Sind zwei Quad-Core-CPUs schneller als eine Acht-Kern-CPU auf demselben Mainboard? Das ist die Erklärung

Vielleicht haben Sie schon einmal den Begriff CPU (Central Processing Unit) oder Prozessor gehört, der die Hauptkomponente ist, die für die Ausführung von Programmanweisungen auf dem Computer verantwortlich ist. Die CPU verfügt über mehrere  Kerne oder Kerne, d. h. unabhängige Verarbeitungseinheiten, die parallel arbeiten können, um verschiedene Aufgaben auszuführen. Je mehr Kerne eine CPU hat, desto mehr Aufgaben kann sie gleichzeitig ausführen, wodurch die Computerleistung verbessert wird.

Aber stimmt es, dass eine größere Anzahl von Kernen immer eine bessere Leistung bedeutet? Was ist, wenn wir zwei Quad-Core-CPUs mit einer Acht-Kern-CPU auf demselben Motherboard vergleichen? Was ist schneller und warum?

Dieser Artikel beantwortet diese Fragen anhand detaillierter Erklärungen und relevanter Beispiele.

Was sind Quad-Core-CPUs und Acht-Core-CPUs?

Bevor wir den Vergleich zwischen zwei Quad-Core-CPUs und einer Achtkern-CPU besprechen, müssen wir zunächst verstehen, was Quad-Core-CPUs und Achtkern-CPUs sind. Eine Quad-Core-CPU ist eine CPU mit vier Kernen, während eine Achtkern-CPU eine CPU mit acht Kernen ist. Ein Kern ist eine unabhängige Verarbeitungseinheit, die Programmanweisungen parallel ausführen kann.

Kerne haben auch eine Frequenz oder Taktfrequenz, d. h. die Anzahl der Zyklen, die ein Kern in einer Sekunde ausführen kann. Die Taktfrequenz wird in der Regel in den Einheiten GHz (Gigahertz) oder MHz (Megahertz) gemessen.

Ein Beispiel für eine Quad-Core-CPU ist der Intel Core i7-7700K, der über vier Kerne mit einer Taktfrequenz von 4,2 GHz verfügt. Ein Beispiel für eine Achtkern-CPU ist der AMD Ryzen 7 1800X, der über acht Kerne mit einer Taktfrequenz von 3,6 GHz verfügt. Beide CPUs verwenden den gleichen Sockel, nämlich LGA 1151, was bedeutet, dass sie auf demselben Mainboard installiert werden können.

Faktoren, die die CPU-Leistung beeinflussen

Um die Leistung zwischen zwei Quad-Core-CPUs und einer Achtkern-CPU zu vergleichen, müssen wir wissen, welche Faktoren die CPU-Leistung beeinflussen. Neben der Anzahl der Kerne und der Taktfrequenz spielen auch einige andere Faktoren eine Rolle, wie zum Beispiel:

• Cache: Cache ist ein in die CPU integrierter Speicher, der zum Speichern von Daten und Anweisungen dient, die häufig vom Kern verwendet werden. Der Cache hat eine geringere Kapazität als der Hauptspeicher (RAM), aber eine höhere Geschwindigkeit. Caches sind in der Regel in mehrere Ebenen unterteilt, nämlich L1, L2 und L3. Je höher der Cache-Level, desto größer die Kapazität, aber desto geringer die Geschwindigkeit. Caching kann die CPU-Leistung verbessern, indem die Zugriffszeit auf den Hauptspeicher reduziert wird.
• Hyper-Threading: Hyper-Threading ist eine Technologie, die es einem Kern ermöglicht, zwei Threads oder Ausführungspipelines gleichzeitig auszuführen. Ein Thread ist ein Teil eines Programms, das parallel zu einem anderen Thread ausgeführt werden kann. Mit Hyper-Threading kann die CPU die Anzahl der Threads erhöhen, die gleichzeitig ausgeführt werden können, wodurch die CPU-Leistung verbessert wird. Hyper-Threading bedeutet jedoch nicht, dass Kerne doppelt so viel Arbeit erledigen können, da Kerne immer noch Ressourcen wie Cache und Bus gemeinsam nutzen müssen. Hyper-Threading ist auch für Anwendungen ineffektiv, die viele arithmetische Berechnungen erfordern, da Kerne keine arithmetischen Einheiten mit anderen Threads teilen können.
• Turbo Boost: Turbo Boost ist eine Technologie, die es der CPU ermöglicht, die Kerntaktfrequenz automatisch zu erhöhen, wenn die CPU unter hoher Last steht. Turbo Boost kann die CPU-Leistung verbessern, indem höhere Geschwindigkeiten für Kerne bereitgestellt werden, die mehr Leistung benötigen. Turbo Boost hat jedoch auch Einschränkungen, wie z. B. Temperatur, Leistung und Stromstärke. Wenn einer dieser Grenzwerte erreicht wird, senkt Turbo Boost die Taktfrequenz des Kerns, um die CPU-Stabilität und -Effizienz aufrechtzuerhalten.

