Excel-Leistung: Leistungsverbesserungen und höhere Grenzwerte

Artikel
01/24/2024

Excel M365 führt neue Features ein, mit denen sich die Leistung bei der Arbeit mit großen oder komplexen Excel-Arbeitsmappen verbessern lässt

Verbesserungen bei SUMMEWENNS, MITTELWERTWENNS, ZÄHLENWENNS, MAXWENNS, MINWENNS

Im monatlichen Kanal von Office 365 Version 2005 und höher sind die Excel-Funktionen Zusammenfassungen SUMMEWENNS, MITTELWERTWENNS, ZÄHLENWENNS, MAXWENNS und MINWENNS sowie ihre Entsprechungen SUMMEWENN, MITTELWERTWENN und ZÄHLENWENN viel schneller als Excel 2010 beim Aggregieren von Zeichenfolgendaten in der Kalkulationstabelle. Diese Funktionen erstellen jetzt einen internen zwischengespeicherten Index für den durchsuchten Bereich in jedem Ausdruck. Dieser zwischengespeicherte Index wird in allen nachfolgenden Aggregationen, die aus dem gleichen Bereich stammen, wiederverwendet.

Die Wirkung ist enorm: Beispielsweise dauert die Berechnung von 1200 SUMMEWENNS-, MITTELWERTWENNS- und ZÄHLENWENNS-Formeln, die Daten aus 1 Million Zellen auf einer 4-Core-CPU mit 2 GHz aggregieren, für deren Berechnung in Excel 2010 20 Sekunden benötigt wurden, in Excel M365 2006 jetzt nur noch 8 Sekunden.

RealTimeData-Funktion (RTD)

In Excel M365 Version 2002 monatlicher Kanal oder höher ist die Funktion RealTimeData (RTD) von Excel wesentlich schneller als excel 2010, die Daten in der Kalkulationstabelle berechnet. Wir haben Engpässe in den zugrunde liegenden Arbeitsspeicher- und Datenstrukturen entfernt und sie threadsicher gemacht, damit sie für alle verfügbaren Threads von Multithreaded recalculation (MTR) berechnet werden können.

Beispiel: Die Simulation von 125.000 RTD-Updates für Aktienthemen wie "Letzter Preis", "Verkaufen", "Kaufen" zum Berechnen von Werten wie "Handelsvolumen", "Marktwert", "Handelsgewinn/-Verlust" usw. in 500.000 Zellen insgesamt dauerte 47 Sekunden mit Excel 2010 und nur 7 Sekunden mit Excel M365 Version 2002 auf derselben Hardware.

Ein weiterer positiver Effekt der Threadsicherheit der RTD-Funktion besteht darin, dass Multithreaded recalculation (MTR) nicht mehr angehalten werden muss, um die RTD-Funktion auszuführen. Dies steigert die Leistung spürbar, wenn RTD zusammen mit vielen anderen Berechnungen ausgeführt wird.

So haben wir beispielsweise eine Arbeitsmappe mit 10.000 RTD- und 10.000 VLOOKUP-Funktionen ausgeführt, wobei jedes VLOOKUP von einem RTD-Funktionsergebnis abhängt. Ohne threadsichere RTD dauerte die vollständige Neuberechnung 10,20 Sekunden und mit threadsicherer RTD 5,84 Sekunden.

Verbesserungen bei SVERWEIS, WVERWEIS und VERGLEICH

In Office 365 Version 1809 und höher werden die Excel-Funktionen SVERWEIS, WVERWEIS und VERGLEICH zur Ermittlung genauer Übereinstimmungen in nicht sortierten Daten jetzt wesentlich schneller als je zuvor ausgeführt, wenn mehrere Spalten (oder Zeilen mit WVERWEIS) aus demselben Tabellenbereich durchsucht werden.

Diese Suchfunktionen erstellen jetzt einen internen zwischengespeicherten Index für den durchsuchten Spaltenbereich. Dieser zwischengespeicherte Index wird in allen nachfolgenden Suchvorgängen wiederverwendet, die Daten aus derselben Zeile (SVERWEIS und VERGLEICH) oder Spalte (WVERWEIS) abrufen. Die Auswirkungen sind enorm: Suchen über 5 verschiedene Spalten im selben Tabellenbereich können bis zu 4-mal schneller durchgeführt werden als die gleichen Suchen in Excel 2010 oder Excel 2016. Je mehr Spalten durchsucht werden, desto größer ist die Geschwindigkeitssteigerung.

