Der optimale PC für den Videoschnitt - Teil 1: CPU, Mainboard und RAM

Die neueste 2018er Version unserer Tipps für den Zusammenbau des besten PCs für die FullHD/4K/6K Videobearbeitung findet sich hier!

Die Arbeit mit Video - sei es der Videoschnitt als auch Compositing oder Grading - kann zum sinnvollen Einsatz sehr viel Rechenleistung benötigen - je mehr davon vorhandenen ist, desto verzögerungsfreier gelingt die Arbeit. Gerade Funktionen wie die Komprimierung von Video oder der Einsatz von diversen Filtern und mehreren Videospuren erfordert viel Rechenpower, wenn ohne Wartezeiten gearbeitet werden soll. Deswegen ist die richtige Hardware-Auswahl für einen PC, der für die Arbeit mit Video eingesetzt werden soll, extrem wichtig - vor allem wenn professionell und aufwendig gearbeitet werden soll. Wartezeiten kosten Geld und Aussetzer in der Arbeit kosten Nerven. Viele momentan noch von der Performance ausreichende PCs werden in Zukunft mit 4K Videomaterial Probleme bekommen.

Wir wollen deswegen in diesem Text einige grundsätzliche Tips zu geben, worauf man bei der Konfiguration (oder dem Kauf) eines neuen Video-PCs achten sollte, um die optimale Performance zu bekommen und keinen Flaschenhals das System ausbremsen zu lassen - und einige Grundlagen erklären, also was die verschiedenen Systembestandteile ausmacht und welche Wahlmöglichkeiten es gibt. Unsere Tips werden dabei recht allgemein gehalten sein, da zur Arbeit mit Video verschiedenste Programme mit unterschiedlichen Anforderungsprofilen eingesetzt werden - die meisten Tips werden aber für die überwiegende Anzahl von Programmen gelten.

Mehr und schnellere CPUs (und GPUs) beschleunigen die meisten Funktionen der meisten Programme, zu wenig RAM bremst die meisten Programme. Und je nach verwendeten Videoformaten/Codecs werden unterschiedliche Ansprüche an das System gestellt: die Arbeit mit Videomaterial das eine hohe Auflösung besitzt und hochkomprimiert ist benötigt viel Rechenleistung, die Arbeit mit unkomprimierten hoch aufgelöstem Material (z.B. RAW-Video) benötigt schnelle Speichermedien.

In vielen Aspekten ähneln PCs für Videobearbeitung denen von Gamern - gerade weil die GPU-Beschleunigung bei vielen Programmen immer wichtiger wird - den Hauptunterschied machen die für die Arbeit mit Video notwendigen zusätzlichen I/O-Möglichkeiten und die Anforderungen an den Speicherplatz und die Anzahl und Geschwindigkeit von Festplatten aus. Es lohnt sich natürlich auch immer, vor dem System-zusammenstellen sich die (Mindest-)Hardware-Anforderungen seiner genutzten Software genauer anzuschauen.

Im Anschluss an diesen Artikel werden wir auch (hoffentlich unter Eurer regen Mithilfe) mehrere Beispielkonfigurationen mit aktueller Hardware vorschlagen für alle, die sich einen eigenen optimalen PC basteln (bzw. basteln lassen) wollen. Da sich mit der Verfügbarkeit neuer Hardware das beste Preis-Leistungs-Verhältnis immer wieder verschiebt, werden wir versuchen, diese Konfigurationen regelmäßig auf dem neuesten Stand zu setzen.

Danke an dieser Stelle auch unsere Forenmitglieder (Valentino, CedricRotherwood, B.DeKid, iasi, sqywalka und Reiner M und viele andere) für ihre hilfreichen Tips, von denen wir hier einige mitaufgenommen haben! Über weitere Tips / Erfahrungen / Verbesserungen würden wir uns freuen und diese ggf. auch noch in den Artikel einbauen.

Vorab-Überlegung: Den alten PC aufrüsten?

