Mehr Power, weniger Verbrauch – so geht energieeffizientes PC-Gaming

Energiesparen ist heute sehr wichtig – aus Kosten- wie Umweltschutzgründen. Die Steigerung der Energieeffizienz von PC- und Laptop-Komponenten kommt da gelegen. Effizienz kann von zwei Standpunkten aus betrachtet werden. Eine Aktion ist energieeffizienter, wenn sie:

1. für das gleiche Ergebnis weniger Energie braucht oder
2. ein besseres Ergebnis bei gleichem Energieverbrauch erreicht.

Mehr Energieeffizienz bedeutet für dich also: längere Laptop-Akkulaufzeiten bei leistungsintensiven Anwendungen oder mehr Power, um Aufgaben schneller und besser zu lösen.

Chiphersteller AMD forscht und arbeitet seit Jahren an besserer Effizienz von Prozessoren (CPUs) und Grafikkarten (GPUs). Heute verbrauchen sie für dieselbe Leistung viel weniger Strom als noch vor wenigen Jahren. Alle Fortschritte, die das Unternehmen in diesem Bereich gemacht hat, kannst du aktiv nutzen, wenn du einen mit AMD-Chips ausgestatteten Laptop oder PC hast.

Speziell im Bereich Gaming ist maximale Performance oft das höchste Ziel: Der PC oder Laptop stellt dir so viel Leistung wie möglich zur Verfügung, um dein Spiel schneller und schöner zu machen. Der Energieverbrauch ist dabei zunächst hinten angestellt.

Doch du hast die Wahl, die Priorität zu verschieben, um deine Akkulaufzeit oder deinen Stromverbrauch zu optimieren. Je energieeffizienter dein Gerät ist, desto weniger Bildqualität büßt du dabei ein. Das erreichst du mit den richtigen Einstellungen im Spiel und ein paar hilfreichen Software-Tools und Technologien von AMD.

Um weniger Energie zu verbrauchen, solltest du die Bildrate limitieren. Darauf bauen auch die meisten weiteren Maßnahmen auf. Denn: Ein energieeffizientes System liefert dir zunächst bei gleichem Stromverbrauch mehr Bilder pro Sekunde. Der Akku ist damit aber genauso schnell leer, wie bei einem ineffizienteren System. Möchtest du weniger Strom verbrauchen, musst du die Leistung zügeln.

Du kannst dieses Mehr an Effizienz nutzen, indem du deine Bildrate, je nach Spiel, auf 30 oder 60 Bilder pro Sekunde begrenzt. Bei schnellen Games wie Rennspielen und Shootern sollte die Bildrate höher sein, bei langsamen Spielen wie Grafikadventures kann sie auch bei 30 Bildern pro Sekunde liegen. Unterstützt dein Monitor 120 Hertz, sind Framerates von 40 oder 60 Bildern pro Sekunde sinnvoll. Ein Monitor mit AMD FreeSync oder VRR („Variable Refresh Rate“ = variable Bildwiederholrate) sorgt für ein Spielerlebnis ohne Bildabrisse. Es gibt im Notebook-Bereich Geräte wie das Asus ROG Zephyrus G14, die 120 Hertz und variable Bildrate des Monitors kombinieren.

Eine niedrigere Bildrate belastet deine Grafikkarte und CPU weniger und erlaubt ihnen so, stromsparender zu arbeiten. Gerade im Grenzbereich der Vollauslastung geht oft sehr viel Energie für ein relativ geringes Leistungsplus verloren.

Nachdem die Bildrate begrenzt ist, können deine Komponenten je nach Leistungsklasse und Spielanforderungen immer noch am Limit laufen. Die beste Methode, um das zu verbessern, ist die Auflösung zu reduzieren. Dabei gibt es zwei Stellschrauben:

Zum einen ist da die Ausgabeauflösung zu nennen, also die Frage, wie viele Pixel auf dem Monitor dargestellt werden müssen. Sie sollte, wenn du Strom sparen möchtest, nicht höher sein als das, was dein Monitor nativ anzeigt. Beim „AMD Advantage“-Gaming-Notebook Asus ROG Zephyrus G14 sind das zum Beispiel 2.560 x 1.600 Pixel. In manchen Games sehen auch halbierte Auflösungen noch gut aus, im Beispiel also 1.280x800 Pixel.

