Aufgrund der fortschreitenden Entwicklung in der Grafik-, Video- und Spieleindustrie werden Grafikkarten immer leistungsfähiger. Früher noch über den bekannten AGP-BUS betrieben, werden jetzt vermehrt Grafikkarten für den neuen PCIe (PCI Express) angeboten.
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Bild: Grafikkarte Komplettansicht oben
Auf dieser Seite werde ich auf die Aufgaben der Grafikkarte, den Aufbau der Grafikkarte, die Unterschiede zwischen AGP und PCIe und die Kaufkriterien einer Grafikkarte eingehen – die Grundlagen der Grafikkarte.
Bild: AGP Grafikkarte
1. Aufgaben der Grafikkarte
Die Aufgabe der Grafikkarte ist es Signale in Bildschirmanzeigen umzuwandeln und damit dem Benutzer eine bequeme Schnittstelle zu bieten, die die Kommunikation mit der Hardware ermöglicht. Es gibt 2 Möglichkeiten Grafikkarten in einen PC zu integrieren. Zum einen als sogenannte Erweiterungskarten am BUS oder aber als integrierter Chipsatz auf dem Mainboard fest verlötet (OnBoard gennant).
PC-Komlpettsysteme haben häufig die Lösung mit der OnBoard-Grafik. Hierbei benutzt die OnBoard-Grafikkarte den Speicher des RAM (Arbeitsspeichers) für Grafikdarstellung mit. Diese Art von Grafikkarten sind meist nicht so leistungsfähig, wie Grafikkarten als Erweiterungskarten, die über einen eigenständigen Speicher verfügen.
Mit dem Mainboard verbunden kommuniziert die Grafikkarte über die Northbridge bzw. dem Chipsatz mit weiteren Hardwarekomponenten.
2. Aufbau einer Grafikkarte
Eine Grafikkarte besteht meistens aus einer GPU (Graphics Processing Unit), dem Video-RAM, RAMDAC (Random Access Memory Digital/Analog Converter) und einem Anschluss für den Monitor.
2.1 Aufbau Grafikkarte – GPU (Graphics Processing Unit)
Die GPU, auch Grafikprozessor genannt, ist ein Prozessor für die Berechnung von Grafiksignalen und zur Aufbereitung in Bildschirmausgaben.
2.2 Aufbau Grafikkarte – Video-RAM
Ist der gesamte Arbeitsspeicher, der von der Grafikkarte genutzt wird. Dieses gilt für beide Arten von Grafikkarten (OnBoard und als Erweiterungskarte).
2.3 Aufbau Grafikkarte – RAMDAC
Der Random Access Memory Digital/Analog Converter wandelt digitale Signale in analoge Signale um, damit diese auf dem Monitor ausgegeben werden können.
3. Unterschiede zwischen AGP und PCIe
Sollte ihnen die Leistung ihrer alten Grafikkarte oder der OnBoard-Lösung nicht mehr reichen, gilt es eine neue Grafikkarte auszusuchen. Die Grafikkarte wird über den AGP-Slot oder einen PCIe-Slot mit dem Mainboard verbunden. Es ist wichtig die Unterschiede zwischen den beiden Bussystemen zu kennen, um nicht die falsche Grafikkarte zu kaufen.
4. Grafikkarte AGP (Accelerated Graphics Port)
Der Accelerated Graphics Port wurde 1997 erstmals im Pentium II Prozessor verbaut. Grafikkarten, die über einen AGP-Port angeschlossen werden, werden mit AGP-8X betrieben. Das entspricht einer Übertragungsgeschwindigkeit von 2,1 GB/s. Im Vergleich zu den älteren PCI-Karten, die ebenfalls für die Erweiterung des System gedacht sind, ist diese Übertragungsgeschwindigkeit höher und damit ideal für Grafikanwendungen.
Bild: AGP-Grafikkarte von unten
Aufgrund von technischer Weiterentwicklung stirbt der AGP-Port langsam aus. Es wird bei neuen Mainboards vermehrt auf PCIe gesetzt.
5. Grafikkarte PCIe (Peripheral Component Interconnect Express)
Der Nachfolger und die Weiterentwicklung von AGP und PCI ist PCI Express. Dieser unterscheidet sich zum einen von der Bauform. AGP-Grafikkarten können nicht in einen PCIe-Port eingesteckt werden. Die erhöhte Datenübertragungsrate macht ihn für leistungsfähige System interessant.
Bild: PCIe-Grafikkarte von unten
Bei PCIe sind vollduplexfähige Übertragungen von 250 MB/s pro Lane möglich. Die Datenübertragungsrate kann durch Zusammenfassen der Lanes erhöht werden. Aktuelle Grafikkarten (Stand August 2007) arbeiten mit PCIe x16, was einer Datenübertragungsrate von 16 x 250 MB/s = 4000 MB/s in 2 Richtungen (vollduplex) enstspricht.
6. Grafikkarten Schnittstellen (VGA, DVI, HDMI)
Es gibt unterschiedliche Möglichkeiten einen Monitor oder Fernseher an einer Grafikkarte anzuschließen. Einst war der blaue VGA-Port sehr beliebt und gängig. Später kamen DVI, DisplayPort und HDMI hinzu.