Beispiel: Die Berechnung von 100 Zeilen mit den folgenden 5 SVERWEIS-Formeln dauerte 37 Sekunden in Excel 2010, aber nur 12 Sekunden in Excel 2016.

    =VLOOKUP($A900000,$A$2:$E$1000000,1,FALSE)
    =VLOOKUP($A900000,$A$2:$E$1000000,2,FALSE)
    =VLOOKUP($A900000,$A$2:$E$1000000,3,FALSE)
    =VLOOKUP($A900000,$A$2:$E$1000000,4,FALSE)
    =VLOOKUP($A900000,$A$2:$E$1000000,5,FALSE)

Verbesserungen beim LAA-Arbeitsspeicher in der 32-Bit-Version von Excel

Während in der 64-Bit-Version von Excel hohe Grenzwerte für den virtuellen Arbeitsspeicher gelten, ist der virtuelle Arbeitsspeicher in der 32-Bit-Version auf 2 GB begrenzt. Einige Kunden verwenden die 32-Bit-Version, weil verschiedene Drittanbieter-Add-Ins und Drittanbietersteuerelemente in der 64-Bit-Version nicht verfügbar sind.

In der 32-Bit-Version von Excel 2013 und Excel 2016 ist jetzt jeweils LAA (Large Address Aware) aktiviert. Dadurch wird die Anzahl von Fehlermeldungen aufgrund fehlender Arbeitsspeicherkapazität auf ein Minimum reduziert.

LAA verdoppelt den verfügbaren virtuellen Arbeitsspeicher unter 64-Bit-Versionen von Windows von 2 GB auf 4 GB und erhöht den verfügbaren virtuellen Arbeitsspeicher unter 32-Bit-Versionen von Windows von 2 GB auf 3 GB.

Weitere Informationen finden Sie unter Large Address Aware Capability Change for Excel.

Unter Excel Memory Checking Tool können Sie ein Tool herunterladen, mit dem sich herausfinden lässt, wie viel virtueller Arbeitsspeicher verfügbar ist und wie viel aktuell genutzt wird.

Verweise auf ganze Spalten

In früheren Excel-Versionen belegten Arbeitsmappen mit vielen Verweisen auf ganze Spalten und mehreren Arbeitsblättern (z. B. =COUNTIF(Sheet2!A:A,Sheet3!A1)) sehr viel Arbeitsspeicher und Prozessorkapazität beim Löschen von Zeilen oder beim Öffnen.

Excel 2016 Build 16.0.8212.1000 verringert die Arbeitsspeicher- und Prozessorauslastung in solchen Szenarien.

In einem Beispieltest mit einer Arbeitsmappe mit 6 Millionen Formeln schlug die Verwendung von Verweisen auf ganze Spalten mit einer Meldung über ungenügende Arbeitsspeicherkapazität fehl, bei 4 GB virtuellem Arbeitsspeicher in Excel 2013 mit LAA und in Excel 2010. In Excel 2016 wurden jedoch lediglich 2 GB virtueller Arbeitsspeicher belegt.

Strukturierte Verweise

In Excel 2013 und früheren Versionen war die Bearbeitung von Tabellen langsam, wenn in der Arbeitsmappe Formeln definiert waren, die strukturierte Verweise auf die Tabelle verwendeten. In der Folge hat sich die Auffassung durchgesetzt, dass die Verwendung von Tabellen mit einer großen Anzahl von Zeilen vermieden werden sollte. Dieses Problem tritt in Excel 2016 nicht mehr auf.

Beispiel: Ein Bearbeitungsvorgang, der in Excel 2013 und Excel 2010 1,9 Sekunden dauerte, dauert in Excel 2016 etwa 2 Millisekunden.

Filtern, Sortieren und Kopieren/Einfügen

Wir haben eine Reihe von Verbesserungen hinsichtlich der Reaktionszeit beim Filtern, Sortieren und Kopieren/Einfügen in großen Arbeitsmappen implementiert.

