Die richtige Grafikkarte für Ihren PC

In einem Rechner kann eine Grafikkarte auf verschiedene Arten verbaut sein.Dieser Artikel beleuchtet die Vor- und Nachteile der klassischen Steckkarte, der Onboard-Grafikkarte und der integrierten Grafikkarte.

Der Beitrag „Die Technik aktueller Grafikkarten“ erklärt die technischen Details der Grafikkarten und das Profi-Wissen „Grafikkarte - Prozessor, Speicher und Kühler“ zeigt Ihnen den technischen Aufbau einer typischen Grafik-Steckkarte.

In einem Desktop-PC steckt in den meisten Fällen eine dedizierte Grafikkarte, das ist eine Steckkarte, auf der sämtliche Komponenten wie Grafikprozessor, Grafikspeicher, Kühleinheit sowie Videoausgänge aufgebracht sind.

Dedizierte Grafikkarten sind die leistungsstärksten Vertreter unter den Grafikkarten. Den Herstellern steht viel Platz zur Verfügung, um ein ideales Platinenlayout zu entwickeln, ein oder zwei Grafikprozessoren unterzubringen und beliebig viel Grafikspeicher zu platzieren.

Zudem kann die Kühllösung der Grafikkarte deutlich wuchtiger und leistungsstärker ausfallen, wodurch der Grafikprozessor wiederum eine höhere Leistung erzielen kann. Ein weiterer Vorteil: Im Fall eines Defekts lässt sich die Grafikkarte einfach durch eine neue ersetzen.

Nicht jeder Steckplatz ist für eine dedizierte Grafikkarte geeignet. Denn zwischen Grafikkarte und Prozessor gibt es bei Spielen eine äußerst rege Kommunikation. Der Steckplatz muss also eine möglichst hohe Datenrate erreichen, damit das Mainboard nicht zum Flaschenhals wird.

Früher wurden hauptsächlich PCI-Steckplätze und später der explizit für Grafikkarten entwickelte Accelerated Graphics Port, kurz AGP, verwendet. Mittlerweile wird fast ausschließlich PCI Express als Steckplatz für Grafikkarten genutzt.

PCI Express gibt es in mehreren Versionen und die Steckplätze selbst haben teils unterschiedliche Längen. Die Datenraten variieren deshalb erheblich. PCI Express ist grundsätzlich in Lanes, in Spuren, unterteilt. Die Lanes erreichen abhängig von der PCI-Express-Version eine unterschiedlich hohe Bandbreite. Bei PCI Express 1 liegt die Datenrate je Spur bei 250 MByte/s. PCI Express 2 schafft bereits 500 MByte/s und PCI Express 3 ist mit 985 MByte/s spezifiert.

Die einzelnen PCI-Express-Steckplätze eines Mainboards sind mit unterschiedlich vielen Lanes angebunden. Das variiert von Modell zu Modell und ist im Handbuch des Mainboards angegeben. Je mehr Lanes für die Verbindung zwischen Steckplatz und Prozessor genutzt werden können, desto höher ist die effektive Bandbreite. Ein PCI-Express-Steckplatz der mit „x1“ angegeben ist, hat nur eine Lane zum Prozessor. Er wird meist für Erweiterungskarten mit geringerem Bandbreitenbedarf genutzt und ist zudem besonders kurz.

Steckplätze, die mit „x8“ oder „x16“ gekennzeichnet sind, haben acht oder 16 Lanes als Verbindung zum Prozessor. Ein PCI-Express-Steckplatz der Version 2.0 mit der Angabe „x8“ weist also eine Bandbreite von 4000 MByte/s auf, ein PCI-Express-Steckplatz der Version 3.0 mit der Angabe „x16“ sogar 31.508 MByte/s. Grafikkarten setzen meist einen Steckplatz mit 16-facher Anbindung voraus.

Übrigens ist jede Lane von PCI Express vollduplexfähig. Die Kommunikation zwischen Prozessor und Erweiterungskarte ist in beide Richtungen mit voller Bandbreite parallel möglich.

Im Zusammenhang mit PCI Express ist immer wieder von SLI und CrossfireX die Rede. Dabei handelt es sich um besondere Koppelungstechniken für Grafikkarten von Nvidia und AMD. SLI verbindet mehrere Grafikkarten von Nvidia zu einer Mehrprozessorgrafikkarte.

Dieses Konglomerat teilt sich die Grafikberechnung, sodass sich die Grafikleistung prinzipiell verdoppelt, verdreifacht oder sogar vervierfacht. Dazu sind kleine Platinen notwendig, die auf die Grafikkarten aufgesteckt werden.