Eine Alternative zum Neukauf ist es, den alten PC upzugraden um mehr Leistung zu erhalten. Ob sich das lohnt, sollte man jedoch genau durchrechnen: welche neuen Komponenten wieviel kosten und wieviel Leistung bringen - und welcher Faktor im aktuellen Rechner begrenzt die Geschwindigkeit am meisten (der aktuelle Flaschenhals). Vielleicht reicht eine Aufrüstung der CPU (wenn das Mainboard das zulässt, sonst samt Mainboard), vielleicht eine des Speichers, der Festplatte oder der Grafikkarte oder eine Kombination mehrerer.

Ansonsten kann auch bei der Zusammenstellung eines neuen Rechners überlegt werden, ob der alte bestehen bleiben soll, oder ob um Kosten zu sparen Komponenten des alten PCs im neuen weiter verwendet werden sollen, wie etwa die HD, das Gehäuse, das Netzteil oder der DVD-Brenner.

Im folgenden gehen wir die einzelnen Bestandteile eines PCs durch, um darzustellen, worauf man für einen PC für den Videoschnitt-, bzw Compositing und Grading achten sollte.

Die CPU

Zentral für die Performance eines Computers ist natürlich der Prozessor (CPU). Eine einfache Faustregel: je mehr GHz desto schneller (3,0 GHz sind besser als 2,7 GHz), je mehr Kerne desto schneller. Es kommt allerdings immer auf die genutzte Software an, ob die potentielle Rechenleistung durch viele parallele Prozesse auf mehreren Rechenkernen auch wirklich ausgenutzt wird – die schnellere Taktzahl dagegen wirkt sich immer auch in höherer Rechengeschwindigkeit aus - und ist gerade für Programme wichtig, die mehrere Prozessor-Kerne nicht optimal ausnutzen können. Und noch ein Faktor: die Größe des CPU-Caches - hier gilt: je grösser, desto besser und je schneller angebunden, desto besser. Die meisten aktuellen Videoschnitt- sowie (Compositing- und Grading-)programme nutzen mehrere Kerne (bzw Threads) bei der Berechnung aus - mehr Kerne ermöglichen also eine schnellere Arbeit. Für die Arbeit mit AVCHD (H.264) Videomaterial sollte mindestens ein i5 Prozessor zum Einsatz kommen.

Zur Zeit (Juni 2013) sind die HighEnd Prozessoren von Intel deutlich leistungsstärker als die von AMD (die allerdings billiger sind). Wir werden deswegen im folgenden vor allem auf Intel CPUs eingehen.

Die neueste CPU-Generation von Intel: Haswell

Die neue Haswell Prozessor-Generation von Intel scheint ersten Benchmarks zufolge gegenüber der Vorgängerversion einen relativ geringen Geschwindigkeitsgewinn von wenigen Prozentpunkten zu liefern. Wenn allerdings die neue Befehlserweiterung AVX2 genutzt wird, ergeben sich größere Performancesteigerungen. Eine Hauptverbesserung von Haswell ist beim Stromverbrauch (vor allem im Leerlauf und mit passender Hardware) und der interne Grafikchip ist schneller als das Vorgängermodell. Wird er allerdings gefordert, verbraucht der Chip der neuen Generation mehr Strom und wird heißer als die Vorgänger. Da AVX2 auch bald von AMD implementiert werden wird, ist seine Unterstützung also bei einem neuen PC ratsam (da man davon ausgehen kann dass sie auch in Zukunft von immer mehr Software supported werden wird). Achtung: Das Netzteil muss mit Haswell explizit kompatibel sein! Ratsam ist aufgrund der neuen höheren maximalen thermischen Verlustleistung ein stärkerer Lüfter als der CPU-Standardlüfter von Intel (in der boxed Version) - sonst besteht die Gefahr eines unnötig lauten Systems, weil der Lüfter zu viel arbeiten muss.

Links:

Verschiedene Benchmark-Charts geben eine Übersicht über die Leistungsklassen bzw. relativen Unterschiede bei verschiedenen (videorelevanten-)Aufgaben wie z.B. der H.264 Kodierung.