In Excel 2013 konnte es vorkommen, dass Excel nur noch langsam reagierte oder abstürzte, wenn viele Zeilen gefiltert, sortiert oder kopiert/eingefügt wurden. Die Leistung war abhängig von der Gesamtzahl der Zeilen zwischen der obersten sichtbaren Zeile und der untersten sichtbaren Zeile. Die genannten Vorgänge werden jetzt wesentlich schneller ausgeführt, da wir in Build 16.0.8431.2058 die interne Berechnung vertikaler Benutzeroberflächenpositionen verbessert haben.

Beim Öffnen einer Arbeitsmappe mit vielen gefilterten oder ausgeblendeten Zeilen, verbundenen Zellen oder Gliederungen konnte es zu hoher Prozessorlast kommen. Einen Fix für dieses Problem haben wir in Build 16.0.8229.1000 implementiert.

Nach dem Einfügen einer kopierten Zellenspalte aus einer Tabelle mit gefilterten Zeilen war die Reaktionszeit sehr langsam, wenn durch den Filter eine große Anzahl separater Zeilenblöcke entstanden war. Dies wurde in Build 16.0.8327.1000 verbessert.

In einem Beispieltest, bei dem 22.000 aus 44.000 Zeilen gefilterte Zeilen kopiert und eingefügt wurden, hat sich eine enorme Verbesserung gezeigt:

Für eine Tabelle reduzierte sich die Zeit von 39 Sekunden in Excel 2013 und 18 Sekunden in Excel 2010 auf 2 Sekunden in Excel 2016.
Für Bereiche reduzierte sich die Zeit von 30 Sekunden in Excel 2013 und 13 Sekunden in Excel 2010 auf 0 Sekunden in Excel 2016; die Ausführung geschieht also sofort.

Kopieren bedingter Formate

In Excel 2013 konnte das Kopieren/Einfügen von Zellen mit bedingten Formaten langsam sein. Dies wurde in Excel 2016 Build 16.0.8229.0 erheblich verbessert.

In einem Beispieltest, bei dem 44.000 Zellen mit insgesamt 386.000 bedingten Formatregeln kopiert wurden, hat sich eine wesentliche Verbesserung gezeigt:

Excel 2010: 70 Sekunden
Excel 2013: 68 Sekunden
Excel 2016: 7 Sekunden

Hinzufügen und Löschen von Arbeitsblättern

Beim Hinzufügen und Löschen einer großen Anzahl von Arbeitsblättern ergab sich in einem Beispieltest mit Excel 2016 Build 16.0.8431.2058 eine Geschwindigkeitssteigerung um 15 bis 20 % im Vergleich zu Excel 2013 und eine Verlangsamung um 5 bis 10 % im Vergleich zu Excel 2010.

Neue Funktionen

Excel 2016 Build 16.0.7920.1000 führt mehrere nützliche Arbeitsblattfunktionen ein:

MAXWENNS und MINWENNS erweitern die Funktionsfamilie ZÄHLENWENNS/SUMMEWENNS. Diese Funktionen weisen gute Leistungsmerkmale auf. Sie können als Ersatz für gleichwertige Matrixformeln verwendet werden.
TEXTJOIN und CONCAT ermöglichen das einfache Kombinieren von Textzeichenfolgen aus Zellbereichen. Die Funktionen können als Ersatz für gleichwertige benutzerdefinierte VBA-Formeln verwendet werden.

Andere Updates in Excel 2016 für Windows

Weitere Details zu den monatlich veröffentlichten Verbesserungen für Excel 2016 finden Sie unter Neuerungen in Excel 2016 für Windows.

Leistungsverbesserungen in Excel 2010

Auf Grundlage der Rückmeldungen von Benutzern zu Excel 2007 haben wir in Excel 2010 verschiedene Features verbessert.

