Die maximale Leistung einer Workstation ausschöpfen

Workstations können sich je nach Modell und Hersteller in ihrer Ausstattung sehr stark voneinander unterscheiden. Dennoch sollte bei allen die maximale Leistung im Fokus stehen. Auch wenn durch leistungsfähige Komponenten eine Leistungssteigerung durch Optimierung im normalen Betrieb nur kaum bis gar nicht zu bemerken ist, fällt diese bei ressourcenintensiven Anwendungen wie CAD- bzw. Grafiksoftware deutlicher ins Gewicht. Dabei ist zwischen einer Hardware- und Softwareoptimierung zu unterscheiden.

Bei uns erworbene Workstations werden vor Auslieferung bereits entsprechend optimiert. Dennoch haben wir die aus unserer Sicht relevantesten Punkte zusammengefasst und im Folgenden näher erklärt.

Optimierung der Hardware

Unter der Optimierung der verbauten Hardware verstehen wir das korrekte Auswählen und Installieren der einzelnen Komponenten. In der Theorie klingt das erst einmal nicht sonderlich schwer, in der Praxis findet man leider häufig falsch konfigurierte Systeme vor, welche dadurch ordentlich ausgebremst werden. Den Flaschenhals im Nachgang zu finden ist oftmals die metaphorische Suche nach der „Nadel im Heuhaufen“. Es ist also wichtig, von Anfang an Komponenten richtig aufeinander abgestimmt zu haben.

  • RAM
    Schon bei der Wahl des Arbeitsspeicher ist es wichtig darauf zu achten, dass der schnellste mit der Workstation kompatible Speicher verwendet wird. Die Speicherriegel sollten von ein und demselben Hersteller sein und Module im Allgemeinen nicht gemischt werden. Unter „mischen“ verstehen wir das Verwenden von Modulen unterschiedlicher Taktung sowie Latenzen. In einem Mischbetrieb drosselt das System alle Speichermodule auf die maximalen Werte des langsamsten Moduls. Außerdem sollte akribisch auf eine korrekte Belegung der Steckplätze geachtet werden. Werden beispielsweise 4 x 16GB DDR4 RAM Module in einem System installiert und in die falschen Steckplätze eingesetzt, läuft das System zwar meistens trotzdem ohne Fehler, jedoch büßt man durch fehlendes Multichanneling Leistung ein.

  • HDD / SSD
    Speichermedien wie Festplatten und SSD’s beinhalten neben dem System und Anwendungen auch Nutzdaten wie ihre Projektdateien. Um das Optimum bei diesen Komponenten zu erreichen, sollten Nutzdaten und System physisch voneinander getrennt sein. Das System inkl. Anwendungen sollte auf einer schnellen M.2 SSD installiert werden um den Start von Betriebssystem und Anwendungen zu beschleunigen. Es ist auch abzuwägen, ob als Nutzdatenspeicher ebenfalls eine schnelle M.2 SSD zum Einsatz kommen sollte. Bei Daten, auf welche nur selten zugegriffen wird, kann auch eine mechanische HDD oder eine schnellere SATA SSD ausreichend sein.

    Wichtig: Projektdateien, die regelmäßig genutzt werden, sollten immer auf einer separaten schnellen M.2 SSD abgelegt werden. Das Laden von Projekten in CAD- oder Media-Anwendungen wird so massiv beschleunigt. Außerdem würde der kontinuierlichen Zugriff auf diese Daten, das restliche System ausbremsen, falls die Dateien z.B. unter „Eigene Dateien“ abgelegt werden, da sich die „Eigenen Dateien“ bei Windows Systemen standardmäßig auf der Systemfestplatte befinden. Ein Laden von Projektdaten über das lokale Intranet, beispielsweise von einem NAS (Netzwerkfestplatte) oder einer anderen Netzwerk-Freigabe oder Online-Cloud, ist, im Bezug auf die Leistung, eine sehr schlechte Idee. Eine gute Lösung wäre Daten lokal zu bearbeiten und anschließend auf eine Netzwerkfreigabe zu kopieren. So genießt man weiterhin den Geschwindigkeitsvorteil der schnellen lokalen SSD und behält die Vorteile eines Backups bzw. der Weitergabe des Projektes an andere Teammitglieder bei. Als Alternative eignen sich auch schnelle externe M.2 SSD’s per USB Typ-C. Hierbei sollte allerdings darauf geachtet werden, dass sowohl Workstation als auch externe SSD die schnellste mögliche USB Anbindung unterstützt. Mehr dazu in unserem Artikel über USB.

