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Ratgeber: Gaming-Notebook

Notebooks sind mittlerweile fast so leistungsfähig wie normale PCs. Sie eignen sich deshalb auch für aktuelle PC-Spiele. Dabei müssen allerdings folgende Dinge beachtet werden:

  • Notebooks bieten nicht genug Platz für ein leises und effizientes Kühlsystem. Je schneller ein Notebook arbeitet, desto lauter und heißer wird es deshalb im Betrieb.

In einem PC-Gehäuse wird in der Regel kalte Luft von vorn eingesaugt und warme Luft nach hinten ausgestoßen (oder umgekehrt). Dies geschieht mit Hilfe mehrerer Gehäuselüfter. Bei Notebooks findet aufgrund der flachen Bauweise ein Luftaustausch (engl. airflow) in dieser Form nicht statt. Stattdessen werden hier zum Transport der Abwärme sog. Heat-Pipes (Wärmerohre) eingesetzt. Heat-Pipes sind mit einer wärmeleitenden Flüssigkeit (meistens Wasser) gefüllt, die im heßen Bereich des Rohres verdampft, im gasförmigem Zustand in den kühlen Bereich strömt, dort kondensiert und über Kapillare (hauchdünne Röhrchen) in flüssiger Form wieder zum heißen Ende zurückfließt..Im heißen Bereich liegen Kühlkörper, welche die Wärme von CPU und Grafikchip aufnehmen, im kühlen Bereich befinden sich die Lüfter. Diese Art der Kühlung ist zwar effektiv, sorgt aber für wesentlich höhere Temperaturen im Inneren des Gehäuses. Aufgrund des begrenzten Platzes können außerdem nur verhältnismäßig kleine Lüfter eingesetzt werden. Kleinere Lüfter benötigen für dieselbe Kühlleistung eine höhere Drehzahl als größere Lüfter und sind deshalb auch lauter. Vor allem unter Volllast können Gaming-Notebooks deshalb einen Geräuschpegel von über 50 Dezibel erreichen. Das entspricht immerhin der Lautstärke eines sprechenden Menschen.

  • Notebooks sind normalerweise für Akkubetrieb ausgelegt. Bei Gaming-Notebook gilt das zumindest für den 2D-Modus. Aus diesem Grund sind Hardwarekomponenten wie CPU, Speicher und Grafikkarte zwar energieeffizienter, aber auch etwas langsamer als in einem herkömmlichen PC.

Bei mobilen CPUs und Grafikchips handelt es sich meist um besonders stromsparende Varianten der entsprechenden Modelle für PCs. Sie sind mehr oder weniger stark beschnitten in ihrer Ausstattung (weniger Kerne) und werden mit geringeren Taktfrequenzen betrieben. Sie haben eine geringere Verlustleistung und erzeugen dadurch weniger Abwärme.

  • CPU und Grafikchip können nicht ausgetauscht werden, nur Speicherkapazitäten können erweitert werden.

CPU und Grafikchip sind fest auf der Hauptplatine verlötet und können im Gegensatz zum PC nicht einfach durch neuere Modelle ersetzt werden. Man sollte deshalb bereits beim Kauf auf möglichst aktuelle Hardwar achten. SSD, Festplatte und Arbeitsspeicher können hingegen ausgetauscht bzw. aufgerüstet werden.

  • Akkulaufzeit und Gewicht sind bei Gaming-Notebooks eher zweitrangig. An erster Stelle steht ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Leistung, Preis und Lautheit.

CPU

In Notebooks werden besonders stromsparende Varianten der Desktop-CPUs eingesetzt. Erreicht wird dies durch niedrigere Taktfrequenzen, kleinere Pufferspeicher (L3-Cache) und verringerte Kernanzahl. Aus diesem Grund ist die Rechenleistung auch geringer als bei den entsprechenden Desktop-Modellen. Die meisten mobilen CPUs sind in zwei Ausführungen erhältlich:

  • Die U-Version (das U steht für „Ultra-low power“) zeichnet sich durch einen sehr geringen Stromverbrauch aus und ist für möglichst lange Akkulaufzeiten ausgelegt – für Gaming-Notebooks eher ungeeignet.

  • Die H-Version (das H steht für „High performance graphics“) besitzt eine schnellere Grafikeinheit und ist für hohe Leistung optimiert.

