Was ist eine Grafikkarte und wie funktioniert sie?

Ihr Computer hat viele Komponenten in seinem Gehäuse, die jeweils für eine andere Funktion verantwortlich sind. Wenn Sie jetzt Ihr PC-Gehäuse öffnen, finden Sie wahrscheinlich ein Motherboard, eine CPU, etwas RAM und ein Speicherlaufwerk. Dann finden Sie in einigen Computern auch eine Grafikkarte, das Stück Hardware, das für die Erstellung von Bildern auf Ihrem Bildschirm verantwortlich ist.

Die Grafikverarbeitungseinheit (GPU) ist ein wichtiges Stück Hardware. Ohne sie wären Sie nicht in der Lage, Spiele zu spielen, Filme anzusehen oder sogar durch eine Powerpoint-Präsentation zu blättern. Also, was ist eine Grafikkarte und funktioniert sie eigentlich?

Was ist eine Grafikkarte?

Wenn also jemand „Grafikkarte“ sagt, bezieht er sich auf die GPU – die Grafikverarbeitungseinheit. Wie das Motherboard in Ihrem Computer ist auch die Grafikkarte eine Leiterplatte. Es wird mit einer bestimmten Reihe von Anweisungen geliefert, die befolgt werden müssen, und wenn es um Standalone geht (bekannt als diskrete) GPUs, es wird auch mit Lüftern, integriertem RAM, einem eigenen Speichercontroller, BIOS und anderem geliefert Merkmale.

Während Grafikkarten in allen verschiedenen Formen und Größen erhältlich sind, gibt es zwei Haupttypen:

• Integriert: Eine integrierte GPU wird direkt in das gleiche Gehäuse wie die CPU eingebaut oder eine SoC. Die überwiegende Mehrheit der Intel-CPUs ist mit integrierter Grafik ausgestattet, obwohl es bei AMDs ein bisschen hin und her geht CPUs. Integrierte Grafiken sind nützlich für einige bescheidene Spiele, das Surfen im Internet, E-Mails und möglicherweise das Ansehen Videos. Sie sind auch weniger leistungshungrig als eine diskrete GPU.
• Diskret: Eine diskrete GPU ist eine von der CPU getrennte GPU, die einem Erweiterungssteckplatz auf dem Motherboard hinzugefügt wird. Eine diskrete GPU liefert mehr Leistung als eine integrierte GPU und kann für High-Level-Gaming, Videobearbeitung, 3D-Modell-Rendering und andere rechenintensive Aufgaben verwendet werden. Einige moderne GPUs benötigen zum Betrieb Hunderte von Watt.

Eine moderne, diskrete GPU übertrifft normalerweise eine integrierte GPU, aber Sie müssen CPU- und GPU-Generationen berücksichtigen. Wenn Sie Hardware vergleichen, die in derselben Ära hergestellt wurde, gewinnt die diskrete GPU. Es hat einfach mehr Rechenleistung und mehr Kühlung zur Verfügung, um komplexe Aufgaben zu verarbeiten.

Welche Komponenten hat eine Grafikkarte?

Die spezifische Hardware variiert zwischen den Grafikkartenmodellen, aber die meisten modernen, diskreten GPUs haben die folgenden Komponenten:

• Grafikkarte: Die GPU ist eine tatsächliche Hardwarekomponente, ähnlich einer CPU
• Erinnerung: Auch VRAM genannt, verfügt die Grafikkarte über einen dedizierten Speicher zur Unterstützung des Betriebs
• Schnittstelle: Die meisten GPUs verwenden PCI Express, das sich auf der Unterseite der Karte befindet
• Ausgänge: Sie finden verschiedene Videoausgänge, oft bestehend aus HDMI, DisplayPort, DVI oder VGA
• Lüfter/Kühlkörper: Alle GPUs sind mit Lüftern und einem Kühlkörper ausgestattet, um die Wärmeentwicklung während des Betriebs abzuleiten
• Stromanschlüsse: Moderne GPUs benötigen einen sechs- oder achtpoligen Stromanschluss, manchmal sogar zwei oder drei
• BIOS: Das GPU-BIOS enthält anfängliche Einrichtungs- und Programminformationen und speichert Daten zu Spannungen, Speicher und mehr, wenn Sie Ihren Computer ausschalten

Wie funktioniert eine Grafikkarte?

Eine Grafikkarte ist in erster Linie für die Wiedergabe von Bildern auf einem Display verantwortlich, seien es Fotos, Videos, Spiele, Dokumente, Ihre normale Desktop-Umgebung, ein Dateiordner und alles andere. All diese Dinge, von Aufgaben, die eine enorme Rechenleistung erfordern, wie ein Videospiel, bis hin zu etwas, das wir für „einfach“ halten, wie das Öffnen eines neuen Textdokuments, erfordern alle die Verwendung einer Grafikkarte.