  • RAID
    Auch wenn dieser Punkt grundsätzlich unter HDD / SSD fallen würde, haben wir uns entschieden dies gesondert aufzulisten. Eine RAID-Konfiguration kann nicht nur für eine Redundanz der Datenträger sorgen sondern ebenfalls einen Geschwindigkeitsvorteil mit sich bringen – vorausgesetzt die Konfiguration des RAIDs ist entsprechend ausgerichtet. RAID 1, welches nur mit gleichgroßen Datenträgern eingesetzt werden kann, bietet „nur“ Redundanz – die Datenträger werden 1/1 gespiegelt. Ein RAID 0 hingegen, auch „Striping“ genannt, erhöht den Datendurchsatz der Datenträger durch parallele Festplattenzugriffe, bietet jedoch keine Redundanz. Bei Ausfall eines Datenträgers in einem RAID 0 Verbund ist das gesamte „Stripeset“ nicht mehr lesbar. Die Lösung hierfür bietet eine Kombination aus beiden RAID-Leveln: RAID 5 oder RAID 10. Beide bieten sowohl Striping als auch Redundanz, wobei bei RAID 5 die verfügbare Nutzdatenmenge größer ist als RAID 10. Dafür bietet RAID 10 eine bessere Datensicherheit und auch der Datendurchsatz ist etwas höher. Ein wichtiger Punkt ist auch die Controller-Last, welche bei RAID 10 deutlich geringer ist als bei RAID 5. Mit einem dedizierten Hardware-RAID-Controller fällt dies nicht sonderlich ins Gewicht, da die Berechnungen von diesem übernommen werden. Anders sieht es bei einem Software-RAID aus, bei welchem alle Berechnungen von der CPU übernommen werden. Somit kann ein RAID auch das System ausbremsen. Unsere Empfehlung lautet daher: Nach Möglichkeit immer einen Hardware-RAID-Controller mit RAID 5 oder 10 nutzen, bei einem Software-RAID auf RAID 10 setzen, falls es der Controller erlaubt, um die CPU-Last zu minimieren. Wir übernehmen bei Erwerb einer Workstation aus unserem Hause natürlich auch gerne eine RAID-Einrichtung.

  • Grafik- und Erweiterungskarten
    Bei dem Einbau einer Grafik- oder Erweiterungskarte lässt sich gar nicht mal so wenig falsch machen, auch wenn das Einstecken der entsprechenden Karte meistens recht einfach von Statten geht. Heutzutage werden die meisten Erweiterungskarten per PCI-E an das Mainboard angebunden. Dies geschieht über PCI-E Steckplätze, welche sich je nach PCI-E Version bezüglich maximalem Datendurchsatz sehr stark voneinander unterscheiden. Außerdem sind PCI-E Steckplätze mit unterschiedlich vielen Lanes ausgestattet. Diese Lanes sind eine Anbindung an die CPU. Der erste x16 PCI-E Slot (und manchmal der zweite x16 Slot, falls vorhanden) ist in den meisten Fällen direkt über den Root Complex mit den maximal möglichen 16 Lanes an die CPU angebunden – weitere PCI-E Steckplätze hängen am PCH, welcher oftmals nur mit 4 oder 8 Lanes an die CPU gekoppelt ist. Die logische Folge daraus ist, dass diese Lanes unter allen dahinter befindlichen Komponenten aufgeteilt werden, was zu Leistungseinbußen führen kann. Dies beinhaltet ebenfalls die Anbindung von M.2 SSD’s, welche im schlimmsten Fall nur einen Bruchteil der angegebenen Datenrate erreichen. Es sollte also schon bei der Wahl der Komponenten ein Blick ins Handbuch des zu verwendenden Mainboards bzw. der geplanten Workstation geworfen werden. Die ausführliche Erklärung dazu in unserem Artikel „PCI-Express – Die interne Datenautobahn innerhalb eines Computersystems„.