6.1 VGA-Anschluss an Grafikkarte
Typischer VGA-Stecker, der zur Grafikkarte führt
Die Übertragung der Daten fand ei VGA (Abk. für Video Graphics Array) analog statt. Auflösungen bis 1280×1024 waren problemlos möglich. FullHD ließ sich auch mit VGA bewerkstelligen. Ein VGA-Stecker ist 15-polig und hat 3 Anschlussreihen. An der Grafikkarte befindet sich typischerweise die Buchse für den VGA-Stecker. Am Monitor kann sich eine VGA-Buchse oder aber ein Stecker befinden.
Einige Monitore haben sogar ein festes Kabel, welches mit der Grafikkarten-Buchse verbunden wird. Bis 2015 soll die Schnittstelle VGA komplett verschwinden. Dies haben Intel und AMD zusammen mit Dell, Lenovo, Samsung und LG gemeinsam beschlossen.
6.2 DVI-Anschluss an einer Grafikkarte
DVI-Stecker zum Anschluss an einer Grafikkarte
Aktuelle Monitore verfügen heute nur noch über DVI- oder HDMI-Anschlüsse. Bei DVI (Abk. Digital Visual Interface) findet die Datenübertragung im Gegensatz zu VGA digital oder/und analog statt. Je nachdem wie viele Daten übertragen werden müssen, wird eine einfache oder doppelte TMDS-Verbindung verbaut. Bemerkbar macht sich das bei den Bezeichnungen der Grafikkarten mit den Stichworten Single-Link und Dual-Link. Mit Dual-Link lassen sich 7,4 GBit/s oder auch 330 Megapixel/s. Die maximale Auflösung für die Single-Link-Schnittstelle beträgt 1915×1436. Die Pinbelegung kann bei DVI unterschiedlich sein:
- DVI-I 18x+5 Kontakte
- DVI-I Dual-Link 24×5 Kontakte
- DVI-D 17+1, 18+1 oder 23+1, 24+1 Kontakte
- DVI-A 12+5 Kontakte
Zu bevorzugen ist immer DVI gegenüber VGA, da die Qualität des Bilds da besser ist. Hat eine Grafikkarte nur einen VGA-Anschluss, lässt sich aber ein sogenannter VGA-DVI-Adapter verwenden, der analoge in digitale Signale umwandelt.
6.3 HDMI-Anschluss an der Grafikkarte
HDMI-Anschluss Stecker für den Anschluss an der Grafikkarte
Immer häufiger findet man auch Grafikkarten vor, die über eine HDMI-Schnittstelle (Abk. High Definition Multimedia Interface) verfügen. Vorteilhaft sind diese auch, weil sie so direkt mit einem LCD-Fernseher (Stichwort Heimkino und Home-Theatre-PC) verbunden werden können. Dabei ist die gemeinsame Übertragung von Video- und Audiosignalen möglich. Bei der Verbindung von Grafikkarten über HDMI-Anschluss mit einem LCD-Fernseher können unter Umständen je nach Fabrikat Probleme (dunkle Bereiche werden schwarz oder schwarz wird zu hell) auftreten. Auch ist es möglich, dass Audio-Signale nicht in optimaler Tonqualität übertragen werden. Je nach HDMI-Standard sind unterschiedliche Video- und Tonformate möglich:
- HDMI 1.0: 1080p/24 Hz
- HDMI 1.1: 1080p/24 Hz
- HDMI 1.2: 1080p/24 Hz
- HDMI 1.2a: 1080p/24 Hz
- HDMI 1.3: 1440p/60 Hz
- HDMI 1.3a/b/c: 1440p/60 Hz
- HDMI 1.4a: 2160p/24 Hz
7. Kaufkriterien Grafikkarte – Was muss ich beim Kauf einer Grafikkarte beachten?
Damit sie nicht die falsche Grafikkarte kaufen und dann vor ihrem geöffneten PC feststellen, dass die Grafikkarte nicht die richtige ist, werde ich hier die Kaufkriterien für die Grafikkarte einmal kurz darstellen:
7.1 Kaufkriterien Grafikkarte – Leistung
Benutzen Sie Ihren PC hauptsächlich als Büro-PC für Schreibarbeiten? Dann sollten Sie sich überlegen, ob es nicht auch eine OnBoard-Lösung tut. Diese sind im Mainboard integriert und meist günstiger, falls sie sich auch ein neues Mainboard zulegen müssen.
Sollten Sie das PC-System allerdings zum Spielen, für Videobearbeitung oder Grafikprogramme verwenden wollen, ist es ratsam sich eine externe Erweiterungskarte zu kaufen, die über den PCIe- bzw. AGP-Slot angeschlossen wird. Beachten Sie hier aber, dass es sich selten lohnt eine High-End Grafikkarte zu kaufen. Die Mehrkosten rentieren sich für normale Anwender selten.
7.2 Kaufkriterien Grafikkarte – Bussystem
Wichtig ist beim Kauf der Grafikkarte auch das Bussystem des Mainboards zu kennen. In aktuellen Mainboards werden PCIe oder AGP verwendet. Die entsprechenden Grafikkarten sind nicht kompatibel zueinander. Deswegen ist es ratsam einen Blick vorher in das innere Ihres PCs zu werfen.
Hier noch einmal die beiden Ports PCIe und AGP in der Gegenüberstellung:
Bild: PCIe-Port bzw. PCI-Express
Bild: AGP-Port für AGP-Grafikkarten
Mit Grafikkarten sollten Sie sich nun auskennen. Ich habe für Sie noch einen Tipp, wenn es um den Kauf einer Grafikkarte geht. Unter Amazon-Grafikkarten (verlinkt auf die Suche nach Grafikkarte bei Amazon) finden Sie günstige und schnelle Grafikkarten, die zügig geliefert werden.
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