CPU-Temperatur auslesen: Wie heiß darf ein Prozessor werden?

Johannes Kneussel 149 Kommentare
CPU-Temperatur auslesen: Wie heiß darf ein Prozessor werden?

tl;dr: Es gibt zahlreiche Möglichkeiten, sich die Prozessortemperatur anzeigen zu lassen. Doch CPU-Temperatur ist häufig nicht gleich CPU-Temperatur. Wichtig ist, wo und was wirklich gemessen wird. Und dann stellt sich oft die Frage: Wie heiß darf der Prozessor wirklich werden? Ein Überblick zum Start in den Sommer.

CPU-Temperatur

Um eine ideale und die maximale CPU-Temperatur ranken sich zahlreiche Mythen. Häufig wird dazu geraten, dass ein Prozessor unter Last nicht heißer als 70 Grad werden sollte – auch im übertakteten Zustand. Doch wie heiß darf ein Prozessor wirklich werden – und welcher Wert ist mit der CPU-Temperatur gemeint? Die Hitze am Heatspreader oder die der einzelnen Kerne? Zur Verwirrung trägt ebenfalls bei, dass es unzählige Tools gibt, mit denen man Temperaturen und Spannungen eines Computers auslesen kann, diese aber nicht zwingend übereinstimmen, da unterschiedliche Dinge gemessen werden.

Wovon hängt die Temperatur eines Prozessors ab?

Die tatsächliche Temperatur der Hauptrecheneinheit hängt immer von mehr als einem Faktor ab. So spielt natürlich der Prozessor selbst eine große Rolle. Unterschiedliche Generationen und Modelle weisen unterschiedliche Temperaturen auf. Dazu kommt aber noch die Stärke der Kühlung. Dies betrifft nicht nur den CPU-Kühler selbst, sondern auch die Gehäuselüftung, die schlussendlich dafür verantwortlich ist, die durch den Prozessor erzeugte Wärme nach draußen zu befördert. Leistungsfähige Grafikkarten können zusätzlich dafür sorgen, dass die Temperatur weiter steigt, da auch deren Abwärme aus dem Case befördert werden muss. Auch die Umgebungstemperatur spielt eine wichtige Rolle.

Möchte man die Temperatur eines Prozessors senken, lohnt sich also häufig, einen Blick auf die Kühlung in Form des Kühlkörpers als auch der Gehäuselüftung zu werfen. Kennt man sich mit dem Innenleben eines PCs und Prozessoren etwas aus, kann man außerdem darüber nachdenken, die an der CPU anliegende Spannung etwas abzusenken, den Chip also zu „undervolten“. Im Gegensatz dazu ist beim sogenannten Overclocking meist eine erhöhte Spannung notwendig, die wiederum zu einer erhöhten Wärmeabgabe führt.

AMD berechnet die Maximaltemperatur anders als Intel. Hier zu sehen: Ryzen 5
AMD berechnet die Maximaltemperatur anders als Intel. Hier zu sehen: Ryzen 5

Welche Werte werden gemessen?

Bezüglich der zu einer CPU angezeigten Temperatur kommt es häufig zu Verwirrung, da nicht ganz klar ist, was überhaupt wo gemessen wird. Bei Intel-CPUs ist es generell so, dass einmal eine allgemeine CPU-Temperatur ausgegeben wird. Zusätzlich gibt es noch weitere Temperaturen, die von der Kernanzahl abhängen.

Die allgemeine Temperatur wird an der Oberfläche des „Integrated Heat Spreader“ (IHS) gemessen. Das ist die Metallabdeckung, mit der jeder Prozessor ausgestattet ist. Der Sensor befindet sich also nicht direkt am Chip selbst und zeigt in der Regel auch etwas niedrigere Werte an als die Sensoren, die sich direkt in den Kernen befinden.

In der Regel gibt es also bei einem Dual-Core-Prozessor drei Temperaturen (allgemein, Kern 1, Kern 2), bei einem Quad-Core entsprechend fünf usw. Wichtiger sind immer die Temperaturen der Kerne, da diese deutlich aussagekräftiger sind als die allgemeine CPU-Temperatur.

