CPULeistung

CPULeistung bezeichnet die Fähigkeit einer Central Processing Unit (CPU), Rechenoperationen in einer bestimmten Zeiteinheit durchzuführen. Sie hängt von Architektur und Fertigung, Taktrate, dem Instructions-per-Cycle (IPC)-Wert, der Kernanzahl und der Thread-Anzahl sowie von Cache-Hierarchie und dem Speichersubsystem (Speicherbandbreite und Latenz) ab. Real gemessene Leistung ergibt sich aus dem Zusammenspiel dieser Faktoren in konkreten Anwendungen.

Wichtige Einflussfaktoren sind die Architektur und Mikroarchitektur, die Effizienz und IPC beeinflussen. Höhere Taktraten erhöhen die Leistung bei einzelnen Instruktionen, doch Wärmeerzeugung und Drosselung begrenzen oft den praktikablen Gewinn. Mehr Kerne und Threads verbessern die Parallelverarbeitung, während große Caches und eine schnelle Speicheranbindung Latenzen verringern. Zusätzlich wirken SIMD-Unterstützung (z. B. AVX), Fertigungsprozess und Energie-Management auf die CPULeistung.

Messgrößen und Benchmarks messen unterschiedliche Aspekte der CPULeistung. Typische Kennzahlen sind Taktrate, IPC, Kern- und Thread-Anzahl sowie Benchmark-Ergebnisse. Gängige synthetische Benchmarks wie Cinebench, Geekbench, SPEC und PassMark liefern Vergleiche, während reale Anwendungen und Spiele oft von anderen Faktoren wie Speicherbandbreite und Softwareoptimierung abhängen.

Anwendungsbereiche zeigen, dass in Spielen die CPU oft durch andere Komponenten limitiert ist, während Rendering- und Wissenschaftsanwendungen von hoher Mehrkernleistung profitieren. Serverlasten erfordern großen Kernumfang und hohen Speicherdurchsatz. Thermische Kopfroom und Stromverbrauch beeinflussen die effektive Leistung durch Turbo-Drosselung und Energiemanagement.

Trends in der CPULeistung fokussieren sich auf mehr Kerne, verbesserte Energieeffizienz, größere und schnellere Caches, erweiterte SIMD-Funktionen und optimierte Speicherhierarchien. Die CPULeistung hängt zudem stark vom Software-Ökosystem, Compiler-Optimierungen und Betriebssystem-Scheduling ab.