Anders als im Desktop-Segment lagen die CPUs von Intel lange leistungsmäßig deutlich vor den entsprechenden AMD-Modellen, Schuld daran trägt vor allem der bei den mobilen CPUs stark beschnitte 3rd-Level-Cache. Dies hat sich mit dem Erscheinen der Ryzen-4000-CPUs (Codename „Renoir“) allerdings gründlich geändert: Das Topmodell Ryzen 9 4900H(S) ist dem in Gaming-Notebooks aktuell am häufigsten verbauten Intel Core i7-9750H teilweise überlegen. Vor allem in kleineren Geräten mit 14-Zoll-Bildschirm kann der sparsame Prozessor seine Stärken voll ausspielen. Trotzdem verfügen die meisten Gaming-Notebooks auf dem Markt noch immer über einen Prozessor der Marke Intel.

Vergleich zwischen Desktop- und mobilen CPUs (Intel)

Notebooks sind mittlerweile fast so leistungsfähig wie normale PCs. Sie eignen sich deshalb auch für aktuelle PC-Spiele. Dabei müssen allerdings folgende Dinge beachtet werden:

  • Notebooks bieten nicht genug Platz für ein leises und effizientes Kühlsystem. Je schneller ein Notebook arbeitet, desto lauter und heißer wird es deshalb im Betrieb.

In einem PC-Gehäuse wird in der Regel kalte Luft von vorn eingesaugt und warme Luft nach hinten ausgestoßen (oder umgekehrt). Dies geschieht mit Hilfe mehrerer Gehäuselüfter. Bei Notebooks findet aufgrund der flachen Bauweise ein Luftaustausch (engl. airflow) in dieser Form nicht statt. Stattdessen werden hier zum Transport der Abwärme sog. Heat-Pipes (Wärmerohre) eingesetzt. Heat-Pipes sind mit einer wärmeleitenden Flüssigkeit (meistens Wasser) gefüllt, die im heßen Bereich des Rohres verdampft, im gasförmigem Zustand in den kühlen Bereich strömt, dort kondensiert und über Kapillare (hauchdünne Röhrchen) in flüssiger Form wieder zum heißen Ende zurückfließt..Im heißen Bereich liegen Kühlkörper, welche die Wärme von CPU und Grafikchip aufnehmen, im kühlen Bereich befinden sich die Lüfter. Diese Art der Kühlung ist zwar effektiv, sorgt aber für wesentlich höhere Temperaturen im Inneren des Gehäuses. Aufgrund des begrenzten Platzes können außerdem nur verhältnismäßig kleine Lüfter eingesetzt werden. Kleinere Lüfter benötigen für dieselbe Kühlleistung eine höhere Drehzahl als größere Lüfter und sind deshalb auch lauter. Vor allem unter Volllast können Gaming-Notebooks deshalb einen Geräuschpegel von über 50 Dezibel erreichen. Das entspricht immerhin der Lautstärke eines sprechenden Menschen.

  • Notebooks sind normalerweise für Akkubetrieb ausgelegt. Bei Gaming-Notebook gilt das zumindest für den 2D-Modus. Aus diesem Grund sind Hardwarekomponenten wie CPU, Speicher und Grafikkarte zwar energieeffizienter, aber auch etwas langsamer als in einem herkömmlichen PC.

Bei mobilen CPUs und Grafikchips handelt es sich meist um besonders stromsparende Varianten der entsprechenden Modelle für PCs. Sie sind mehr oder weniger stark beschnitten in ihrer Ausstattung (weniger Kerne) und werden mit geringeren Taktfrequenzen betrieben. Sie haben eine geringere Verlustleistung und erzeugen dadurch weniger Abwärme.

  • CPU und Grafikchip können nicht ausgetauscht werden, nur Speicherkapazitäten können erweitert werden.

CPU und Grafikchip sind fest auf der Hauptplatine verlötet und können im Gegensatz zum PC nicht einfach durch neuere Modelle ersetzt werden. Man sollte deshalb bereits beim Kauf auf möglichst aktuelle Hardwar achten. SSD, Festplatte und Arbeitsspeicher können hingegen ausgetauscht bzw. aufgerüstet werden.

  • Akkulaufzeit und Gewicht sind bei Gaming-Notebooks eher zweitrangig. An erster Stelle steht ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Leistung, Preis und Lautheit.

