Entwickler von Notebooks haben ein großes Problem. Einerseits wünscht sich der Anwender ein mobiles Gerät ohne Abstriche an die Performance. Andererseits will er aber auch möglichst lange netzunabhängig arbeiten. Um eine hohe Rechenleistung zu garantieren, müssen Hersteller also einen Prozessor mit ähnlicher Performance einbauen, wie er auch in Desktop-PCs zu finden ist. Nur: In einem Desktop steht im Gegensatz zum Notebook Strom ohne Ende zur Verfügung. Für Letzteres bedeutet das: Alle Komponenten sollten so stromsparend wie irgend möglich ausgelegt sein. Zu den größten Stromfressern im Computer zählen Prozessor, Chipsatz und Speicher. Im Notebook kommt noch als zusätzlicher Stromschlucker die Hintergrundbeleuchtung hinzu. Während sich an Chipsatz, Speicher und Hintergrundbeleuchtung nichts drehen lässt, kann die CPU intelligent mit ihrem Stromverbrauch umgehen.
Prozessor meist in der Warteschleife
Die Entwickler gehen dabei von folgender Prämisse aus: Weder beim Desktop noch beim Notebook wird ständig eine hohe Rechenleistung gefordert. Zum Beispiel beim Schreiben in Word: Der Prozessor wartet die meiste Zeit auf den nächsten Tastendruck des Anwenders - die CPU hat quasi nichts zu tun.
Hier setzen die Entwickler der großen Prozessorhersteller an. AMD und Intel bieten speziell für Notebooks designte Prozessoren an. Mobile CPUs von beiden Unternehmen können die Taktfrequenz herabsetzen und jeweils nicht benötigte Teile des Prozessors abschalten.
Bei Intel-CPUs heißt das Verfahren zur Taktreduzierung Speedstep und bei AMD Powernow. Beide Verfahren sind einander ähnlich. Während jedoch die Taktfrequenz von Intel-CPUs in einem Schritt herabgesetzt wird, schaltet AMD die Taktfrequenz in bis zu 32 Stufen herunter. Gleichzeitig mit der Takterniedrigung wird auch die Spannung an der CPU heruntergefahren. Da die Spannung in die Leistung quadratisch eingeht, bringt dies die größte Energieersparnis.
Wärmebilanz
Neben einem geringen Strombedarf ist beim Notebook auch eine geringe Wärmeentwicklung anzustreben. Denn im Gegensatz zu anderen elektrischen Geräten wird beim Prozessor die gesamte zugeführte elektrische Energie in Wärme umgewandelt. Zum Beispiel gibt ein Elektromotor einen Teil der zugeführten Energie als Drehbewegung wieder ab. Und bei den hohen Verlustleistungen moderner Prozessoren ist die Wärmeentwicklung beachtlich. Bei Werten zwischen 20 und 50 Watt liegt die Leistungsaufnahme heutiger CPUs. Diese Leistung (Wärme) muss unbedingt abgeführt werden, da anderenfalls der Prozessor durchbrennt.
Im Desktop übernehmen relativ voluminöse Kühlkörper die Wärme vom Prozessor auf, und große Lüfter blasen die erwärmte Luft aus dem Rechner. Im Notebook hingegen verbietet sich aufgrund der Platzbeschränkungen der Einsatz von großen Kühlkörpern und Lüftern. Hier muss mit jedem Kubikzentimeter gegeizt werden. Trotzdem müssen die Entwickler die Spezifikationen der CPU-Hersteller einhalten. Beispielsweise schreibt Intel vor, dass eine spezielle Notebook-CPU maximal 100 Grad warm werden darf, eine Desktop-CPU dagegen nur 70 Grad. Bei AMD-CPUs liegt die maximale Temperatur bei mobilen und Desktop-Prozessoren bei 95 Grad.
Wie der Entwickler das bewerkstelligen soll, ist seine Sache. Aufgrund der kleineren Stückzahlen von Notebook-CPUs und ihrer aufwändigeren Technik sind diese Prozessoren natürlich teurer als Desktop-CPUs. Speziell für den mobilen Einsatz designte CPUs sind zwar äußerst sparsam in puncto Energieverbrauch, kosten aber bei Intel rund das Doppelte einer Desktop-CPU.
Nichts ist unmöglich
Sowohl Intel als auch AMD bestreiten nicht, dass es möglich ist, eine Desktop-CPU unter bestimmten Bedingungen auch in einem Notebook einzusetzen. Ein Durchbrennen des Chips sei nicht zu befürchten. Grund: In der CPU selbst ist ein Temperaturfühler (Diode) integriert. Ab einer bestimmten Temperatur senkt eine Bios-Routine dann einfach die Taktfrequenz. Das Notebook läuft dann quasi "mit gebremstem Schaum". Solange der Anwender in diesem Moment keine rechenintensive Software laufen lässt, wird er den Unterschied nicht einmal bemerken.