Liste mit Haswell kompatiblen Netzteilen

CPU-Z Diagnoseprogramm - zeigt detaillierte Hardwareinformationen an

CPU Benchmarks

CPU/GPU Benchmarks Adobe Premiere CS5/CS6

Toms Hardware Premiere CPU-Benchmarks

Übertakten/Overclocking

Wer noch mehr aus seiner CPU herausholen will, kann sie übertakten (also den Prozessor-Takt erhöhen), was dazu führt, dass mehr Rechenoperationen pro Zeiteinheit ausgeführt werden können. Die Hersteller haben dafür besondere Modelle im Angebot, die sich mit dem richtigen Mainboard zusammen gut übertakten lassen, das sind von Intel die Modelle i7 mit K oder X Endung im Namen (und ebenso Black-Edition Versionen von AMD).

Notwendig ist dafür (bei Intel Prozessoren) auch ein Mainboard mit Z87, Z77, Z75 Chipsatz (je nach CPU) sowie eine gute CPU-, Chipsatz- und Gehäuse-Kühlung (der Prozessor wird durch Übertaktung heißer) - bei starkem Übertakten z.B. sogar eine Wasserkühlung. Sinn macht das Übertakten aber nur, wenn man wirklich auf jedes Quäntchen Leistung angewiesen ist (z.B. bei Rechenaufgaben wie der Effektberechnung die dann etwas weniger Wartezeit braucht) , beim normalen Arbeiten wird man die Beschleunigung nicht spüren, wenn sie nicht radikal ist. Übertaktet man dagegen radikal, können schnell Instabilitäten auftauchen.

Viele neuere Prozessoren haben sowieso eine automatische Übertaktfunktion (Intel Turbo Boost bzw AMD Turbo Core) integriert, mit deren Hilfe die CPU bzw einzelne Kerne bei Bedarf übertaktet werden. Wenn man allerdings wirklich Leistung braucht, lohnt sich Overclocking (mit Wasserkühlung): per schnellerer Taktung sind einige Leistungssteigerungen möglich, z.B. führt beim neuen Haswell 4770K eine Erhöhung auf 4,7 GHz zu Performancesteigerungen von bis zu 26% - die Stabilität bei einer bestimmten Overclockingrate ist allerdings von CPU zu CPU (Modell und einzelnem Exemplar) verschieden.

Achtung: es wird berichtet, dass Haswell CPUs die jetzt im Handel erhältlich sind, sich schlechter übertakten lassen und heißer werden als die Vorproduktionsmodelle.

Links:

Unser Plädoyer für Overclocking

Auto-Overcklocking: Intel Turbo Mode/ AMD Turbo Core

Manche neue Intel CPUs beherrschen den Turbo Boost Modus, d.h. sie können schneller rechnen indem sie bei Bedarf automatisch dynamisch übertaktet werden. Dabei kann um so höher getaktet werden, je weniger CPUs aktiv sind - ein sehr nützlicher Modus für Programme die nicht mehrere CPUs nützen können und in denen die Geschwindigkeit der einen ausführenden CPU die Geschwindigkeit des Programms bestimmt. AMD macht ähnliches per Turbo Core.

Highend-CPUs, Dual- und Multi-CPU-Systeme

Ähnlich wie beim Overclocking es mit den aller-schnellsten, per Werk höhergetakteten Prozessoren: auch diese bringen nur einige Prozent Leistung mehr – und sie sind überproportional teuer. Das lohnt sich nur, wenn jede Minute Rechenzeitersparnis auch Geld wert ist.

Die absolute Performancespitze bilden Mehrprozessorsysteme wie zB Dual CPU Systeme, die zB 2 x 8 also 16 Kerne (Intel) (32 HT) bzw 2 x 16 also 32 Kerne (AMD Opteron) bieten können. Hierfür sind allerdings spezielle Server-Mainboards samt Sockel (und CPUs wie etwa Intel Xeons bzw AMD Opterons) erforderlich. Da AMD Kerne aus zwei Modulen bestehen sind sie eher vergleichbar mit Intels HyperThreading d.h. 16 AMD Kerne entsprechen eher 8 Intel Kernen. Deswegen sind die 8 Kern Xeons überraschenderweise sogar schneller als 16 Kern Opterons - die allerdings um einiges billiger sind.