CrossfireX ist das Pendant für Grafikkarten von AMD. Hier kommt keine Platine, sondern ein flexibles Kabel zum Einsatz, das die Grafikkarten miteinander verbindet.

Die hohe Performance von Grafikkarten geht mit einer erhöhten Leistungsaufnahme einher. Zwar versorgt der PCI-Express-Steckplatz die Steckkarte bereits mit Energie, mehr als 75 Watt sind laut Spezifikation aber nicht vorgesehen.

Das reicht für passiv gekühlte Grafikkarten in der Regel vollkommen aus. Bessere Grafikkartenmodelle benötigen deutlich mehr Leistung. Deshalb lassen sich Grafikkarten direkt vom Netzteil aus mit Strom versorgen.

Vorgesehen sind dafür sechs- und achtpolige Stecker, von denen bis zu zwei gleichzeitig verwendet werden können. Sechspolige Stecker liefern zusätzlich 75 Watt, achtpolige Stecker 150 Watt. Indem zwei achtpolige Stecker zum Einsatz kommen, lässt sich ein Leistungsbedarf von maximal 375 Watt abdecken.

Grafikkarten können auch in das Mainboards integriert sein, man spricht dann von Onboard-Grafikkarten. Der Grafikprozessor, die Kühleinheit und die Videoausgänge sind Teil des Mainboards. In solchen Fällen muss keine zusätzliche Grafikkarte eingesetzt werden.

Eigener Grafikspeicher fehlt bei Onboard-Grafikkarten meist. Stattdessen nutzt die Grafikkarte einen Teil des Arbeitsspeichers des PCs, um Berechnungsdaten und das Bild zwischenzuspeichern. Das bedeutet im Vergleich zu einer dedizierten Grafikkarte immer einen Leistungsverlust.

Deshalb werden Onboard-Grafikkarten vornehmlich in Office-PCs und Notebooks verbaut, also dort, wo es nicht auf maximale Grafikleistung ankommt. Das heißt aber nicht, dass in allen Office-PCs und Notebooks ausschließlich Onboard-Grafikkarten verbaut sind.

Eine Alternative zur Onboard-Grafikkarte ist die integrierte Grafikkarte. Hier spielt der Hauptprozessor des PCs eine wichtige Rolle. Bei integrierten Grafikkarten gehören die Videoausgänge zum Mainboard, der Grafikspeicher wird wiederum vom Arbeitsspeicher abgezwackt. Der Grafikprozessor sitzt aber nicht auf dem Mainboard, sondern ist in den Hauptprozessor integriert.

Prozessoren, die sowohl normale Rechenkerne als auch einen Grafikkern haben, werden heterogene Mehrkernprozessoren genannt. Beispiele dafür sind etwa die Fusion-CPUs von AMD und die Intel-Core-Prozessoren der Sandy- und Ivy-Bridge-Reihe. Damit die integrierte Grafikkarte genutzt werden kann, muss die CPU einen Grafikkern haben. Andernfalls muss eine dedizierte Grafikkarte in den Rechner eingesetzt werden.

Bei integrierten Grafikkarten schwankt die Grafikleistung sehr stark. AMD setzt bei der Fusion-Reihe hauptsächlich auf Grafikleistung und weniger auf Rechenleistung. Fusion-Prozessoren sind deshalb gut zum Spielen geeignet. Intel setzt hingegen mehr auf Rechenleistung und weniger auf Grafikleistung. Integrierte Grafikkarten von Intel eignen sich daher gut für Office-PCs und Notebooks.

Es gibt etliche Hersteller von Grafikkarten, etwa Asus, MSI oder Sapphire. Die spieletauglichen Grafikprozessoren selbst stammen aber überwiegend von zwei Produzenten: Nvidia und AMD (ehemals ATI). Beide Hersteller liegen in etwa gleichauf, was die Leistungen angeht. Bei gleichem Preis entsprechen sich die Grafikkarten so in der Regel auch in Bezug auf die Leistung. Für welchen Chipproduzenten Sie sich entscheiden ist deshalb reine Geschmackssache.

Wer einen AMD-Prozessor hat, der greift häufig zu einer Grafikkarte mit einem Chip von AMD. Intel-Kunden greifen oft zu Nvidia. Notwendig ist das jedoch nicht, denn die Produkte lassen sich beliebig kombi­nieren.

Auch Intel muss als wichti­ger Grafikkartenhersteller genannt werden. Die Grafikkarten von Intel sind allerdings nur bedingt spieletauglich und eher für den Office-Betrieb gedacht. So stammen Onboard-Grafikkarten, die in Notebooks verwendet werden, meist von Intel. Intel bedient dabei sogar eine größere Kundschaft als AMD oder Nvidia.