Grafikkarten - prototyping-lab/technisches-grundlagenprojekt GitHub Wiki
Eine Grafikkarte steuert in einem Computer die Grafikausgabe. Bei Ausführung eines Programms berechnet der Prozessor die Daten, leitet diese an die Grafikkarte weiter und die Grafikkarte wandelt die Daten so um, dass der Monitor alles als Bild wiedergeben kann.
Aufbau einer Grafikkarte
Bestandteile der Grafikkarte
Da es verschiedene Hersteller von Grafikkarten gibt, unterscheiden diese sich meist im Aufbau. Es gibt jedoch einige grundsätzliche Komponenten:
Platine
Die Platine kann als "Mainboard" der Grafikkarte angesehen werden. Hierauf verlaufen, je nach Modell unterschiedlich viele Datenleitungen, welche jeweils eine maximale Übertragungsrate von 8gb/s besitzen. Zusätzlichen werden auf der Platine, auch PCB ("printed circuit board") genannt, verschiedene Spannungen für Chip und Speicher erzeugt und reguliert.
GPU (Graphic-Processing-Unit)
Der GPU ist zuständig für die Durchführung von Bildberechnungen, wodurch der Hauptprozessor entlastet wird.
Grafik Speicher (Graphic Storage)
Der Grafik Speicher bestimmt die maximale Auflösung und die Farbtiefe. Auflösung bezeichnet die maximale Anzahl von Bildpunkten ( Pixel ) die gesteuert werden können. Als Farbtiefe bezeichnet man die Anzahl von Bits, mit der die Farbe eines Pixels gespeichert wird.
Für die Speichergröße eines Bildes gilt prinzipiell: Speicherbedarf = horizontale Auflösung x vertikale Auflösung x Farbtiefe.
| Auflösung | Farbtiefe in Bit | Anzahl Farben | Grafikspeicher (theoretisch) |
|---|---|---|---|
| 640x480 | 16 | 65536 | 1 MiByte |
| 1024x768 | 32 | 4294967304 | 4 MiByte |
| 1280x1024 | 24 | 16777216 | 8 MiByte |
| 1920x1080 | 32 | 4294967269 | 8 MiByte |
| 3840x2160 | 36 | 68719476736 | 64 MiByte |
VRAM (Video-Speicher)
Video-RAM beziehungsweise VRAM sind für den Einsatz auf Grafikkarten entwickelte RAM- (Random Access Memory) Bausteine, die Bilddaten für die Ausgabe auf Monitoren zwischenspeichern. Jeder Speicherbaustein besitzt 256MB. Die meisten Grafikkarten weisen zwischen 1-6GB VRAM auf.
RAM-DAC (Digital-Analog-Converter)
Pixelweise Erzeugung analoger Signale aus Digitalen Steuer-, Synchronisierungs-, und Bildschirminformationen. Diese analogen Signale sind Notwendig zur Ansteuerung vom analog arbeitenden Monitor.
SLI (Scalable-Link-Interface)
SLI ist eine GPU Technik von NVIDIA. Sie Ermöglicht Zusammenschaltung von zwei oder mehreren Grafikkarten zur Leistungssteigerung.