Ganz extreme Leistung bieten Systeme mit 4 CPUs, die dann etwa 32 Kerne (Intel Xeon) bieten können und Platz für insgesamt 768 GB RAM und z.B. auch 8 PICe x 16 Slots haben (und somit mehrere Grafikkarten zur Rechenunterstützung aufnehmen können), sie sind aber auch entsprechend teuer.

Diese Systeme sind für extreme Renderingaufgaben geeignet und kosten auch dementsprechend. Wer so ein System einsetzen will, sollte sich auch über das speziellen Platinenlayouts und Optionen der Server-Mainboards im klaren sein, die z.B. besonders viel Möglichkeiten bieten für Speicherriegel und Festplatten, aber in denen auch Features von Desktop-Mainborads fehlen können (wie etwa Sound).

Oft kann aber (je nach Software) die Rechenleistung auch leichter als durch den Einsatz mehrerer CPUs durch eine entsprechend starke (zusätzliche) Grafikkarte gesteigert werden – entsprechende Benchmarks des eingesetzten Programms mit verschiedenen CPUs/GPUs geben hier am besten Aufschluss. (Siehe auch unser Kapitel über GPUs).

Die Performance zusätzlicher CPUs bzw Kerne läßt sich schön in unsern After Effects Benchmarks sehen.

Das Mainboard

Die Eigenschaften eines Mainboards werden maßgeblich durch den Chipsatz bestimmt. Er definiert die Basisfeatures, sowie die damit nutzbaren CPUs. Vom Chipsatz hängt z.B.: ab. Wie viele USB 2.0/USB 3.0, SATA II oder SATA-6G Anschlüsse und PCIe-Lanes ein Mainboard per Default besitzt (durch zusätzliche Chips kann die Anzahl der I/O-Ports durch den Mainboardhersteller allerdings noch vergrössert werden) und wieviel RAM maximal eingebaut werden kann. Und auch wieviele Grafikkarten mit welcher Geschwindigkeit (x4, x8 oder x16) genutzt werden können.

Aktuell für den Sockel LGA 1150 / Haswell CPUs sind die Chipsätze Z87, H87, H81, Q87, Q85 und B85. Sie bieten 2-6 SATA III Ports, 4-6 SATA II Ports, 2-6 USB 3.0 und 12-20 USB 2.0 Ports sowie 6-8 PCIe 2.0 Slots.

Grundsätzlich gilt bei Schnittstellen:je neuer, um so schneller sind diese und je mehr neue I/O Möglichkeiten ein Mainboard hat, desto zukunftssicherer ist man - und muss sein System später nicht wegen fehlender I/O Möglichkeiten aufrüsten. So ist USB 3.0 inzwischen der neue Standard für die schnelle Anbindung externer Speichermedien und hat/wird eSATA oder USB 2.0 und FireWire bald ablösen. Wer aber noch FireWire Camcorder nutzt, sollte darauf achten, dass entweder sein Mainboard einen FireWireanschluss besitzt oder eine Extra-FireWire-Karte kaufen.

Die SATA Schnittstelle

Die SATA Schnittstelle dient der Übertragung von Daten der Festplatten. Hier gibt es momentan Schnittstellen nach der älteren SATA II-Spezifikation (der Nachfolger der ersten SATA-Spec) und jene mit den neueren SATA 6G Ports. Die neueren SATA 6G Ports sind schneller als die alten SATAII Ports, und nur sie können die maximale Geschwindigkeit der neuesten SSDs (oder RAID0-SSDs) problemlos übertragen. Deswegen gilt: je mehr und je schnellere (6G) Ports, desto besser!

