bilder pro Sekunde anzeigen kann. Andererseits mögen einige Leute mit 60 Bildern pro Sekunde zufrieden sein und möchten stattdessen einen Monitor mit höherer Auflösung bekommen.

Hauptplatine

Das Motherboard ist im Grunde das Rückgrat Ihres Computers. Alles hängt an ihm und kommuniziert durch ihn. Budget-Motherboards reduzieren Funktionen, um die Kosten zu senken. Diese sind offensichtlich und können in einigen Fällen leicht umgangen werden, z. B. ein Mangel an integriertem Wi-Fi. Leider erhalten Sie auch oft nicht die neuesten Feature-Sets. Dies kann beispielsweise Ihre teure PCIe5-SSD dazu zwingen, mit PCIe3-Geschwindigkeiten zu arbeiten. In diesem Fall wird die potenzielle SSD-Leistung um drei Viertel reduziert. Sie müssen sicherstellen, dass Ihr Motherboard mit allen Ihren Teilen kompatibel ist. Sie sollten jedoch auch nicht zu viel für ein Motherboard ausgeben, das über Funktionen verfügt, die Sie nicht möchten oder benötigen, da Sie dieses Geld möglicherweise anderswo besser ausgeben können.

Bei Motherboards ist der Flaschenhals nicht die direkte Leistung des Motherboards. Aber mehr, wenn es eine optimale Leistung der restlichen Komponenten ermöglichen kann.

Stromversorgung

Computer brauchen Strom, und all das kommt über das Netzteil. Es ist wichtig zu bestimmen, wie viel Strom Ihr Computer unter Last verbraucht. Stellen Sie dann sicher, dass Ihr Netzteil mehr als das liefern kann, idealerweise um 20-30 %. Es gibt Online-Rechner, in denen Sie Ihre Komponenten eingeben und die Gesamtleistungsaufnahme schätzen können. Darauf folgen Empfehlungen für die Leistungskapazitäten von Netzteilen.

Realistischerweise werden die meisten Standardcomputer mit einem 650-W-Netzteil auskommen. Gaming-Computer haben oft Hochleistungs-GPUs unter hoher Last in Kombination mit einer mittleren bis hohen CPU und können mehr als 850 W benötigen. Sie können sogar noch mehr benötigen, wenn Sie besonders hochwertige Ausrüstung verwenden und diese übertakten. Im Allgemeinen sollten Sie jedoch kein 1600-W-Netzteil benötigen. Das ist einfach übertrieben, und das Geld kann woanders besser ausgegeben werden.

Realistischerweise beeinträchtigt ein Netzteil die Leistung nicht, es sei denn, es kann nicht genug Strom liefern, in diesem Fall wird Ihr Computer wahrscheinlich abstürzen. Auch hier sollten Sie 20-30 % mehr als nötig anstreben, und es sollte Ihnen gut gehen.

Wie können Sie es beheben/vermeiden?

Per Definition ist es erwähnenswert, dass Sie einen Engpass haben, wenn ein Teil mit 100 % läuft, da dieser Teil dann andere Teile zurückhält. Dies ist im Allgemeinen schlecht, aber möglicherweise nicht vermeidbar, insbesondere wenn Sie bereits die leistungsstärkste Version des relevanten Teils haben. Beispielsweise erfordern Videospiele eine enorme GPU-Rechenleistung und vergleichsweise wenig CPU-Rechenleistung. Eine Flaggschiff-GPU läuft zu 100 % in den meisten Computern mit sogar modernen Komponenten der Mittelklasse. Dies ist einfach eine Einschränkung dessen, was derzeit mit Grafikhardware und dem Ungleichgewicht der Verarbeitungsanforderungen in Spielen möglich ist.

Das Wichtigste ist, zu verstehen, dass es immer einen Engpass geben wird, wenn Sie Ihren Computer so stark wie möglich belasten. Was Sie tun möchten, ist, Ihre Ausgaben für Ihre Teile so gut wie möglich auszugleichen, um sie an Ihre erwartete Arbeitsbelastung anzupassen. Wenn Sie viele Spiele spielen möchten, lohnt es sich, mehr für eine bessere GPU auszugeben, da dies mit ziemlicher Sicherheit Ihr Engpass sein wird. Sie müssen jedoch sicherstellen, dass Sie nicht zu wenig für andere Teile ausgeben, damit sie Ihre GPU nicht überlasten. Wenn Sie beispielsweise viele hochauflösende Videos transkodieren oder bearbeiten möchten, benötigen Sie eine Hochleistungs-CPU und -SSD, da diese die am stärksten belasteten Teile sind.

Fazit

Der limitierende Faktor Ihres Computers sollte immer der Teil sein, der durch Ihre zu erwartende Arbeitslast am meisten beansprucht wird. Die anderen Teile sollten mehr als genug sein, um es zu unterstützen, aber nicht übermäßig. Wenn Sie zu viel Geld für ein Teil ausgeben, das die Leistung nicht beeinträchtigt, können Sie sich möglicherweise kein besseres Teil leisten, das die Leistung tatsächlich verbessert. Vergessen Sie nicht, Ihre Kommentare unten zu teilen.