Prozessoren sind das Herzstück eines jeden PCs, Macs, Servers oder Smartphones. Sie bestimmen neben dem Speicher zu einem großen Teil die Geschwindigkeit dieser Geräte. Heutzutage besitzen die meisten Prozessor-Chips mehrere Prozessorkerne, wobei jeder Kern für sich eine eigenständige Logik-Einheit darstellt. Die Anzahl der Prozessorkerne (Cores) und die Taktrate entscheiden maßgebend die Performance einer modernen CPU. In der Regel gilt: je höher die Taktfrequenz und je größer die Anzahl der Cores umso leistungsfähiger ist eine CPU. Prozessoren benötigen elektrische Energie für ihre Schaltungen. Ein Großteil dieser Energie wird jedoch in Wärme umgewandelt und an die Umgebung abgegeben. Gerade beim Design von Gerätegehäusen, Serverräumen und Rechenzentren ist das Thema Kühlung daher eines der wichtigsten, um einen reibungslosen Betrieb zu gewährleisten. Diverse Studien belegen, dass rund 50% der laufenden Kosten für IT-Infrastrukturen durch Strom und Kühlung verursacht werden. Heute entstehen daher viele neue Rechenzentren in nördlicheren Teilen von Europa wie z.B. in den Niederlanden, in Deutschland oder in Belgien da dort die Außentemperaturen niedriger sind und wesentlich weniger Energie für die Kühlung verbraucht wird.
Verlustleistung
Die thermische Verlustleistung von CPUs wird als TDP (englisch: Thermal Design Power) bezeichnet und in Watt angegeben. Dieser Wert gibt den maximalen Verlust einer CPU an und wird gerne für die Dimensionierung von Computergehäusen, Kühlern und Lüftern verwendet. Er eignet sich zwar nur bedingt zur Berechnung der tatsächlichen Verlustleistung eines Computers im Betrieb, ist aber dennoch ein guter Anhaltspunkt um beim Kauf eines Gerätes auf den voraussichtlichen Energiebedarf und die Abwärme zu schließen. Wie sich das Verhältnis aus Leistung und Abwärme in den letzten 6 Jahren verändert hat zeigt folgender Chart einer Server-CPU. Bei rund 29% mehr Leistung ist die TDP um 10% gesunken:
Quelle: https://www.cpubenchmark.net
Noch deutlicher ist das Verhältnis bei Desktopprozessoren zu sehen. Die stromsparende Desktop CPU Intel Core i3-7100T hat eine um 27% höhere Leistung bei einer um 53% geringeren maximalen Verlustleistung als die vergleichbare CPU aus dem Jahr 2011.
Quelle: https://www.cpubenchmark.net
IT-Infrastruktur modernisieren – verantwortungsbewusst handeln
Von allen Komponenten die in einem PC, Mac oder Server verbaut sind, benötigt die CPU den größten Anteil der Energie, das sind 25% bis 50% des Gesamtsystems. Erfreulich ist, dass mit jeder neuen Prozessorgeneration das Verhältnis aus Leistung zu Stromverbrauch besser geworden ist. Das gilt sowohl für PC-CPUs als auch für Server-CPUs. So kann man Einstiegsserver heute schon mit einer Verlustleistung von unter 50W realisieren wo man noch vor einigen Jahren zu Produkten mit mehreren 100W Verlustleistung greifen musste. Wer seine Stromrechnung reduzieren und der Umwelt etwas Gutes tun will, sollte zu modernen energiesparenden IT-Produkten greifen.
Quellen:
http://de.wikipedia.org
https://de.wikipedia.org/wiki/Thermal_Design_Power
https://de.wikipedia.org/wiki/CPU-Leistungsaufnahme
https://www.google.com/about/datacenters
https://ark.intel.com/de#@Processors