AMDs quelloffene und für jeden Games-Entwickler nutzbare Upscaling-Technologie FSR 2 („FidelityFX Super Resolution“) bietet die zweite Stellschraube, um die zu berechnende Auflösung zu reduzieren. Sie sorgt dafür, dass die Grafikkarte weniger beansprucht wird, indem sie das kompatible Spiel mit einer niedrigeren Auflösung berechnen lässt und es dann mit Algorithmen auf die Auflösung des Bildschirms hochskaliert. Informationen aus vorangegangenen Bildern und Bewegungsinformationen werden kombiniert, um die fehlenden Pixel „vorherzusagen“. Das ermöglicht enorme Leistungssteigerungen bei oft sehr geringen visuellen Einbußen. Auch schwächere Grafikchips, die weniger Energie verbrauchen, können Spiele so schärfer darstellen.

Hohe Auflösungen erreichst du also viel effizienter: Ein Spiel in 2.560x1.600 Pixeln mit FSR 2 sieht kaum anders aus als eines ohne FSR 2 in der gleichen Auflösung, läuft aber viel schneller – oder mit weniger Leistungsaufwand für die Grafikkarte.

Beim Spielen werden sowohl CPU als auch GPU stark belastet. Oft ist die Belastung jedoch nicht gleichmäßig. In Laptop-Systemen mit AMD-Advantage-Infrastruktur sorgt das Feature SmartShift Eco dafür, dass die Energiereserven intelligent verteilt werden – und zwar so, dass die jeweils stärker belastete Komponente die Energie bekommt, die die andere gerade nicht braucht. Das bringt mehr Leistung oder, bei bereits erreichter eingestellter Bildrate, Einsparungen beim Verbrauch.

Die Grenzen für Performance und Stromverbrauch kannst du selbst festlegen. Trennst du das Netzteil vom Laptop, wird SmartShift Eco aktiv. Durch das clevere Energiemanagement spielst du bis zu doppelt so lange im Akkumodus.

Aktuelle CPUs aller Hersteller sind darauf optimiert, das letzte bisschen Leistung herauszukitzeln und dir so viel Power zu liefern, wie nur möglich. Für den Stromverbrauch ist das aber nicht immer optimal. AMD gibt dir hier nützliche Tools an die Hand, diese Priorität zu verschieben und Energie einzusparen. Als Nebeneffekt bekommst du zudem ein kühleres System. Das Zauberwort: Eco Mode.

Der Eco Mode reduziert die maximale Stromaufnahme des Prozessors. Klingt erst einmal nach Leistungsverlust, in der Praxis fällt der aber gering aus: Mit der ursprünglichen Leistungsaufnahme bewegen sich CPUs meist in einem Bereich, in dem das Mehr an Leistung zu großen Teilen nur in Hitze umgesetzt wird. Den Prozessor aus diesem Grenzbereich heraus zu zwingen sorgt also für eine deutlich kühlere und sparsamere CPU bei vertretbarem Leistungsverlust.

Den Eco Mode kannst du auf verschiedene Weise aktivieren. Am meisten Kontrolle hast du bei der Aktivierung über das Bios des Computers. Das ist aber eher ein Weg für fortgeschrittene Anwender.

Deutlich einfacher und direkt aus Windows heraus geht es mit der AMD-Software „Ryzen Master“. Sie bietet noch mehr Optimierungsmöglichkeiten und eine Übersicht über Werte wie Temperatur und Auslastung des Prozessors, integriert aber auch einen großen „Eco Mode“ Button. Der leuchtet nach Aktivierung befriedigend grün auf und signalisiert damit den stromsparenden Modus.

