Mehr CPU-Leistung

Übertakten – der einfache Weg zu mehr Power

01.11.2010
Ein übertakteter Prozessor sorgt oft für schnellere Rechenleistung. Doch es kommt auf die Feinheiten an.
Mehr rausholen als drin ist: Prozessoren können stärker belastet werden als von den Herstellern vorgesehen.
Foto: Peter Kirchhoff / pixelio.de

Die Idee des Übertaktens klingt verlockend: Wer eine billige, langsame CPU hat, erhöht einfach die Taktrate – und voila: schon hat er einen billigen, Highend-Prozessor. Aber ganz so einfach ist es natürlich nicht. Zwar verschafft ein übertakteter Prozessor einem PC tatsächlich einen Geschwindigkeitsschub – aber nur, wenn es richtig gemacht wird.

Am Ende bringt eine verbesserte Rechengeschwindigkeit aber gar nichts, wenn das System alle paar Minuten abstürzt. Auch wenn das Übertakten ein sehr komplexes Thema ist, beschränken wir uns im Folgenden auf einfache Schritte und wesentliche Grundlagen. Wenn Sie also eine billige Celeron-CPU auf 8,2 GHz aufputschen wollen: vergessen Sie's.

Der Begriff "übertakten" bedeutet im übertragenen Sinne, bestimmte Computer-Komponenten stärker zu belasten, als das vom Hersteller vorgesehen ist. Im Bereich des Prozessors bedeutet das: CPU und Speicher arbeiten deutlich schneller, als sie es eigentlich sollten. Ein Beispiel: der Intel Core i7 860 läuft standardmäßig mit 2,80 GHz. Einen solchen Core i7 860 zu übertakten hieße also, ihn schneller als 2,80 GHz laufen zu lassen.

Zum Glück beginnen Prozessoren im Normalfall nicht gleich zu schmelzen, wenn man sie übertaktet. Denn die Taktrate eines Prozessor gibt immer nur den Wert wieder, mit dem jeder andere Prozessor der gleichen Chargenfertigung mindestens läuft. Die GHz-Zahl eines Prozessors ist also höchstwahrscheinlich geringer als die Geschwindigkeit, mit der die CPU ohne Probleme laufen könnte.

Drei Mythen des Übertaktens

Längeres Leben: Ein bessere Lüftung tut übertakteten CPUs gut.

Zu Beginn aber noch ein Sicherheitshinweis: Das Übertakten einer CPU führt unweigerlich zu Garantieverlust. Es kann die CPU beschädigen, das Motherboard, die Festplatte und den Systemspeicher. Seien Sie also vorsichtig!

Auch wenn sich dieser Warnhinweis gefährlich anhört: Moderates Übertakten ist sicher, wenn man es richtig macht. Heutzutage haben Hersteller wie Intel und AMD zudem weitaus weniger gegen das Übertakten ihrer CPUs einzuwenden als noch vor einigen Jahren. Aus diesem Grund werden die meisten Prozessoren bereits mit entsicherten Kernmultiplikatoren ausgeliefert (siehe nächste Seite). Doch selbst, wenn die CPU noch über gesicherte Kernmultiplikatoren verfügt, ist es relativ leicht, sie zu übertakten. Trotzdem halten sich hartnäckig einige Übertaktungsmythen.

Mythos 1: Wer übertaktet, braucht danach teure Flüssigkühlung oder sehr laute Lüfter.
Streng genommen handelt es sich hierbei gar nicht um einen Mythos – aber nur, wenn man sein System extrem übertakten will. Moderate Übertaktung um etwa ein oder zwei Leistungsgrade ist auch ohne neue Kühlung möglich. Andererseits kann eine bessere Lüftung die Lebensspanne eines PCs bei übertakteter CPU deutlich verlängern.

Mythos 2: Verschiedene Modelle der gleichen CPU-Reihe können gleich stark übertaktet werden.
Wie bereits erwähnt, ist ein Prozessor in der Regel leistungsfähiger, als seine Taktrate es angibt. Unterschiedliche Modelle der gleichen Chargenfertigung könnten also durchaus auf die gleiche MHz-Zahl übertaktet werden – müssen es aber nicht. Es kann zum Beispiel sein, dass eine CPU einer Chargenfertigung 50 Prozent unter dem Maximalwert läuft, eine andere hingegen nur 10 Prozent. Nur weil jemand seine Core i5 750 CPU mit 2,66 GHz auf 4 GHz übertaktet, heißt das noch lange nicht, dass eine andere Preson seinen Core i5 750 ebenfalls auf diesen Wert übertakten kann.

