So können Sie die benötige Leistung Ihres Netzteils berechnen.

Bei der Zusammenstellung eines neuen PCs muss man sich immer der folgenden Frage stellen: Wie viel Leistung benötigen die gewählten Komponenten und wie viel Puffer sollte man bei der Wahl des Netzteils mit einberechnen? Prozessor- und Grafikkartenhersteller geben für ihre Produkte immer eine TDP an, welche die Leistungsaufnahme des jeweiligen Modells beschreiben soll. Aber wie verlässlich sind diese Angaben überhaupt und wie gut funktionieren sogenannte Netzteilrechner? Wir haben für Sie nicht nur die Leistungsaufnahme aktueller CPUs und GPUs nachgemessen, sondern auch die Online-Berechnungstools überprüft.

TDP Angabe der Hersteller versus Realität

Prozessoren: Die CPU Hersteller AMD und Intel geben für ihre Produkte immer eine Thermal Design Power (TDP) mit an, die jedoch nicht mit der tatsächlichen Leistungsaufnahme verwechselt werden darf, zumal sich die Definition der Hersteller für die TDP signifikant unterscheidet. Gemäß Intel ist die TDP  „die durchschnittliche Leistungsaufnahme (in Watt), die der Prozessor beim Betrieb auf Basisfrequenz ableitet, wenn alle Kerne bei einer von Intel definierten, hochkomplexen Arbeitslast aktiv sind“ . AMD wiederum sagt  „Die TDP ist ein striktes Maß für die thermische Verlustleistung eines ASIC, die das minimale Kühlsystem definiert, um die spezifizierte Leistung zu erreichen“ .

CPU-Benchmark 2021: AMD Ryzen oder Intel Core i Prozessor? Der Ranglisten-Vergleich

Während Intel die TDP also über die benötigte Leistungsaufnahme, wenn die CPU bei hoher Auslastung im Basistakt arbeitet, definiert, bezieht sich AMDs Aussage auf die minimale vom Kühler abzuführende Verlustleistung, damit die CPU die spezifizierte Leistung erreichen kann. Beide Werte geben aber nicht die tatsächliche maximale Leistungsaufnahme an. Aufseiten von Intel wird die angegebene TDP auch als Power Limit 1 (PL1) bezeichnet. Es gibt jedoch mit Power Limit 2 (PL2) noch einen zweiten Wert, der die maximale Leistungsaufnahme beschreibt, die ein konkretes Modell über einen vordefinierten Zeitraum erreichen darf. So liegt zum Beispiel die TDP respektive das PL1 beim Core i7-11700K (zum Preisvergleich) bei 125 Watt, wohingegen das PL2 250 Watt beträgt. Die AMD Prozessoren verfügen wiederum einerseits über einen TDP-Wert und andererseits über ein Power-Point-Target (PPT). Das PPT beschreibt dabei wie das PL2 die maximal zulässige Leistungsaufnahme eines Produkts. So liegt die TDP des Ryzen 7 5800X (zum Preisvergleich) bei 105 Watt und das PPT bei 142 Watt.

Hinweis: Das PL2 sowie das PPT sind die offiziellen Angaben durch die CPU-Hersteller. Mainboard-Hersteller heben diese Werte im BIOS ihrer Produkte gerne an, um eine noch höhere Leistung zu ermöglichen. Durch manuelle Übertaktung lässt sich dieser Wert ebenso erhöhen. 

CPU-Leistungsaufnahme im Vergleich

Wir haben im Zuge unserer CPU-Tests für jedes Modell gemessen, wie hoch die Leistungsaufnahme der Prozessoren gemäß Herstellerspezifikation bei einer Vollauslastung über einen Zeitraum von 30 Minuten ausfällt, die Ergebnisse können Sie der folgenden Tabelle entnehmen:

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Watt avg

Watt max

AMD Ryzen 7 3700X

83

88

AMD Ryzen 9 3900X

132

142

AMD Ryzen 5 5600X

76

76

AMD Ryzen 7 5700G

81

83

AMD Ryzen 7 5800X

120

131

AMD Ryzen 9 5900X

142

143

AMD Ryzen 9 5950X

118

135

Intel Core i3-10100

40

43

Intel Core i5-10400F

58

66

Intel Core i5-10600K

90

92

Intel Core i7-10700K

125

161

Intel Core i9-10850K

126

214

Intel Core i9-10900K

127

213

Intel Core i3-10105F

41

43

Intel Core i5-11400F

66

105

Intel Core i5-11600K

126

142

Intel Core i7-11700K

126

171

Intel Core i9-11900K

127

250

Grafikkarten-Leitstungsaufnahme im Vergleich

Grafikkarten: Bei Grafikkarten darf man sich auch nicht auf die TDP-Angaben der Hersteller verlassen, da diese im Regelfall nur die Leistungsaufnahme des Grafikchips beinhaltet, der Stromverbrauch des Grafikspeichers, der Spannungswandler, der Kühlung, der RGB-Beleuchtung und anderer Bauteile ist davon ausgeklammert. Der Wahrheit näher kommt der Wert der Total Graphics Power (TGP) respektive der Total Board Power (TBP), welche die Hersteller mittlerweile als Angabe benutzen. Hierbei ist es jedoch wichtig zu wissen, dass es sich dabei nur um die durchschnittliche maximale Leistungsaufnahme handelt.

Grafikkarten-Vergleich 2021: GeForce RTX und Radeon RX GPUs im Test - mit Rangliste

Eine GPU passt im Millisekunden-Bereich die anliegende Spannung und die Taktraten in Abhängigkeit an die Auslastung und die Werte der Temperatursensoren an. Das führt dazu, dass Lastenpeaks entstehen, die weit jenseits der angegebenen TGP-Werte liegen. Wenn Sie ein Tool wie HWiNFO (zum Download)  zum Messen der Leistungsaufnahme verwenden, dann lassen sich solche Peaks nicht auslesen, da das Tool nur in 1000 Millisekunden Abständen misst. Bei einer AMD Grafikkarte wird zusätzlich nur die Leistungsaufnahme des Grafikchips und nicht der gesamten Grafikkarte angezeigt. Wir verwenden für unsere Messungen das Nvidia Power Capture Analysis Tool - kurz  PCAT (zur Herstellerseite) . Damit können wir die Leistungsaufnahme immerhin in 10-Millisekunden-Abständen messen. Mit einem guten Oszilloskop ließe sich sogar noch genauer messen. Unsere Messergebnisse der aktuellen GPUs finden Sie in der folgenden Tabelle:

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Watt avg

Watt max

Gigabyte Radeon RX 6600 XT Gaming OC Pro

174

188

AMD Radeon RX 6700 XT

223

264

AMD Radeon RX 6800

233

275

AMD Radeon RX 6800 XT

302

352

AMD Radeon RX 6900 XT

302

398

AMD Radeon RX 6900 XT LC

354

406

Nvidia GeForce RTX 2070 Super

220

247

Nvidia GeForce RTX 2080 Ti

268

311

Zotac GeForce RTX 3060 AMP

173

210

Nvidia GeForce RTX 3060 Ti

204

253

Nvidia GeForce RTX 3070

226

268

Nvidia GeForce RTX 3070 Ti

303

335

Nvidia GeForce RTX 3080

333

366

Nvidia GeForce RTX 3080 Ti

358

405

Nvidia GeForce RTX 3090

363

402

Wohingegen die von uns durchschnittlich ermittelten Werte über eine halbe Stunde Vollauslastung nahe an die Herstellerangaben herankommen, liegt die maximale Leistungsaufnahme deutlich darüber. Bei Messungen in 1-ms-Intervallen können Sie bei den Topmodellen sogar noch einmal 50 Watt aufschlagen. Qualitativ hochwertige Netzteile können diese kurzzeitigen Lastenpeaks ausgleichen, da sie über einen Puffer von im  Regelfall zehn bis 15 Prozent verfügen. Der angegebene Watt-Wert der PSU gibt nämlich an, wie hoch die Leistungsaufnahme des gesamten Systems dauerhaft maximal ausfallen darf. Über einen kurzen Zeitraum können gute Netzteile jedoch eine 10 bis 15 (teils auch mehr) Prozent höhere Leistungsaufnahme verkraften. Sollte auch dieser Wert überschritten werden oder die Leistungsaufnahme über einen langen Zeitraum zu hoch ausfallen, greifen bei qualitativ hochwertigen Netzteilen die Schutzschaltungen und das System schaltet sich ab. Aus diesem Grund  ist die Qualität der im Netzteil verbauten Komponenten deutlich ausschlaggebender als der angegebene Leistungswert. Das zeigt, dass das Netzteil definitiv die falsche Anlaufstelle ist, um Geld beim PC-Kauf einzusparen.

