Identifizierung von CPU- und GPU-Engpässen in Ihrem PC: Eine Schritt-für-Schritt-Anleitung

Wenn die PC-Leistung beim Spielen oder bei rechenintensiven Aufgaben nachlässt, deutet dies häufig auf einen Systemengpass hin. Um wirksame Lösungen zu finden, ist es entscheidend, festzustellen, ob die CPU oder die GPU die Ursache ist. Im Folgenden beschreiben wir umfassende Methoden zur Diagnose von CPU- und GPU-Engpässen in Ihrem PC.

CPU- und GPU-Engpässe verstehen

Die CPU spielt eine entscheidende Rolle bei der Ausführung logischer Operationen und komplexer Berechnungen, die für die Spieldynamik unerlässlich sind – wie Eingaben, Skripte, Physik und KI. Sobald diese Berechnungen abgeschlossen sind, generiert die CPU Zeichenbefehle an die GPU, um die auf Ihrem Monitor angezeigten visuellen Bilder zu erzeugen.

Dieser komplexe Prozess läuft mehrmals pro Sekunde ab und ermöglicht es der GPU, Frames zu rendern, sobald sie Anweisungen erhält. Reicht die Leistung der CPU im Vergleich zur GPU jedoch nicht aus, muss die GPU warten, bis die CPU die Verarbeitung abgeschlossen hat – was die Frame-Ausgabegeschwindigkeit verringert. In diesem Fall fungiert die CPU als Flaschenhals und begrenzt die GPU-Leistung.

Definition des GPU-Flaschenhalses

Die GPU ist die Komponente, die für die Darstellung aller visuellen Informationen auf dem Bildschirm verantwortlich ist. Sie verarbeitet geometrische Daten, rastert diese in Pixel um und verwendet Fragment-Shader, um das endgültige Bild zu erzeugen. Wenn beispielsweise in einem Spiel die CPU der GPU mitteilt, dass der Spieler Schaden erlitten hat, stellt die GPU dies visuell dar, indem sie die Lebensanzeige anpasst und den entsprechenden numerischen Wert anzeigt.

Auf der GPU-Seite entsteht ein Flaschenhals, wenn die GPU die Frames nicht schnell genug rendern kann, verglichen mit den von der CPU gesendeten Daten.

Erkennung von CPU- und GPU-Engpässen

Die Methodik zur Identifizierung von CPU- und GPU-Engpässen ist sehr ähnlich; die Interpretation der Daten unterscheidet sich jedoch. Hier ist ein systematischer Ansatz:

Anforderungen an die Diagnose

Ressourcenintensive Anwendung: Wählen Sie ein anspruchsvolles Spiel oder Programm, bei dem Leistungsprobleme auftreten. Vermeiden Sie Stresstest-Tools, da diese die Komponenten bis an ihre Grenzen belasten und reale Szenarien nicht präzise simulieren. Stellen Sie sicher, dass die ausgewählte Software für Ihre gewünschten Leistungseinstellungen konfiguriert ist.

Überwachungstools: Nutzen Sie Software, um die CPU- und GPU-Auslastung zu verfolgen. Der in Windows integrierte Task-Manager zeigt unter dem Reiter „Leistung“ Echtzeit-Nutzungsstatistiken an. Für detailliertere Einblicke empfiehlt sich ein Drittanbieter-Tool wie MSI Afterburner, das die Nutzungshistorie über einen längeren Zeitraum aufzeichnet.

Starten Sie MSI Afterburner und rufen Sie die Hardwareüberwachung auf, um die CPU- und GPU-Leistung zu beobachten. Starten Sie eine ressourcenintensive Anwendung und überwachen Sie die Performance, auch wenn die Framerate nicht optimal ist.Überprüfen Sie die Hardwareüberwachung nach kurzer Zeit.

Achten Sie sowohl auf die GPU- als auch auf die CPU-Auslastung. Eine konstant hohe GPU-Auslastung (über 90 %) bei gleichzeitig niedriger CPU-Auslastung deutet darauf hin, dass die GPU der Flaschenhals ist. Sie arbeitet zwar mit voller Leistung, kann aber nicht die erforderliche Performance liefern. Bleibt die GPU-Auslastung hingegen konstant unter 80 %, deutet dies darauf hin, dass die CPU nicht genügend Frame-Informationen bereitstellt und somit ebenfalls den Flaschenhals darstellt.