Mythos 3: Zum Übertakten braucht man ein teures Motherboard und kostspieligen Speicher.
Das ist nicht zwingend so. Auf den folgenden Seiten gibt es Beispiele, in denen sowohl ein teures Highend-Motherboard, ein Mittelklasse-Motherboard und eine sehr günstige Hauptplatine zum Einsatz kommen. Die "300-Euro-aufwärts-Platinen", denen dieser Mythos zuzurechnen ist, sind dem Luxus derjenigen vorbehalten, die in sehr hohem Maße übertakten. Dafür brauchen sie nun mal bestimmte, sehr teure Motherboard-Funktionen und -Eigenschaften. Gleiches gilt für den Arbeitsspeicher: Wer nicht an extreme Übertaktungsraten denken, dem reicht der ganz normale Standard-RAM völlig aus.

Grundlagen des Übertaktens

Arbeitet nach einer inneren Uhr: "Core i5" von Intel
Foto: Intel

Zunächst gilt: Alle CPUs besitzen eine elementare Taktrate, an der sich alle anderen Taktraten innerhalb der CPU ausrichten. Diese Basis ist die Grundlage und "inne Uhr" des Prozessors, die von den verschiedenen Sektionen vervielfacht und genutzt wird. In der Intel Core i5- und i7-Reihe nennt sich diese innere Uhr "Base Clock", oder kurz "BCLK" und liegt gewöhnlich bei 133 MHz. AMD hingegen nennt die elementare Taktrate "Bus Frequency", die normalerweise auf 200 MHz angesetzt ist.

Widmen wir uns für einen Moment dem Core i5 750. Wie nahezu alle Intel-CPUs der Core-i5- und Core-i7-Reihe, besitzt der Core i5 750 eine BCLK von 133 MHz. Seine ausgeschriebene Leistungsrate beträgt hingegen 2,66 GHz. Der Hauptprozessor des Chips nimmt also den BCLK-Wert, multipliziert ihn mit 20 und kommt so auf eine Taktrate von 2,66 GHz (2.666 MHz) – das ist der CPU-Multiplikator.

Intels jüngere Prozessoren verfügen auch über eine Funktion namens "Turbo Boost". Die erlaubt es der CPU unter bestimmten Bedingungen schneller zu arbeiten als mit der Standardtaktrate. Wenn zum Beispiel nur einer der Kerne des Core i5 750 aktiv ist, beträgt die Boost Frequenz maximal 3,2 GHz.

Die meisten CPUs besitzen eine gesicherte Taktrate, was bedeutet, dass man den CPU-Multiplikator nicht über seine ausgeschriebene Geschwindigkeit hinaus manipulieren kann. Einige Hauptplatinen versuchen mittlerweile automatisch, den CPU-Multiplikator zu knacken, haben damit aber nur in den seltensten Fällen Erfolg. Ironischerweise kann man die Taktrate meist jedoch problemlos herabsetzen – bleibt aber die Frage, warum man das tun sollte.

Normalerweise lässt sich der Wert der BCLK bei Intel CPUs und die Bus Frequency einer AMD-CPU auf jeden Wert setzen. Wie bei allen Stufen des Übertaktens gilt jedoch: Die grundlegende Taktrate zu verändern nimmt Einfluss auf einen ganzen Rattenschwanz an anderen CPU-Parametern. Trotzdem ist es eine nützliche, unterstützende Methode.

Erwartungen an eine übertaktete CPU

Adobe Photoshop CS5: anspruchsvoll und CPU-hungrig

Wer seine CPU wirklich übertakten will, sollte überlegen, was er überhaupt erreichen will. Wenn man den Computer hauptsächlich für Standard-Desktop-Anwendungen, das Web und Office-Programme benutzt, ist es die Mühe nicht wert. Denn die höheren Taktraten würden sich kaum merklich auf die Leistung des Rechners auswirken.

