Netzwelt-Wissen: Grafikkarten

In den letzten Jahren stiegen die Anforderungen an Grafikkarten enorm. Die Entwicklung von aufwändig zu berechnenden 3D-Inhalten und hochauflösenden Filmen verlangt viel Rechenpower, die der Prozessor nicht mehr alleine bewältigen kann. Die Grafikkarte ist ein kleiner PC im PC, denn er verfügt über einen eigenen Prozessor, ein Mainboard, den RAM und andere Komponenten. Wir erklären Ihnen, was dahinter steckt.

Inhaltsverzeichnis

1. 1Aufbau und Funktionen einer Grafikkarte
2. 2Der Vergleich: Onboard-Chip oder PCIe-Karte
3. 3Die Leistung der Grafikkarte richtig einschätzen
4. 4Fazit: So behalten Sie beim Kauf den Überblick

Aufbau und Funktionen einer Grafikkarte

Ohne Grafikprozessor (GPU) bleibt der Bildschirm schwarz. Die primäre Aufgabe der Grafikkarte ist es, Signale in eine entsprechende Anzeige auf dem Bildschirm umzuwandeln, um dem Nutzer die Kommunikation mit dem PC zu erleichtern. Im Wesentlichen besteht eine Karte aus sechs Bestandteilen - der GPU, dem Grafikspeicher GDDR-RAM, dem Umwandlerchip RAMDAC, der Schnittstelle, dem Prozessorkühler und den Signalausgängen.

Die GPU ist ein Rechenchip auf der Platine, der alle Informationen und Befehle für die Ausgabe koordiniert und verteilt - ähnlich einer CPU. Er ist das Zentrum aller Funktionen einer Grafikkarte. Der RAM speichert gewonnene Daten zwischen, um den Systemarbeitsspeicher zu entlasten. RAMDAC steht für Random Access Memory Digital/Analog Converter. Dieser wandelt digitale Signale in analoge Signale, sodass der Monitor sie ausgeben kann.

Damit überhaupt eine Kommunikation zwischen Mainboard und Grafikkarte zustande kommt, verfügt jede Karte über eine Schnittstelle. Diese macht es möglich, dass Daten vom PC-System grafisch dargestellt werden. Die heute am weitesten verbreitete Schnittstelle ist der PCI-Express-Slot. Dieser ist vollduplexfähig, das heißt er kann Informationen zur selben Zeit in beide Richtungen - System-Grafikkarte, Grafikkarte-System - übertragen.

Der PCIe-Slot ist der Nachfolger der AGP- und PCI-Steckplätze für Grafikkarten. Durch diesen werden höhere Datenübertragungen in kürzerer Zeit erreicht. In der Praxis werden Raten von maximal 250 Megabyte pro Sekunde je Lane in eine Richtung erreicht. Durch Kopplung mehrerer Lanes kann man die Datenrate erhöhen und so bei Verwendung der PCIe Version 2.0 bis zu 500 Megabyte Datentransfer bewerkstelligen.

Heutige Grafikkarten verbrauchen im Lastzustand bis zu 300 Watt und mehr. Dabei wird die erzeugte Energie in Form von Wärme abgestrahlt, welche durch den Prozessorkühler wieder abgeführt werden muss. Dadurch werden Hitzeschäden vermieden. Man unterscheidet unter passiver Lüftkühlung via Kühlkörper, aktiver Kühlung durch einen Lüfter oder der Wasserkühlung.

Der letzte Hauptbestandteil einer Grafikkarte ist der Signalausgang, durch den die berechneten Grafiken an das Endgerät übermittelt werden. Heutige Standards sind das Digital Visual Interface (DVI), High Definition Multimedia Interface (HDMI), Video Graphics Array (VGA) und der Display Port.

Links zum Thema

• Download: GPU-Z
• Überblick: DirectX 11-Grafikkarten von AMD
• Überblick: Grafikkarten von Nvidia
• Download: 3DMark
• Download: Everest