Pc-Technik: Was ist effektiver ein Rechner mit 8 Kernen und 3 Ghz oder ein Rechner mit 20 Kernen und 2 Ghz?
Hallo,
was die Kerne und die Ghz-Zahl eines Rechners aussagt ist mir irgendie ein Rätsel. Wenn wir nun eine Rechner hätten der nur einen Kern hätte bsp. einen "Pentium 4" 3 Ghz so schaltet dieser 3.000.000.000x in der Sekunde !?!
Frage: 01
Schaltet ein Prozessor mit vier Kernen und 3 Ghz 3.000.000.000x in der Sekunde?
Frage: 02
Wie verhält es sich mit der Anzahl der Kerne und der Ghz-Zahl bei folgendem Fall;
Rechner 1--> 8 Kerne, 3 Ghz Leistung
Rechner 2 --> 20 Kerne 2 Ghz Leistung
Grafikkarte wäre in beiden Fällen gleich, Ram würde proportional zur Gesamt-Ghz-Zahl ansteigen bei Rechner-2. Wenn also Rechner-1 12 GB hat, so würde Rechner-2 160 GB Ram haben.
Wäre Rechner-2 wirklich schneller auch bei Anwendungen die eigentlich 3 Ghz pro Kern benötigen würden jedoch nicht so viele Kerne?
Beispielsweise Spiel mit einer Anforderung 8-Kernprozessor mit je 3 Ghz?
Frage 3 --> Können normale Betriebssysteme auf solchen "Ultra-Mehrkern-Prozessoren" laufen (Bsp. Win 10, Win 11, Win 12) oder muss da spezielle Software drauf laufen?
4 Antworten
Frage: 01
Schaltet ein Prozessor mit vier Kernen und 3 Ghz 3.000.000.000x in der Sekunde?
Vereinfacht gesagt, ja.
Aber das sagt noch nichts darüber aus, wie viele Berechnungen er dabei ausführt. Denn je nach Prozessorarchitektur kann ein Prozessor unterschiedlich viele Aktionen/Berechnungen pro Schaltvorgang bzw. Zyklus durchführen. Hier kommt der Begriff Instructions Per Cycle, kurz IPC, der eben dieses Verhältnis beschreibt.
Deshalb kann man alleine von der Taktung in GHz nicht auf die Rechenleistung schließen. Nur bei Prozessoren mit identischer Architektur kann man hier einen groben Vergleich ziehen.
Bei Mehrkern-Prozessoren kommt ein weiterer Faktor ins Spiel: Die Software.
Da kann man ein Beispiel bringen:
Stell dir mal vor, du willst einen Kuchen backen. Etwas einfaches, wie einen Marmorkuchen. Sagen wir, du brauchst ohne Backen dafür etwa 20 Minuten.
Würde das heißen, dass wenn wir jetzt 20 Leute in deine Küche stellen, der Kuchen in einer Minute fertig ist? Wohl kaum. Man muss die Schritte beim Backen in der richtigen Reihenfolge durchführen, und man kann nicht einfach alles gleichzeitig machen.
Beim Programmen ist es oft nicht anders. Standardmäßig läuft ein Programm Schritt für Schritt, in dem Fall bringen mehrere Kerne gar nichts, da es nur auf einem Kern laufen wird. Der Programmierer muss einerseits Dinge finden, die gleichzeitig ablaufen können und nicht voneinander abhängig sind, und die Programmierung dahingehend anpassen. Nicht jedes Programm bietet die gleichen Möglichkeiten zur Parallelisierung.
Bei Spielen beispielsweise ist hier das Potenzial sehr gering, da man wenig vorausplanen kann - schließlich muss man immer darauf reagieren, was der Spieler macht.
Anders sieht es beispielsweise beim Video-Rendering aus. Ein Video besteht aus vielen aneinandergereihten Frames, und man weiß schon zu Beginn, wie viele Frames benötigt werden und was sie zeigen sollen. Entsprechend kann man die Frames einfach auf die Kerne der CPU verteilen, und es werden mehrere Frames parallel berechnet.
Frage 3 --> Können normale Betriebssysteme auf solchen "Ultra-Mehrkern-Prozessoren" laufen (Bsp. Win 10, Win 11, Win 12) oder muss da spezielle Software drauf laufen?
Aktuelle Betriebssysteme kommen auch mit Prozessoren mit 64 Kernen und mehr klar.
Ganz genau.
Von Formulierungen wie:
mit 3 ghz benötigt
musst du aber wegkommen. Es ist völlig egal mit welchem Takt die CPU läuft. Sie muss nur die benötigte Rechenleistung bringen. Das kann auch eine CPU mit niedrigerem Takt und höherer IPC erreichen. Wenn eine CPU 3 GHz und eine enorm schlechte IPC hat, kann sie auch trotzdem zu langsam sein.