Um aber eine Desktop-CPU einsetzen zu können, sind gewisse konstruktive Änderungen am Notebook unumgänglich. Die Firma Gericom beispielsweise baut in ihrem Notebook "Webboy" eine Desktop-CPU von Intel ein. Um die Wärme des Prozessors abführen zu können, ist die CPU auf dem Kopf liegend eingesetzt. Ein direkt darunter befindlicher Kühlkörper mit einem massiven Kupferkern nimmt die Wärme auf. Außerdem besteht die gesamte Unterschale des Notebooks aus einer Magnesiumkeramik, die für eine optimale Wärmeverteilung über die gesamte Unterseite des Gerätes sorgt.
Unterstützt wird die Wärmeableitung durch ein Radialgebläse direkt neben dem Prozessor. Allerdings befindet sich, bedingt durch die Bauform des Radialgebläses, die Ansaugöffnung der Turbine an der Unterseite des Notebooks. Über diese Anordnung dürften selbst die Entwickler des Webboy nicht besonders glücklich sein. Denn bereits eine Zeitung unter dem Notebook kann die Luftzufuhr drosseln oder ganz unterbinden, was zwangsläufig zur Überhitzung des Prozessors führt. Steht das Notebook dagegen auf einer glatten Fläche, dürfte die Lüftung ausreichen.
Desktop-CPU versus Mobile-CPU
Außer durch ihren günstigen Preis schneidet eine Desktop-CPU beim Vergleich zu einer mobilen CPU im mobilen Einsatz recht schlecht ab. Ihre Nachteile, wie hoher Stromverbrauch und dadurch bedingte große Wärmeentwicklung, haben weitere Konsequenzen: Die Wärme lässt sich nur durch einen größeren Lüfter vom Prozessor wegführen. Ein solcher nimmt aber auch mehr Strom auf, was die Energiebilanz des Notebooks weiter verschlechtert.
Notebooks mit Desktop-CPU verlangen also auch nach einem stärkeren Akku, um eine Mindestlaufzeit von etwa zwei Stunden zu garantieren. Der Akku wird mit einem höheren Strom belastet, wodurch er wärmer wird als im normalen Betrieb. Diese Abwärme heizt das Notebook ebenfalls weiter auf. Deshalb werden wieder zusätzliche Kühlmaßnahmen notwendig.
Laut Verordnung darf ein Notebook außen an keiner Stelle eine Temperatur von 43 Grad überschreiten. Nur durch sehr gut wärmeleitende, aber leichte Materialien - schließlich darf das Notebook auch nicht zu schwer werden - lässt sich diese Vorgabe in den Griff bekommen. Die Wärme wird jetzt einfach auf eine größere Fläche verteilt und dann an die Umgebung abgegeben.
Insgesamt werden dadurch aber alle Komponenten im Notebook stärker aufgeheizt, was der Lebenserwartung des Gerätes bestimmt nicht förderlich ist. Außerdem muss das externe Netzteil für das Notebook für eine größere Leistung ausgelegt werden. Denn auch während des Betriebs muss das Netzteil zusätzlich zum Strom für das Notebook auch den Akku laden können. Normalerweise reichen 50-Watt-Netzteile für Notebooks aus. Solche mit Desktop-CPUs dagegen verlangen nach einem 70-Watt-Netzteil.
ComputerPartner-Meinung:
Betrachtet man das Preis-Leistungs-Verhältnis, scheint eine Desktop-CPU im Notebook die ideale Wahl zu sein. Das bezieht sich aber nur auf den Preis und die Rechenleistung des Notebooks. Soll das Gerät öfters mobil eingesetzt werden, relativiert sich das Verhältnis. Durch den schwereren Akku und das größere Netzteil muss mehr Gewicht mitgeschleppt werden. Und ein an fast der gesamten Unterseite 43 Grad warmes Notebook auf den Knien zu halten ist vielleicht nur im Winter bei Minustemperaturen angenehm. Einzig Kunden, die ein Notebook aus Platzgründen einem Desktop vorziehen und es hauptsächlich stationär einsetzen wollen, kann zum Gerät mit einer Desktop-CPU geraten werden. Für den mobilen Einsatz gibt es bessere Geräte, die allerdings auch ein wenig teurer sind. (jh)