Wenn Sie dies ein wenig erweitern, bildet Ihre Grafikkarte die von den anderen Programmen auf Ihrem Computer ausgegebenen Anweisungen in eine visuelle Darstellung auf Ihrem Bildschirm ab. Aber eine moderne Grafikkarte ist in der Lage, eine phänomenale Anzahl von Anweisungen gleichzeitig zu verarbeiten, Bilder zu zeichnen und neu zu zeichnen zehn- oder sogar hundertmal pro Sekunde, um sicherzustellen, dass alles, was Sie gerade sehen, alle Aufgaben, die Sie zu erledigen versuchen, erhalten bleiben glatt.

Die CPU sendet also Informationen darüber, was auf dem Bildschirm angezeigt werden soll, an die Grafikkarte. Die Grafikkarte wiederum nimmt diese Anweisungen und führt sie durch ihre eigene Verarbeitungseinheit. Schnelles Aktualisieren des integrierten Speichers (bekannt als VRAM) dahingehend, welche Pixel auf dem Bildschirm geändert werden müssen und wie. Diese Informationen flitzen dann von Ihrer Grafikkarte zu Ihrem Monitor (natürlich über ein Kabel), wo sich die Bilder, Linien, Texturen, Beleuchtung, Schattierung und alles andere ändert.

Wenn es gut gemacht ist und die Grafikkarte und andere Computerkomponenten nicht dazu gedrängt werden, Aktionen auszuführen, die ihre Fähigkeiten überschreiten, sieht es wie Magie aus. Die obige Beschreibung ist sehr, sehr einfach. Unter der Oberfläche passiert noch viel mehr, aber das ist ein grober Überblick darüber, wie eine Grafikkarte funktioniert.

Wer stellt Grafikkarten her?

Bei Grafikkarten gibt es zwei große Namen: AMD und Nvidia. Diese beiden GPU-Kraftpakete dominieren den Markt seit Jahrzehnten, und obwohl der CPU-Gigant Intel mit seinen in die Arena tritt Grafikkarten von Arc Alchemist, lauten die Namen AMD und Nvidia. Nun, technisch gesehen „machen“ AMD und Nvidia keine Grafikkarten. Sie entwerfen sie, schicken sie dann zur Herstellung an eine Chip-Gießerei oder lizenzieren ihre Designs an andere Marken wie MSI, ASUS, Zotac, Palit und so weiter, die dasselbe tun.

Aber wir wollen nicht streiten, also bleiben wir bei AMD und Nvidia. Wenn Sie heute eine Website öffnen und versuchen, eine neue Grafikkarte zu kaufen, erhalten Sie am Ende ein Design von einem dieser beiden. Dies wirft die Frage auf, Ist es wirklich egal, welche GPU du kaufst?

So wählen Sie eine Grafikkarte aus

Zum Zeitpunkt des Verfassens dieses Artikels erholt sich die Welt immer noch von der globalen Chipknappheit, die dazu beigetragen hat, dass die Preise für GPUs (und andere PC-Hardware) in die Höhe geschossen sind. Aber da die Preise langsam wieder auf ein respektables Niveau fallen (halten Sie nicht die Luft an!), fragen Sie sich vielleicht, wie Sie eine Grafikkarte für Ihr Gerät auswählen.

Es gibt ein paar Dinge zu beachten:

• Preis: Die Kosten für eine neue Grafikkarte stehen immer an erster Stelle. Wie hoch ist Ihr Budget für eine neue GPU? Wenn Sie die überhöhten Preise ignorieren, sehen Sie immer noch 500 US-Dollar für eine Nvidia RTX 3070 oder 580 US-Dollar für eine AMD RX 6800 XT. Dabei handelt es sich um Mid- bis High-End-GPUs der neusten Generation.
• Verfügbarkeit: Die Verfügbarkeit Ihrer bevorzugten GPU spielt ebenfalls eine Rolle bei Ihrer Kaufentscheidung.
• Spezifikationen: Finden Sie heraus, ob Sie einen Haufen Geld für eine High-End-GPU ausgeben müssen oder ob ein budgetfreundlicheres Einstiegsmodell die Aufgabe erfüllt. Sagen wir es so – wenn Sie vorhaben, Ihre E-Mails zu checken, Ihre sozialen Medien zu besuchen und YouTube anzusehen, müssen Sie wahrscheinlich nicht tausend Dollar für ein High-End-Modell ausgeben. Wer aber in 1440p oder sogar 4K spielen möchte, sollte unbedingt ein Top-End-Modell in Betracht ziehen.
• Kompatibilität: Stellen Sie sicher, dass jede potenzielle GPU mit Ihrer Hardware kompatibel ist. Passt es mit den anderen Komponenten in Ihr Motherboard? Haben Sie genügend Stromanschlüsse? Bist du dabei einen massiven Engpass einführen zu Ihrem System?

Jeder braucht eine Grafikkarte

Denken Sie daran, dass Grafikkarten und GPUs nicht auf Desktop-Computer beschränkt sind. Sie befinden sich in Ihrem Smartphone, Ihrem Tablet, Ihrer Smartwatch, Ihrer PS5, Ihrer Xbox Series X und allem anderen, das eine visuelle Benutzeroberfläche anzeigt. Die Technologie ist nicht immer so fortschrittlich, aber alles mit einem Bildschirm braucht eine Möglichkeit, Ihnen Informationen anzuzeigen. Jetzt wissen Sie, woher es kommt.

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