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Videokaart
Asus Nvidia 7600GS

EIN Grafikkarte oder Grafikkarte ist ein Schnittstelle zwischen a Computer und der Bildschirm. Der wichtigste Teil moderner Grafikkarten ist die GPU, das möglichst viele grafische Aufgaben vom Prozessor (ZENTRALPROZESSOR). Im Jahr 2021 haben nicht alle Computer noch eine diskrete ('lose') Grafikkarte. Die meisten produzierten PCs, Laptops und Tablets verfügen über eine integrierte Grafikkarte Prozessor wenn es Hauptplatine. Separate Grafikkarten sind normalerweise im Computer selbst untergebracht.

Arten von Grafikkarten

Grob gesagt lassen sich zwei Arten von Grafikkarten unterscheiden:

  • Onboard: Die Elektronik steckt im Hauptplatine oder der Prozessor integriert. Diese Version hat oft keinen eigenen Speicher, sondern verwendet diesen Arbeitsspeicher vom System. Diese Lösung bietet Standardleistung. Da das Video einen Teil des normalen Arbeitsspeichers verwendet, wird diese Lösung als Shared Memory Architecture (SMA) bezeichnet. Dies hängt von der Menge ab, die im BIOS eingestellt werden kann. Neuere Desktop-Prozessoren von beiden Intel wenn AMD enthalten integrierte Grafikfunktionen, die die Onboard-Grafikkarte im Motherboard überflüssig machen.
  • Steckkarte: Diese Karten sind mit dem Motherboard mittels a . verbunden Bus oder ein Tor. In chronologischer Reihenfolge mit steigender Performance sind in PC-Systemen folgende Architekturen üblich:
    • IST EIN (Industriestandardarchitektur). Diese Karten werden nicht mehr produziert.
    • PCI (Peripheriekomponenten-Verbindung). Diese werden noch produziert, aber nicht mehr viel. Die Karten sind nach modernen Maßstäben nicht sehr leistungsstark.
    • AGP (beschleunigter Grafikport). Diese werden noch hergestellt, aber aufgrund der geringeren Bandbreite im Vergleich zu PCI-Express werden sie in fortgeschrittenen Systemen nicht mehr verwendet.
    • PCI-Express (Peripheral Component Interconnect Express). Die erweiterte serielle Version von PCI.

Mit dem CGAKarte rein 1981 begann mit der Entwicklung von Grafikkarten für IBM-kompatible PCs. sehen Standard für Anzeigemodus für weitere Geschichte.

Grafikkarten entwickeln sich rasant. Jede neue Kartengeneration liefert in der Regel die doppelte Leistung der vorherigen. Immer mehr Menschen nutzen ihren Computer, um buchstabieren und sind bereit, dafür Geld auszugeben. Der Druck, immer schnellere Grafikkarten zu entwickeln, und die Fähigkeit, grafisch anspruchsvollere Spiele zu entwickeln, verstärken sich gegenseitig.

Struktur

Eine Grafikkarte besteht aus diesen Teilen:

Grafikprozessor (GPU)

Eine GPU ist ein spezieller Prozessor, der für die Verarbeitung von Grafikdaten entwickelt wurde. Die GPU berechnet die Bildstruktur und beschleunigt das Rendern von 3D-Bildern. Die Leistung einer GPU kann ausgedrückt werden in Flops (normalerweise Gigaflops, angesichts der Geschwindigkeit). Einige Komponenten in modernen GPUs umfassen:

  • TMUs (Texture Modeling Units): Platzieren Sie, wie der Name schon sagt, die Texturen über ein 3D-Modell.
  • ROPs (Render-Back-Ends): Prozessoren für Rasteroperationen wie Blending und Anti-Aliasing.
  • Stream-Prozessoren (Shader): verantwortlich für visuelle Effekte und Vertex-Operationen. Bei den besseren Grafikkarten sind viele davon in der GPU vorhanden. Sie ersetzen das bisherige Pixel-Pipeline-Prinzip.
  • Die Speicherschnittstelle. Ermöglicht die Kommunikation mit dem verwendeten VRAM.

Die wichtigsten Hersteller sind NVidia und AMD.