Bei AMD-Systemen mit den neuen Ryzen-CPUs werden zum aktuellen Zeitpunkt zwei unterschiedliche CPU-Temperaturen ausgegeben – unabhängig zur Kernanzahl. Vermutlich bezieht sich eine dieser Temperaturen auf die allgemeine CPU-Temperatur, während die zweite Zahl ein Wert ist, der vom Mainboard gemessen und anschließend hochgerechnet wird.

Tjunction, Tj Max, Tcase, Tcase Max – was ist was?

Bei der allgemeinen CPU-Temperatur spricht man auch von Tcase, bei den Kerntemperaturen von Tjunction. Die allgemeine Temperatur ist mindestens fünf Grad niedriger als die Kerntemperatur, häufig ist der Unterschied aber noch deutlich größer. Der Grund dafür liegt einfach in der unterschiedlichen Nähe zur Hitzequelle: den Kernen. Der Begriff Tjmax bezieht sich wiederum auf die maximale Kerntemperatur, bevor der Prozessor drosselt oder das System instabil wird.

Tcase wird eigentlich von Intel selbst während des Fertigungsprozesses eines Prozessors direkt im IHS gemessen. Das, was von Programmen als Tcase-Temperatur angegeben wird, geht auf eine Diode zwischen und unter den CPU-Kernen zurück. Deswegen ist dieser Wert nur eine Näherung. Tjunction ist hingegen ein Wert, der vor allem bei höheren Temperaturen recht genau ist. Gemessen wird mit digitalen Sensoren.

Messwert Beschreibung
Tcase Temperatur, die aus einer Diode zwischen und unter den Kernen heraus berechnet wird
Tcase Max Maximale Tcase-Temperatur
Tjunction Temperatur direkt an den Kernen, für jeden Kern gibt es einen Tjunction-Wert
Tjunction Max Maximaltemperatur einer CPU, ab diesem Punkt wird gedrosselt
CPU Package Höchste Temperatur aller CPU-Kerne (inklusive Grafik)
CPU IA Cores / CPU Max Höchste Temperatur der normalen CPU-Kerne
CPU GT Cores Höchste Temperatur in den Grafikkernen einer CPU

Mobile Prozessoren besitzen keinen IHS, hier wird die Maximaltemperatur immer mit Tjunction angegeben. Ab der Core-i-Generation 7 (Kaby Lake) verzichtet Intel auch bei Desktop-Prozessoren auf das uneindeutige Tcase und verwendet Tjunction.

Was ist TDP? Probleme mit Tcase Max

TDP steht für „Thermal Design Power“. Dieser Wert wird in Watt angegeben. Die Wattzahl steht für die durchschnittliche Leistung, die als Wärme von der CPU abgegeben wird. Die TDP eines Prozessors wird bestimmt von der Mikroarchitektur, dem Cache, dem Takt, dem Turboboost, der Spannung, dem Hyper-Threading/SMT und den Befehlssätzen, die unterstützt werden.

Intel hat für CPUs lange Zeit einen Wert Tcase Max als Maximaltemperatur für seine Prozessoren angegeben. Dieser war allerdings abhängig von der TDP des Prozessors und der TDP, die ein Kühlkörper an die Umgebung abgeben kann. Seit der siebten Core-Generation hat der Chiphersteller allerdings auf Tjunction Max umgestellt, um Verwirrung zu vermeiden, während AMD weiterhin auf Tcase setzt. (Mehr Informationen dazu weiter unten.)

Prozessor identifizieren

Mit dem kostenlosen Tool CPU-Z kann man den eigenen Prozessor ganz einfach identifizieren, wenn man sich nicht sicher ist, welches Modell genau verbaut ist. Das Modell ist die Grundlage für die empfohlenen Durchschnitts- und Maximaltemperaturen. Auch HWiNFO und AIDA64 geben diese Informationen aus.

CPU-Z
CPU-Z

Prozessortemperatur (mit Tools) auslesen

Um sich die Temperatur eines Prozessors und seiner Kerne anzeigen zu lassen, kann man auf zahlreiche kostenlose und kostenpflichtige Tools zurückgreifen. Als gängigste Programme seien hier HWiNFO, Core Temp und AIDA64 erwähnt. Letzteres ist nach einer kostenlosen Probephase nur noch mit einer Lizenz nutzbar.