Feature	Verbesserung
Drucklayoutansicht und Seitenlayoutansicht	Zur Verbesserung der Leistung bei grundlegenden Benutzeraktivitäten in der Seitenlayoutansicht wie beispielsweise der Dateneingabe, dem Arbeiten mit Formeln und dem Festlegen von Rändern legt Excel 2010 die Druckereinstellungen jetzt im Zwischenspeicher ab und implementiert optimierte Renderingberechnungen. Die Zwischenspeicherung der Druckereinstellungen reduziert die Anzahl an Netzwerkaufrufen und verringert die Abhängigkeit von langsamen oder nicht mehr reagierenden Druckern. Zusätzlich lässt sich die Verbindung zum Drucker jetzt unterbrechen, sodass Benutzer nicht auf einen langsamen oder nicht mehr reagierenden Drucker warten müssen.
Diagramme	Ab Excel 2010 wurde die Renderinggeschwindigkeit von Diagrammen beschleunigt, insbesondere bei großen Datasets. Auch die Leistung beim Textrendering wurde verbessert. Daneben legt Excel 2010 ein Abbild jedes Diagramms im Zwischenspeicher ab und nutzt wenn möglich diese zwischengespeicherte Version, um unnötige Berechnungs- und Renderingvorgänge zu vermeiden.
VBA-Lösungen	Durch Verbesserungen am Objektmodell und dessen Interaktion mit Excel können viele VBA-Lösungen in Excel 2010 schneller ausgeführt werden als in Excel 2007.

Große Datasets und die 64-Bit-Version von Excel

Die 64-Bit-Version von Excel 2010 ist nicht auf 2 GB RAM wie die 32-Bit-Version von Anwendungen oder bis zu 4 GB RAM beschränkt, wie die 32-Bit-Anwendungen mit großer Adressverwaltung. Daher können Benutzer in der 64-Bit-Version von Excel 2010 sehr viel größere Arbeitsmappen erstellen. Die 64-Bit-Version von Windows unterstützt eine höhere Kapazität an adressierbarem Arbeitsspeicher, und Excel ist darauf ausgelegt, diese Kapazität zu nutzen. Wenn dem Computer mehr Arbeitsspeicher hinzugefügt wird, nutzt Excel diesen zusätzlichen Arbeitsspeicher aus. Bei einer Skalierung entsprechend dem verfügbaren Arbeitsspeicher sind immer größere Arbeitsmappen möglich.

Da die 64-Bit-Version von Excel darüber hinaus größere Datasets unterstützt, bieten sowohl die 32-Bit- als auch die 64-Bit-Version von Excel 2010 Verbesserungen bei gängigen Aufgaben für große Datasets, zu spüren beispielsweise beim Eingeben oder Nachuntenausfüllen von Daten oder dem Sortieren, Filtern und Kopieren/Einfügen von Daten. Ferner wurde sowohl in der 32-Bit- als auch in der 64-Bit Version von Excel die Arbeitsspeicherauslastung optimiert und effizienter gemacht.

Weitere Informationen zur 64-Bit-Version von Office 2010 finden Sie unter Compatibility Between the 32-bit and 64-bit Versions of Office 2010. Wann Sie sich für die 64-Bit-Version und wann für die 32-Bit-Version entscheiden sollten, erfahren Sie unter Wählen zwischen der 64-Bit- oder 32-Bit-Version von Office.

Formen

Excel 2010 implementiert signifikante Verbesserungen bei der Grafikleistung in Excel. Allgemein betrachtet wurden in zwei Bereichen Verbesserungen implementiert: bei der Skalierbarkeit und beim Rendering.

Die Skalierbarkeitsverbesserungen haben deutliche Auswirkungen in Excel-Szenarien mit Arbeitsblättern, die eine große Anzahl von Grafiken enthalten. Oft ist eine große Anzahl von Formen ein unbeabsichtigter Nebeneffekt beim Kopieren und Einfügen von Daten von Websites oder beim Ausführen häufig genutzter Automatisierungen, die Formen erstellen, aber niemals entfernen. Eine große Anzahl von Grafiken, kombiniert mit der Art und Weise, wie Grafiken zum Datenraster von Excel in Beziehung gesetzt werden, führt zu verschiedenen einzigartigen Leistungsproblemen. In Excel 2010 wurden Verbesserungen implementiert, die die Geschwindigkeit in Arbeitsblättern mit vielen Formen steigern.

Darüber hinaus wird ab Excel 2010 Hardwarebeschleunigung unterstützt, wodurch das Rendering verbessert wird. Excel 2010 verbessert zudem die Leistung der Methode Select für das Objekt Shape im VBA-Objektmodell.

