CPU Threads: Erklärung & Bedeutung fürs Gaming

Ihr sucht gerade eine neue Gaming-CPU und fragt euch, was der Begriff "CPU Threads" eigentlich bedeutet? Und wie wichtig sind diese Threads eigentlich für euer System und Anwendungen wie Spiele?

Moderne PCs verfügen über CPUs, die dank der Entwicklungen im Chip-Design und in der Herstellung viele Threads gleichzeitig verarbeiten können. In diesem Ratgeber kläre ich ALLE Fragen rund um das Thema CPU-Threads.

Was sind CPU Threads?

Threads sind ein Schlüsselaspekt moderner Prozessoren, der effizienteres Multitasking und Leistungsoptimierung ermöglicht. Daher spielen sie eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung der Leistung eurer CPU.

Ein Thread ist eine Folge von Anweisungen, die der CPU von einem Programm oder einer Anwendung gegeben werden. Je mehr Threads eine CPU gleichzeitig ausführen kann, desto mehr Aufgaben kann sie erledigen.

Threads sind die kleinsten Einheiten eines Computerprogramms, die unabhängig von einer CPU ausgeführt werden können. Quasi eine Reihe von Codes die ihr euch wie ein Förderband vorstellen könnt, das Daten verarbeitet. 

Jeder Kern in einem Prozessor verfügt über mindestens einen einzelnen Thread. Bei CPUs mit aktiviertem Simultaneous Multi-Threading (SMT) kann es zwei Threads pro Kern geben, was bei den meisten aktuellen Prozessoren der Fall ist.

Threads sind also keine Kerne (mehr dazu weiter unten). Deshalb werden sie auch "Logische Prozessoren" genannt.

Wie funktioniert ein CPU-Thread?

Wenn ihr eine Aktion (wie zum Beispiel das Öffnen eines Programms oder dem Starten eines Spiels) auf eurem Computer ausführt, dann wird ein Prozess gestartet. Dieser Prozess erstellt einen Thread in eurem System. 

Nehmen wir an, wir starten ein Spiel auf unserem PC. Für alle weiteren Aktionen in eurem Spiel wird fortlaufend eine Vielzahl von Threads aufgerufen, um es auszuführen. Prozesse können mehrere Threads verwenden, je nachdem, welches Programm ihr verwendet und wie es geschrieben ist.

Wenn ihr mehrere Threads habt, kann ein einzelner Prozess eine Vielzahl verschiedener Aufgaben bewältigen. Euer Betriebssystem generiert immer die meisten dieser Threads.

Jeder Thread landet schlussendlich in der CPU. Dieser Chip übernimmt die Liste der Anweisungen, "übersetzt sie" in seine Sprache und führt dann die vorgeschriebenen Aufgaben aus.

Was ist Multithreading oder Hyperthreading?

Wenn mehrere Threads gleichzeitig laufen, spricht man von Multithreading. Dadurch kann der Prozessor Aufgaben in separate Threads aufteilen und parallel ausführen, wodurch die Nutzung verfügbarer Systemressourcen erhöht und die Leistung verbessert wird.

So kann ein einzelner Thread zum Beispiel mehr Zeit für eine schwergewichtige Aufgabe aufwenden (wie zum Beispiel Berechnungen in großen Datenmengen), während andere Threads für andere Aufgaben zur Verfügung stehen.

Dadurch wird sichergestellt, dass alle Aufgaben effizient und mit minimalen Auswirkungen auf die Gesamtleistung erledigt werden.

Während ich diesen Artikel schreibe habe ich zum Beispiel Diablo 4 offen, höre Musik über Spotify, habe Discord und Skype laufen sowie zig offene Browsertabs. Aber was die Leistung betrifft, gibt es keine spürbaren Geschwindigkeitseinbußen bei meinem Computer.

Ihr habt wahrscheinlich auch schon von Hyper-Threading und Multi-Threading gehört. Obwohl sie ähnlich klingen mögen, handelt es sich tatsächlich um zwei völlig unterschiedliche Dinge.

• Hyperthreading wurde ursprünglich von Intel entwickelt und lässt Betriebssysteme quasi glauben, es gäbe zusätzliche separate CPU-Kerne. Wenn ihr einen Vierkern-Intel-Prozessor mit Hyper-Threading habt, erkennt euer Betriebssystem diesen als CPU mit vier physischen und acht logischen Kernen. Ohne Hyper-Threading würde sich die Anzahl der logischen Kerne halbieren.
• Multithreading oder auch "simultanes Multithreading" (allgemein als SMT bezeichnet) ist eine AMD-Technologie, die auf ähnliche Weise funktioniert, aber nicht ganz so effizient ist.

Unterschied zwischen CPU-Kernen & Threads

CPU-Kerne sind physische Kerne auf dem Prozessor selbst, CPU-Threads sind "künstliche" Kerne mit einer Effizienz von etwa 50% im Vergleich zu ihren physischen Gegenstücken.

Zwischen CPU-Kernen und Threads gibt es große Unterschiede, dennoch sind beide unglaublich wichtig:

• Ein CPU-Thread ist eine virtuelle Komponente dem Prozessor dabei hilft, Arbeitslasten effizienter zu bewältigen.
• Ein CPU-Kern ist eine physische Komponente in eurem Prozessor und wird zur Ausführung verschiedener Rechenaufgaben sowie Arbeitslasten verwendet.

Stellt euch CPU-Kerne als Arbeiter in einer Fabrik vor, die alle Teile zusammenbauen. Threads sind dann das Förderband, auf dem die Teile ankommen. Sie organisieren den Arbeitsablauf.