Temperatur im BIOS

Die CPU-Temperatur im BIOS ist immer höher als unter Windows im Leerlauf, da hier keine Energiesparmaßnahmen eingesetzt werden und die Kernspannung meist höher ist als unter Windows, um eine Initialisierung des Systems unter allen Umständen gewährleisten zu können. Man sollte also, um einen besseren Eindruck zu erhalten, die Temperaturen immer unter Windows/Linux messen, auch da sich diese unter Last noch einmal unterscheiden.

CPU-Temperatur im BIOS
CPU-Temperatur im BIOS

Temperaturen in HWinfo und AIDA64

Mit AIDA64 und HWiNFO kann man sich umfangreiche Werte und Messdaten des eigenen PCs ausgeben lassen. AIDA64 ist etwas aufgeräumter, allerdings auch kostenpflichtig, während HWiNFO dauerhaft kostenfrei genutzt werden kann, auf den ersten Blick aber unübersichtlich wirkt.

AIDA64 gibt folgende Temperaturen aus: CPU (vermutlich Tcase), CPU Package, CPU IA Cores, CPU GT Cores, einzelne Kerne, PCH und CPU. Wenn weitere Komponenten wie beispielsweise Festplatten oder Netzteile über einen Temperatursensor verfügen, werden diese Daten ebenfalls angezeigt. Darüber hinaus kann man im Bereich Sensoren auch Lüfterdrehzahlen sowie Spannungs- und Leistungswerte einsehen.

AIDA64
AIDA64

HWiNFO zeigt die Temperaturen der Kerne und Core Max an. Außerdem wird die Distanz zu Tj Max ausgegeben. Weiter unten im Sensorfenster findet man außerdem CPU Package, CPU IA Cores und CPU GT Cores. In der Tabelle zum Mainboard werden noch weitere Messwerte ausgegeben, die sich nicht ganz einfach zuordnen lassen, da ihre Beschreibung eher kryptisch ausfällt.

HWiNFO
HWiNFO

Temperaturen mit Afterburner auch in Spielen anzeigen lassen

Möchte man sich Messwerte wie CPU- oder GPU-Temperatur, Takt und Spannung auch in Spielen anzeigen lassen, kann man auf das nützliche Tool MSI Afterburner zurückgreifen. Mit dem Programm lassen sich Werte festlegen, die in einem Overlay während des Spielens ausgegeben werden sollen.

In den Einstellungen des Afterburner-Programms kann man festlegen, welche Werte per Overlay in Spielen angezeigt werden sollen.
In den Einstellungen des Afterburner-Programms kann man festlegen, welche Werte per Overlay in Spielen angezeigt werden sollen.

Wie heiß darf eine CPU werden?

Die maximale CPU-Temperatur, also Tjunction Max, unterscheidet sich zwischen Intel und AMD:

Intel-CPUs

Tj Max beläuft sich bei aktuellen Prozessoren von Intel in der Regel auf 100 Grad. Mit Kaby Lake gibt der Hersteller die maximale Temperatur der Kerne für Desktop-Chips auch erstmals direkt an.

Es ist also nicht notwendig, sich Gedanken über eine Temperatur von 70 Grad zu machen. Der Chip hält dies aus und kann dauerhaft 80 Grad oder mehr überstehen.

Generation Angabe in Maximal-Temperatur (Grad Celsius)
Haswell Tcase Max ~66,4–74,04*
Skylake Tcase Max 64–71*
Kaby Lake allgemein Tjunction Max 100
Kaby Lake i7-xxxxT Tjunction Max 80
Kaby Lake i5-xxxxT Tjunction Max 80
Kaby Lake i3-xxxxT Tjunction Max 92
Kaby Lake i3-xxxxTE Tjunction Max 88
*je nach Modell

Probleme mit Tcase

Hier wird noch einmal das Problem von Tcase deutlich: Die Angaben sind nicht abhängig von der maximalen Kerntemperatur, sondern werden immer im Zusammenhang zum Boxed-Kühler angegeben. Benutzt man einen Custom-Kühler, sind die Werte also nicht nur ungenau, sondern als Maximaltemperatur überhaupt nicht einsetzbar.

Denn ist ein Kühlkörper weniger stark, sind die Tcase-Temps automatisch höher, was suggeriert, dass diese CPU auch eine höhere Temperatur dauerhaft aushalten kann. Das ist allerdings nicht der Fall. Auf der anderen Seite: Mit Kühlkörpern von Drittherstellern sollten die Temperaturen in der Regel unter den angegebenen Tcase-Werten von Intel liegen.

