Die Grafikkarte und ihre Schnittstellen
Was ist eine Grafikkarte?
Inhaltsverzeichnis
Mag zwar für viele von euch etwas banal klingen, jedoch sollte diese Frage auch geklärt werden. Denn, wenn wir die Technik hinter einer Grafikkarte verstehen, können wir uns auch einen besseren Überblick darüber verschaffen, welche Grafikkarte wir schlussendlich benötigen.
- Die Grafikkarte, in Fachkreisen auch als GPU (Graphic Processing Unit) bezeichnet, dient zur visuellen Darstellung der Rechenschritte im Computer. Im Rechenkern des PC verarbeitete Prozesse werden so, mit hilfe der Grafikkarte, auf den Bildschirm projiziert. Bildlich ausgedrückt öffnet eine Grafikkarte uns die Augen.
- Was ist eine Grafikkarte? – Einfach erklärt.
Bestandteile einer Grafikkarte
Die Hauptbestandteile einer Grafikkarte sind dabei ihre Platine, der Grafikchip, falls notwendig ihre Lüfter, der Grafikspeicher und die Schnittstellen. Die Platine ist dabei der größte Bauteil einer Grafikkarte und kann als eine Art Skelett verstanden werden. Mit hilfe der Platine werden alle Chips und Schaltungen miteinander verbunden.
Der Grafikchip
Die zentrale Recheneinheit einer Grafikkarte hingegen, ist ihr Grafikchip. Mittlerweile bestehen diese Chips aus millionen von kleinen Verbindungen und werden durch zusätzliche CUDA-Cores zu leistungsstarken Rechenmaschinen.
- Die CUDA-Cores werden auch als Shader-Einheiten bezeichnet und sind sogesehen Hilfeleister des Grafikchips. So wird eine ohnehin schon leistungsstarke Grafikkarte durch den Einsatz der CUDA-Cores gestärkt und kann so an Leistung gewinnen. Je höher die angegebene Anzahl der CUDA-Cores, desto leistungsstärker ist auch in der Regel die Grafikkarte.
Der Grafikspeicher
Der Grafikspeicher ähnelt dem hauptsächlichen Arbeitsspeicher des PCs und wird auch bei einer Grafikkarte mit RAM bemessen und angegeben.
Der Grafikspeicher reserviert dabei bis zu einer gewissen Größe Platz für die Datenverarbeitung im Hintergrund und ermöglicht somit eine höhere Performance bei mehreren gleichzeitig auszuführenden Aufgaben.
- Die Standardgrößen belaufen sich momentan auf 4 bis 8 Gigabyte.
Die Lüfter
Lüfter kommen, wenn auch nicht sehr signifikant, in den meisten Grafikkarten zum Einsatz, wobei man auch hier zwischen mehreren Lüfter-Arten unterscheiden muss.
- Neben einer Platten-Kühlung, wie es oft bei den Founders-Edition Karten der Fall ist, gibt es auch noch die weit verbreiteten Ventilator-Kühlungen und die Wasserkühlungen. Die letzteren sind die Lösungen, die die Grafikkarte am effektivsten kühlen.
- Wasserkühlungen sind jedoch oft mit viel Zeit- und Geldaufwand verbunden.
In die meisten Custom-Grafikkarten sind Ventilatoren-Kühler eingebaut, die die Grafikkarten nach einem bestimmten Grad kühlen und somit unterstützten. Die Art und Weisen der verbauten Kühler unterscheiden sich auch hier von Hersteller zu Hersteller deutlich.
- Der Hersteller MSI beispielsweise, verbaut oft 2 große Kühlventilatoren in seine Grafikkarten. Wohingegen Asus meist lieber auf 3 Kühlventilatoren setzt.
- Kühlkörper in Form von einer Stahlplatte kommen meist in leistungsschwachen Grafikkarten oder in den Referenz-Grafikkarten zum Einsatz. Hierbei wird eine dünne Stahlplatte mit mehreren Schlitzen auf den Grafikprozessor gesetzt, welches durch eine Wärmeleitpaste die wärme auf die Platte überträgt und den Kern abkühlt.
Die Schnittstellen
Wo noch vor einigen Jahren der blaue VGA Steckplatz, für die Verbindung zwischen Grafikkarte und Monitor der Standard war, ist diese Form der Verbindung nun gänzlich verschwunden. Stattdessen zählen zu den Standardschnittstellen einer modernen Grafikkarte die HDMI, DVI und DP (DisplayPort) Schnittstellen bzw. Anschlüsse.
- Im laufe der Zeit hat sich auch der Standard-Slot für die Verbindung mit dem Mainboard von einem AGP hin zu PCI-e Slot gewandelt. AGP Grafikkarten werden auch heute vereinzelt hergestellt, jedoch nutzen die meisten Mainboards, vor allem im Bereich Gaming, den PCI-Express Slot.
Unterschiede zwischen AGP & PCIe
An sich ist der PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) Slot eine Weiterentwicklung der vorherigen PCI und AGP Schnittstellen. Wo damals AGP Grafikkarten noch enorm schnelle Übertragungsraten gegenüber der PCI Grafikkarten gewährleisten konnten, sind PCIe Grafikkarten heute noch um einiges schneller.
PCIe Slots können sich vor allem in der länge unterscheiden. Wo zum Beispiel x1 PCIe Slots kürzer ausfallen sind x16 Slots deutlich länger. Je länger die Schnittstelle ist, desto höher ist auch die Übertragungsrate.
- Der schnellste AGP Slot hatte, in der damals höchsten x8 Variante, eine Übertragungsgeschwindigkeit von 2,1 GByte/s.
- Die heutige Übertragungsrate einer PCIe x16 Karte liegt bei etwa 31,5 GByte/s. Zukünftig sind Übertragungsraten von bis zu 63 GByte/s geplant.
| AGP max. Übertragungsrate | PCIe 4.0 max. Übertragungsrate | |
|---|---|---|
| x1 | 266 MByte/s | 1,969 GByte/s |
| x2 | 532 MByte/s | nV |
| x4 | 1,06 GByte/s | 7,877 GByte/s |
| x8 | 2,1 GByte/s | 15,754 GByte/s |
| x16 | nV | 31,508 GByte/s |
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