  • Netzwerkschnittstellen
    Die Verbindung an Intranet und Internet erfolgt bei den meisten Workstations über den (oder die) integrierten Gigabit-Ethernetports, welche eine theoretisch Übertragungsrate von 1000 MBit/s (etwa 125 MByte/s) leisten können. Bei Workstations mit mehreren Netzwerkschnittstellen lassen sich diese softwareseitig noch zusammenlegen und damit die Übertragungsrate nochmal steigern. Außerdem kann alternativ auch eine 10 GBit Netzwerkkarte verbaut werden. WLAN ist in den allermeisten Fällen nicht integriert, es sei denn es handelt sich um eine mobile Workstation. Bei Arbeiten in geschäftlichen Umgebung ist es generell nicht ratsam auf kabellose Übertragungstechniken zu setzen. Dennoch möchten viele Anwender nicht auf WLAN verzichten, beispielsweise wegen fehlender Netzwerkanschlüsse im Büro. Grundsätzlich ist WLAN natürlich nachrüstbar – beispielsweise per WLAN USB-Stick oder mit einer internen PCI-E Erweiterungskarte. Hier haben wir allerdings den nächsten Flaschenhals: Durch sehr große Unterschiede der räumlichen Gegebenheiten können hier extrem große Abweichungen bei der Signalqualität als auch bei der Geschwindigkeit entstehen. Das ist leider ein sehr weit verbreitetes Problem und damit einhergehende Folgen wie ein langsames Laden von Projektdaten über das lokale Netzwerk fallen dann fälschlicherweise auf die Workstation zurück. Daher sollte nach Möglichkeit das Verlegen eines Netzwerkkabels (ab CAT 6 aufwärts) in Erwägung gezogen und auf WLAN am besten ganz verzichtet werden. Geht es gar nicht ohne sollte jedoch ausschließlich eine PCI-E WLAN-Karte genutzt werden, welche externe Antennen besitzt, WI-FI 6 (802.11ax) und WPA 3 unterstützt. Unsere Empfehlung ist hierbei die ASUS PCE-AX3000 zumal diese auch eine sehr gute Treiberunterstützung für Linux bietet.

Optimierung der Software

Eine softwareseitige Optimierung beinhaltet die korrekte Konfiguration vom Betriebssystem, den installierten Programmen sowie Treibern, Firmware und noch vielen weiteren Details, auf welche nur in seltenen Fällen geachtet wird. Dadurch ergeben oft Konstellationen, in denen Workstations nicht ansatzweise ihre maximale Leistung abrufen können.

  • BIOS / UEFI
    Im BIOS (Basic Input Output System) oder neuerem UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) können ebenfalls einige Optimierungen vorgenommen werden. Hier sollten Einstellungen allerdings nur geändert werden sofern eine gewisse Vorerfahrung bereits vorhanden ist, da sich Systeme auch schnell „kaputtoptimieren“ lassen bzw. das Betriebssystem anschließend gar nicht mehr starten könnte. Generell empfiehlt es sich bei gebrauchten Geräten die Werkseinstellungen des BIOS / UEFI zu laden um somit etwaige Falschkonfigurationen und Einstellungen zurückzusetzen. Um die Bootzeit des Gerätes zu reduzieren und gleichzeitig die Sicherheit zu erhöhen, sollten alle Startoptionen deaktiviert werden, welche nicht zwingend benötigt werden. Dazu zählen z.B. USB-Datenträger oder optische Laufwerke.
    Die Aktivierung von HyperThreading sollte ebenfalls überprüft und ggf. eingeschaltet werden (falls von BIOS und CPU unterstützt) um die maximale Leistung des Prozessors auch nutzen zu können. Wer die maximale Prozessorleistung stets auf Abruf haben möchte, sollte Energiesparoptionen abschalten. Dazu zählt das Deaktivieren von CPU C-States wie C1E und EIST P-States. Der wichtigste Punkt hinsichtlich Optimierung ist jedoch das BIOS stets aktuell zu halten. BIOS-Updates bringen neben Geschwindigkeitsoptimierungen und Patches für Sicherheitslücken oftmals auch die Unterstützung für neue Prozessoren und Funktionen mit. Daher sollte hierauf am meisten Wert gelegt werden.

  • Windows Updates
    Die von Microsoft veröffentlichen Updates schließen nicht nur Sicherheitslücken sondern bieten für viele interne Windows-Funktionen auch Optimierungen, welche sich positiv auf die Leistung auswirken können. Hier gibt es allerdings auch das ein oder andere zu beachten. Beispielsweise ist ein Windows mit allen installierten Pflichtupdates nicht zwingend auf dem aktuellsten Stand. Seit Windows 10 in Form von Funktionsupdates stetig erweitert wird, werden Updates immer nur für die aktuell installierte Funktionsversion angeboten. Daher sollten auch alle „optionale“ Funktionsupdates eingespielt werden und im Anschluss erneut nach Updates gesucht werden. Die aktuellste Version von Windows 10 ist Version 22H2. Das gleiche gilt für Windows 11, dort ist die aktuellste Version ebenfalls 22H2.

  • Treiber
    Veraltete, falsche oder fehlende Treiber führen nicht immer zu Fehlern sondern können das System auch schlicht ausbremsen. Es ist also sehr wichtig diese stets aktuell zu halten. Dabei ist zu beachten, dass Treiber für Komponenten des Mainboards wie der Chipsatztreiber im Idealfall über den Hersteller der Workstation bezogen werden (zum Beispiel HP, Lenovo oder DELL). Oft unterscheiden sich diese Treiber minimal von den Originaltreibern des Entwicklers (Intel und AMD sind beispielsweise die ursprünglichen Herausgeber der meisten Chipsatztreiber). Diese Problematik ist besonders bei USB-Controllern bekannt wobei es häufig zu BSOD’s (BlueScreen Of Death), also kompletten Systemabstürzen kommen kann. Dort gilt also: lieber beim Hersteller der Workstation Treiber beziehen als beim Entwickler der Komponenten. Anders gestaltet es sich beispielsweise bei Grafikkartentreibern. Hier ist es ratsam immer den Treiber der Grafikkartenentwickler direkt zu nutzen, also von AMD oder NVIDIA.

