Was bringen Mehrkernprozessoren?

[Trekie92]

Hallo Freunde der wissenschaftlichen Fiktion (und sry das ich so lange weg war :P),

wie der Titel schon sagt würde ich gerne wissen, was nun ein Mehrkernprozessor von einem Singlecore 'abhebt'.

Folgendes denkanstoßendes Problem:

Mein Mainboard ging kaputt (PCI-E Slot). Also habe ich ein neues gekauft, mit einem AM2 Sockel da mir das Kapital für einen neuen Prozessor (im selben 'Schritt') fehlte. Warum AM2?
Ich verwendete einen AMD Athlon 64 X2 6000+ (Windsor) Kern, mit einer TF von 3,0 GHz.
Das neue Mainboard hatte einen AM2-AM3 Sockel sowie 2 DDR2 und 2 DDR3 Slots(also eine Art *Übergangs-Alt-In-Neu-Dingens*).
Dann dachte ich mir, jo kaufen wir uns doch so einen richtig tollen 4GB DDR3 Riegel mit satten 1,6 GHz. (Für +/- 25€ nichts zu meckern). Jetzt hat sich der Kollege leider mit dem AM2 Core nicht sooooo vertragen, heißt DDR2 gubbel-Riegel verwendet.

Jetzt habe ich mir einen richtig tollen AMD Phenom II X4 965 mit 3,4 GHz gekauft, eingebaut, mit DDR2 gestartet, Win hat sich geupdatet, neu gestartet (mit DDR3-Riegel, da er vorher nicht funktionierte, lag wohl an entsprechendem, kernspezifischen (AM3) Update) und alles ging.

Dann las ich 800 MHz im Bios-Startscreen (also das erste, was man sieht, wenn der PC angeschaltet wird).

Genauere Recherche (und das Tool "Core Temp") sagten mir, dass ich 4 mal 800 MHz habe.

Fragen:

1. Wie eingangs gefragt, und ich so halb verstanden habe (google), was der Vorteil mehrer Kerne gegenüber einem einzelnen UND mehrer gegenüber wenigeren (bspw. 6 gegen 4) ist.

2. Ich dachte immer, das dieses 3,0 GHz bei meinem Dual bedeutet, das er insgesamt 6 GHz hätte. Ergo dachte ich auch, als ich mir den Quad holte, das er 13,6 GHz hat. Okay, offen gesagt klingt das ein wenig utopisch.
Aber nun die Frage... Bedeuten diese Angaben, das jeder Kern 3,0/2 bzw. 3,4/4 GHz hat? Und wenn ja, ob der Vorteil der 'Mehrkernigkeit' dem Takt überwiegt.

3. Wie wichtig ist der Takt eigentlich?

Vielen Dank schon einmal fürs bis hier hin lesen.

Liebe Grüße,

Euer Rob aka Trekie92

[Kelshan]

1. Wie eingangs gefragt, und ich so halb verstanden habe (google), was der Vorteil mehrer Kerne gegenüber einem einzelnen UND mehrer gegenüber wenigeren (bspw. 6 gegen 4) ist.

Nun, der Vorteil ist, dass eben mehr parallel (also gleichzeitig) berechnet werden kann. Auto-Vergleiche sind eigentlich doof, aber wenn man sechs Transporter hat, so kommen diese zwar auch nicht schneller an als vier, können dabei aber 50% mehr Ladung transportieren (halt 6 Ladeflächen statt 4).
Ähnlich an deinem PC: Ein 6-Kerner kann eine einzelne Aufgabe auch nicht schneller fertig rechnen als ein Vierkerner, aber er kann zwei zusätzliche Aufgaben gleichzeitig berechnen.
Dies kann aber grob gesagt nur ausgereizt werden wenn man
a) Wirklich 6 Programme parallel laufen lässt die je einen Kern voll auslasten
b) Programme verwendet, welche ihre Berechnungen schon intern parallelisieren, z.B. bei einem Spiel ein Hauptthread, ein Thread für die KI, ein Thread für die Physik, ...
Wobei das bei Spielen selten gut klappt, aber z.B. bei der Videokodierung skaliert das mitunter fast zu 100%, ein 6 Kerner ist (gleiche Geschwindigkeit pro Kern vorausgesetzt) dann also tatsächlich fast um 50% schneller als ein Vierkerner.
(Damit keine Missverständnisse aufkommen: Mit 50% schneller meine ich natürlich 1,5-fache Leistung gegenüber dem Vierkerner.)

