Grafikkarte: Aufbau, Funktion und Anschlüsse erklärt

Funktion einer Grafikkarte

Eine Grafikkarte sendet grafische Informationen an den Monitor, um sie auf dem Bildschirm darzustellen. Dabei führt sie zwei Hauptoperationen aus:

• Sie interpretiert die Daten, die sie vom Prozessor erhält, sortiert und berechnet den Wert jedes einzelnen Pixels und speichert diese Informationen im Videospeicher, um sie auf dem Bildschirm zu präsentieren.
• Sie wandelt die digitalen Datenausgaben in ein analoges Signal um, das der Monitor verstehen kann.

Komponenten einer Grafikkarte

Die wichtigsten Bestandteile einer Grafikkarte sind:

• Grafikprozessor (GPU): Der Hauptchip, der für alle grafischen Berechnungen und die Verarbeitung von Bilddaten zuständig ist.
• Kühlsystem: Um eine Überhitzung der GPU zu vermeiden, ist ein effizientes Wärmeableitungssystem (z.B. Kühlkörper und Lüfter) erforderlich.
• Videospeicher (VRAM): Hier werden die Informationen gespeichert, die auf dem Bildschirm angezeigt werden sollen. Je höher die gewünschte Auflösung und Farbtiefe, desto mehr Videospeicher wird benötigt.
• RAMDAC (Random Access Memory Digital-to-Analog Converter): Dieser Wandler transformiert das digitale Ausgangssignal der Grafikkarte in ein analoges Signal, das ein analoger Monitor verstehen kann.

Historische Grafikkartenstandards

Im Laufe der Zeit haben sich verschiedene Standards für Grafikkarten entwickelt:

• MDA (Monochrome Display Adapter): Die ersten Grafikkarten zeigten nur einfarbigen Text an, typischerweise in gelber oder grün fluoreszierender Farbe.
• CGA (Color Graphics Adapter): Ermöglichte die Anzeige von Grafiken in verschiedenen Modi und Farben.
• EGA (Enhanced Graphics Adapter): Eine erfolgreiche Erfindung von IBM, die verbesserte Farbtiefe und Auflösung bot.
• VGA (Video Graphics Array): Ein weit verbreiteter Standard mit einer Auflösung von 640x480 Pixeln und 256 Farben, bekannt als Standard-VGA-Auflösung.

Bildwiederholfrequenz (Refresh Rate)

Die Bildwiederholfrequenz gibt an, wie oft der Bildschirm pro Sekunde neu aufgebaut wird (gemessen in Hertz, Hz). Sie hängt von zwei Parametern ab: der Geschwindigkeit des RAMDACs und der Art des Videospeichers (vorzugsweise fortschrittliche Typen wie WRAM, SGRAM oder SDRAM).

Schnittstellen für Grafikkarten (PC-Anbindung)

Grafikkarten werden über verschiedene Schnittstellen mit dem PC verbunden:

• ISA (Industry Standard Architecture): Eine ältere Schnittstelle, die für Grafikanwendungen ungeeignet war.
• VESA Local Bus (VL-Bus): Eng mit dem Mikroprozessor verbunden, was die Datenübertragungsgeschwindigkeit erhöhte.
• PCI (Peripheral Component Interconnect): Schnell genug für Karten, die keinen dedizierten 3D-Beschleuniger erforderten.
• AGP (Accelerated Graphics Port): Ein spezieller Standard für den Anschluss von Grafikkarten, der den Systemspeicher als zusätzlichen Videospeicher nutzen konnte.
• PCI Express (PCIe): Der aktuelle Standard mit einer Bandbreite, die um ein Vielfaches höher ist als die von AGP und PCI.

Video-Ausgänge und Anschlüsse

Grafikkarten bieten verschiedene Anschlüsse für Monitore und andere Ausgabegeräte:

• Cinch-Video: Ein gängiger analoger Video-Anschluss.
• S-Video: Oft bei TV-Tuner-Karten und Video-Chipsätzen zu finden, unterstützt NTSC/PAL-Standards.
• DB-15 (VGA): Der Standard-VGA-Anschluss für analoge Monitore.
• DVI (Digital Visual Interface): Ein digitaler Video-Anschluss, der sowohl digitale als auch analoge Signale übertragen kann.
• DE-9 (Digital TTL): Ein älterer Anschluss, der bei primitiven IBM-Karten (z.B. CGA/EGA) verwendet wurde.