Leistungsvergleich zwischen zwei Quad-Core-CPUs und einer Achtkern-CPU

Nachdem wir die Faktoren kennen, die die CPU-Leistung beeinflussen, können wir die Leistung zwischen zwei Quad-Core-CPUs und einer Achtkern-CPU auf demselben Motherboard vergleichen. Um den Vergleich zu erleichtern, verwenden wir das Beispiel der zuvor genannten CPUs, nämlich Intel Core i7-7700K und AMD Ryzen 7 1800X.

Im Folgenden finden Sie die vollständigen Spezifikationen der beiden CPUs:

Aus der obigen Tabelle geht hervor, dass der AMD Ryzen 7 1800X Vorteile in Bezug auf die Anzahl der Kerne, Threads und Cache hat, während der Intel Core i7-7700K Vorteile in Bezug auf die Taktfrequenz und Hyper-Threading hat. Welches ist dann schneller?

Die Antwort lautet: Es kommt darauf an. Abhängig von der Art der ausgeführten Anwendung, der bereitgestellten Workload und den durchgeführten Optimierungen. Auf diese Frage gibt es keine endgültige Antwort, da die CPU-Leistung von vielen Faktoren beeinflusst wird, sowohl intern als auch extern. Im Allgemeinen können wir jedoch sagen, dass:

• Wenn die Anwendung, die Sie ausführen, viele Kerne und Threads nutzen kann, ist eine CPU mit acht Kernen schneller als zwei Quad-Core-CPUs. Beispiele für solche Anwendungen sind Video-Rendering, Audio-Codierung, Dateikomprimierung und Physiksimulation. Diese Anwendungen erfordern viel paralleles Computing, sodass sie die Workload in viele Kerne und Threads aufteilen können. Achtkern-CPUs haben in dieser Hinsicht einen Vorteil, da sie über mehr Kerne und Threads verfügen, die gleichzeitig arbeiten können. Achtkern-CPUs verfügen zudem über größere Caches, was die Zugriffszeit auf den Hauptspeicher verkürzen kann.
• Wenn die Anwendung, die Sie ausführen, nicht viele Kerne und Threads nutzen kann, sind zwei Quad-Core-CPUs schneller als Achtkern-CPUs. Beispiele für Anwendungen wie diese sind Spiele, Browser und Office. Diese Anwendungen erfordern mehr serielles Computing, sodass sie die Arbeitslast nicht auf viele Kerne und Threads aufteilen können. Quad-Core-CPUs haben in dieser Hinsicht einen Vorteil, da sie über höhere Taktfrequenzen verfügen, die für höhere Geschwindigkeiten für aktive Kerne sorgen können. Quad-Core-CPUs verfügen außerdem über Hyper-Threading, wodurch die Anzahl der Threads, die gleichzeitig ausgeführt werden können, erhöht werden kann.

Schlussfolgerung

Aus dem oben Gesagten können wir schließen, dass es keine endgültige Antwort auf die Frage gibt, ob zwei Quad-Core-CPUs schneller sind als eine Achtkern-CPU auf demselben Mainboard. Die CPU-Leistung wird von vielen internen und externen Faktoren beeinflusst. Die CPU-Leistung hängt auch von der Art der ausgeführten Anwendung, der bereitgestellten Arbeitslast und den durchgeführten Optimierungen ab.

Im Allgemeinen können wir sagen, dass Achtkern-CPUs für Anwendungen, die viele Kerne und Threads verwenden, schneller sind, während Zwei-Quad-Core-CPUs für Anwendungen, die nicht viele Kerne und Threads verwenden, schneller sind.