Der Prozessor-Mythos: Werden CPUs mit den Jahren langsamer? Was im Inneren alter Chips wirklich passiert

CPUs sind keine Ottomotoren. Dennoch können sie verschleißen. (Bildquelle: Adobe Firefly, KI-generiert; Prompt: Alexander Köpf)

Ältere Computer fühlen sich oft langsamer an als am Tag ihres Kaufs. Programme starten träger und Webseiten reagieren verzögert. Schnell entsteht so der Verdacht, der Prozessor habe mit den Jahren an Leistung eingebüßt.

Meist liegt die Ursache aber gar nicht in der CPU selbst.

Kein Verschleiß wie bei einem Motor

Prozessoren besitzen keine beweglichen Teile, die sich durch Reibung abnutzen könnten. Solange sie mit derselben Taktfrequenz und unter vergleichbaren Bedingungen arbeiten, liefern sie grundsätzlich auch dieselbe Rechenleistung.

Ein acht Jahre alter Prozessor erledigt eine identische Aufgabe daher praktisch genauso schnell wie am ersten Tag.

Dennoch sind Halbleiter nicht ganz verschleißfrei. Eine moderne CPU besteht aus Milliarden nur wenige Nanometer großen Transistoren und extrem feinen, ebenso dünnen Leiterbahnen, die dauerhaft Spannung und Wärme ausgesetzt sind. Dadurch können sich ihre Eigenschaften mit der Zeit minimal verändern.

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Bei der sogenannten Elektromigration werden Metallatome beziehungsweise Metallionen durch den Stromfluss nach und nach in den Leiterbahnen verschoben. An manchen Stellen sind dann zu wenige, an anderen zu viele, was zu unerwünschten Kontaktabrissen oder Kurzschlüssen führen kann.

Zudem können auch isolierende Schichten altern.

Besonders belastend sind allerdings hohe Temperaturen und hohe Spannungen. Wer eine CPU dauerhaft stark übertaktet oder besonders schlecht kühlt, kann diese Alterung ungewollt beschleunigen.

Die Hersteller kennen solche Effekte natürlich und planen deshalb entsprechende Reserven ein. So sind Prozessoren für viele Betriebsjahre ausgelegt. In der Regel halten sie weitaus länger, als sie tatsächlich genutzt werden.

Alterung führt meist nicht zu schleichender Langsamkeit

Wichtig zu verstehen ist: Eine CPU verliert normalerweise nicht jedes Jahr ein paar Prozent Leistung, wie wir es von vielen Objekten des Alltags kennen.

Viel typischer ist Folgendes: Der Prozessor funktioniert lange ganz normal innerhalb seiner Spezifikationen. Gehen seine elektrischen Reserven irgendwann zu Neige, kommt es zu Instabilitäten. Dann häufen sich unter Last Abstürze, Bluescreens, Rechenfehler und womöglich können bestimmte Turbo-Taktraten nicht mehr ganz gehalten werden.

Eine spürbare Verlangsamung ist zwar theoretisch möglich, wenn das System den Takt reduziert, um stabil zu bleiben. Viel häufiger äußert sich eine aufgrund von Alter geschädigte CPU jedoch durch Fehler oder einen vollständigen Ausfall.

Ein Rechner, der beim Starten von Programmen träge wirkt, leidet deshalb meist an anderen »Krankheiten«.

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Warum alte Rechner trotzdem langsamer wirken

Dass sich ein älterer Computer langsamer anfühlt, ist dennoch kein Hirngespinst. Es ist völlig real. Der Grund liegt aber meist nicht im Prozessor selbst.

Betriebssysteme, Browser und Programme werden mit der Zeit schlicht umfangreicher. Webseiten bestehen heute aus deutlich mehr Bildern, Videos und Skripten als noch vor einigen Jahren. Der Prozessor ist also nicht unbedingt langsamer geworden – er muss einfach nur anspruchsvollere Aufgaben bewältigen.

Hinzu kommen Hintergrundprozesse: Updates, Virenscanner und so weiter beanspruchen Rechenzeit, Arbeitsspeicher und den Datenträger. Diese Mixtur kann ein System im Alltag deutlich verlangsamen.

Manchmal können auch fehlende Befehlssatzerweiterungen dazu führen, dass ein Prozessor bestimmte Aufgaben wie mit dem Krückstock erledigt. Diese sind fest in der Hardware verankert und können nicht nachträglich ergänzt werden.

Hitze bremst stärker als Alter

Und auch die Kühlung spielt eine nicht zu unterschätzende Rolle. In Lüftern und Kühlkörpern sammelt sich Staub, Lüfter verschleißen, und die Wärmeübertragung kann beispielsweise durch trockene Wärmeleitpaste schlechter werden.

Wird die CPU dann zu heiß, senkt sie automatisch ihren Takt. Dieses sogenannte Thermal Throttling schützt zwar den Chip vor Schäden, kostet jedoch Leistung.

Der Prozessor ist dann nicht aufgrund seines Alters langsamer, sondern weil er seine ursprüngliche Geschwindigkeit unter den gegebenen Bedingungen nicht mehr halten kann.

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Oft ist gar nicht die CPU der Flaschenhals

In vielen älteren Rechnern bremst aber vor allem der Datenträger. Mechanische Festplatten reagieren deutlich langsamer als SSDs. Typische Zugriffszeiten von HDDs sind grob hundertmal langsamer als die von SATA- und NVMe-SSDs. Dazu kommen weitaus weniger zufällige Zugriffe pro Sekunde und generell geringere Transferraten.

Aber auch eine fast volle SSD kann an Tempo verlieren.

Trotzdem bringt der Wechsel von einer klassischen Festplatte auf eine SSD bei älteren Systemen oft spürbar mehr als ein neuer Prozessor.

Bei Arbeitsspeicher ist es ähnlich. Reicht er nicht mehr aus, lagert das Betriebssystem Daten auf den deutlich langsameren Festplattenspeicher aus – in die sogenannte Auslagerungsdatei. Programme reagieren dann stark verzögert, obwohl die CPU an sich weiterhin einwandfrei arbeitet.

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Fazit

Prozessoren altern physikalisch, das steht fest. Hohe Temperaturen und hohe Spannungen belasten ihre Strukturen und können langfristig zu Instabilität und gar zu kompletten Ausfällen führen.

Normalerweise werden sie aber nicht schleichend langsamer.

Wenn ein älterer Computer träger wird, liegen die Ursachen daher meist woanders: anspruchsvollere Software, mehr Hintergrundprogramme, schlechte Kühlung, zu wenig Arbeitsspeicher oder ein langsamer Datenträger.

Die CPU wird also nur selten wirklich langsamer – die Welt um sie herum wird allerdings schneller und anspruchsvoller.