PC Ratgeber: Was muss ich beim Kauf und Zusammenbau beachten?

Der Prozessor

In einem Computer existieren zahlreiche Prozessoren. Gemeinhin meint man mit der Bezeichnung den Hauptprozessor, im Englischen Central Processing Unit bzw. CPU genannt. Zu seinen Aufgaben gehören das Rechnen und das Steuern.

Bei der Auswahl einer geeigneten CPU können einige Fehler gemacht werden. Wie viel Gigahertz er besitzen soll, wie wichtig mehrere Kerne sind und deren Unterscheidung von virtuellen Kernen, sind nur einige Aspekte, die bedacht werden müssen. Ist der Prozessor zu schwach, leidet darunter das ganze System. Der Einbau selbst ist etwas anspruchsvoller, ein Fehler kann die Hardware zerstören.

Funktionsweise

Ein Prozessor kann bis zu mehrere Millionen von Transistoren besitzen. Einfach erklärt handelt es sich bei Transistoren um elektrische Schalter. Damit ist es möglich, im Binärsystem – welches nur die Werte 0 und 1 kennt – zu rechnen. Und die Transistoren kennen ebenfalls nur diese zwei Werte.

Die zweite Aufgabe ist das Abarbeiten von Befehlen. Damit ist die CPU stetig beschäftigt, denn es handelt sich um eine Vielzahl winzigster Aufgaben. Sich nur eine einzelnen Arbeitsschritt anzusehen, würde für den Benutzer daher keinen Sinn ergeben.

Hinzu kommen sogenannte Interrupts. Es handelt sich hierbei um unvorhergesehene Ereignisse, welche an den Prozessor gesandt werden. Dieser unterbricht daraufhin seine Aufgabe um sich dem anzunehmen. Damit er sich anschließend wieder seiner früheren Tätigkeit widmen kann, hat er dessen Werte in einen Stack geschrieben. Bei diesen handelt es sich um Speichereinheiten, welche nach dem Prinzip „Last In First Out“ arbeiten. Das heißt, Daten welche als letztes hinzugefügt werden, werden als erstes wieder entnommen. Man kann es sich wie ineinander geschachtelte Kartons vorstellen, bei der der zuletzt eingefügte Karton als erster wieder herausgenommen werden muss.
Das Rendern von Videos oder die Bildbearbeitung profitieren von einem leistungsstarken Prozessor. Es wirkt zwar so, als wären das Anwendungsbereiche für die Grafikkarte, dem ist aber nicht so. Sie spielt sie in diesen Situationen nur eine untergeordnete Rolle.Die Taktfrequenz bezeichnet den regelmäßigen Rhythmus der Einheit. Mit jedem Takt werden eine bestimmte Anzahl an Vorgänge ausgeführt. Die Vermutung, dass die Rechengeschwindigkeit von der Taktfrequenz abhängig ist, stimmt nur zum Teil. Sie ist schon relevant, nur gibt es viele weitere Faktoren, welche das Tempo beeinflussen, wie zum Beispiel das ausgeführte Programm selbst. Die äußerst komplexe Berechnung der Geschwindigkeit erledigen die Benchmarktests.
Angegeben wird der Takt in Hertz. Mittlerweile sind wir im Giga-Hertz (GHz) Bereich. Ein 1 Ghz kann 1 Milliarde Rechenoperation pro Takt ausführen.

Die Wärmeentwicklung der CPU ist demnach entsprechend hoch. Aus diesem Grund besitzt er sein eigenes Kühlsystem in Form eines Ventilatoren. Zwischen Kühler und Prozessor befindet sich eine Wärmeleitpaste.

Mehrkernprozessor

In der heutigen Zeit verzichtet man auf den Einbau stärkerer Prozessors. Stattdessen nutzt man einen, welcher dafür mehrere Kerne besitzt. Diese können tatsächlich existieren oder virtuell sein. Doch welchen Vorteil bringt diese Variante und gibt es vielleicht Bereiche, in denen man lieber nur einen Kern doch dafür mehrere Prozessoren nutzt?

Um die Frage zu beantworten, sollte man zuvor wissen, weshalb die Entwicklung überhaupt in diese Richtung ging. In der Anfangszeit wurde ein Kern verwendet, dessen Takt immer weiter erhöht wurde. Leider erhöhte sich damit stetig die Wärmeentwicklung, sodass herkömmliche Kühlmaßnahmen wirkungslos blieben. Um dieses Problem zu lösen, steigerte man statt des Taktes die Anzahl der Kerne. Zwei konnten dadurch eine einzige Aufgabe schneller lösen, als ein einzelner Kern es vermag.