Feature	Verbesserung
Grundlegende Verwendung	Die erste Gruppe von Verbesserungen in Excel 2010 bezieht sich auf grundlegende Nutzungsszenarien. Diese Szenarien umfassen Vorgänge und Features wie das Sortieren, Filtern, Einfügen oder Skalieren von Zeilen oder Spalten und das Verbinden von Zellen. Wenn diese Vorgänge durchgeführt werden, kann es erforderlich sein, die Position eines Grafikobjekts im Raster zu aktualisieren. Im schlimmsten Fall muss für jedes einzelne Objekt auf dem Arbeitsblatt eine Aktualisierung vorgenommen werden. In Excel 2010 wurde die Leistung in diesen grundlegenden Szenarien verbessert, selbst bei Arbeitsblättern mit Tausenden von Objekten. Diese Verbesserungen wurden nicht im Rahmen eines einzigen Feature oder eines einzigen Fix implementiert, sondern waren nur möglich durch einen allgemeinen Fokus auf der Leistung, einschließlich einer Verbesserung des Mechanismus zur Formsuche, Dateistresstests und der Untersuchung von Problemen.
Textverknüpfungen	Eine Textverknüpfung für eine Form wird erstellt, wenn der Benutzer eine Formel definiert, die den Text für eine Form festlegt, z. B. „=A1“. Formen dieser Art verursachten häufig Leistungsprobleme bei Blättern mit vielen Objekten und/oder bei Änderungen an Zelleninhalten. Ab Excel 2010 wurde die Art und Weise verbessert, wie Excel solche Formen nachverfolgt und aktualisiert. So konnte die Leistung beim Ändern von Zelleninhalten optimiert werden. Dies führt zu Verbesserungen in Szenarien wie der Eingabe eines neuen Werts in eine Zelle oder der Ausführung komplexer Objektmodellvorgänge.
Großes Raster	Ab Excel 2007 ist das Raster nicht mehr nur 65.000 Zeilen groß, sondern umfasst mehr als 1 Million Zeilen. Die gestiegene Zeilenzahl verursachte verschiedene Leistungs- und Renderingprobleme bei der Arbeit mit Grafikobjekten in den neuen Bereichen des größeren Rasters. Seit Excel 2010 optimiert Excel Funktionen, die den oberen linken Rasterbereich als Ursprung haben, und verbessert so die Leistung bei der Arbeit mit Grafiken in den neuen Rasterbereichen. Die Renderinggenauigkeit und die Renderingleistung wurden gegenüber Excel 2007 verbessert.
Rendering: Hardwarebeschleunigung	Mit Excel 2010 wurden Verbesserungen an der Grafikplattform vorgenommen. Konkret wurde Unterstützung für Hardwarebeschleunigung beim Rendering von 3D-Objekten implementiert. Zwar kann die GPU solche Objekte schneller rendern als der Prozessor; die tatsächliche Leistung in Excel 2010 hängt jedoch vom Inhalt des Arbeitsblatts ab. Blätter mit vielen 3D-Formen profitieren stärker von der nachgerüsteten Hardwarebeschleunigung als Arbeitsblätter, die lediglich 2D-Formen enthalten (für die nicht auf die GPU zurückgegriffen wird).

Berechnungsverbesserungen

Ab Excel 2007 verbesserte Multithread-Berechnung die Berechnungsleistung.

In Excel 2010 wurden zusätzliche Leistungsverbesserungen implementiert, um die Berechnungsgeschwindigkeit weiter zu steigern. Excel 2010 kann benutzerdefinierte Funktionen asynchron aufrufen. Ein asynchrones Aufrufen von Funktionen verbessert die Leistung, da so mehrere Berechnungen gleichzeitig ausgeführt werden können. Wenn Sie benutzerdefinierte Funktionen in einem Computecluster ausführen, können dank asynchroner Funktionsaufrufe mehrere Computer für die Durchführung von Berechnungen verwendet werden. Weitere Informationen finden Sie unter Asynchronous User-Defined Functions.

Multi-Core-Verarbeitung

Für Excel 2010 haben wir weitere Anstrengungen unternommen, um Multi-Core-Prozessoren nutzen zu können und so die Leistung bei Routineaufgaben zu verbessern. Ab Excel 2010 unterstützten die folgenden Features Multi-Core-Prozessoren: Speichern und Öffnen von Dateien, Aktualisieren von PivotTables (für externe Datenquellen außer OLAP und SharePoint), Sortieren von Zellentabellen und PivotTables und automatische Skalierung von Spalten.