Komponenten wie Mainboard, RAM und SSDs nicht vergessen

Der größte prozentuale Anteil der Leistungsaufnahme eines  PCs entsteht definitiv durch die Kombination aus CPU und GPU. Dennoch darf man bei der Berechnung die anderen Komponenten nicht vernachlässigen. Am schwierigsten anzugeben ist dabei das Mainboard. Hier hängt die Leistungsaufnahme nämlich einerseits vom Chipsatz, andererseits aber auch von zusätzlichen Chips wie einem Audiochip oder einem 10GB/s-LAN- oder WLAN-Controller ab. Ebenso spielt eine Rolle wie viel Peripherie via USB oder Thunderbolt angeschlossen ist. Bei einem Einsteiger-Board lässt sich so mit  25 bis 30 Watt rechnen, besser ausgestattete Boards können auch auf über 50 Watt kommen. Für die restlichen Komponenten fällt nicht mehr so viel an, ein 8 GB DDR4-Riegel kommt auf rund 3 Watt, eine SSD auf circa 2 Watt und eine HDD typischerweise auf 8 Watt. Fehlen noch die Lüfter, die je nach Drehzahl, Größe und Beleuchtung sich in der 1 bis 5 Watt Range bewegen. Für die restlichen Komponenten sollten Sie dementsprechend grob 50  bis 100 Watt einberechnen.

Flotter RAM: So wichtig ist der Arbeitsspeicher-Takt für den Gaming-PC

Was bei der Gesamtrechnung auf gar keinen Fall vergessen werden darf, ist der Wirkungsgrad des Netzteils. Dieser gibt an, wie viel Prozent der Eingangsleistung bei den Komponenten auch wirklich ankommt. Liegt der Wirkungsgrad konkret bei 85 Prozent, dann liefert die PSU bei einer Eingangsleistung von 100 Watt nur 85 Watt an das System. Das ganze lässt sich natürlich auch in die andere Richtung rechnen. Wenn Sie für CPU, GPU und die restliche Hardware auf einen Maximalverbrauch von 400 Watt kommen, liegt die Eingangsleistung am Netzteil bei 400 * 100 / 85  Watt, was 470 Watt entspricht. Für Netzteile gibt es  einen  sogenannten 80-PLUS-Standard, welcher Informationen über den Wirkungsgrad des Netzteils liefert, siehe folgende Tabelle:

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Zertifikat

10 % Last

20 % Last

50 % Last

100 % Last

80 PLUS

-

82 %

85 %

82 %

80 PLUS Bronze

-

85 %

88 %

85 %

80 PLUS Silver

-

87 %

90 %

87 %

80 PLUS Gold

-

90 %

92 %

89 %

80 PLUS Platinum

-

92 %

94 %

90 %

80 PLUS Titanium

90 %

94 %

96 %

94 %

Beispielrechnung anhand unserer Messergebnisse

Führen wir eine Beispielrechnung mit den folgenden Komponenten durch:

Die CPU lag bei uns im Test bei maximal 131 Watt und die GPU bei 268 Watt. Für den Arbeitsspeicher setzen wir pro Riegel 4 Watt an, da dieser höher taktet als es die DDR4-Spezifikation vorsieht. Dazu kommen noch 2 Watt von der SSD und 5 x 3 Watt für die Lüfter und die Pumpe

Für das Mainboard veranschlagen wir 40 Watt. Daraus resultieren 454 Watt, wobei jetzt noch der Wirkungsgrad des Netzteils mit einberechnet werden muss. Bei 80 PLUS Gold kommt die PSU auf eine Effizienz von 89 Prozent bei voller Auslastung, die Eingangsleistung liegt dementsprechend bei 521 Watt. Dieser Wert entspricht der maximalen Leistungsaufnahme im Worst Case, dennoch sollten wir hier noch einen Puffer von etwa 50 Watt mit einberechnen.