Wer hingegen oft mit systembelastenden Programmen arbeitet, etwa Spielen, die auch die Festplatte, Grafikkarte und den Arbeitsspeicher beanspruchen, dem könnte das Übertakten etwas bringen. Erwarten Sie aber nicht zu viel! Oft sind selbst Highend-Spiele nicht CPU-gebunden und profitieren eher von einer besseren Grafikkarte als von einem schnelleren Prozessor.

CPU-intensive Anwendungen wie Fotobearbeitungssoftware und Videodekodierung profitieren am meisten von einer Übertaktung. Trotzdem sollte das oberste Ziel nicht in verbesserter Geschwindigkeit bestehen, sondern in einem ausgewogenen Mix aus Leistung und Stabilität. Enorm hohe Übertaktungsraten sind eher akademische Experimente und Spielereien; sie sind jedoch nicht in der Lage, die Anwendungen zuverlässig auszuführen.

Automatisch, halbautomatisch oder manuell?

"crazy"-Einstellungen im BIOS-Setup: nach dem Neustart mit einer höheren Taktrate unterwegs

Viele Hauptplatinen bieten heutzutage automatisches oder halbautomatisches Übertakten an. Versuchen Sie, das vollautomatische Übertakten zu vermeiden. Wenn es aktiviert ist, lässt das BIOS zuerst ein paar Tests durchlaufen, bevor es die verschiedenen Taktraten für CPU und RAM automatisch auf einen Wert setzt, den das Programm als stabil erachtet. Aber eben diese Werte werden beim Start von Windows instabil; ebenso, wenn nab eine Anwendung längere Zeit aktiv benutzt.

Der halbautomatische Ansatz lässt zwischen diversen Voreinstellungen wählen und einen maximalen Wert für die Übertaktung festlegen. Beispiel: Intels Core i7 875K CPU mit entsicherter Taktrate auf dem Asus P7P55D-E Pro. Um damit zu beginnen, drücken Sie den Entfernen-Knopf während des Boot-Prozesses und betreten Sie BIOS. Einer der Reiter im Asus-Setup nennt sich Ai Tweaker, worüber Sie verschiedene Optimierungen am System vornehmen können.

Den ersten Wert, den Sie verändern können, ist CPU Level Up. Standard ist die Option "auto" mit drei weiteren Voreinstellungen, die allesamt mit dem Wort "crazy" beginnen. Der Name ist hier allerdings nicht Programm. Die ersten beiden Einstellungen sind so gar nicht "crazy", sondern lassen Sie die Taktrate nur um ein oder zwei Stufen erhöhen. Öffnen Sie also stattdessen den "Advanced"-Tab, wählen Sie dort "Intel SpeedStep Technology" und deaktivieren Sie die Funktion. Bedenken Sie, dass die Deaktivierung von SpeedStep auch die Energieverwaltung abschaltet – das Übertakten ist eben stets auch mit ein paar Nachteilen verbunden.

Sobald Sie erste Veränderungen an den ersten beiden crazy-Einstellungen in CPU Level Up vorgenommen haben, wird das System nach dem Neustart bereits mit der höheren Taktrate arbeiten. CPU Level Up zu benutzen birgt aber auch einige Risiken. Obwohl wir eine entsicherte CPU benutzen, kann es zum Beispiel passieren, dass BIOS den Multiplikator als gesichert einstuft. In dem Fall verändern Sie mit den ersten beiden crazy-Einstellungen nicht den Multiplikator – wie es gewünscht wäre – sondern die Basis-Taktrate, die innere Uhr der CPU. Mit einer Stufe aufwärts erhöhen Sie die BCLK also auf 160 MHz – und das wiederum führt zu Änderungen beim Speicher-Timing.

Auch wenn unsere CPU am Ende mit 3,52 GHz auch bei hoher Beanspruchung stabil lief, empfehlen wir doch, bei der 3,2-GHz-Einstellung zu bleiben. Das ist nicht nur einfach vorzunehmen, die BCLK hält sich dabei auch auf weniger aggressiven 146 MHz. Die Speichergeschwindigkeit hat sich nicht signifikant verändert – sie stieg von 1.066 MHz auf 1.170 MHz.

Manuelle Übertaktung einer Core i5

Erweiterte Einstellungen im BIOS: An drei Schrauben kann man drehen.

