Singlethread- vs. Multithread-Rechenleistung

Singlethread- vs. Multithread-Rechenleistung

@ctmagazin | Blog

Mehr CPU-Kerne bringen nicht immer Vorteile, wie ein Vergleich zweier billiger Celeron-Prozessoren zeigt. Besonders "Atom-Celerons" hinken bei Singlethread-Software hinterher.

"Mehr Prozessorkerne liefern mehr Rechenleistung": Diese einfache Formel stimmt nicht immer. Ein Leistungsplus ergibt sich nur unter zwei Bedigungen: Zum einen muss die verwendete Software alle verfügbaren Kerne nutzen (Multithreading), zum anderen müssen die Prozessorkerne auch jeweils ähnlich leistungsfähig sein. Sind diese Bedingungen nicht erfüllt, dann läuft die Software auf dem Prozessor mit mehr Kernen unter Umständen langsamer.

In diesem leisen Mini-STX-PC (unser Bauvorschlag aus 2016) steckt ein Celeron G3900.

Vergleicht man Prozessoren aus derselben CPU-Familie mit ähnlichen Taktfrequenzen, aber unterschiedlich viele Kernen, dann bringen mehr Kerne im Schnitt auch meistens mehr Performance, sofern die Software sie nutzt.

Doch vor allem unter den billigen Prozessoren gibt es vermeintlich ähnliche, in denen sehr unterschiedliche Rechenwerke stecken. Das gilt vor allem für Intels Celerons. Hier gibt es die "guten" der Serie Celeron G, in denen die Technik der leistungsfähigen Core-i-Typen steckt: Sie sind zwar abgespeckt – kleinerer Cache, niedrigere Taktfrequenz, beschnittener Funktionsumfang etwa ohne AVX/AVX2. Aber trotzdem sind sie pro Taktschritt deutlich leistungsfähiger als die sogenannten Atom-Celerons. Letztere verkauft Intel als Celeron N, Celeron J und sogar als Pentium (Silver) N/J.

Zwar sind die beiden Kerne des Celeron G3900 im Multithreading-Benchmark Cinebench R15 zusammen nur um 27 Prozent schneller als die vier Kerne des Celeron J3455. Jeder einzelne Kern des Celeron G3900 hat aber eine wesentlich höhere Single-Thread-Performance als jeder einzelne Kern des Celeron J3455. Das macht sich bei Software bemerkbar, die nur einen einzigen oder nur wenige Kerne beziehungsweise Threads nutzt.

Schon Benchmarks zeigen die Unterschiede, ein direkter Vergleich im Video ist jedoch anschaulicher (auch wenn der Ton anfangs nicht recht zum Bildinhalt passt ...)

Wir haben einen Celeron G3900 (Skylake, zwei Kerne, 2,8 GHz) in einem Mini-STX-PC gegen den Celeron J3455 (Apollo Lake, vier Kerne, 2,3 GHz) im Intel NUC6CAYH gegeneinander antreten lassen. Die Ausstattung der beiden Mini-PCs ist bis auf die Prozessoren praktisch gleich, also je 8 GByte RAM und eine SATA-SSD mit Windows 10.

Als erstes entpackten wir im Video ein Treiberarchiv, also eine .ZIP-Datei - einfach per Rechtsklick im Explorer mit "extrahieren". Das dauert beim Quad-Core etwa doppelt so lange wie beim Dual-Core.

Als nächstes öffneten wir eine umfangreiche Präsentation in LibreOffice 5 Impress (odp-Datei). Auch dabei ist der Dual-Core wesentlich schneller.

Dann verarbeitete IrfanView 10 Bilder in einer Batch-Datei: Sie wurden mit der Auto-Korrektur optimiert, verkleinert und in einem andere Verzeichnis abgespeichert. Auch dabei punktet der Dual-Core mit hoher Single-Thread-Leistung.

Zuletzt öffneten wir im Browser Chrome die Webseite ct.de: Dabei zeigten sich kaum Unterschiede zwischen den beiden Prozessoren. (ciw)

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