Problematisch für den Nutzer ist, dass ihm das eventuell nicht viel bringt. Damit mehrere Kerne genutzt werden können, muss die Software dazu in der Lage sein, mehrere gleichzeitig zu verwenden. Ist diese nicht dazu fähig, nutzt sie weiterhin nur einen Kern und ignoriert die anderen. Im Taskmanager von Windows unter dem Reiter Leistung (bei Windows 10 muss man anschließend den Ressourcenmanager öffnen), kann man prüfen, welche Programme in der Lage sind, mehrere Kerne zu verwenden. Dazu sollten alle Grafen über 50% Auslastung besitzen, ist sie darunter, ist die Software nicht Mehrkern-CPUs optimiert. Denn diese Optimierung ist aufwändige und zeitintensive Programmierarbeit.

Wer mehr Leistung im Spiel haben will, muss somit evt. manuell nachhelfen. Zwar kann das Betriebssystem selbst Anwendungen seinen Kernen zuordnen, das macht es nur nicht immer richtig. Hat man vier Kerne, sollten die gängige Hintergrundsoftware lediglich auf zwei beschränkt werden, sodass Auslastung deutlich erhöht wird. Die beiden übrigen Kerne hat man dann für andere Anwendungen übrig. Bei Programmen, welche nur einen statt mehrerer Kerne nutzen, wird man so die Leistung steigern. Denn dann können sie den einen Kern welchen sie verwenden vollkommen alleine ausnutzen.

Mehrere Kerne bieten daher nur selten einen direkten Vorteil gegenüber einem einzelnen Kern. Ihr Nachteil ist, dass man die Software explizit für die Anwendung mehrere Kerne anpassen muss. Diese Entwicklung wurde nur daher vorangetrieben, weil Intel und AMD nicht in der Lage waren, das Wärmeproblem zu lösen.

Unter dem Stichwort Hyper-Threading kam es durch Intel zu virtuellen Kernen. Zu jedem echten Kern kommt ein zweiter – ein virtueller. Während Multihreading dazu führen soll, dass ein Prozessor selbst mehrere Aufgaben parallel wahrnehmen kann, führt Hyper-Threading dazu, dass ein einzelner Kern mehr als eine Aufgabe gleichzeitig ausüben kann.

Und auch für diese Technologie gilt, dass die Software dafür angepasst sein muss. Windows XP war zum Beispiel nicht in der Lage, zwischen echten und virtuellen Kernen zu unterscheiden. So konnte es vorkommen, dass das Betriebssystem die Aufgaben zu sehr auf die virtuellen Kerne ausgelagert hat, womit alles insgesamt langsamer berechnet wurde. Mit Windows 7 ist dies kein Problem mehr. Für Spiele selbst bringt diese Technik nur bedingt etwas.
Um zusätzliche Prozessoren einzubauen verlangt es einerseits ein Mainboard, welches die Plätze besitzt, mehr als eine CPU einzubauen. Vorteile bringt dies keine. Zwei Prozessoren mit einem Kern entspricht für das System einen Prozessor mit zwei Kernen.

Der richtige Einbau

Beim Einbau – idealerweise schon beim Kauf – sollte man darauf achten, dass der Prozessorsockel mit dem Mainboard kompatibel ist. Den Sockel an der Hauptplatine zu finden, gestaltet sich relativ einfach. Denn es befinden sich an der Stelle Hebel, welche vor dem Einbau geöffnet wird.

Sowohl am Sockel, als auch am Prozessor selbst befindet sich in eine der Ecken eine Markierung. Die Einheit wird mit den Pins nach unten so eingelegt werden, dass die Markierungen übereinander sind. Auf gar keinen Fall darf Druck ausgeübt werden! Dies würde nur die Pins verbiegen und den Prozessor ruinieren. Ist dies geschafft, kann der Hebel wieder geschlossen werden.

Nun sollte noch eine Wärmeleitpaste aufgetragen werden. Der Grund ist die Unebenheit der Oberfläche der CPU. Die Paste soll diese ausfüllen und so eine gleichmäßige Kühlung ermöglichen. In aller Regel genügt dafür ein Tropfen in der Größe eines Stecknadelkopfes, welcher gleichmäßig verteilt wird. Wer das mit dem Finger macht, sollte diesen vorher in Klarsichtfolie wickeln um die Paste nicht unnötig zu verunreinigen.

Ausschließlich der Prozessor wird mit der Wärmeleitpaste bearbeitet und nicht der umliegende Bereich. Zu viel von ihr kann mit einem TFT- oder Druckerreiniger entfernt werden. Nagellackentferner, Nitro-Verdünnung und Aceton sind ebenfalls möglich. Sie sind aggressiver, sodass die Gefahr einer Beschädigung besteht.