Bei Vorgängen, die ein Lesen, Laden oder Schreiben von Daten erfordern, wie das Öffnen und Speichern von Dateien oder das Aktualisieren von Daten, steigt die Geschwindigkeit, wenn der Vorgang in zwei Prozesse aufgespalten wird. Der erste Prozess ruft die Daten ab, der zweite Prozess lädt die Daten in die passende Struktur im Arbeitsspeicher oder schreibt die Daten in eine Datei. Auf diese Weise kann der zweite Prozess mit dem Laden oder Schreiben der Daten beginnen, sobald der erste Prozess einen Teil der Daten gelesen hat. Der erste Prozess liest derweil den nächsten Teil der Daten. In früheren Versionen musste der erste Prozess erst alle Daten in einem bestimmten Bereich gelesen haben, bevor der zweite Prozess den Datenbereich in den Arbeitsspeicher laden oder die Daten in eine Datei schreiben konnte.

PowerPivot

PowerPivot ist eine Sammlung von Anwendungen und Diensten, mit denen sich eine durchgängige Lösung für die Erstellung datengestützter, benutzerverwalteter Business-Intelligence-Lösungen in Excel-Arbeitsmappen implementieren lässt. PowerPivot für Excel ist ein Datenanalysetool, das bisher unerreichte Datenverarbeitungsleistung bietet, und das direkt in Excel. Benutzer können mithilfe der ihnen vertrauten Excel-Features große Datenmengen aus nahezu jeder Quelle auswerten und aussagekräftige Informationen gewinnen, mit beeindruckender Geschwindigkeit. Innerhalb von Sekunden erhalten sie die Antworten, die sie benötigen.

PowerPivot kann auch in SharePoint integriert werden. In einer SharePoint-Farm bildet PowerPivot für SharePoint einen Satz an serverseitigen Anwendungen, Diensten und Features für die optimale gemeinsame Bearbeitung von Business-Intelligence-Daten. Dabei stellt SharePoint eine Plattform für Zusammenarbeit und die Weitergabe von Business-Intelligence bereit, die sowohl Teams als auch dem ganzen Unternehmen zur Verfügung steht. Autoren und Besitzer von Arbeitsmappen veröffentlichen und verwalten die von ihnen erarbeitete Business Intelligence auf ihren SharePoint-Websites.

Weitere Informationen zu PowerPivot finden Sie unter Übersicht über PowerPivot.

HPC-Dienste für Excel 2010

Excel 2010 stellt eine Fülle von Funktionen für statistische Analysen bereit, unterstützt die Erstellung komplexer Analysen und bietet umfassende Erweiterbarkeit. Damit ist die Anwendung das Tool der Wahl für die Analyse von Geschäftsdaten. Je größer die Modelle und je komplexer die Arbeitsmappen, desto wertvoller sind die generierten Informationen. Komplexere Arbeitsmappen erfordern jedoch auch längere Berechnungszeiten. Für komplexe Analysen komplexer Arbeitsmappen benötigen Benutzer oft Stunden, Tage oder sogar Wochen.

Eine Lösung besteht darin, Excel-Berechnungen mithilfe von Windows HPC Server 2008 horizontal über mehrere Knoten in einem Windows-HPC-Cluster (High Performance Computing) zu verteilen und parallel auszuführen. Es gibt drei Methoden zur Ausführung von Excel 2010-Berechnungen in einem Cluster auf Basis von Windows HPC Server 2008: die Ausführung von Excel-Arbeitsmappen in einem Cluster, die Ausführung von benutzerdefinierten Excel-Funktionen in einem Cluster und die Verwendung von Excel als Cluster-SOA-Client (serviceorientierte Architektur).

Weitere Informationen zu HPC-Diensten für Excel 2010 finden Sie unter Accelerating Excel 2010 with Windows HPC Server 2008 R2.

Schlussbemerkung

Excel 2016 führt Leistungsverbesserungen und Grenzwerterhöhungen ein, dank derer Excel effizienter mit großen und komplexen Arbeitsmappen umgehen kann. Durch diese Verbesserungen ist es Excel möglich, parallel zur Hardware zu skalieren. Mit anderen Worten: Parallel zur Prozessor- und RAM-Kapazität der verwendeten Computer steigt auch die Leistung von Excel.