Damit Computer oder Server reibungslos funktionieren und ihre Leistung abrufen können, benötigen sie einen Prozessor. Dieser ist die zentrale Schaltstelle, welche mittels eines Algorithmus alle anderen Geräte innerhalb der Maschien steuert. Um diese Aufgabe zu erfüllen, benötigt der Prozessor eine Kernspannung. Diese wird auch Core Voltage (kurz: Vcore) genannt. Was ein Vcore ist und welche Bedeutung ihm zukommt, ist Gegenstand dieses Artikels.
Grundlagen von Prozessoren
Die Hauptkomponenten eines Prozessors (auch CPU genannt) sind das Rechen- und das Steuerwerk. Sie verarbeiten die Daten, die aus internen oder externen Quellen eingespeist werden. Dafür verwendet die CPU arithmetische und logische Operationen und sendet Signale an die verschiedenen Bestandteile des Rechners.
Für diese Funktion benötigt der Mikroprozessor Strom. Die gewöhnliche Spannung, die durch ein Netzteil in die Maschine eingespeist werden kann, beträgt 12 V. Diese ist allerdings zu hoch, um die Prozesse der Mikroelektronik eines Computers zu gewährleisten. Mittels Pegelwandler wird die Spannung reduziert und damit für den Betrieb des Prozessors optimiert.
Die Höhe des jeweiligen Vcores, die in einem Prozessorkern vorhanden sein sollte, wird vom Hersteller spezifiziert. Die entsprechende Nennspannung muss innerhalb eines definierten Toleranzbereichs zwingend eingehalten werden, um die Laufleistung des Prozessors zu erhalten.
Da die meisten Prozessoren heute in Systeme eingebettet sind, müssen die Spannungen innerhalb einer Hardware-Struktur exakt aufeinander abgestimmt werden.
Die Bedeutung des Vcore
Die Stabilität und die Effizienz eines Prozessors hängt unmittelbar mit seinem Vcore zusammen.
Ist die Spannung zu hoch oder zu niedrig, kann ein stabiler Betrieb der CPU nicht mehr garantiert werden. Im schlimmsten Fall überhitzt die CPU und fällt komplett aus. Deshalb versuchen Prozessorhersteller auch die Kernspannung so niedrig wie möglich zu halten.
Prozessoren senden ihre Signale in einer entsprechenden Taktung. Diese ist auf die Arbeitsprozesse innerhalb des Systems abgestimmt. Geraten die Signale des Rechenwerkes aus dem Takt, leidet die Performance des gesamten Systems.
Insbesondere bei komplexen Software-Architekturen wie Container- oder Servervirtualisierungen, sollten die Ressourcen der Hardware aber optimal nutzbar sein.
Große Rechenzentren, wie sie von Webhosting-Anbietern berieben werden, führen mehrere vServer parallel auf einer Hardware aus und sind darauf angewiesen, dass deren Ressourcen optimal ausgeschöpft werden.
Kann man den Vcore erhöhen?
Unter bestimmten Umständen kann die Leistung des Prozessors durch Erhöhung der Kernspannung gesteigert werden. Diese Übertaktung kann wünschenswert sein, etwa beim Betrieb mehrerer vServer auf einer Hardware.
Da aber mit einer höheren Spannung auch eine höhere Temperatur einhergeht und die empfindliche CPU darunter leiden kann, sollte eine Übertaktung nur sehr behutsam durchgeführt werden.
Es gilt: So viel wie nötig und nicht so viel wie möglich.
Um den Vcore zu steigern, sind folgende Komponenten notwendig.
- einen Prozessor, bei dem die Frequenzmultiplikatoren nicht gesperrt sind
- eine Hauptplatine, die das Übertrakten ermöglicht
- eine angemessene Kühllösung für den Prozessor
Die Übertaktung sollte schrittweise erfolgen. Nach einer kleinen Frequenzerhöhung sollten Leistung des PCs sowie die Spannung und die Temperatur des Prozessors gemessen werden. Sobald der Computer nicht mehr stabil läuft, muss abgebrochen und die Frequenz wieder etwas reduziert werden.
Parameter wie die Temperatur, Spannung oder Leistung des Prozessors lassen sich mit spezifischen Programmen leicht überwachen.
Bei erfolgreicher Übertaktung kann die Software auf leistungsstärkere Hardware zurückgreifen. Beim obigen Beispiel der Servervirtualisierung kann der Hypervisor jedem virtuellen Server mehr Ressourcen zuteilen, was deren Performance optimiert.
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