Grafikkarte – Grundlagen

Die Grafikkarte ist das Bindeglied zwischen der Binären Computerwelt und unserer visuellen Wahrnehmung. Über die Bus-Schnittstelle erhält sie die zur Anzeige benötigten Daten. Mehr Informationen zur Grafikkarte stehen in diesem Beitrag.

Die ankommenden Daten werden im Videospeicher der Karte abgelegt, wenn nötig vom Grafikprozessor weiter berechnet bzw. gerendert (bei dreidimensionaler Darstellung) und anschließend von einem Digital-Analog-Wandler (RAM-DAC) in ein analoges Bildsignal umgerechnet.

Mit aufkommen von Computerspielen, speziell 3D Spiele, und der immer vielfältigeren Bild- und Videobearbeitungsmöglichkeiten mit dem PC stieg auch das Interesse an verbesserter Bilddarstellung. War man noch Anfang der Neunziger von den Bildgewalten der VGA-Auflösung (640×480) überwältigt, so muss es heutzutage schon mindestens ein Radeon oder GForce Chipsatz mit einem Grafikspeicher jenseits 128 MB, einer Bildschirmauflösung die bei 1280×1024 gerade mal anfängt und natürlich die Darstellung von 32 Millionen Farben sein.

Im schnelllebigen Computergeschäft ist die Weiterentwicklung der Grafikkarte in den letzten Jahren eine der Rasantesten Entwicklungen gewesen. Neben Spezialkonstruktionen für professionelle CAD-Designer brachte vor allem die Computerspielbranche die aktuelle Technik immer wieder an Ihre Grenzen und immer neue Hardware war erforderlich.

Das Hauptproblem älterer Grafikkarten war die Geschwindigkeit. Alle Grafikberechnungen musste die CPU übernehmen, durch den aufkommenden Datenstrom von der CPU zum Grafikchip und zurück wurde der Bus ausgelastet. Zusätzlich waren keine gleichzeitigen Schreib- und Lesezugriffe mit dem damals verwendeten Speicher möglich, so dass der RAMDAC mit dem Auslesen warten musste, solange die CPU in den Speicher geschrieben hat und umgekehrt.

Um den immer schneller steigenden Anforderungen gerecht zu werden, entwickelte man spezielle GPUs (Graphic Processing Units) die alle anfallenden Grafikberechnungen übernahmen. Zusätzlich wurde schneller Videospeicher eingesetzt, der nun gleichzeitiges Lesen und Schreiben ermöglichte und die Geschwindigkeit noch weiter erhöhen konnte.

Um den Grenzen des PCI-Steckplatzes zu entweichen wurde der AGP (Accerlation Graphic Port) entwickelt. Er nutzt die aufsteigende und abfallende Signalflanke und kann daher mehr Daten zur gleichen zeit transportieren. Mittlerweile gibt es schon AGP 8x was eine Transferrate von … ermöglicht. In naher Zukunft wird jedoch auch diese Technik durch den dann noch schnelleren PCI-Express-Bus abgelöst.