Leistungsbremse aktiv: So stellen Sie sicher, dass Ihre Grafikkarte mit PCIe x16 @ x16 statt nur x4 @ x4 läuft

Stellen Sie sich vor, Sie haben in eine leistungsstarke Grafikkarte investiert, nur um festzustellen, dass sie nicht ihr volles Potenzial entfaltet. Ein häufiges, aber oft übersehenes Problem ist, dass Ihre Grafikkarte nicht mit der vollen Bandbreite von PCIe x16 @ x16 läuft, sondern stattdessen nur mit x4 @ x4. Dies kann zu einem erheblichen Leistungsverlust führen, besonders bei modernen, anspruchsvollen Spielen und Anwendungen. Keine Sorge, Sie sind nicht allein! In diesem umfassenden Leitfaden erklären wir Ihnen, was PCIe ist, warum die volle x16-Bandbreite entscheidend ist und wie Sie sicherstellen können, dass Ihre Grafikkarte optimal funktioniert.

Was ist PCIe überhaupt und warum ist x16 @ x16 so wichtig?

PCI Express (PCIe) ist eine serielle Hochgeschwindigkeits-Schnittstelle, die es verschiedenen Hardwarekomponenten in Ihrem Computer ermöglicht, miteinander zu kommunizieren. Es ist der Standard für die Anbindung von Grafikkarten, NVMe-SSDs, Netzwerkkarten und anderen Erweiterungskarten an das Mainboard und letztendlich an die CPU.

PCIe-Verbindungen bestehen aus sogenannten „Lanes” (Spuren). Eine Verbindung kann mit einer unterschiedlichen Anzahl von Lanes konfiguriert werden, typischerweise x1, x2, x4, x8 oder x16. Die Zahl nach dem ‘x’ gibt die Anzahl der genutzten Lanes an. Mehr Lanes bedeuten eine höhere Datenübertragungsrate und somit eine größere Bandbreite. Die zweite Zahl (z.B. @ x16) gibt die tatsächlich genutzte Konfiguration an. Eine Grafikkarte, die für x16 ausgelegt ist, kann also auch mit weniger Lanes (z.B. x8 oder x4) betrieben werden, jedoch mit reduzierter Leistung.

Warum ist x16 @ x16 so entscheidend für Ihre Grafikkarte? Moderne High-End-Grafikkarten erzeugen und verarbeiten riesige Mengen an Daten, die sie kontinuierlich mit dem Prozessor und dem Systemspeicher austauschen müssen. Eine volle PCIe x16-Verbindung bietet die maximale Bandbreite, die für diesen Datenaustausch erforderlich ist. Wenn Ihre Grafikkarte nur mit x4 läuft, steht ihr nur ein Viertel der potenziellen Bandbreite zur Verfügung. Das ist, als würde man einen Supersportwagen auf einer schmalen Landstraße fahren – das Potenzial ist da, aber die Infrastruktur begrenzt die Leistung erheblich.

Insbesondere bei hohen Auflösungen (1440p, 4K), hohen Bildwiederholraten und der Nutzung von Raytracing oder anderen rechenintensiven Grafikeffekten kann eine unzureichende PCIe-Bandbreite zu einem Flaschenhals werden. Dies äußert sich in niedrigeren FPS, Mikrorucklern oder einer insgesamt weniger flüssigen Spielerfahrung. Bei älteren Grafikkarten oder wenn Ihr System durch die CPU limitiert wird, ist der Unterschied möglicherweise weniger spürbar. Für aktuelle und zukünftige High-End-Karten ist x16 @ x16 jedoch die optimale und oft notwendige Einstellung.

Die häufigsten Gründe, warum Ihre Grafikkarte nur mit x4 läuft

Es gibt verschiedene Ursachen, warum Ihre Grafikkarte nicht mit der vollen PCIe x16-Bandbreite läuft. Hier sind die gängigsten:

1. Falscher PCIe-Slot

Dies ist der absolute Klassiker! Die meisten Mainboards verfügen über mehrere PCIe-Steckplätze. Nur der oberste, längste Steckplatz (oft als PCI_E1 oder x16_1 bezeichnet) ist direkt mit der CPU verbunden und bietet in der Regel die volle x16-Bandbreite. Sekundäre Steckplätze sind oft nur mit x8, x4 oder sogar x1 angebunden, entweder direkt an die CPU oder über den PCH (Platform Controller Hub), der weniger Lanes zur Verfügung stellt.

