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Ultra Low Voltage Prozessoren

Sie möchten ein flaches und leichtes Notebook für unterwegs haben, von langen Akkulaufzeiten profitieren und dabei gleichzeitig die Leistungsfähigkeit nicht aus den Augen lassen? Diesen Spagat schaffen nur Ultra Low Voltage (ULV) Prozessoren. Diese speziell auf eine sehr niedrige Leistungsaufnahme ausgelegten Modelle stellen einen Kompromiss zwischen Performance und Stromverbrauch dar. Sie eignen sich nicht nur für einfache Alltagsanwendungen wie das Arbeiten an Dokumenten und Präsentationen, sondern auch für die Wiedergabe von hochauflösenden Filmen. Für Aufgaben, die viel Leistung über einen längeren Zeitraum fordern, wie z.B. Videobearbeitung und Gaming, sind die Prozessoren kaum brauchbar, da sie aufgrund ihres niedrigeren Leistungsaufnahmelimits bereits nach kurzer Zeit die Taktfrequenzen runterfahren müssen. Die meisten Ultra Low Voltage-Prozessoren haben zwei Rechenkerne, es gibt aber auch Modelle mit vier Kernen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Prozessoren haben sie eine deutlich niedrigere „Thermal Design Power“ (TDP), die angibt wie viel Strom sie aufnehmen können, ohne ihr gesetztes Temperaturlimit zur überschreiten.

Die Grenze zwischen Ultra Low Voltage-Prozessoren und „normalen“ Prozessoren ist mittlerweile fließend. Während bis vor ein paar Jahren selbst Modelle mit einer Leistungsaufnahme von 15-20 Watt als ULV bezeichnet wurden, sind 15 Watt Prozessoren heute mittlerweile der Notebook-Standard. Man kann argumentieren, dass diese weiterhin in die ULV-Kategorie gehören, allerdings gibt es schon Modelle, die mit einer Leistungsaufnahme von nur 4,5 Watt deutlich darunter liegen. Zu unterscheiden sind zudem Einsteiger-Prozessoren, die ebenfalls eine sehr geringe Leistungsaufnahme haben, aber nicht über die volle Bandbreite an Technologien verfügen, die den Ultra Low Voltage-Prozessoren zur Verfügung steht. ULV-Modelle heben sich dadurch hervor, dass sie trotz ihrer niedrigen TDP über dieselben fortschrittlichen Technologien verfügen, die sonst eher in Mittelklasse- und High-End-Prozessoren zu finden sind. Dazu zählen z.B. Multithreading zur Erhöhung der Leistung für Multitasking und dynamische Anpassung der Prozessortaktfrequenz. Auch sind die Prozessorcaches genau so groß wie bei den Modellen mit höherer Leistungsaufnahme. Lediglich bei der Basistaktfrequenz müssen die Ultra Low Voltage-Prozessoren Abstriche machen. Um auf die niedrige TDP zu kommen, müssen die Prozessoren ihre Taktfrequenzen unter Umständen sehr weit reduzieren können, um das Temperaturlimit nicht zu überschreiten. Bei optimaler Kühlung können sie aber problemlos ihre Taktfrequenzen soweit erhöhen, dass sie herkömmlichen Prozessoren in fast gar nichts nachstehen.

Der Vorteil der niedrigen Leistungsaufnahme und damit auch der geringeren Wärmeentwicklung liegt darin, dass Ultra Low Voltage-Prozessoren auch in sehr kompakten und häufig nur passiv gekühlten Gehäusen Platz finden. Darin ähneln sie eher Einsteiger-Prozessoren, liefern aber dennoch Leistung, die man eher von Mittelklasse-Modellen gewöhnt ist. Und das bei einem völlig lautlosen Betrieb ohne Lüfter. Allerdings kann eine passive Kühlung auch zum Verhängnis werden, wenn ein ULV-Prozessor sein TDP-Limit erreicht. Denn dann muss die Taktfrequenz erheblich reduziert werden, worunter natürlich auch die Leistung leidet. Kurz gesagt: ein Ultra Low Voltage-Prozessor eignet sich hervorragend für wenig rechenintensive Aufgaben, da er hier durch kurzweilige Taktfrequenzerhöhungen eine flüssige und verzögerungsfreie Bedienung ermöglicht. Bei Anwendungen, die über längere Zeiträume hohe Leistung benötigen, sind die Prozessoren jedoch überfordert, da sie an ihr Temperaturlimit stoßen und ihre Leistung dann reduzieren müssen.

Da mittlerweile selbst Quad-Core-Prozessoren nur 15 Watt Strom verbrauchen, sind Ultra Low Voltage-Prozessoren etwas in der Versenkung verschwunden. Vor allem Intel hat eine Zeit lang stark auf 4,5 Watt ULV-Modelle gesetzt und hat mit den Core M-Prozessoren sogar eine eigene Produktkategorie geschaffen. Heute bleiben davon nur die Core m3-Modelle übrig, die anderen wurden von den Core i5- und Core i7-Serien geschluckt. Erkennbar sind sie jedoch weiterhin an dem „Y“ an der zweiten Stelle der Modellnummer. Zudem haben alle mobilen Intel-Prozessoren eine konfigurierbare TDP. D.h. dass selbst Prozessoren aus der Mitteklasse oder dem High-End-Segment auf eine Leistungsaufnahme von nur 7,5-10 Watt reduziert werden können. Die TDP-Konfiguration liegt jedoch in der Hand der Notebook-Hersteller und ist nur mit bestimmter Software nachzuvollziehen. AMD hat anders als Intel keine Prozessoren, die speziell auf das Ultra Low Voltage-Segment ausgelegt sind. Stattdessen haben die mobilen Ryzen-Prozessoren ebenfalls eine konfigurierbare TDP, mit der die Leistungsaufnahme auf bis zu 12 Watt reduziert werden kann.
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