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Grundlegendes

  • Grafikkarten was sollte man darüber wissen?

Früher hat die CPU die Grafikarbeit übernommen, doch gute Grafikkarten sind für schnelle Systeme unabdingbar und stellen Games nicht nur flüssig dar, sondern sie beschleunigen auch Multimedia Anwendungen und sind deshalb auch für Grafik oder Video Spezialisten nicht mehr wegzudenken. Sie verfügt über einen eigenen Prozessor (Graphics Processing Unit), einen eigenen Speicher und über Schnittstellen, um die visuellen Signale auf den Monitor zu bringen. 














Die GPU sorgt für die Berechnung der Grafikausgabe von Texturen und speziellen Grafikfunktionen wie Kantenglättung. Doch sie verarbeiten auch Video und Audio Signale und bieten spezielle Decoder dafür. Aktuelle GPUs übertreffen Prozessoren in der Rechenleistung und deshalb setzen sie Wissenschaftler und Techniker in Supercomputern ein, um überaus aufwändige parallele Berechnungen zu meistern. Aber auch im Aufbau selbst überbieten die Grafikprozessoren eine klassische CPU.



Grafikchips beherbergt im Inneren rund 3,5 Milliarden Transistoren und mehr (elektronische Bauelemente um elektrische Signale zu Verstärken oder zu Schalten).
















Der sogenannte RAMDAC (Random Access Memory Digital/Analog Converter) ist der Digital-Analog-Wandler, dessen Leistung die Hersteller in MHz angeben. Er ist maßgeblich für die Bildqualität verantwortlich, da er die binären Informationen der Grafikkarte für den Monitor in Spannungen umsetzt, also digitale in analoge Signale. Bei neueren Monitoren und Grafikkarten entfällt der Zwischenschritt über den Chip, da die beiden Geräte sowieso nur noch digital miteinander kommunizieren. Mittlerweile ist der Chip standardmäßig schon im Grafikprozessor integriert.




Der Grafikspeicher der Grafikkarte dient als Ablage der verarbeiteten Daten der GPU. Die Kapazität des Speichers limitiert letztendlich die maximale Farbtiefe und Bildauflösung. Neue Grafikkarten verfügen über mehrere Gigabyte Speicher. DDR (Double Date Rate) ist mittlerweile in der fünften Version zu haben. Wie der Name schon sagt, erfolgt dadurch eine Verdopplung der Transferrate durch die Datenübertragung auf zwei Taktflanken.

Die Chips beinhalten mehrere Speicherbereiche: dem Framebuffer, dem z-Buffer, den Vertex und Pixel Shadern, den Geometriedaten und den Texturdaten. Jeder einzelne Bereich bietet Platz für bestimmte Pixel und zugehörige Informationen, beispielsweise der Position, der Lage und der Farbtiefe der Pixel in einem dargestellten Objekt.















Um die visuellen Inhalte auch auf den Bildschirm zu bringen, ist ein externer Signalausgang nötig. Grafikkarten verfügen über Schnittstellen, die Signale digital übersetzen, einmal HDMI, einmal DVI und ein Displayport sind Standard. Gang und Gäbe war früher auch noch VGA, um die Signale analog zu übertragen, doch im Zuge der Zeit verzichten immer mehr Hersteller auf die analoge Bildwiedergabe. Der Vorteil der digitalen Übertragung ist die bessere Bildqualität gegenüber analogen Signalen. 








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