2. M.2 NVMe SSDs und andere PCIe-Geräte

Moderne M.2 NVMe SSDs benötigen ebenfalls PCIe-Lanes. Viele Mainboards sind so konfiguriert, dass der obere M.2-Slot Lanes mit dem primären PCIe x16-Slot der Grafikkarte teilt. Wenn Sie eine M.2 NVMe SSD in einem solchen Slot betreiben, kann dies die Anzahl der Lanes für die Grafikkarte reduzieren, oft von x16 auf x8 oder x4. Auch andere Erweiterungskarten wie Soundkarten, Capture Cards oder zusätzliche Netzwerkkarten können Lanes beanspruchen und so die verfügbare Bandbreite für die Grafikkarte einschränken.

Es ist wichtig zu verstehen, dass es PCIe-Lanes direkt von der CPU und PCIe-Lanes vom PCH (Chipsatz) gibt. Die Grafikkarte wird in der Regel direkt an die CPU angebunden, um die geringste Latenz und höchste Bandbreite zu gewährleisten. M.2-Slots können entweder direkt an die CPU oder an den PCH angebunden sein. Wenn ein M.2-Slot die CPU-Lanes des primären Grafikkarten-Slots teilt, entsteht das Problem.

3. BIOS/UEFI-Einstellungen

Im BIOS/UEFI Ihres Mainboards gibt es oft Optionen zur manuellen Konfiguration der PCIe-Lanes. Wenn diese falsch eingestellt sind (z.B. auf eine feste x4-Konfiguration für den Slot) oder eine ältere PCIe-Generation erzwungen wird, kann dies die Bandbreite limitieren. Auch die Deaktivierung bestimmter Onboard-Peripheriegeräte kann Lanes freigeben, um die Grafikkarte zu priorisieren.

4. Mainboard- oder CPU-Limitierungen

Einige ältere oder preisgünstigere Mainboards und CPUs haben schlichtweg weniger verfügbare PCIe-Lanes. Ein Mainboard mit einem Entry-Level-Chipsatz könnte beispielsweise nicht genügend Lanes bereitstellen, um gleichzeitig eine x16-Grafikkarte und mehrere NVMe-SSDs optimal zu betreiben. Auch CPUs mit wenigen PCIe-Lanes (z.B. einige ältere AMD Ryzen-Modelle oder Intel Core i3/i5 ohne K-Suffix) können hier limitierend wirken.

5. Treiberprobleme oder Systemfehler

Obwohl seltener, können veraltete oder fehlerhafte Grafikkarten- oder Chipsatztreiber zu Problemen bei der korrekten Aushandlung der PCIe-Bandbreite führen. Auch ein fehlerhaftes Windows-Update oder ein korruptes Betriebssystem kann unter Umständen dazu beitragen.

6. Beschädigte Hardware

Im Extremfall kann ein physisch beschädigter PCIe-Slot auf dem Mainboard, verbogene Pins auf der Grafikkarte oder eine defekte Grafikkarte selbst dazu führen, dass die volle Bandbreite nicht erreicht wird.

So überprüfen Sie den aktuellen PCIe-Modus Ihrer Grafikkarte

Bevor Sie mit der Fehlerbehebung beginnen, müssen Sie herausfinden, in welchem Modus Ihre Grafikkarte tatsächlich läuft. Das ist glücklicherweise sehr einfach:

Mit GPU-Z (empfohlen)

GPU-Z ist ein kostenloses, leichtgewichtiges Tool, das detaillierte Informationen über Ihre Grafikkarte anzeigt.

1. Laden Sie GPU-Z von der offiziellen Website (techpowerup.com) herunter und starten Sie es.
2. Auf dem ersten Tab („Graphics Card”) sehen Sie im Bereich „Bus Interface” die aktuelle PCIe-Generation und die genutzten Lanes. Dort steht zum Beispiel „PCIe x16 4.0 @ x4 4.0”. Der erste Wert (x16 4.0) gibt an, was die Karte und der Slot maximal unterstützen, der zweite Wert (@ x4 4.0) zeigt die aktuell genutzte Konfiguration an.
3. Wichtig: Um den korrekten Wert zu sehen, muss die Grafikkarte ausgelastet sein (z.B. durch ein Spiel oder einen Benchmark). Unter Last wechselt der Bus oft in den maximal möglichen Modus. Klicken Sie dazu auf das Fragezeichen neben „Bus Interface” und dann auf „Start Render Test”. Halten Sie den Test kurz an, um den Wert zu überprüfen.