Das bringt noch zwei Vorteile mit sich: Erstens arbeitet das Netzteil am effizientesten, wenn die Auslastung bei 50 Prozent ist und zweitens schafft das noch einen möglichen Spielraum für zukünftige Upgrades der CPU oder GPU. Für das genannte Setup würden wir dementsprechend ein 650 Watt Netzteil, wie das be quiet! Pure Power 11 FM 650W (zu Mindfactory) oder das Seasonic Focus GX 650W (zu Amazon)  empfehlen. Wenn Sie für eine mögliche Aufrüstung auf Nummer sicher gehen wollen, kann auch eine 750 Watt PSU wie das Seasonic Focus GX 750W (zu Amazon) oder das be quiet! Straight Power 11 750W (zu Mindfactory) Sinn machen.

Überprüfung mit Online-Netzteil-Kalkulatoren

Wenn Sie in der Google-Suche das  Keyword "Netzteil berechnen" eingeben, werden Ihnen viele Seiten vorgeschlagen, die genau das für Sie übernehmen. Sie müssen lediglich die gewünschten Komponenten eingeben oder per Drop-Down auswählen und schon wird alles automatisch berechnet. Ein Beispiel hierfür ist der Netzteil-Kalkulator von be quiet!. Dort haben wir die identische Konfiguration eingetragen, die wir für unsere eigene Berechnung verwendet haben und erhalten tatsächlich einen vergleichbaren Wert. So gibt der Netzteil-Kalkulator als maximalen Watt-Bedarf 519 Watt aus, was sich nur um zwei Watt von unseren 521 Watt unterscheidet. Dabei erhalten wir die folgende Meldung:  Die ausgewählte Grafikkarte erzeugt für einige Netzteile zu hohe Lastspitzen. Die Netzteilempfehlungen wurden entsprechend angepasst.

Der Netzteil Kalkulator von be quietT hilft bei der Auswahl eines passenden Netzteils.

Anhand dieser Aussage gehen wir davon aus, dass be quiet! die Berechnung mit realen Messwerten durchgeführt und dabei auch Lastenpeaks berücksichtigt hat. Der Netzteilhersteller kommt dann zu dem gleichen Fazit wie wir und empfiehlt uns 650 Watt und 750 Watt Netzteile. Schön ist, dass be quiet! den folgenden Zusatz dazugeschrieben hat:  Der berechnete Leistungsbedarf weicht unter Umständen von dem durchschnittlichen Leistungsbedarf in der Praxis ab. Unsere Empfehlung ermöglicht den Betrieb aller PC-Komponenten unter voller Auslastung. Da der höchste Wirkungsgrad zwischen 50 und 80 Prozent Auslastung des Netzteils erreicht wird, arbeitet das empfohlene Netzteil in der Praxis (durchschnittlich) im optimalen Effizienzbereich.

Es lassen sich online noch weitere Netzteilrechner finden, die unserer Erfahrung nach jedoch nicht ganz so realistische Werte und Empfehlungen ausspucken. So gibt die Seite netzteil-rechner.net für unsere Konfiguration eine maximale Leistungsaufnahme von 392 Watt aus. Aus unserer Sicht wurden hierbei nur die TDP-Werte der Hersteller aufaddiert, warum das keine gute Idee ist, haben wir oben erläutert. Etwas besser macht es die Seite netzteilrechner.com . Hier gibt die Berechnung eine maximale Leistungsaufnahme von 428 Watt aus und rechnet noch einen Puffer von 50 Watt oben drauf, woraus 478 Watt gesamt resultieren. Die Empfehlung eines 500 Watt Netzteils macht dann aber nicht mehr so wirklich Sinn.