2. Ich dachte immer, das dieses 3,0 GHz bei meinem Dual bedeutet, das er insgesamt 6 GHz hätte. Ergo dachte ich auch, als ich mir den Quad holte, das er 13,6 GHz hat. Okay, offen gesagt klingt das ein wenig utopisch.

Jup, siehe Transportervergleich oben.

Aber nun die Frage... Bedeuten diese Angaben, das jeder Kern 3,0/2 bzw. 3,4/4 GHz hat? Und wenn ja, ob der Vorteil der 'Mehrkernigkeit' dem Takt überwiegt.

Dein Phenom hat jetzt vier Kerne, JEDER Kern hat die vollen 3,4 GHz. Man kann also vier Aufgaben parallel mit JEWEILS 3,4GHz berechnen. Hat man eine Software die voll skaliert, wäre das im Endeffekt mit 13,6GHz auf einem Kern gleichbedeutend. Dies ist jedoch wie gesagt normalerweise nicht der Fall, bis auf ein paar ganz spezielle Anwendungsfälle.

Hierbei ein Hinweis: Dein Phenom hat NICHT nur 800Mhz! Unter Windows taktet der Prozessor automatisch herunter wenn die Leistung nicht benötigt wird, sollte aber auf die vollen 3,4GHz hochtakten, sobald er belastet wird. Im BIOS-Post sollte aber eigentlich auch schon 3,4GHz erscheinen, nicht 800Mhz. Das lässt mich vermuten, dass der Prozessor von deinem Board entweder nicht richtig erkannt wird (BIOS-Update machen?), oder im BIOS zumindest falsch konfiguriert ist (jemand machen lassen der sich auskennt, sonst grillst du die CPU im Zweifelsfall und das muss ja nicht sein).

3. Wie wichtig ist der Takt eigentlich?

Das ist in der Tat nicht ganz so einfach. Innerhalb einer Produktreihe kann man schon sagen, dass der Takt natürlich ein Maß dafür ist, wie schnell die Prozessoren im Vergleich sind. Ein Phenom II X4 mit 2,8GHz ist also langsamer als ein Phenom II X4 mit 3,6GHz. Logisch.

Schon wenn man CPUs aus unterschiedlichen Produktreihen vergleichen will, hat der Takt aber keine große Aussagekraft mehr. Ein alter Intel Pentium 4 mit 3,6GHz ist natürlich mitnichten schneller als ein brandneuer Intel i7 mit 2,0GHz, auch wenn man das anhand des Taktes vermuten würde. Ein moderner Prozessor holt schlicht viel mehr Rechenleistung aus dem gleichen (oder gar weniger) Takt heraus.

Wenn man CPUs unterschiedlicher Hersteller vergleichen will, so gilt das selbe. Eine CPU von AMD mit 3,6GHz kann also durchaus langsamer sein als eine Intel CPU mit 2,8GHz (oder umgekehrt, aber zur Zeit ist eher Ersteres der Fall).

Ich hoffe ich konnte helfen.

[Trekie92]

Hui also vielen vielen Dank für die ganzen Infos, hast mich (und hoffentlich auch andere, die über den Thread stoßen) um ein ganzes Stück schlauer gemacht.

Zu dem 800 MHz Problem... Ich habe eben nochmal via Neustart und Biosbesuch nachgeschaut, da steht taatsächlich 800MHz mit eben 4 Kernen. Das Bios müsste auf dem neuesten Stand sein, habe vor 2 Wochen mal nach nem Update gesucht und nur meine Version gefunden (1.6). Es handelt sich übrigens um ein ASRock N68C-S UCC.

[Dragon667]

Dein Mainboard ist nicht für den AMD Phenom II X4 965 geeignet.
Laut CPU-Kompatibilitätsliste kannst du maximal einen AMD Phenom II X4 960T oder einen AMD Phenom II X6 1055T einbauen.

Wenn man sich einen CPU für ein bestimmtes Mainboard kaufen möchte, dann sollte man immer erst in der CPU-Kompatibilitätsliste des Board Herstellers nachschauen ob der gewünschte CPU auch unterstützt wird.

[Trekie92]

Habe ich erschreckenderweise auch gelesen, aber die Lösung war... recht simpel. Im Bios kann man ja den Multiplier einstellen. Wenn man die manuelle Einstellung aktiviert, geht der automatisch auf x17. Die kleinste Einstellungsmöglichkeit wäre x16. Also fährt er nur bei Automatik mit 800 MHz (x4). Scheint als wäre das Problem gelöst. Danke für die Tipps.

Nur nochmal um abzuschließen... einen Mehrkerner könnte eine einzelne Anwendung nur auslasten, wenn sie sich in verschiedene Prozesse (für jeden Kern) splittet?