Im BIOS/UEFI

Manche Mainboards zeigen die aktuelle PCIe-Konfiguration der Slots auch direkt im BIOS/UEFI an, oft unter dem Menüpunkt „Peripherals”, „Advanced” oder „PCI Subsystem Settings”. Dies ist jedoch nicht immer so detailliert wie in GPU-Z.

Schritt für Schritt: So beheben Sie das Problem und aktivieren x16 @ x16

Nachdem Sie das Problem identifiziert haben, gehen wir die Schritte zur Behebung durch:

1. Grafikkarte im richtigen Slot installieren

Stellen Sie sicher, dass Ihre Grafikkarte immer im obersten, längsten PCIe-Slot steckt, der direkt an die CPU angebunden ist. Dieser Slot ist auf den meisten Mainboards als „PCI_E1” oder ähnlich gekennzeichnet und ist meist der einzige, der volle x16-Lanes von der CPU bereitstellt.

2. M.2 SSDs umplatzieren oder auf PCH-Slots ausweichen

Dies ist oft der Hauptübeltäter. Schlagen Sie Ihr Mainboard-Handbuch auf (oder laden Sie es online herunter)! Es ist Ihr bester Freund in dieser Situation. Suchen Sie nach Diagrammen zur „PCIe Lane Allocation” oder „M.2 Slot Configuration”.

• Identifizieren Sie, welche M.2-Slots direkt an die CPU angebunden sind und welche über den PCH laufen.
• Wenn Ihre M.2 NVMe SSD in einem Slot steckt, der Lanes mit dem primären Grafikkarten-Slot teilt, versuchen Sie, sie in einen anderen M.2-Slot umzusetzen, der über den PCH läuft oder keine Lanes mit der Grafikkarte teilt.
• Manche Mainboards deaktivieren bestimmte SATA-Ports, wenn bestimmte M.2-Slots genutzt werden, anstatt PCIe-Lanes zu teilen. Auch dies ist im Handbuch beschrieben.

3. Nicht benötigte PCIe-Geräte entfernen

Falls Sie zusätzliche PCIe-Erweiterungskarten (Soundkarte, WLAN-Karte etc.) installiert haben, die Sie selten oder gar nicht nutzen, entfernen Sie diese testweise. Überprüfen Sie erneut mit GPU-Z. Wenn die Grafikkarte nun mit x16 läuft, wissen Sie, dass eine dieser Karten die Lanes beansprucht hat. Sie müssen dann entscheiden, ob Sie die volle Grafikkartenleistung priorisieren oder die andere Karte behalten möchten.

4. BIOS/UEFI-Einstellungen überprüfen und optimieren

Starten Sie Ihren PC neu und drücken Sie die entsprechende Taste (oft Entf, F2, F10 oder F12), um ins BIOS/UEFI zu gelangen.

• Suchen Sie nach Menüs wie „Advanced”, „PCI Subsystem Settings”, „Peripherals” oder „Chipset”.
• Überprüfen Sie die Einstellungen für den primären PCIe x16-Slot. Stellen Sie sicher, dass er auf „Auto” oder auf die höchstmögliche Generation (z.B. „Gen 4” oder „Gen 5” je nach Ihrer Hardware) eingestellt ist und nicht auf einen festen Wert wie „x4” oder „Gen 2”.
• Suchen Sie nach Optionen wie „PCIe Lane Configuration” oder „M.2 Slot Bandwidth”. Hier können Sie oft manuell einstellen, wie die Lanes zwischen verschiedenen Komponenten aufgeteilt werden sollen. Wählen Sie die Option, die die volle x16-Bandbreite für den primären Grafikkarten-Slot priorisiert.
• Deaktivieren Sie im BIOS/UEFI alle onboard-Peripheriegeräte, die Sie nicht verwenden (z.B. einen zweiten LAN-Port, wenn Sie nur einen nutzen, oder nicht genutzte SATA-Controller), da diese ebenfalls Lanes beanspruchen können.
• Speichern Sie Ihre Änderungen und verlassen Sie das BIOS/UEFI.

5. Treiber aktualisieren

Stellen Sie sicher, dass sowohl Ihre Grafikkartentreiber als auch Ihre Chipsatztreiber auf dem neuesten Stand sind. Besuchen Sie die Websites des Herstellers Ihrer Grafikkarte (NVIDIA, AMD) und des Herstellers Ihres Mainboards (ASUS, MSI, Gigabyte, ASRock etc.), um die aktuellsten Versionen herunterzuladen und zu installieren. Veraltete Treiber können zu Kommunikationsproblemen führen.