CPU

In Notebooks werden besonders stromsparende Varianten der Desktop-CPUs eingesetzt. Erreicht wird dies durch niedrigere Taktfrequenzen, kleinere Pufferspeicher (L3-Cache) und verringerte Kernanzahl. Aus diesem Grund ist die Rechenleistung auch geringer als bei den entsprechenden Desktop-Modellen. Die meisten mobilen CPUs sind in zwei Ausführungen erhältlich:

  • Die U-Version (das U steht für „Ultra-low power“) zeichnet sich durch einen sehr geringen Stromverbrauch aus und ist für möglichst lange Akkulaufzeiten ausgelegt – für Gaming-Notebooks eher ungeeignet.

  • Die H-Version (das H steht für „High performance graphics“) besitzt eine schnellere Grafikeinheit und ist für hohe Leistung optimiert.

Anders als im Desktop-Segment lagen die CPUs von Intel lange leistungsmäßig deutlich vor den entsprechenden AMD-Modellen, Schuld daran trägt vor allem der bei den mobilen CPUs stark beschnitte 3rd-Level-Cache. Dies hat sich mit dem Erscheinen der Ryzen-4000-CPUs (Codename „Renoir“) allerdings gründlich geändert: Das Topmodell Ryzen 9 4900H(S) ist dem in Gaming-Notebooks aktuell am häufigsten verbauten Intel Core i7-9750H teilweise überlegen. Vor allem in kleineren Geräten mit 14-Zoll-Bildschirm kann der sparsame Prozessor seine Stärken voll ausspielen. Trotzdem verfügen die meisten Gaming-Notebooks auf dem Markt noch immer über einen Prozessor der Marke Intel.

Vergleich zwischen Desktop- und mobilen CPUs (Intel)

ModellreiheTDP (W)Kerne/ThreadsCache (MB)Taktfrequenz (MHz)Taktfrequenz mit Turbo (MHz)Leistung*
8. Generation (8xxx)
Core i5 (Desktop)956/691,7 - 3,63,3 - 4,312.680 / 2181 (i5-8600K)
Core i5 (Mobil)454/882,3 - 2,54,0 - 4,29476 / 1689 (i5-8300H)
Core i7 (Desktop)956/12122,4 - 4,04,0 - 5,015935 / 3689 (i7-8700K)
Core i7 (Mobil)456/1292,2 - 2,64,1 - 4,312399 / 2497 (i7-8750H)
9. Generation
Core i5 (Desktop)956/691,8 - 3,73,4 - 4,613491 / 2624 (i5-9600K)
Core i5 (Mobil)454/882,4 - 2,54,1 - 4,39858 /2111 (i5-9300H)
Core i7 (Desktop)958/8122,0 - 3,64,3 - 4,917220 / 4995 (i7-9700K)
Core i7 (Mobil)456/12122,64,5 / 4,613608 / 2653 (i7-9750H)
10. Generation
Core i5 (Desktop)65 / 1256/12122,9 - 4,14,3 - 4,8k.A. / 2330 (Core i5-10300)
Core i5 (Mobil)45 4/8 , 6/128 / 122,4 - 2,64,1 - 4,68771 / 2125 (Core i5-10300H)
Core i7 (Desktop)65 / 1258/16162,9 - 3,84,8 / 5,119458 / 5292 (Core i7-10700K)
Core i7 (Mobil)456/12, 8/1612 / 162.2 - 2,65,0 / 5,115654 / 3569 (Core i7-10875H)
Core i9 (Desktop)12510/20201,9 - 3,74,6 - 5,323397 / 6399 (i9-10900K)
Core i9 (Mobil)458/16162,45,317106 / 3643

Vergleich zwischen Desktop- und mobilen CPUs (AMD)