PCIe

Zum Punkt Erweiterbarkeit gehören auch die PCIe-Slots, über die per Steckkarte ebenso Grafikkarte(n) wie I/O-Erweiterungen angeschlossen werden können. Auch hier gilt: je mehr, je breiter die Bandbreite und je schneller umso besser. Will man zB später die Rechenleistung per zusätzlicher Grafikkarten (z.B. für das Gradingprogramm DaVinci Resolve) erhöhen, ist es schön, wenn noch ein oder mehrere passende Slots frei sind. Und aufgrund seiner Geschwindigkeit, Architektur und direkteren Anbindung an die CPU hat PCIe gegenüber SATA (oder auch Thunderbolt) deutliche Vorteile als Schnittstelle für Hochgeschwindigkeitstransfers

Die Datenrate eines PCI Express Slots hängt von der Spezifikation sowie dem Multiplikator ab: x2 ist doppelt so schnell wie die Basisgeschwindigkeit, x8 achtmal und x32 32mal. Je höher die Spezifikation der Schnittstelle (aktuell ist 3.0) und je höher der Multiplikator, desto besser. Je höher die Bandbreite (das x) desto länger ist der Slot auch - lange Slots aber müssen nicht voll beschaltet sein, sie können elektrisch auch nur zum Teil aktiv sein, d.h. ein x16 Slot kann nur zB mit x8 Geschwindigkeit Daten übertragen können - es zählt also alleine nicht die Länge, sondern die Definition der einzelnen PCIe Slots (man kann auch meist auf Bildern des Mainboards ganz gut anhand der Kontakte erkennen, ob ein Slot voll geschaltet ist oder nur ein Teil der Kontakte aktiv ist). Achtung: selbst wenn für mehrere Grafikkarte x16 Slots zur Verfügung stehen, wird meist nur einer als x16 Slot (mit der entsprechenden Geschwindigkeit) genutzt, die anderen dann jeweils mit x8.

Aktuelle Grafikkarten brauchen mindestens PCI Express 2.0 x16 um ihre volle Geschwindigkeit zu entfalten (bei aktuellen Grafikkarten bringt die Nutzung von PCIe 3.0 Slots nur minimale Geschwindigkeitsvorteile für normale Arbeiten, Berechnungen per OpenCL allerdings können von der höheren Bandbreite von PCI 3.0 profitieren). Achtung: Grafikkarten können durch ihre hohe Bauweise plus Lüfter oft 2 Slots belegen! Wichtig ist also auch das Layout der x16 Slots, wieviel Platz also z.B. jeweils bis zur nächsten x 16 Karte bleibt.

RAM-Steckplätze

Je mehr Steckplätze desto besser, desto mehr RAM ist verwendbar.

CPU Sockel

Der CPU-Sockel eines Mainboards bestimmt die damit verwendbaren CPUs:

Ein neues Mainboard sollte die UEFI Firmware Spezifikation unterstützen, vor allem wegen der Zukunftsfähigkeit.

Maximale Erweiterbarkeit: Server Mainboards

Wie schon beim Thema „Multi-CPU-Systeme“ erwähnt, gibt es spezielle Mainboards für Server, die für einen höheren Preis ganz besondere Features mitbringen, wie etwa die Möglichkeit 2 oder sogar 4 CPUs zu nutzen, mit extrem viel RAM bestückt werden können und extra-viele PCIe-Slots bieten. Zum Beispiel sei hier das (von DaVinci Resolve für den Betrieb mit 2 GPUs zertifizierte) Supermicro Mainboard X9DRG-QF genannt: es kann mit 2 LGA2011 Xeons, 512 GG RAM und 4 PCIe 3.0 x16 Karten bestückt werden.

Das Kurzzeitgedächtnis: RAM

Das "Kurzzeitgedächtnis" des Rechners ist natürlich auch zentral für die Leistung eines Rechners und ein potentieller Flaschenhals, falls zuwenig Speicher vorhanden ist. Dann müssen Daten nämlich auf Festplatte ausgelagert werden und das verlangsamt alle weitere Operationen mit ihnen beträchtlich (auch wenn das auf SSD geschieht: das interne RAM ist viel schneller angebunden an die CPU als eine Festspeicherplatte). Und da heutzutage die Preise für viel RAM sehr erschwinglich geworden sind, sollte man schon mindestens 8 GB RAM nutzen,16 GB sind noch besser - mehr RAM bringt nur etwas, wenn man mit Applikationen arbeitet, die auch was damit anfangen können (wie z.B. Adobe After Effects). Will man später evtl sein RAM weiter ausbauen, sollte man möglichst wenige Steckplätze belegen indem man große Speicherriegel kauft: es gibt z.b. 16 GB RAM als 2 x 8 GB oder auch als 4 x 4 GB - womit bei vielen Boards alle Steckplätze belegt wären und kein RAM mehr hinzugefügt werden kann ohne das alte zu entfernen.