Wie wichtig sind CPU Threads für die Leistung?

Die Anzahl der CPU-Threads kann einen erheblichen Einfluss auf die Leistung einer CPU haben. Durch die Ermöglichung paralleler Datenverarbeitung ermöglichen Threads einem Prozessor, mehrere Aufgaben gleichzeitig auszuführen, was zu schnelleren Verarbeitungszeiten und einer verbesserten Leistung führen kann.

Im Allgemeinen bedeutet eine größere Anzahl an Threads, dass der Prozessor mehr Aufgaben gleichzeitig ausführen kann, was die Gesamtverarbeitungszeit erheblich verkürzt und die Leistung erhöht.

Der Leistungsgewinn durch zusätzliche Threads ist jedoch nicht linear, da dies von mehreren Faktoren abhängt: 

• Inwiefern ein Spiel oder Programm mehrere Threads nutzen kann
• Welche Arbeitslast vorliegt
• Wie effizient die CPU-Architektur ist

Sind CPU-Threads wichtig fürs Gaming?

Die meisten modernen Spiele sind darauf ausgelegt, die Vorteile von Multi-Threading (sprich mehrerer CPU-Threads) zu nutzen. Im Allgemeinen reicht eine CPU mit 6 bis 8 Threads für grundlegende Gaming-Anforderungen vollkommen aus.

Dennoch nutzen selbst neuere Spiele wie Cyberpunk, Jedi Survivor oder Spiderman Remastered oft nur 2-4 Threads. Sehr alte Spiele nutzen sogar nur einen Thread.

Allerdings haben die wenigsten von uns einfach nur 1 Spiel offen und machen sonst nichts mit ihrem PC. Gerade für Streamer die nebenbei ihren Stream aufnehmen, dazu noch Musik hören und mehrere andere Programme offen haben, aber auch für Dinge wie Videobearbeitung können CPUs mit 10 oder mehr Threads durchaus sinnvoll sein.

Ein Prozessor mit weniger Threads aber höheren Taktraten liefert meist eine bessere Spieleleistung als ein Prozessor mit mehr Threads, aber niedrigeren Taktraten. Daher ist es wichtig, die Gesamtsystemanforderungen eines Spiels und die spezifischen Anforderungen an euren PC (was ihr damit hauptsächlich macht) zu berücksichtigen, wenn ihr die optimale Anzahl von Threads fürs Gaming bestimmen wollt.

Unterm Strich sei also festzuhalten: CPU-Kerne sind fürs Gaming definitiv wichtiger, als die Anzahl der CPU-Threads, die Taktrate ist jedoch häufig am wichtigsten. Dennoch werden neuere Spiele immer anspruchsvoller, wodurch in Zukunft auch Threads immer wichtiger werden.

Wie viele CPU-Threads habe ich?

Um herauszufinden wie viele CPU-Threads ihr habt, könnt ihr einfach euren Task-Manager in Windows nutzen.

1. Drückt die Tasten Strg+Alt+Entf gleichzeitig, um den Task-Manager zu öffnen.
2. Klickt auf den Tab "Prozesse" und dann oben links auf den Tab "CPU".
3. Nun könnt ihr unten rechts unter dem Eintrag "Logische Prozessoren" die Anzahl eurer CPU-Threads ablesen.

Eine weitere Möglichkeit ist über das praktische Programm CPU-Z. Dieses kostenlose Mini-Programm liefert euch außerdem weitere Informationen zu eurer CPU wie Takt- und Cache-Informationen, Kernspannung und vieles mehr.

Häufig gestellte Fragen

Abschließend beantworte ich noch einige häufige Fragen zum Thema.

Hat jede CPU die doppelte Anzahl an Threads?

Nein, nicht alle CPUs verfügen darüber. Es gibt immer noch einige Prozessoren mit 4 Kernen und 4 Threads oder 8/8. Dies muss aber nicht unbedingt negativ sein.

Desktop-CPUs haben höchstens zwei Threads pro CPU-Kern, große Serverprozessoren haben gerne auch mal 4 oder 8 Threads pro Kern.

Kann ich die Anzahl meiner Threads erhöhen?

Nein, die Anzahl der Threads in einer CPU wird während der Herstellung festgelegt und lässt sich nach der Herstellung nicht mehr beeinflussen.

Wie viele brauche ich denn nun?

Das hängt davon ab, was ihr mit eurem PC macht.

• Für Spiele oder 3D-Modellierung profitiert ihr in der Regel mehr von höheren Taktraten als von einer höheren Kernanzahl mit mehr Threads. 6-8 Threads sind ausreichend dafür.
• Bei passiven Arbeitslasten wie CPU-basiertem Rendering können all eure CPU-Threads und Kerne genutzt werden. Hyper-Threading und SMT sollten daher ganz oben auf eurer Prioritätenliste stehen.

Sind mehr immer besser?

Nicht unbedingt. Während mehr Threads zur Verbesserung der Leistung in Multithread-Anwendungen beitragen können, sind nicht alle Anwendungen für Multithreading optimiert.

Mehr Kerne und Threads nutzen euch zum Beispiel bei der Videobearbeitung in Premiere Pro nichts (es wird dadurch nicht schneller gehen), ihr könnt jedoch mehr Aufgaben gleichzeitig ausführen, ohne die Gesamtleistung zu verlangsamen. 

In manchen Fällen können mehr Threads sogar zu Konflikten um Systemressourcen führen, was zu einer Leistungseinbuße führt.