  • Firmware-Updates
    Hier beziehen wir uns explizit auf Controller-Firmware und nicht das BIOS / UEFI. Je nach Gerät gibt es verschiedenste integrierte Controller, welche regelmäßig eine aktuelle Firmware spendiert bekommen sollten. Wie bei allen anderen Updates sorgen diese für mehr Stabilität, Sicherheit, oftmals mehr Leistung und bringen ab und an auch neue Funktionen mit sich. Es gibt aber auch spezielle Fälle, in denen das Auslassen von Updates sogar zu Schäden sorgen kann. Das Paradebeispiel hierzu ist ein Fehler in der Thunderbolt-Firmware seitens Intel, welcher nach wie vor sein Unwesen in mehr als 400 verschiedenen Notebook Modellen treibt. Dieser Fehler kann langfristig sogar zur irreversiblen Zerstörung des Thunderbolt-Controller führen. Daher sollte dieses Update so schnell wie möglich eingespielt werden. Leider gibt es lediglich von Lenovo ein offizielles Statement und Patch zu diesem Fehler [externer Link]. Intel selbst und alle anderen Gerätehersteller haben diesbezüglich in Firmware-Update lediglich kommentarlos ausgerollt. Unsere mobilen Workstations haben aus diesem Grund bereits bei Auslieferung die neuste Thunderbolt-Firmware installiert.

  • Autostart & Dienste
    Nach Erwerb einer Workstation ist diese natürlich ihren Spezifikationen entsprechend schnell. Im Laufe der Zeit kann sich das allerdings ändern. Zum Großteil kommt dieser Geschwindigkeitsverlust durch installierte Software, die beim Start des Systems mit startet und somit Ressourcen verbraucht. Dies verzögert nicht nur das Hochfahren sondern belegt auch dauerhaft Systemressourcen, was die Performance einschränken kann. Nicht jedes Programm muss zwingend beim Systemstart mit gestartet werden um später einwandfrei zu funktionieren. Es gibt zwar auch Ausnahmen, dies sollte allerdings im Einzelfall explizit geprüft werden. Im Windows eigenen Taskmanager lassen sich die „Autostarts“ verwalten. Um das Verwaltungstool der Dienste zu öffnen, reicht es, in der Windows Suchleiste nach „Dienste“ zu recherchieren. Alternativ lässt sich mit „Win + R“ ein „Ausführen“-Fenster geöffnet werden in welches „services.msc“ (ohne „“ ) eingegeben werden kann. Ähnlich wie „Autostarts“ werden Dienste beim Systemstart mit geladen. Hier kann man allerdings auch viel falsch machen und daher ist die Veränderung von Diensten mit Vorsicht zu genießen.

  • Windows 10 vs. Windows 11
    Windows 10 hat sich in den letzten Jahren immer mehr zu einem stabilen System entwickelt. Doch der offizielle Support von Microsoft für Windows 10 wird schon am 14. Oktober 2025 eingestellt. Microsoft hat vor längerer Zeit bereits ihr nächstes System vorgestellt: Windows 11. Ob es sich rentiert in näherer Zukunft auf Windows 11 umzusteigen und welche Vor- bzw. Nachteile es mit sich bringt, haben wir in einem gesonderten Artikel zusammengefasst. Es lohnt sich auch einen Blick in unseren Benchmark „Windows 10 vs. Windows 11“ [Link folgt in Kürze] zu werfen. Doch um den Grundstein für einen zukünftigen Umstieg auf Windows 11 zu legen ist es notwendig die Systemvoraussetzungen [externer Link] im vornherein zu erfüllen. Neben einem kompatiblen Prozessor ist ein Systemstart mit aktiviertem UEFI und „Secure Boot“ zwingend erforderlich sowie eine im GPT-Partitionsstil formatierte Festplatte oder SSD. Was oftmals außer Acht gelassen wird ist die Notwenigkeit eines vorhandenen TPM (Trusted Platform Module) mit einer Firmware der Version 2.0. Die meisten TPM in Version 1.2 lassen sich über ein Softwaretool auf Version 2.0 Upgraden. Das entsprechende Programm dazu findet man in der Regel beim Hersteller der entsprechenden Workstation unter Support.
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