Noch mehr Spar-Potential bei teils sogar mehr Leistung ist mit Undervolting zu erreichen. Eine ausdrückliche Warnung: Undervolting ist etwas für erfahrene Anwender und kann im Gegensatz zu allen anderen genannten Maßnahmen zu Instabilität des Systems oder im Extremfall sogar zu Schäden führen.

CPUs und GPUs werden heute mit variabler Taktrate betrieben, die je nach Auslastung, Temperatur und Powerlimit stark schwankt. Für jede Taktrate ist eine Spannung hinterlegt, bei weniger Takt arbeitet der Chip mit weniger Spannung. Die Werte sind so gewählt, dass trotz natürlich auftretender Schwankungen in der Fertigungsqualität von Chip zu Chip ein stabiler Betrieb möglich ist. Reiht man diese Werte aneinander, ergibt sich eine Takt-Spannungs-Kurve.

Mit Undervolting verschiebst du diese Kurve so, dass für einen gegebenen Takt weniger Spannung anliegt. Denn viele Chips kämen auch mit weniger Spannung aus – das ist aber Glückssache, weshalb Insider auch von der „Chiplotterie“ sprechen. Beim Undervolting passt du also die Spannung auf die tatsächlichen Bedürfnisse des Chips an. Da der Chip mit weniger Spannung kühler läuft, ist damit im Extrembereich sogar eine Leistungssteigerung zu erreichen, weil er höher takten kann, ohne an Temperatur- oder Leistungs-Limits zu stoßen.

Undervolting kannst du für die CPU entweder über Ryzen Master oder über das Bios erreichen. Zum Einsatz kommt dabei AMDs „PBO 2“, also die zweite Generation von „Precision Boost Overclocking“, das Anpassung der Takt-Spannungs-Kurve in beide Richtungen und für jeden einzelnen CPU-Kern erlaubt. Bei GPUs funktioniert das Undervolting praktisch identisch. Hier kannst du zum Beispiel unkompliziert AMDs eigenen Treiber „Adrenaline“ nutzen, der die Funktion integriert hat.

AMD hat sich schon vor Jahren ambitionierte Ziele bei der Energieeffizienz gesteckt. Dazu zählt etwa die „25 by 20“-Initiative, mit der der Konzern die Effizienz der eigenen Notebook-Prozessoren von 2014 bis 2020 um mehr als das 25-fache steigern konnte. Erreicht werden solche Ziele mithilfe der oben genannten Tools und Features, aber auch durch neue Verfahren bei der Fertigung von Prozessoren und Grafikkarten. Von denen profitierst du mit AMD-Hardware natürlich ebenfalls – sogar ganz ohne, dass du dafür Einstellungen am System vornehmen musst.

• Energieeffizienz bedeutet, weniger Energie für das gleiche Ergebnis zu brauchen oder bei gleichem Verbrauch ein besseres Ergebnis zu erzielen.
• Um die bessere Energieeffizienz für weniger Verbrauch oder längere Akkulaufzeit zu nutzen, hast du verschiedene Stellschrauben und Tools zur Verfügung.
• Die Bildrate zu begrenzen, ist der wichtigste Schritt, um energieeffizienter zu spielen.
• Eine geringere Ausgabeauflösung hilft, die Last auf die Grafikkarte zu senken, FSR 2 unterstützt zusätzlich durch Hochrechnen niedrigerer interner Auflösungen.
• AMD SmartShift Eco hilft bei AMD Advantage-Laptops, die Energie besser zu nutzen, wo sie gerade gebraucht wird: in der CPU oder GPU.
• Der Eco Mode begrenzt die Leistungsaufnahme der CPU und spart damit viel Energie bei geringem Leistungsverlust.
• Undervolting birgt Risiken und ist nur für fortgeschrittene Anwender zu empfehlen, hat aber das Potenzial zu Einsparungen bei CPU- und GPU-Verbrauch bei teils sogar gesteigerter Leistung.
• AMD arbeitet seit Jahren erfolgreich an Effizienzsteigerungen und hat verschiedene Hard- und Softwarelösungen dafür entwickelt.