Hardwareseitiges Multithreading gibt es in Form von SMT beziehungsweise Hyper-Threading (Intel) bereits seit 1990. Der Hauptaufwand ergibt sich aus dem Bereitstellen mehrerer Registerfiles. Supercomputer wie beispielsweise der Tera MTA sind in der Lage gleichzeitig 128 Threads mit nur einem CPU-Kern zu bearbeiten. Eine Lösung wäre, mehrere CPUs auf einem Board unterzubringen, was wegen horrender Kosten und Materialaufwand aber viel zu aufwendig wäre. Im Gegensatz zur Ausführung auf mehreren Prozessoren, müssen sich Prozesse bei hardwareseitigem Multithreading dann allerdings sehr viele Betriebsmittel teilen, so u. a. L1-Cache, L2-Cache, µOp-Cache, Sprungvorhersage, Instruction-Fetcher, Befehlsdecoder, Physical Register File, Reservation Station, Load and Store Buffer, TLBs, Arithmetik-Logik-Einheiten und Gleitkomma-Einheiten. Da die Recheneinheiten eines Prozessor-Kerns selten vollständig ausgelastet werden, ergibt sich bei hardwareseitigem Multithreading gegenüber einfachen Prozessoren eine laut Intel bis zu 30 Prozent höhere Rechenleistung. Wie hoch der Wert wirklich ausfällt, und ob diese Technik bei Spielen einen Vorteil bringt, haben wir anhand eines AMD Ryzen 9 3900X und Intel Core i9-9900K getestet.

Benchmarks: SMT und HT bremsen CPUs aus

Um die Auswirkungen von Simultaneous Multithreading und Hyper-Threading im möglichst vielen Spielen zu prüfen, haben wir die Topmodelle von AMD und Intel ohne SMT respektive HT durch unseren PCGH-CPU-Benchmark-Parcours gejagt.

Beachten Sie bei den folgenden Benchmarks bitte, dass wir die Werte ohne hardwareseitges Multithreading für eine bessere Übersichtlichkeit markiert haben.

SMT-Vergleich CPUs Vergleicht die Leistung in Spielen mit SMT/HT und ohne, bei sonst gleichen Bedingungen. Assassin´s Creed Odyssey

Anno 1800

The Division 2

Battlefield 5

Total War Three Kingdoms

Shadow of the Tomb Raider

Wolfenstein Youngblood

The Witcher 3

Kingdom Come Deliverance

Forza Horizon 4 Detail Settings 1.280 x 720, max. Details bis auf AA System MSI Geforce RTX 2080 Ti Lightning Z, 16 GiByte per memory channel with max. speeds according to each CPUs' specification, Windows 10 V1903 (64 Bit); Geforce 436.48 WHQL 0 von 4 Produkten sichtbar Kein Produkt sichtbar Alle Produkte sichtbar

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Core i9 9900K 3,6+ GHz – 8c/16t; 2× DDR4-2667 [HT]



Core i9 9900K 3,6+ GHz – 8c/16t; 2× DDR4-2667



Ryzen 9 3900X 3,8+ GHz – 12c/24t; 2× DDR4-3200 [SMT]



Ryzen 9 3900X 3,8+ GHz – 12c/24t; 2× DDR4-3200 Ryzen 9 3900X 3,8+ GHz – 12c/24t; 2× DDR4-3200 88.6 62.0 Ryzen 9 3900X 3,8+ GHz – 12c/24t; 2× DDR4-3200 [SMT] 83.9 52.0 Core i9 9900K 3,6+ GHz – 8c/16t; 2× DDR4-2667 [HT] 77.4 63.0 Core i9 9900K 3,6+ GHz – 8c/16t; 2× DDR4-2667 76.2 61.0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 Name 1.280 × 720 (Average Fps) 1.280 × 720 (Perzentil P99)

Einzig The Division 2 von Ubisoft läuft merklich besser mit Simultaneous Multithreading und Hyper-Threading. Alle anderen Titel weisen eine mehr oder weniger bessere Performance ohne auf. Die größten Unterschiede haben wir mit AMDs Ryzen 9 3900X in Battlefield 5 gemessen, ohne SMT legt die CPU satte elf Prozent an Leistung zu. Die erzielten Werte haben wir für einen Vergleich in den regulären CPU-Index eingetragen, um die normierte Gesamtleistung in Spielen abzubilden: Mit 100 Prozent steht auf Platz 1 der Intel Core i9-9900K ohne HT, dicht gefolgt vom AMD Ryzen 9 3900X ohne SMT mit 97,1 Prozent. Letzterer mit SMT erreicht mit 96,4 Prozent nur den vierten Platz während der Intel Core i9-9900K mit HT bei genau 97 Prozent liegt und somit den dritten Platz belegt.

Insgesamt sorgt die gleichzeitige Bearbeitung von zwei Threads durch einen CPU-Kern in Spielen für spür- und messbar weniger Leistung. Bei Hyper-Threading (Intel) ist der Effekt größer als bei Simultaneous Multithreading (AMD). Quelle: PC Games Hardware

Die Zusammenfassung aller Ergebnisse (Anzahl Frames geteilt durch die Anzahl der Spiele) zeigt mit SMT eine leichte Abweichung nach unten, während durch HT merklich mehr Leistung eingebüßt wird. Wir empfehlen Ihnen daher, ab einem Achtkerner auf hardwareseitges Multithreading zu verzichten, sofern der PC (nur) für Spiele herhalten soll. In Anwendungen ist ein Prozessor ohne SMT/HT dann aber in der Regel etwas langsamer. Bei beiden Prozessoren stieg die Leistungsaufnahme ohne Simultaneous Multithreading und Hyper-Threading um rund acht Prozent an; den CPUs steht offensichtlich ein größeres Spannungsbudget zur Verfügung, was sich durch ein (minimales) Plus an Taktfrequenz bemerkbar macht, was die Mehrleistung erklären könnte. Es ist aber auch die Software, die mit derart vielen Threads umgehen können muss, womit die meisten Spiele noch überfordert sind.

Wie ist es bei Ihnen? Nutzen Sie SMT oder HT bei Ihrer CPU? Welchen Erfahrungen haben Sie gemacht? Hinterlassen Sie doch einen Kommentar.

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