ModellreiheTDP (W)Kerne/ThreadsCache (MB)Taktfrequenz (GHz)Taktfrequenz mit Turbo (GHz)Leistung*
2. Generation (2xxx)
Ryzen 5 (Desktop)45 - 954/8, 6/12162,8 - 3,73,9 - 4,314358 (Ryzen 5 2600X)
Ryzen 5 (Mobil)454/843,23,67317 (Ryzen 5 2600H)
Ryzen 7 (Desktop)45 - 1058/16162,8 - 3,74,0 - 4,316949 (Ryzen 7 2700X)
Ryzen 7 (Mobil)454/843,33,87432 (Ryzen 7 2800H)
3. Generation (3xxx)
Ryzen 5 (Desktop)65 / 956/12323,6 / 3,84,2 / 4,420495 / 3751 (Ryzen 5 3600X)
Ryzen 5 (Mobil)354/882,13,78096 / 1660 (Ryzen 5 3550H)
Ryzen 7 (Desktop)65 / 1058/16323,6 / 3,94,4 / 4,524538 / 4960 (Ryzen 7 3800X)
Ryzen 7 (Mobil)354/842,34,08501 / 1809 (Ryzen 7 3750H)
4. Generation (4xxx)
Ryzen 5 Desktop)65 / 956/12323,6 / 3,820495 / 3751 (Ryzen 5 3600X)
Ryzen 5 (Mobil)456/1283,04,015085 / 3247 (Ryzen 5 4600H)
Ryzen 7 (Desktop)65 / 1058/16323,6 / 3,94,4 / 4,524538 / 4960 (Ryzen 7 3800X)
Ryzen 7 (Mobil)458/1682,94,219207 / 3847 (Ryzen 7 4800H)
Ryzen 9 (Desktop)95 / 10512/24, 16/32643,5 / 3,84,6 / 4,732866 / 7178 (Ryzen 9 3900X
Ryzen 9 (Mobil)458/1683,34,419035 / 4332 (Ryzen 9 4900H)

*CPUMark (Durchschnittswert mehrerer Systeme) / Maxon Cinebench R20 (Multi-Core)

Quellen:

https://www.amd.com/en/products/ryzen-processors-laptop
https://www.pcgameshardware.de/Notebook_Laptop-Hardware-201330/Tests/AMD-ROG-Zephyrus-G14-mit-Ryzen-9-4900H-1346423
https://www.alternate.de/Alle-Notebooks

Bemerkungen zum TDP

Der TDP (Thermal Design Power) ist ein Richtwert für die Dimensionierung der CPU-Kühlung. Die genaue Definition ist vom Hersteller abhängig:

  • Bei Intel bezeichnet der TDP den Stromverbrauch (Watt) bei maximaler Auslastung der CPU, wenn diese mit dem angegebenen Basistakt betrieben wird. Im Turbo-Boost-Modus kann dieser kurzzeitig überschritten werden, und zwar so lange, bis der Prozessor ein bestimmtes Limit bei Temperatur oder Stromverbrauch erreicht. [Quelle]
  • Bei AMD ist die Definition des Begriffs komplizierter. Hier wird der TDP mit Hilfe einer Formel berechnet, welche die maximal erreichbare CPU-Temperatur, die maximale Umgebungstemperatur und den maximalen Wärmewiderstand (°C/W) des Kühlers berücksichtigt. Der TDP bezeichnet also nicht den tatsächlichen Verbrauch, sondern die minimale vom Kühlsystem abzuführende Verlustleistung, um eine spezifische Leistung zu erbringen. Ein klarer Bezugspunkt (bei der Definition von Intel der Basistakt) fehlt hier. [Quelle]

Der TDP lässt also keinerlei Rückschlüsse auf den tatsächlichen Stromverbrauch einer CPU zu. Beim Vergleich von Modellen eines Herstellers kann der TDP dennoch helfen, die sparsamste CPU zu finden. Eine CPU mit niedrigerem TDP verbraucht weniger Strom und erzeugt weniger Wärme als eine CPU mit höherem TDP.

 