Nächstes Beispiel: Das manuelle Übertakten von Intels Core i5 750. Diese Quad-Core-CPU läuft standardmäßig mit 2,66 GHz, wenn alle vier Kerne arbeiten. Wir verwenden in unserer Übung als Hauptplatine das Gigabyte GA-P55-UD4. Sobald Sie verstanden haben, wie Multiplikatoren einer CPU funktionieren, ist auch das manuelle Übertakten recht einfach. Zuerst werfen wir dafür einen Blick ins BIOS.

Starten Sie das BIOS-Setup, indem Sie während des Boot-Vorgangs die Entf-Taste drücken. Wechseln Sie dann in den Reiter "Erweiterte Frequenz-Einstellungen" des Motherboards. Hier werden wir mit drei Einstellungen konfrontiert: "CPU clock ratio" (der CPU-Multiplikator), "BCLK Frequenz" und "Systemspeicher-Multiplikator". Die Ausgangswerte sind 20x für den CPU-Multiplikator, 133 MHz für die BCLK Frequenz und 8x für den Systemspeicher-Multiplikator.

Allein durch bloßes Umstellen des BCLK auf 166 MHz waren wir bereits in der Lage, Intels Core i5 750 auf knapp 3,5 GHz hochzuschrauben. Gleichzeitig wurde dadurch auch der Systemspeicher auf 1.328 MHz hochgesetzt. Ein ganz so krasser Wert muss aber nicht sein. Sehr stabil läuft das System mit der oben genannten Hardware am besten mit den folgenden Einstellungen: CPU-Multiplikator 20x, BCLK 150 MHz, Systemspeicher-Multiplikator 8x (mit einer Speichergeschwindigkeit von 1.200 MHz). Das macht eine Gesamtleistung der CPU von 3,0 GHz.

Übertakten eines AMD-Prozessors

AMD-CPU: die neuen Werte nach der erfolgten Übertaktung

Werfen wir nun einen Blick auf das AMD-System. Der Prozessor Phenom II X6 1090T läuft bereits standardmäßig mit 3,2 GHz. Wir setzen das Ganze deshalb nur eine Stufe, auf 3,6 GHz, hinauf und benutzen zur Kühlung den Ventilator Thermalright Ultra 120 rev C mit 120mm. Wie auch bei Intel werfen wir bei AMD zuerst einen Blick ins BIOS-Setup.

Die Einstellungen für das Motherboard mit AMD-Sockel sind zwar ähnlich denen einer Intel-Sockel-Platine, aber in einigen Aspekten doch verschieden. Die Haupteinstellungen zum Übertakten werden hier in den Reitern "CPU ratio" und "DRAM Frequenz" vorgenommen.

Die Taktrate unseres Kandidaten, der 1090T-CPU, ist bereits entsichert, was die eigentliche Übertaktung sehr simpel gestaltet. Alles, was wir tun müssen, ist, den Ai Overclock Tuner auf manuell zu stellen und die CPU ratio von den voreingestellten 16 auf 18 zu verändern. Im Gegensatz zu Intel erlaubt AMD eine schrittweise Anpassung der CPU ratio in 0,5er-Schritten. Dadurch läuft unser System nun vier Stufen schneller als zuvor. Die einzige andere Einstellung, die noch vorzunehmen ist, ist, die DRAM-Frequenz auf 133 MHz heraufzusetzen. Das war's.

Der Stress-Test

Stress-Test FurMark: das System auf Stabilität prüfen

Wer sein System übertaktet, tut gut daran, anschließend einen sogenannten Stress-Test laufen zu lassen, der sicherstellt, dass das System stabil läuft. Ein sehr sicheres Ergebnis liefert zum Beispiel das Programm FurMark, das man gleichzeitig mit Prime 95 laufen lässt.

Jedes einzelne dieser Programme setzt den Rechner dank spezieller Modi zwar auch allein ganz gut unter Stress, doch mit einer Kombination aus beiden geht man gerade bei höheren Übertaktungen auf Nummer Sicher. Wer hingegen nur die CPU-Stabilität überprüfen will, dem reicht Prime 95 aus.