Videospeicher (VRAM)

Darin, a Digital Darstellung des gespeicherten Bildes sowie Vorlagen dafür, wie z Texturen. Je mehr Speicher auf einer Grafikkarte vorhanden ist, desto mehr vorverarbeitete Bildteile passen hinein. Dadurch müssen weniger Kompromisse zwischen Geschwindigkeit und Detailwiedergabe eingegangen werden. Ein großer Videospeicher ist bei hohen Auflösungen wichtiger, denn je höher die Auflösung, desto mehr Pixel sind vorhanden und desto mehr Speicher muss vorhanden sein, um die Texturen zu speichern. Auch benutzt Kantenglättung viel Speicher. Dies wird hauptsächlich in Spielen verwendet. Eine Karte mit größerem Speicher ist nur dann merklich schneller, wenn sie über einen fortschrittlicheren Chipsatz verfügt. Die Größe des Speichers wird ausgedrückt in Bytes und die Geschwindigkeit in Hertz (Hz). Die Speicherbandbreite wird in Gigabyte pro Sekunde (GB/s) angegeben und kann berechnet werden, indem die Busbreite in Bytes mit der Geschwindigkeit in Hertz multipliziert wird.

Wie der RAM verwendet es Videospeicher DDR-Technologie.

  • GDDR6X: Dies wird seit dem 17. September 2020 in den High-End-Grafikkarten von hauptsächlich NVIDIA angewendet, einschließlich der RTX 3080 und RTX 3090.
  • DDR6: Dies wird seit dem 20. September 2018 in den High-End-Grafikkarten von hauptsächlich NVIDIA angewendet, einschließlich der RTX 2080 und RTX 2080 Ti.
  • HBM: Erstmals im Jahr 2015 in der Fury-Serie von AMD angewendet. HBM ist im Gegensatz zu früheren VRAM-Standards auf dem Videochip selbst eingebettet. Dies ermöglicht höhere Geschwindigkeiten und einen geringeren Verbrauch, während die Grafikkarte tatsächlich kleiner ist.
  • GDDR5X: Dies wird ab 2016 in einigen Karten wie NVIDIAs GTX 1080 verwendet. GDDR5X hat mehr Bandbreite als GDDR5, aber niedrigere Produktionskosten als HBM.
  • DDR5: Dies wird ab 2008 bei bestimmten AMD(ATI)-Grafikkarten wie der HD4870 angewendet. Es handelt sich um DDR-Speicher, der zweimal 32-mal pro verwendet wird Taktperiode Daten verarbeiten kann. Nvidias Fermi-Architektur und unter anderem die Serien ATI Radeon HD5000 und ältere HD4870/HD4890 verwenden diesen Speichertyp. Es läuft normalerweise um 4,7 GHz bis 5,1 GHz.
  • DDR4: 2006 erfunden und seit 2007 angewendet. Es handelt sich um DDR-Speicher, der 32-mal pro . verwendet wird Taktperiode Daten verarbeiten kann. GDDR4-Speicher arbeitet mit niedrigeren Spannungen als GDDR3-, DDR2- und DDR-Speicher.
  • DDR3: 2005 die am häufigsten verwendete Art. Dies ist DDR-Speicher, der zweimal verwendet wird Taktperiode Daten verarbeiten kann. GDDR3-Speicher arbeitet mit niedrigeren Spannungen als DDR2- und DDR-Speicher.
  • DDR2: Schneller als DDR-Speicher, da er viermal pro . verwendet werden kann Taktperiode Daten verarbeiten kann. Allerdings läuft DDR2-Speicher um ein Vielfaches heißer als DDR- und GDDR3-Speicher, was seine Anwendung auf Grafikkarten beschränkt.
  • DDR-Erinnerung: Langsamer als DDR3, aber billiger. DDR-Speicher ist oft auf den billigeren Karten.
  • Shared: Verwendet Speicher vom Computer selbst. Dies ist langsamer, aber billiger als DDR auf der Grafikkarte.