Ein Beispiel: Ein Intel i7-6700K hat einen Tcase-Max-Wert von 64 Grad Celsius, während der i7-2700K einen Tcase-Max-Wert von 72,6 Grad aufweist. Unerfahrene Nutzer könnten nun denken, dass die CPU der zweiten i-Generation höhere Temperaturen aushält als eine aus der sechsten. Dem ist allerdings nicht so, beide halten ungefähr die gleiche Kerntemperatur von 100 bzw. 98 Grad aus, bevor sie drosseln.

AMD-CPUs

AMD ist leider nicht so auskunftsfreudig, was Tjunction angeht. Genannt werden für die neuen Ryzen-Prozessoren lediglich zwei Tcase-Werte für die 95- und 65-Watt-CPUs. Bei Ersteren beläuft sich der Wert auf 60 Grad Celsius, bei Letzteren auf 72,3 Grad. Auch hier könnte wieder der Eindruck entstehen, dass die kleineren CPUs (aktuell alle Ryzen ohne X im Namen) höhere Temperaturen aushalten.

CPU Tcase Max (Grad Celsius)
Ryzen xxxx 72,3
Ryzen xxxxX 62

Der tatsächliche Grund ist einmal mehr im Kühler zu finden. Für Tcase Max wurden die Boxed-Kühler Wraith Spire und Wraith Max herangezogen, die 95 und 140 Watt an Energie abführen können. Die CPUs mit größerem Kühler haben also eine niedrigere Tcase-Max-Temperatur. Noch bessere Kühler kommen somit auf noch bessere theoretische Maximalwerte.

Beim Overclocking der Ryzen-Plattform wurden im ComputerBase-Test Temperaturen von um die 100 Grad Celsius erreicht, ohne dass es zu einer Drosselung oder Instabilitäten gekommen wäre. Deswegen liegt die Vermutung nahe, dass aktuelle AMD-CPUs wie Intel eine Tjunction Max von ca. 100 Grad aufweisen.

Für Ryzen werden lediglich zwei CPU-Temperaturen ausgegeben, eine stammt vermutlich von einem Sensor am Mainboard.
Für Ryzen werden lediglich zwei CPU-Temperaturen ausgegeben, eine stammt vermutlich von einem Sensor am Mainboard.

Zu beachten ist außerdem noch das Temperatur-Offset, welches AMD für Ryzen-CPUs mit 95 Watt in die Prozessoren eingebaut hat. Sie zeigen immer 20 Grad zu viel an. Ihre tatsächliche Temperatur liegt also deutlich niedriger. Das Tool HWiNFO zeigt deswegen zwei CPU-Temperaturen an: einmal mit und einmal ohne das Offset.

Ryzen in HWiNFO: Bei Prozessoren mit Temperatur-Offset wird ein zweiter Wert angegeben, der die Differenz subtrahiert.
Ryzen in HWiNFO: Bei Prozessoren mit Temperatur-Offset wird ein zweiter Wert angegeben, der die Differenz subtrahiert.

Weiterlesen:

Fazit

Für Anwender die entscheidende Messgröße sollte die Temperatur der Kerne der CPU sein (Tjunction), für die Intel seit Kaby Lake endlich auch klare Vorgaben für das Maximum veröffentlicht. Mit bis zu 100 °C liegt diese Temperatur höher, als es viele Anwender im Alltag vermuten. Bei AMD dürfte die kritische Hürde vergleichbar hoch liegen, eine offizielle Aussage gibt es dazu aber nicht.

Die in der Vergangenheit veröffentlichten Vorgaben für die Temperatur unter dem Heat Spreader Tcase war hingegen immer im Zusammenhang mit einem definierten Kühler unter kontrollierten Bedingungen zu sehen und deshalb keine auf den Rechner von Privatanwendern einfach zu übertragende Kontrollgröße.

Nicht außer acht lassen dürfen Anwender, dass auch andere Komponenten im PC nach einer guten Kühlung verlangen; neben der gut zu überwachenden Grafikkarte ist auch die Spannungsversorgung von CPU und GPU zu nennen. Die Kühlung eines PC-Systems sollte auch diesen Aspekt berücksichtigen, und nicht die minimale Lautstärke bei ausschließlicher Berücksichtigung der CPU-Temperatur das Ziel sein.

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