6. Physische Überprüfung

Wenn alle Software-Lösungen fehlschlagen, überprüfen Sie die Hardware visuell:

• Schalten Sie den PC aus, ziehen Sie das Stromkabel und entfernen Sie die Grafikkarte.
• Überprüfen Sie den PCIe-Slot auf dem Mainboard auf Staub, Schmutz oder verbogene Kontakte. Reinigen Sie den Slot vorsichtig mit Druckluft.
• Überprüfen Sie die goldenen Kontakte an Ihrer Grafikkarte auf Beschädigungen.
• Setzen Sie die Grafikkarte fest und korrekt wieder ein. Achten Sie darauf, dass sie vollständig im Slot sitzt und der Verriegelungsmechanismus einrastet.

7. Mainboard-Handbuch konsultieren – der Schlüssel zum Erfolg

Wir können es nicht oft genug betonen: Das Mainboard-Handbuch ist die ultimative Informationsquelle! Jedes Mainboard hat eine einzigartige Lane-Konfiguration. Das Handbuch enthält detaillierte Diagramme und Erklärungen, welche Slots welche Lanes teilen und wie sich die Bestückung bestimmter Slots (insbesondere M.2) auf andere Slots auswirkt. Ohne dieses Wissen stochern Sie im Dunkeln.

Gibt es einen spürbaren Leistungsunterschied zwischen x16, x8 und x4?

Diese Frage ist komplex und hängt stark von der verwendeten Grafikkarte, der PCIe-Generation, der Auflösung, der Spieleengine und dem gesamten System ab.

• PCIe Gen 3.0: Bei Gen 3.0 ist der Unterschied zwischen x16 und x8 bei den meisten aktuellen Grafikkarten und Spielen in der Regel gering (oft im Bereich von 0-5% FPS). Der Unterschied zu x4 kann jedoch merklich sein, insbesondere bei High-End-Karten (5-15% oder mehr).
• PCIe Gen 4.0 und Gen 5.0: Mit jeder neuen Generation verdoppelt sich die Bandbreite pro Lane. Das bedeutet, dass PCIe 4.0 x8 die gleiche Bandbreite wie PCIe 3.0 x16 bietet. Und PCIe 5.0 x4 bietet die gleiche Bandbreite wie PCIe 4.0 x8 und PCIe 3.0 x16. Daher ist der Leistungsverlust durch reduzierte Lanes bei neueren Generationen weniger dramatisch. Eine moderne Gen 4.0-Grafikkarte, die mit x8 @ Gen 4.0 läuft, ist meist noch sehr gut aufgestellt. Läuft sie jedoch nur mit x4 @ Gen 4.0, ist dies vergleichbar mit x8 @ Gen 3.0, was bei High-End-Karten bereits limitierend sein kann.

Generell lässt sich sagen: Für ältere Grafikkarten (z.B. vor RTX 2000/RX 5000 Generation) oder wenn Ihr System durch die CPU limitiert ist, wird der Unterschied zwischen x16, x8 und x4 oft gering sein. Bei den neuesten High-End-Grafikkarten (wie RTX 4080/4090, RX 7900 XTX) und in Kombination mit einem leistungsstarken Prozessor, insbesondere bei hohen Auflösungen und Einstellungen, ist die volle PCIe x16-Bandbreite von größter Bedeutung, um das letzte Quäntchen Leistung herauszuholen und eventuelle Mikroruckler zu vermeiden. Es geht nicht immer nur um die maximalen FPS, sondern auch um die Frame-Times und die allgemeine Flüssigkeit des Erlebnisses.

Fazit

Ihre Grafikkarte ist das Herzstück Ihres Gaming-PCs, und eine optimale Anbindung über PCIe x16 @ x16 ist entscheidend, um ihre volle Leistung zu entfesseln. Auch wenn die Auswirkungen einer reduzierten Bandbreite nicht immer sofort offensichtlich sind, kann sie bei anspruchsvollen Anwendungen einen erheblichen Unterschied machen und zukünftige Leistungsreserven sichern. Nehmen Sie sich die Zeit, die hier beschriebenen Schritte sorgfältig durchzugehen, insbesondere das Studium Ihres Mainboard-Handbuchs und die Überprüfung der M.2-SSD-Konfiguration. Oft sind es kleine Änderungen, die eine große Wirkung haben. Sorgen Sie dafür, dass Ihre Grafikkarte nicht durch eine unnötige Leistungsbremse ausgebremst wird und genießen Sie die volle Power Ihres Systems!