Anschlüsse

Die gängigsten Verbindungen zwischen Grafikkarte und Monitor sind:

Kühler

Grafikkarten sind heutzutage standardmäßig mit einem Kühler ausgestattet. Dies kühlt hauptsächlich die GPU und den VRAM. Je höher der Verbrauch der Grafikkarte ist, desto mehr Wärme produziert sie. Temperaturen über 80 Grad Celsius sind keine Ausnahme. Außerdem verbrauchen alte Grafikkarten im Verhältnis zu ihrer Leistung oft mehr Strom.

Die drei gängigsten Formen der Kühlung sind:

  • Passive Kühlung: Ein großes Kühlprofil mit Rippen angewendet. Das Profil absorbiert Wärme von der GPU und anderen Komponenten und gibt die Wärme wieder an die Umgebungsluft ab. Passive Kühler machen keine Geräusche. Sie sind oft von Kupfer gemacht, weil es die Wärme besser leitet als Aluminium.
  • Aktive Luftkühlung: Auf dem Kühlprofil ist ein Lüfter angebracht. Dadurch wird die warme Luft zwischen den Kühlrippen weggeblasen. Dies ist effektiver als eine passive Kühlung. Diese Form der Kühlung erzeugt Geräusche. Die warme Luft kann im Computergehäuse weggeblasen werden, kann aber auch nach außen geblasen werden.
  • Wasserkühlen: Die Wärme vom Kühlblock auf der Grafikkarte wird mit Flüssigkeit zu einem anderen Radiator transportiert. Wasserkühlung wird eingesetzt, wenn eine aktive Luftkühlung nicht ausreicht, z. B. bei übertakten kann der Fall sein. Dank der großen Kühlfläche des Radiators ist weniger Luftbewegung erforderlich, sodass auch die Wasserkühlung leiser ist. Eine Wasserkühlung ist teuer in der Anschaffung und erfordert zudem eine regelmäßige Wartung. Es gibt Grafikkarten, bei denen die Wasserkühlung bereits vom Hersteller verbaut ist.

Eine Grafikkarte mit passiver Kühlung muss nicht immer zu einem leiseren Rechner führen. In diesem Fall erwärmt die Wärme der Grafikkarte den Computer im Inneren. Zum Ausblasen der warmen Luft wird dann noch ein Ventilator benötigt. Ein Lüfter auf der Grafikkarte, der die warme Luft sofort ausbläst, kann manchmal für einen leiseren Computer sorgen.

Zusätzliche Stromversorgung

Der PCI-E x16-Steckplatz kann bis zu 75 . aufnehmen Watt zustellen. Dies ist für einige Grafikkarten zu wenig. Diese Karten verfügen über einen oder mehrere zusätzliche Stromanschlüsse über ein Kabel. Dieser hat normalerweise einen 6-poligen Anschluss (Stecker). Einige Grafikkarten benötigen noch mehr Strom und verwenden einen 8-Pin-Anschluss. Auch die Kombinationen 2x6 Pins, 2x8 Pins, 1x6 Pins 1x8 und 3x8 Pins kommen vor. Dieser Strom muss direkt vom Netzteil kommen. Dies erfordert eine starke und moderne Stromversorgung. Außerdem verwenden alte Grafikkarten einen 4-PinMolex-Anschluss.[Quelle?]

Mehrere Grafikkarten gleichzeitig im Einsatz

Mehrere Grafikkarten können in einem Computer platziert werden. Diese können für eine bessere Leistung zusammenarbeiten, beispielsweise mit einem SLI- oder Crossfire-Setup. Sie können auch unabhängig voneinander verwendet werden, um mehreren Benutzern das gleichzeitige Arbeiten wie bei Multiseat zu ermöglichen.

SLI und Crossfire

Es ist möglich, zwei, drei oder sogar vier Grafikkarten beim Bildaufbau zusammenarbeiten zu lassen. Die Berechnungen werden dann auf die verknüpften Karten aufgeteilt. Diese Technologie heißt SLI mit nVidia-Grafikkarten und Kreuzfeuer mit ATI- und AMD-Karten. Der Geschwindigkeitsgewinn ist begrenzt, da Rechenleistung für zusätzlichen Overhead verwendet wird.