Eine andere Möglichkeit, die Stabilität eines Systems zu testen, sind robuste System-Benchmarks wie PC Mark Vantage. Unglücklicherweise sind viele derartige Programme nicht kostenlos, ähnlich wie bestimmte Anwendungen, die Stress-Test-Funktionen unterstützen, zum Beispiel SiSoftware Sandra.

Dieser Artikel stammt von Loyd Case von unserer Schwesterpublikation PCWorld. (tö)

Die CPUs mit der besten Energieeffizienz
Platz 10: Intel Core i7 920
Der Core i7 920 erreichte mit 46,0 Punkten pro Watt zwar das fünftbeste Ergebnis aller bisher getesteten CPUs, allerdings holte sein Vorgänger Core 2 Quad Q9450 mit 56,6 Punkten pro Watt gut 23 Prozent mehr Rechenleistung pro verbrauchter Energieeinheit heraus.<br><br><a href="http://www.pcwelt.de/start/computer/prozessor/tests/185273/intel_core_i7_prozessor/"> Ausführlicher Testbericht: Core i7 920 </a>
Die CPUs mit der besten Energieeffizienz
Platz 9: AMD Phenom II X4 945
Gegenüber dem Spitzenmodell X4 955 verbessert sich die Energieeffizienz des Phenom II X4 945 um erstaunliche 6 Prozent auf nunmehr 48,1 Punkte pro Watt. Das macht den 3-GHz-Quad-Core zur AMD-CPU mit der derzeit besten Energieeffizienz. Mit diesem Wert liegt AMDs 3,0-GHz-Quad-Core vor Intels Core i7 920 (46,0 Punkte/Watt).<br><br><a href="http://www.pcwelt.de/start/computer/prozessor/tests/2100650/quad_core_cpu_amd_phenom_ii_x4_945_im_test/"> Ausführlicher Testbericht: AMD Phenom II X4 945</a>
Platz 8: Intel Core i7 965 Extreme
Eine gute Figur machte der Core i7 965 Extreme in punkto Energieeffizienz: 52,1 Punkte pro Watt sind nicht weit entfernt von den 57,2 Punkten pro Watt, die sein direkter Vorgänger Core 2 Extreme QX9770 erzielte und damit nur noch knapp 10 Prozent mehr Rechenleistung pro Watt herausholte.<br><br><a href="http://www.pcwelt.de/start/computer/prozessor/tests/185273/intel_core_i7_prozessor/"> Ausführlicher Testbericht: Core i7 965 Extreme</a>
Platz 7: Intel Core 2 Quad Q8300
Die Kenngröße der Energieeffizienz verrät, wie viel Rechenleistung die CPU pro Watt herausholt. Der Intel Core 2 Quad Q8300 erreichte mit 53,9 Punkten pro Watt ein sehr gutes Ergebnis unter den CPUs bis 200 Euro. Auch hier kann der AMD-Rivale mit 48,1 Punkten pro Watt nicht mithalten. Damit setzte der Core 2 Quad Q8300 die eingespeiste Energie gut 12 Prozent effizienter in Rechenleistung um.<br><br><a href="http://www.pcwelt.de/start/computer/prozessor/tests/2104184/cpu_intel_core_2_quad_q8300_im_test/"> Ausführlicher Testbericht: Intel Core 2 Quad Q8300</a>
Platz 6: Intel Core i5-750
Mit 54,1 Punkten pro Watt erzielte der Intel Core i5-750 den sechstbesten Wert aller bisher getesteten CPU-Modelle. Unter den Core-Prozessoren besitzt das Spitzenmodell Intel Core i7 975 Extreme Edition eine noch etwas bessere Energieeffizienz von 55,7 Punkten pro Watt. Gegenüber dem Phenom II (45,2 Punkte/Watt) und dem Core i7 920 (46,0 Punkte/Watt) holt der Core i5-750 also gut 20 Prozent mehr Rechenleistung pro verbrauchter Energieeinheit heraus.<br><br><a href="http://www.pcwelt.de/start/computer/prozessor/tests/2103042/quad_core_cpu_intel_core_i5_750_im_test/"> Ausführlicher Testbericht: Intel Core i5-750</a>
Platz 5: Intel Core i7 975 Extreme Edition
