So verstehen Sie die Taktrate und ihre Bedeutung

Wenn man sich über CPU-Geschwindigkeiten und ihre Messung informiert, kann es manchmal etwas verwirrend sein. Die Vorstellung, dass die tatsächliche Taktrate nur vom Prozessor selbst abhängt, stimmt nicht ganz. Man könnte meinen, der Oszillator oder Taktgenerator befände sich direkt in der CPU, aber nein – er befindet sich tatsächlich im Chipsatz des Motherboards. Normalerweise liegt der Basistakt bei 100 MHz. Die CPU wendet dann einen Multiplikator darauf an, um ihre Gesamttaktrate zu ermitteln. Etwas seltsam, aber so funktioniert es nun einmal im Hintergrund.

Was ist der Kernoszillator? Es handelt sich um einen Quarzkristall, der bei Stromversorgung mit einer bestimmten Frequenz schwingt. Der Multiplikator sorgt dafür, dass Ihre CPU mit beispielsweise 3, 6 GHz oder 4, 8 GHz läuft, indem er dieses Basissignal skaliert. Overclocker spielen gerne mit diesen Multiplikatoren, um mehr Leistung zu erzielen – aber Vorsicht: Unvorsichtiges Vorgehen kann zu Stabilitätsproblemen oder sogar zu Schäden führen. Einige BIOS-Einstellungen von Motherboards ermöglichen die manuelle Anpassung dieser Multiplikatoren (wie „Ratio“ oder „CPU-Multiplikator“), während andere diese sperren, insbesondere bei vorgefertigten Systemen.

Eine weitere oft übersehene Funktion ist die Option eines zweiten Basistakts auf manchen Mainboards, der mit 125 MHz statt 100 MHz laufen kann. Das mag verlockend klingen, um die Gesamtgeschwindigkeit des Systems zu steigern, aber Vorsicht ist geboten – die meisten Komponenten und der RAM sind auf 100 MHz ausgelegt. Eine Erhöhung kann zu Stabilitätsproblemen führen, und nicht alle Komponenten sind mit der Änderung zufrieden. Wenn Sie sich also nicht ganz sicher sind, was Sie tun, bleiben Sie besser bei den Standardeinstellungen. Natürlich kann Übertakten auch zum Erlöschen der Garantie führen, also bedenken Sie das.

Apropos Geschwindigkeitsbegrenzung: Elektronen in Schaltkreisen sind zwar schnell, aber die Physik steht ihnen dennoch im Weg. Bei 5 GHz erfolgt der Takt alle 0, 2 Nanosekunden, was *super* schnell ist. Licht, die ultimative Geschwindigkeitsbegrenzung, legt in dieser Zeit jedoch nur etwa 6 Zentimeter zurück. Aus diesem Grund benötigen CPUs mehrere Taktgeber, die über verschiedene Teile hinweg „synchronisiert“ sind, um sicherzustellen, dass alles synchron läuft. Andernfalls kommt es zu allen möglichen Timing-Problemen. Die meisten modernen Chips sind für diese Art von Problemen ausgelegt, aber es ist ein heikles Unterfangen, und Übertakter treiben die Leistung oft etwas zu weit und riskieren damit Stabilität oder sogar Hardwareausfälle.

Und dann gibt es noch das Binning – im Grunde werden CPUs danach sortiert, wie gut sie bei bestimmten Geschwindigkeiten funktionieren. Wenn eine CPU hergestellt wird, wird sie getestet. Die besten Chips landen in höheren Klassen („Bins“) – sie erreichen diese hohen Taktraten zuverlässig. Weniger perfekte Chips landen in niedrigeren Klassen. Manchmal können sogar innerhalb derselben Klasse CPUs aufgrund von Fertigungstoleranzen etwas besser oder schlechter abschneiden. Daher lässt sich eine günstigere CPU in manchen Fällen tatsächlich besser übertakten als eine gesperrte, aber erwarten Sie keine Wunder. Dieser Prozess erklärt, warum zwei CPUs desselben Modells unterschiedlichen Übertaktungsspielraum haben können.