Nvidias SLI funktioniert nur mit identischen Karten mit den gleichen Chipsatz. So lässt sich beispielsweise ein Asus 8800GT mit einem MSI 8800GT kombinieren, aber kein Asus 8800GT mit einem Asus 7900GT. Diese beiden Karten werden normalerweise mit einem (gehärteten) Kabel verbunden.

Crossfire von ATI funktioniert anders. Bei Crossfire spielt es keine Rolle, welche Marke/welcher Chipsatz verwendet wird, solange es Crossfire unterstützt. Ein Nachteil ist, dass Crossfire auf die langsamste Karte zurückschaltet, daher ist es am besten, zwei identische Karten zu nehmen.

Die Geschwindigkeitsunterschiede zwischen SLI und Crossfire sind minimal.

Mehrsitz

Wenn mehrere Grafikkarten in einem Computer installiert sind, ist es möglich, mit mehreren Benutzern auf demselben Computer zu arbeiten. Dies wird angezeigt durch Mehrsitz. Jeder Benutzer hat dann seinen eigenen Bildschirm, Maus und Tastatur. Die Anzahl der Benutzer kann von zwei bis acht oder mehr variieren.

Vor dem Microsoft Windows Es gibt einige Programme, die das ermöglichen.

Im Linux Multiseat ist ohne zusätzliches Programm möglich, da die Prozesse unter Linux unabhängig voneinander arbeiten. In der Praxis ist dies jedoch nicht leicht zu erreichen. In einem Mehrplatz-Setup unter Linux manchmal jeder Benutzer Microsoft Windows durch Virtualisierung begann. Dadurch sieht es so aus, als hätte jeder Benutzer einen eigenen Windows-Computer.

Verbinden Sie mehrere Displays mit einer Grafikkarte

Verfügt eine Grafikkarte über mehrere Ausgänge, beispielsweise DVI und HDMI, kann an jeden ein Display angeschlossen werden, das den jeweiligen Standard akzeptiert. In Windows 10 kann dann beispielsweise festgelegt werden, ob sie gleich oder zusammen als ein großer Bildschirm betrachtet werden sollen. Im letzteren Fall kann auch angegeben werden, wie die Bildschirme relativ zueinander positioniert sind. Der Mauszeiger bewegt sich dann entsprechend von einem Bildschirm zum nächsten.

Hersteller

Einige GPU-Hersteller, vom größten bis zum kleinsten:

  • Intel: obwohl hauptsächlich Intel Zentralprozessors haben sie auch Grafikkarten (wie die Larrabee, für den professionellen Markt) und integrierte Grafikprozessoren (die deutlich weniger Leistung bieten als diskrete Grafikkarten).
  • NVIDIA: NVIDIA macht die GeForceSerie für Verbraucher und die and Quadrosserie für den professionellen Einsatz.
  • AMD, damals ATIA: AMD macht die Radeon-Serie für den Endverbraucher und die Fire/FireGL-Serie für den professionellen Markt.
  • MatroxChipsätze und Karten für den professionellen Markt. Dies sind Karten, die normalerweise speziell für mehr als einen Monitor entwickelt wurden.
    • Die Hersteller verarbeiten die GPU zusammen mit den anderen Grafikkartenkomponenten. Einige Beispiele sind: XFX, EVGA, ASUS, SEINE, Standpunkt, Gewinnwärts, Kettenteck, gecube, Expertenvision, Leadtek, MSIA, Saphir und Club3D. Zwischen den Karten dieser Hersteller gibt es kaum Unterschiede: meist ein anderes Softwarepaket, Speichertyp und Preis. Manchmal weicht ein Hersteller von der Standardkarte ab und ändert die Taktfrequenzen, indem er sie standardmäßig übertaktet. Dies wird oft mit . bezeichnet OC (übertaktet). Manche Hersteller wählen auch einen anderen Kühler, der leiser ist oder besser kühlt.
  • 3Dlabs die sich auf den professionellen Markt konzentriert, aber ein kleinerer Player ist.
  • S3, die die Chrome-Reihe macht. Diese Karten schneiden im Vergleich zu ihren direkten Konkurrenten schlechter ab.

Siehe auch

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