Achtung aber auf die verwendete Windows (7) Version: nur Home Basic unterstützt maximal 8 GB, Home Premium maximal 16 GB (64-Bit sollte die Windows Version auf jeden Fall sein)! Per Windows Taskmanager kann gut geprüft werden, wieviel Speicher aktuell während bestimmter Berechnungen in Anspruch genommen wird. Grundsätzlich: je mehr CPU-Kerne ein System hat, desto mehr Speicher braucht es.

Eine gute Faustregel für alle Programme ist: pro CPU-Kern sollten 2-3 GB RAM zur Verfügung stehen. Adobe After Effects etwa nutzt das Extra-RAM (gerade bei vielen CPU-Kernen) - bei 10 Kernen für Multiprozessor Previews/Rendering werden zusätzlich zum RAM für OS, AFX Vordergrund und andere Software (1/3 des RAMs) zB 30 GB benötigt - wenn pro Kern 2GB (besser wären 3 GB) pro Backgroundprozess zugewiesen werden.

Kurz: je mehr RAM desto besser, je kleiner der CL Wert, desto besser, je höher taktbar desto besser, und je weniger Riegel (je mehr Speicherplatz auf einem Speicherriegel desto weniger RAM Steckplätze werden belegt) desto erweiterbarer ist das RAM in Zukunft noch. Aber: höher taktbare RAMs und welche mit niedrigen Latenzzeiten sind zwar schneller, aber bringen bestenfalls einige Prozentpunkte Leistung mehr.

RAMs mit Blechdeckel sind meist übertaktet : sie sind zwar (potentiell) schneller, können aber zu Problemen führen. Zur einer Steigerung der Geschwindigkeit trägt auch der Dual Channel Mode durch schnellere parallelen Datentransfer bei, dazu müssen allerdings die RAM Bausteine in Paaren eingesteckt werden.

Extreme Memory Profiles (XMP) dienen zum einfacheren Übertackten des Speichers und enthält Informationen die das BIOS nutzen kann, um korrekte Speicherwerte einzustellen. Aktuell ist die Version XMP 1.3 – nur mit ihr funktioniert das automatische Speicherdaten einlesen mit der Haswell CPU. Zur Steigerung der Zuverlässigkeit empfiehlt es sich RAM von Markenherstellern zu kaufen.

Hier noch eine Aussage von Adobe bezüglich der Speicheranforderungen von Premiere CC:"Dank der nativen 64-Bit-Unterstützung von Premiere Pro kommt der gesamte RAM-Speicher Ihres Systems zum Einsatz. Bei Mehrkern-Systemen empfiehlt Adobe mindestens 4 GB RAM pro Prozessorkern. Durch Erweitern der RAM-Kapazität profitieren Anwender auf allen Systemen von deutlicher Performance-Steigerung. Wenn Sie mehrere Applikationen gleichzeitig ausführen möchten, empfiehlt Adobe ein System mit mindestens 16 GB RAM. " - In Adobe Premiere hängt z.B. die Encodingzeit für MPEG-2 stark vom RAM ab: bei Tests sank die benötigte Zeit für die Komprimierung von Video um 40% bei der Verwendung von 16 statt 8 GB.

Der RAM-Bedarf steigt bei Nutzung von zusätzlichen Plugins und besonders bei Nutzung des Dynamic Link Features in Adobe Produkten weiter an, da dann andere Programme parallel arbeiten. In After Effects spielt die zur Verfügung stehende Anzahl von RAM eine besonders große Rolle.

Avid empfiehlt für den Media Composer 7 (je nach Nutzung der diversen Features) 16GB+ für anspruchsvolle Anwendungszenarien.

Im zweiten Teil behandeln wir die Grafikkarte. Verbesserungsvorschläge oder weitere Tips bitte im Thread posten!