GPU-Auslastungsprozentsatz im MSI Afterburner-Monitor

Die Überprüfung der CPU-Auslastung ist ebenfalls unerlässlich. Liegt diese über 90 % und ist die Taktfrequenz konstant hoch, verstärkt dies den Verdacht auf einen CPU-Flaschenhals.

CPU-Taktfrequenz im MSI Afterburner-Monitor

Prüfung auf Engpässe vor dem Kauf

Die oben beschriebenen Verfahren bestätigen Engpässe in Ihrem bestehenden System. Viele Nutzer möchten jedoch mögliche Einschränkungen der CPU oder GPU abschätzen, bevor sie neue Komponenten anschaffen. Hierfür kann ein Online-Tool wie der PC-Builds Bottleneck Calculator helfen, die Kompatibilität zwischen ausgewählten CPU- und GPU-Modellen zu bewerten.

Wählen Sie einfach Ihre CPU und GPU aus der bereitgestellten Liste und die gewünschte Auflösung aus. Das Tool analysiert die Kompatibilität und das Potenzial für Leistungsengpässe.

Auch wenn damit im Vergleich zu realen Tests keine absoluten Vorhersagen möglich sind, bietet es doch einen hilfreichen Überblick über die zu erwartende Leistungsdynamik.

Sekundäre Faktoren, die zu Engpässen beitragen

Neben den primären Ursachen können auch verschiedene sekundäre Faktoren zu CPU- und GPU-Engpässen führen. Es ist wichtig sicherzustellen, dass diese Faktoren die Leistung nicht beeinträchtigen:

RAM-Kapazität und Bandbreitenbeschränkungen

Die CPU ist bei der Datenverarbeitung stark von der RAM-Geschwindigkeit (gemessen in MHz, z. B.3200 MHz) abhängig. Unzureichende RAM-Geschwindigkeit oder -Kapazität können die CPU ausbremsen und dadurch die GPU-Leistung beeinträchtigen. Dieses Problem tritt insbesondere dann auf, wenn die RAM-Kapazität nicht ausreicht und die CPU zur Stabilisierung auf die langsamere Auslagerungsdatei zurückgreifen muss. In unserem Leitfaden finden Sie Informationen zur Identifizierung und Behebung von RAM-Bandbreitenengpässen.

Fehlkonfiguration in der PCIe-Lane-Konfiguration

Eine neue Grafikkarte passt zwar möglicherweise in einen älteren PCIe-Steckplatz wie PCIe 3.0, arbeitet dort aber unter Umständen nicht mit optimaler Geschwindigkeit. Stellen Sie sicher, dass Ihre Grafikkarte in einem Steckplatz sitzt, der die notwendige Bandbreite für einen effizienten Betrieb bereitstellt; andernfalls kann die PCIe-Schnittstelle zum Flaschenhals werden.

Informieren Sie sich über die Lane-Generation und -Konfiguration, die für Ihre GPU erforderlich sind, und vergleichen Sie diese mit den von Ihrem Motherboard unterstützten PCIe-Lanes, um eine korrekte Installation sicherzustellen.

Komplikationen bei der Stromversorgung

Ein minderwertiges oder defektes Netzteil liefert möglicherweise nicht die benötigte Leistung für den optimalen Betrieb von CPU oder GPU. Ein fehlerhaftes Netzteil kann zu Systemabstürzen und -einfrierungen führen. Moderne Komponenten können zudem ihre Leistung drosseln, um eine unzureichende Stromversorgung auszugleichen. Befolgen Sie unsere Hinweise, um sicherzustellen, dass Ihr Netzteil sowohl Ihre CPU als auch Ihre GPU ausreichend unterstützt.