[Kelshan]

Nur nochmal um abzuschließen... einen Mehrkerner könnte eine einzelne Anwendung nur auslasten, wenn sie sich in verschiedene Prozesse (für jeden Kern) splittet?

Genau so ist es. Und die Arbeitslast müsste auf diese Prozesse auch noch sehr gleichmäßig verteilt sein, ansonsten ist fluchs wieder der eine oder andere Kern im Leerlauf, während die anderen noch ackern. Bisher gelingt das nur bei wenigen Spezialprogrammen, dies zu erreichen.

Was einen Mehrkerner natürlich nicht "unnütz" macht. Schon allein, da ja bei einem modernen Betriebssystem nie nur ein einzelner Prozess läuft, sondern schon mal gern an die 100 Prozesse aktiv sind, bevor man überhaupt selbst ein Programm startet. Man denke z.B. an Virenscanner, Firewalls, die grafische Oberfläche selbst, usw. usf. ...

Hat man z.B. ein Spiel, dass zwei Kerne halbwegs gut auszulasten vermag, so wäre ein Zweikerner dennoch schon wieder ein bisschen wenig, da dann kein Kern mehr übrig ist für die ganzen Hintergrundprozesse.

Und wie gesagt, wenn man mal ein h264 Video kodieren musste, oder Raytracing betreibt, lechzt man nach jedem weiteren Kern, denn dort skaliert das überaus gut.

Bei vielen Anwendungen würde ein einzelner Kern mit 13,6GHz natürlich wirklich mehr bringen. Da es aber kaum möglich ist so etwas zu produzieren und stabil zu betreiben ohne industrielles Kühlsystem (und selbst mit vermutlich schon schwierig), sind Mehrkerner wohl noch die beste Alternative für eine höhere Gesamtgeschwindigkeit.

[Trekie92]

Also ist ein guter Quadcore mit Sicherheit keine schlechte Idee gewesen? Also meiner Meinung und Erfahrung nach brauchen diverse Trends immer einige Jahre... wie damals mit den Dualcores. Einige Jahre nachdem die raus kamen waren sie verbreiteter und auch die Stofware konnte sie besser nutzen. Ich glaube das kommt auch bei den Quads.

[Kelshan]

So sehe ich das eigentlich:

- Single-Core sollte man auf jeden Fall als "out" ansehen und werden daher wohl auch nur noch im absoluten Low-Cost- und Low-Energy-Bereich angeboten

- Dual-Cores ermöglichen schon ein deutlich flüssigeres Arbeiten und sollten für den Otto-Normalverbraucher schon eine Mindestanforderung sein. Auch sind Dual-Cores in Bereichen wo es auf den Energieverbrauch ankommt (Laptops und Co) gern eingesetzt und reichen da in der Regel auch völlig hin.

- Triple- und Quad-Cores sehe ich als den etwas gehobenen Standard an. Da hat man zur Zeit auf jeden Fall genug Kerne um die Parallelität so weit sie denn zur Zeit für normale Nutzer angeboten wird auch zu nutzen, und auch ziemlich gute Leistung in Spezialprogrammen wie Videokodierung, wenn man sowas nutzt. Die gespürte Mehrleistung gegenüber einen Dual-Core ist zwar im Schnitt geringer als von Single-Core zu Dual-Core, aber das lohnt meiner Meinung nach auf jeden Fall noch.

- Alles darüber ist Luxus und lohnt sich eigentlich wirklich nur dann, wenn man den Rechner auch öfter sehr spezialisiert einsetzt.

Wenn ich mir jetzt einen neuen Rechner zusammen stellen würde, würde ich also auch erstmal im Bereich Quad-Core schauen. Insofern kurz: Ja, die Idee war sicherlich nicht schlecht.

Aber das ist natürlich nur meine subjektive Sicht der Dinge. Das mögen andere Leute anders sehen...

[Dax]

Also ist ein guter Quadcore mit Sicherheit keine schlechte Idee gewesen? Also meiner Meinung und Erfahrung nach brauchen diverse Trends immer einige Jahre... wie damals mit den Dualcores. Einige Jahre nachdem die raus kamen waren sie verbreiteter und auch die Stofware konnte sie besser nutzen. Ich glaube das kommt auch bei den Quads.

Das kommt nicht mehr, das ist schon längst da. Seit ca. zwei Jahren würde ich Dual Core nur noch bei absoluten Budgetrechnern, oder bei solchen wo es wirklich auf Strom sparen ankommt (z.B. Laptops) verbauen.