Im Verbund mit der höheren Taktfrequenz und der damit gesteigerten Rechenleistung, kann der Core i7 975 Extreme Edition einen gewaltigen Sprung bei der Energieeffizienz machen. Gegenüber dem Core i7 965 steigt die Energieeffizienz des Core i7 975 Extreme Edition von 52,1 auf 55,7 Punkte pro Watt - eine Verbesserung von respektablen 7 Prozent.<br><br><a href="http://www.pcwelt.de/start/computer/prozessor/tests/198629/intel_core_i7_975_extreme_edition/"> Ausführlicher Testbericht: Intel Core i7 975 Extreme Edition</a>
Platz 4: Intel Core 2 Quad Q9450
Bei der Energieeffizienz schnitt der Core 2 Quad Q9450 mit 56,6 Punkten pro Watt sehr gut ab, nur die beiden deutlich kostspieligeren Prozessoren Core 2 Extreme QX9650 und QX9770 aus derselben Baureihe erreichten noch etwas bessere Ergebnisse.<br><br><a href="http://www.pcwelt.de/start/computer/prozessor/tests/174433/intel_core_2_quad_q9450/"> Ausführlicher Testbericht: Intel Core 2 Quad Q9450</a>
Platz 3: Intel Core 2 Extreme QX9770
Bei der Energieeffizienz schnitt der Core 2 Extreme QX9770 mit 57,2 Punkten pro Watt hervorragend ab, musste allerdings die Spitzenposition dem Core 2 Extreme QX9650 überlassen (59,6 Punkten pro Watt).<br><br><a href="http://www.pcwelt.de/start/computer/prozessor/tests/157773/intel_core_2_extreme_qx9770/"> Ausführlicher Testbericht: Intel Core 2 Extreme QX9770</a>
Platz 2: Intel Core 2 Extreme QX9650
Exzellent ist die Energieeffizienz des Core 2 Extreme QX9650: Mit 59,6 Punkten pro Watt setzte sich der Quad Core an die Spitze aller bisher von uns getesteten Prozessoren. Der Core 2 Extreme QX9650 arbeitet mit einer Taktfrequenz von satten 3 GHz, der Front Side Bus des Vierkern-Prozessors beträgt 333 (effektiv 1333) MHz.<br><br><a href="http://www.pcwelt.de/start/computer/prozessor/tests/157772/intel_core_2_extreme_qx9650/"> Ausführlicher Testbericht: Intel Core 2 Extreme QX9650</a>
Platz 1: Intel Core i7-870
Mit 65,4 Punkten pro Watt stellt der Intel Core i7-870 einen neuen Rekord auf und steigerte die bisherige Bestmarke gleich um 17 Prozent. Gegenüber dem Core i7 920 (46,0 Punkte/Watt) holt der Core i7-870 sogar 42 Prozent mehr Rechenleistung pro verbrauchter Energieeinheit heraus.<br><br><a href="http://www.pcwelt.de/start/computer/prozessor/tests/2103949/cpu_intel_core_i7_870_im_test/"> Ausführlicher Testbericht: Intel Core i7-870</a>
Platz 10: Intel Core i7 920
Der Core i7 920 erreichte mit 46,0 Punkten pro Watt zwar das fünftbeste Ergebnis aller bisher getesteten CPUs, allerdings holte sein Vorgänger Core 2 Quad Q9450 mit 56,6 Punkten pro Watt gut 23 Prozent mehr Rechenleistung pro verbrauchter Energieeinheit heraus.<br><br><a href="http://www.pcwelt.de/start/computer/prozessor/tests/185273/intel_core_i7_prozessor/"> Ausführlicher Testbericht: Core i7 920 </a>
Platz 9: Intel Core 2 Quad Q9300
Die Kenngröße der Energieeffizienz verrät, wie viel Rechenleistung die CPU pro Watt herausholt. Hier erzielte der Intel Core 2 Quad Q9300 mit 67,8 Punkten pro Watt ein gutes Ergebnis. Im Vergleich zu den derzeit energieeffizientesten CPUs im Test liegen allerdings Welten.<br><br><a href="http://www.pcwelt.de/start/computer/prozessor/tests/2108262/intel-core-2-quad-q9300-im-test/"> Ausführlicher Testbericht: Intel Core 2 Quad Q9300</a>