Fertigungsfehler sind eine ganz andere Geschichte. Manchmal führen kleinere Fehler dazu, dass ein Kern deaktiviert wird oder bestimmte Funktionen abgeschaltet werden, um die CPU stabil zu halten. Hersteller verkaufen sogar Chips mit der Bezeichnung „Quad-Core“, obwohl sie tatsächlich sechs Kerne haben, von denen jedoch einige aufgrund kleiner Störungen deaktiviert sind. Aus diesem Grund gibt es CPUs mit etwas niedrigeren Spezifikationen – aber auch hier ist dies oft eine kostengünstige Möglichkeit, Defekte zu beheben, ohne Chips zu verschwenden.

CPU-Geschwindigkeit und Übertaktung verstehen

Wenn Ihr System die angegebenen Taktraten nicht erreicht, überprüfen Sie Ihre BIOS- oder UEFI-Einstellungen – manchmal ist der Multiplikator nicht auf das Maximum eingestellt. Stellen Sie außerdem sicher, dass die Firmware Ihres Motherboards auf dem neuesten Stand ist. Hersteller veröffentlichen häufig Updates, die die Stabilität verbessern oder versteckte Optionen freischalten. Wenn Sie übertakten möchten, sollten Sie die CPU-Ratio oder den Multiplikator anpassen und die Temperaturen genau im Auge behalten – zusätzliche Hitze kann den Spaß schnell verderben.

Noch ein guter Tipp? Verwenden Sie Tools wie HwInfo oder CPU-Z, um die aktuellen Taktraten zu überprüfen. Manchmal stimmen die von Windows gemeldeten Werte nicht mit der Realität überein. Wenn Ihre CPU bei einer niedrigeren Taktrate festhängt, kann dies an den Windows-Energieverwaltungseinstellungen oder an einer thermischen Drosselung liegen. Die Einstellung Ihres Energiesparplans auf „Höchstleistung“ kann helfen. Vergessen Sie nicht, CPU-Energiesparfunktionen wie Intel SpeedStep oder AMD Cool’n’Quiet zu deaktivieren, wenn Sie die Taktraten erhöhen möchten – diese können die Leistung einschränken und gleichzeitig die Effizienz steigern.

Und noch ein letzter Tipp: Ich weiß nicht genau, warum, aber manche Systeme ignorieren manuelles Übertakten scheinbar grundlos. Bei manchen Rechnern hilft es, das BIOS auf die Standardeinstellungen zurückzusetzen und dann nur das Nötigste zu optimieren. Neustart, Stabilitätstest und Temperatur im Auge behalten. Denn natürlich muss Windows es einem manchmal schwerer machen als nötig.

Zusammenfassung

• Um die CPU-Geschwindigkeiten zu verstehen, ist es wichtig, den Basistakt (normalerweise 100 MHz) zu verstehen.
• Der Multiplikator steuert die endgültige Taktung – optimieren Sie ihn, wenn Sie (vorsichtig) übertakten möchten.
• Es gibt zwar Second-Base-Clocks, aber sie sind riskant, wenn Sie nicht wissen, was Sie tun.
• Physikalische Grenzen wie die Lichtgeschwindigkeit wirken sich auf das Design von Hochgeschwindigkeitsschaltungen aus – CPUs sind ein empfindliches Gleichgewicht.
• Aufgrund der „Binning“-Methode bei der Herstellung sind nicht alle CPUs gleich – manche bieten mehr Spielraum für das Übertakten.

Zusammenfassung

Es ist nicht immer einfach, die CPU auf höhere Geschwindigkeiten zu bringen – vieles hängt von den BIOS-Einstellungen des Motherboards, der Kühlung und der Chipqualität ab. Zu wissen, woher das eigentliche Taktsignal kommt, kann die Unklarheiten darüber, was möglich ist, beseitigen. Manchmal macht schon eine BIOS-Optimierung oder eine bessere Kühlung den entscheidenden Unterschied. Behalten Sie Temperatur und Stabilität im Auge, wenn Sie mit dem Übertakten experimentieren, und wundern Sie sich nicht, wenn manche Chips dafür besser geeignet sind als andere. Hoffentlich hilft das jemandem, etwas mehr Geschwindigkeit aus seinem System herauszuholen – oder zumindest zu verstehen, was wirklich hinter den Kulissen passiert.