Grafikchip

GrafikeinheitIn CPU integriert? (Modelle)Grafikspeicher (GB)Recheneinheiten (EUs/CUs/SMs)Taktfrequenz (MHz)TDP (W)Leistung*
Intel UHD Graphics 620ja (i5-8265U/8250U, i7-8565U/8550U)System-RAM24 (192 ALUs)300 - 1.100 (i5)
300 - 1.150 (i7)
151.074
Intel UHD Graphics 630ja (i5-9400H/9300H, i7-9850H, i9-9880H(K)System-RAM24 (192 ALUs)1.050 - 1.250151.358
AMD Radeon Vega 8ja (Ryzen 5 3550H/3500U/ 2500U, Ryzen 7 3700U)System-RAM8 (512 ALUs)300 - 1.10012 - 251.631
NVidia GeForce MX250nein23 (384 ALUs)1.519 - 1.58210, 252.599
Intel Iris Xeja (G7-Suffix)System-RAM96 (768 ALUs)400 - 1.35015 - 282.814
NVidia GeForce GTX 1050nein25 (640 ALUs)1.354 - 1.493754.496
NVidia GeForce GTX 1650 Max-Qnein416 (1.024 ALUs)1.020 - 1.245305.711
NVidia GeForce GTX 1650nein416 (1.024 ALUs)1.395 - 1.560506.996
NVidia GeForce GTX 1660 Ti Max-Qnein624 (1.536 ALUs)1.140 - 1.335608.556
NVidia GeForce GTX 1660 Tinein624 (1.536 ALUs)1.455 - 1.590809.689
NVidia GeForce RTX 2060nein630 (1.920 ALUs)960 - 1.20080 - 9010.597
NVidia GeForce RTX 2070 Max-Qnein836 (2.304 ALUs)885 - 1.185
1.080 - 1.305
80
90
11.245
NVidia GeForce RTX 2070nein836 (2.304 ALUs)1.215 - 1.44011511.354
NVidia GeForce 3060nein630 (3.840 ALUs)900 - 1.4258012.435
NVidia GeForce RTX 2080 Max-Qnein846 (2.944 ALUs)735 - 1.095
990 - 1.230
80
90
12.474
NVidia GeForce RTX 3070nein840 (5.120 ALUs)1.110 - 1.56011514.736
Nvidia GeForce RTX 3080nein8 48 (6.144 ALUs)1.110 - 1.54511516.396

*G3DMark, Durchschnittswert mehrerer Systeme
Quellen:
https://www.alternate.de/Alle-Notebooks
https://www.techpowerup.com/gpu-specs/https://www.notebookcheck.net/

Spieleleistung
rot = mangelhaft (aktuelle Spiele laufen nur auf niedriger bis mittlerer Detailstufe bei einer Auflösung von 1280×720)
gelb = ausreichend (Detailstufe mittel, Auflösung 1920×1080)
blau = gut (Detailstufe hoch bis maximal, Auflösungen 1920×1080 und 2560×1440)
grün = optimal (Detailstufe maximal, Auflösung 3840×2160)

Max-Q

Die Max-Q-Modelle der NVidia-GPUs zeichnen sich durch einen besonders niedrigen Stromverbrauch aus. Sie verfügen über die gleiche Anzahl an Recheneinheiten, arbeiten aber mit niedrigeren Taktfrequenzen. Aus diesem Grund ist deren Leistung um bis zu 21 Prozent geringer aus als beim Standardmodell. Ein wesentlicher Vorteil gegenüber der normalen Version ist neben dem geringeren Energieverbrauch der leisere GPU-Lüfter. Die Taktfrequenz wird nämlich stets so angepasst, dass dieser maximal eine Drehzahl erreicht, bei der ein Schalldruckpegel von 40 dB nicht überschritten wird. Die Lautstärke von Gaming-Notebooks liegt teilweise jenseits der 50-dB-Grenze. [Quelle]

Recheneinheiten

Grafikprozessoren bestehen wie CPUs aus mehreren parallel arbeitenden, eigenständigen Kernen. Diese werden je nach Hersteller als Execution Units (Intel), Compute Units (AMD) oder Streaming Multiprocessors (NVidia) bezeichnet. Diese bestehen wiederum aus ALUs, die zu SIMD-Einheiten gruppiert werden.

Grafikspeicher

Integrierte Grafikeinheiten besitzen keinen eigenen Grafikspeicher. Stattdessen nutzen sie einen Teil des systemeigenen Arbeitsspeichers zum Ablegen der Bilddaten. Der maximal nutzbare Speicherbereich ist somit von der Gesamtgröße des eingebauten RAM abhängig. Nachteile:

  • es steht weniger Arbeitsspeicher für Anwendungen zur Verfügung
  • die geringere Übertragungsbandbreite wirkt sich negativ auf die Leistung der GPU aus

Verschiedene Speichertypen im Vergleich

SpeichertypBreite der Schnittstelle (Bit)Effektive Taktfrequenz (MHz)Bandbreite (GB/s)
DDR4-SDRAM*2 x 642.666 - 3.20042,6 - 51,2
GDDR5-SDRAM1287.000- 8.000112,0 - 128,0
GDDR6-SDRAM192 - 25612.000 - 14.000288,0 - 448,0

* wird üblicherweise als System-RAM eingesetzt