Und ja, Server sind eben auch nicht für Spiele ausgelegt. Spiele brauchen meist wenige, aber schneller Kerne, um eben schnell aufs Spielgeschehen reagieren zu können.
Server sind dagegen eher darauf ausgelegt, parallel Dinge zu tun.
Entsprechend haben Gaming-PCs eben eher CPUs mit wenigen, aber hoch getakteten Kernen, und Server CPUs mit vielen, aber sparsameren Kernen.
Denn wenn man eben so eine CPU mit z.B. 64 Kernen hat, dann kann nicht einfach jeder Kern so viel Strom ziehen, wie er möchte, denn dann würde so eine CPU zu viel Strom verbrauchen und man könnte sie kaum kühlen.
Es gibt CPUs, die viele Kerne haben, und trotzdem für Spiele ausgelegt sind. Das sind aber auch keine richtigen Server-CPUs, sondern eher hochgezüchtete Gaming-CPUs, die auch z.B. für Videoschnitt o.ä. geeignet sind.
Frage: 01 Schaltet ein Prozessor mit vier Kernen und 3 Ghz 3.000.000.000x in der Sekunde?
Pro Kern, ja
Frage: 02 Wie verhält es sich mit der Anzahl der Kerne und der Ghz-Zahl bei folgendem Fall;
Rechner 1--> 8 Kerne, 3 Ghz Leistung
Rechner 2 --> 20 Kerne 2 Ghz Leistung
Gänzlich abhängig von der Software. Angenommen die selbe Architektur kommt für beide CPUs zum Einsatz und auch der Rest ist gleich, dann würde Software die perfekt skaliert auf dem 8-Kerner schneller laufen, wenn diese nur mit maximal 12 Kernen etwas anfangen kann und auf dem 20-Kerner schneller, wenn Sie mit mehr als 12 Kernen was anfangen kann
Frage 3 --> Können normale Betriebssysteme auf solchen "Ultra-Mehrkern-Prozessoren" laufen (Bsp. Win 10, Win 11, Win 12) oder muss da spezielle Software drauf laufen?
Ja, geht problemlos
Angenommen die selbe Architektur kommt für beide CPUs zum Einsatz und auch der Rest ist gleich, dann würde Software die perfekt skaliert auf dem 8-Kerner schneller laufen, wenn diese nur mit maximal 12 Kernen etwas anfangen kann und auf dem 20-Kerner schneller, wenn Sie mit mehr als 12 Kernen was anfangen kann
Woran erkenne ich welche Software mit wievielen Kernen umgehen kann?
Ein Rechner mit 8 Kernen und 3 GHz hat insgesamt 24 GHz an Rechenleistung (8 Kerne * 3 GHz).
Ein Rechner mit 20 Kernen und 2 GHz hat insgesamt 40 GHz an Rechenleistung (20 Kerne * 2 GHz).
Aufgrund der höheren Gesamtfrequenz könnte man vermuten, dass der Rechner mit 20 Kernen und 2 GHz effektiver ist. Allerdings könnte ein Programm, das nicht stark parallelisiert ist und nicht von vielen Kernen profitiert, möglicherweise besser auf dem Rechner mit 8 Kernen und höherer Taktfrequenz laufen.
Es kommt also wirklich darauf an, welche Art von Aufgaben der Computer ausführt und wie gut die Software mit mehreren Kernen umgehen kann. In einigen Fällen kann ein Rechner mit weniger Kernen und höherer Taktfrequenz besser geeignet sein, während in anderen Fällen ein Rechner mit mehr Kernen und niedrigerer Taktfrequenz vorteilhafter sein könnte.
Die Rechnung stimmt nicht weil man die CPU Leistung nicht in GHz angeben kann.
Also ein 20 Kerner mit 2 GHz hat nicht die selbe Performance wie ein 40GHz Einkerner.
Das kommt ganz auf das Programm an. Je mehr Kerne desto mehr kann die CPU gleichzeitig machen, je mehr GHz desto schneller ist ein Kern.
Bei Anwendungen die viel Singlecoreperformance benötigen kann im Extremfall ein 3GHz Einkerner einem 2GHz 20 Kerner überlegen sein.
Bei einem Hochparallelisierbaren Programm ist ein 2 Kerner theoretisch doppelt so schnell wie der Einkerner.
Beides sind aber Extrembeispiele die in der Praxis kaum auftreten und es hängt eben stark davon ab wann das Programm was macht.
IdR sind für Spiele 8 Kerne mit 3GHz besser. Für Serveranwendungen sind aber 20 Kerne mit 2GHz besser.
Es kann also sein dass ein serverbaord mit 2 Steckplätzen für zwei cpus mit 10 kernen die mit 2,6 Ghz takten nicht unbedingt ein Spiel auf hochtouren bringen können das einen vier-kern-cpu mit 3 ghz benötigt?