Probleme des Wärmemanagements

Wenn Ihr Kühlsystem die Wärme nicht effektiv abführt, kann dies dazu führen, dass CPU und GPU ihre Leistung drosseln, um eine Überhitzung zu vermeiden. Es ist daher wichtig, die Temperaturen zu überwachen und sicherzustellen, dass sie auch unter Last im akzeptablen Bereich bleiben.Überprüfen Sie beispielsweise die GPU-Temperatur im Task-Manager unter dem Reiter „Leistung“ und achten Sie darauf, dass sie unter 90 °C bleibt (95 °C gelten als akzeptabler Grenzwert).In unserem Leitfaden finden Sie verschiedene Methoden zur Überwachung der CPU-Temperatur.

Wenn die Temperaturen die zulässigen Grenzwerte überschreiten, ist eine verbesserte Kühlung erforderlich, um optimale Leistung zu erzielen. In unseren Ratgebern erfahren Sie, wie Sie Ihre CPU und GPU effektiv kühlen.

Strategien zur Behebung von CPU- und GPU-Engpässen

Bevor Sie Hardware-Upgrades in Betracht ziehen, sollten Sie prüfen, ob Softwareoptimierungen CPU- oder GPU-Engpässe oft beheben können. Viele Optimierungstipps zielen auf beide Komponenten ab, wobei bestimmte Strategien entweder auf die CPU oder die GPU zugeschnitten sind.

Beseitigung von CPU-Engpässen

CPU-Chip auf der Platine mit grünem Hintergrund — Bildquelle: Freepik

Um die CPU-Last zu reduzieren, müssen die zu verarbeitenden Rechenaufgaben minimiert werden. Obwohl es schwierig ist, die Logikverarbeitung zu verringern, ohne Prozesse zu beenden, sollten Sie folgende Strategien in Betracht ziehen, um CPU-Engpässe zu vermeiden:

Schließen Sie unnötige Anwendungen und Hintergrundprozesse.
Deaktivieren Sie in Gaming-Szenarien CPU-intensive Einstellungen wie Sichtweite, KI-Komplexität und Objektanzahl.
Überprüfen Sie, ob die Programmeinstellungen Mehrkernkonfigurationen nutzen.
Aktivieren Sie in den Windows-Einstellungen die hardwarebeschleunigte GPU-Planung unter System → Anzeige → Grafik → Standardgrafik. Dadurch können verschiedene CPU-Aufgaben auf die GPU ausgelagert werden.
Stellen Sie sicher, dass Ihre CPU die maximal beworbene Taktfrequenz erreichen kann. Der Energiesparplan „Höchstleistung“ kann dies erleichtern, und Übertakten ist möglicherweise ebenfalls eine Option. Lesen Sie dazu unsere Anleitung zum Übertakten von AMD Ryzen-CPUs.
Erwägen Sie, bestimmte CPU-Aufgaben auf andere Systemkomponenten auszulagern, um CPU-Ressourcen freizugeben.

GPU-Engpässe beheben

Coole GPU mit violetten Lichtern — Bildquelle: Vecteezy

Um die GPU-Last zu verringern, sollten Sie Anpassungen in Betracht ziehen, die sich direkt auf die visuelle Ausgabe auswirken. Diese führen oft zu einer Verringerung der GPU-Last, ohne die visuelle Qualität wesentlich zu beeinträchtigen:

Beim Spielen sollten die Grafikeinstellungen reduziert werden, einschließlich Kantenglättung, Texturqualität, Schattenqualität usw.
Durch Verringern der Betriebssystem- oder Spielauflösung wird die GPU-Last erheblich reduziert, da weniger Pixel erzeugt werden.
Vermeiden Sie Overlays von Drittanbietern, da diese wertvolle GPU-Ressourcen verbrauchen können.
Deaktivieren Sie die visuellen Effekte in den Windows-Einstellungen, indem Sie zu Bedienungshilfen -> Visuelle Effekte navigieren und Transparenzeffekte und Animationseffekte deaktivieren.
Erwägen Sie das Übertakten der GPU als Alternative zu Hardware-Upgrades.

Diese Erkenntnisse helfen Ihnen, Engpässe zu identifizieren und zu beheben. Sollte die Leistungsdifferenz zwischen den Komponenten jedoch weiterhin erheblich sein, ist ein Hardware-Upgrade möglicherweise die effektivste Lösung. Weitere Informationen finden Sie in unseren Kaufberatungen für CPUs und GPUs, damit Sie eine fundierte Entscheidung treffen können.

Quellen & Bilder