Grafikkarten – Definition

Eine Grafikkarte ermöglicht es, dass Programmdaten vom Monitor als Bilder dargestellt werden können. Als PC-Schnittstellenkarte oder aber als direkter Grafikchip auf der Hauptplatine ist eine Grafikkarte in heutigen Rechnersystemen vorhanden. Der Video-Speicher sowie der Grafikprozessor, GPU genannt, sind die wichtigsten Komponenten einer Grafikkarte. Besonders im Spielebereich sind leistungsfähige Grafikkarten heute nicht mehr wegzudenken. Die Hersteller ATI und NVIDIA teilen sich den Markt der 3D Grafikkarten mit den Chipsätzen Radeon und Geforce.

Die Schnittstellen

Während früher auf IBM-kompatiblen Rechnersystemen der ISA oder VESA Bus als Schnittstelle für Grafikkarten diente, sind heute die AGP- und PCI-Schnittstellen weit verbreitet. Neueste Rechner sind mit einem sogenannten PCI-Express ausgestattet, der den Buscontroller direkt mit der Grafikkarte verbindet. Da die Spezifikationen der Schnittstellen genormt sind, laufen im Regelfall alle Grafikkarten der verschiedensten Hersteller mit allen konformen Controllern. Abstürze, wie es sie in der Vergangenheit bei PCI-Systemen durch IRQ-Probleme gab, sind bei modernen Konfigurationen eher selten.

Der Video-Speicher

Der Video-Speicher oder Grafik-Speicher ist im Grunde das Ablagefach für alle Bilder, die vom Grafikprozessor verarbeitet werden und später auf dem Bildschirm ausgegeben werden. Dabei wird die maximale Farbtiefe und Auflösung von der Größe des Video-Speichers bestimmt. Moderne Grafikarten werden allerdings heutzutage mit weit mehr Speicher hergestellt, als zur reinen Bilddarstellung nötig ist. Bei den aktuellen Shooter-Spielen haben gerade die hochauflösenden Texturen zu einem nahezu inflationären Anstieg an Speichergröße beigetragen. So liegen heute 3D-Grafikkarten im hohen drei- bis vierstelligen Megabytebereich. Während noch Anfang des Jahrtausends 512 MB Grafikkarten kaum bezahlbar waren, wurden Ende 2009 bestimmte Spielekarten schon mit Speicherchips jenseits der 2 GB-Grenze ausgestattet. Die früher gängigen 256 MB und weniger sind selten geworden. Aufgrund dessen treten die sogenannten Onboard-Lösungen, bei denen der Hauptspeicher des Rechners als Video-Speicher genutzt wird, immer mehr in den Hintergrund. Das System, das auch als Shared Memory bezeichnet wird, ist entsprechend langsamer, da der Zugriff immer über das rechnerinterne Bussystem erfolgen muss.

Der Grafikprozessor

Wichtiger Bestandteil einer Grafikkarte ist Grafikprozessor (GPU). Er ist das Rechenzentrum der Karte und wichtig für das, was letztendlich auf dem Monitor ankommt. Während die ersten Anwendungen noch rein zweidimensional waren, kamen in den späten 1990er Jahren die ersten Grafikkarten auf den Markt, die als 3D-Beschleuniger gefertigt wurden. Diese Prozessoren konnten spezielle Effekte und bestimmte Algorithmen, wie das sogenannte Puffern, das Texture Mapping und Antialiasing ohne Unterstützung des Hauptprozessors durchführen. Gerade am Spielmarkt schlugen derartige Beschleunigerkarten wie eine Bombe ein und kreierten eine neue Art von Computerspielen wie 3D-Ego-Shooter oder aufwendige Simulationen. Aufgrund ihrer Spezialisierung auf reine Grafikberechnungen sind moderne GPUs ihren nahen Verwandten, den Prozessoren der Hauptplatine, in der Rechenleistung überlegen. Trotzdem reicht auch diese Performance vielen Spielfreaks nicht aus und die Prozessoren der Grafikkarten sind eine beliebte Spielwiese für alle Arten von Übertaktung und anderer Modifikationen.

Anwendungsgebiete – Wer braucht was

Wer hauptsächlich auf seinem Rechner spielen möchte und gelegentlich einmal eine Business-Anwendung laufen lässt, benötigt 3D Grafikkarten. Die Bandbreite reicht hier von der einfachen Beschleunigerkarte für 20 Euro bis hin zur Hochleistungs-Gamerkarte für über 1000 Euro. Den Markt teilen sich die beiden großen Hersteller ATI mit der Radeon-Serie und NVIDIA mit der bereits oben genannten GeForce-Reihe.
Im Businessbereich sind vor allem Grafikkarten für CAD-Anwendungen gefragt. Die speziell für CAD-Aufgaben notwendigen Funktionen werden auf den Standard-Grafikkarten nur emuliert und laufen dadurch sehr viel langsamer. Nach Verschwinden des Spezialchip-Herstellers 3DLabs sind auch in diesem Segment die beiden großen Anbieter ATI und NVIDIA die Platzhirsche. Beide Unternehmen setzen hierbei auf Modifikationen ihrer bewährten Chips der Spiele-Grafikkarten, die mit einem speziellen ROM und angepassten Treibern auf CAD-Darstellung optimiert sind. Diese Profi-Grafikkarten werden unter den Produktlinien ATI FireGL und NVIDIA Quadro vertrieben.