Grafikkarte, GPU und RAM: Grundlagen der Computer-Hardware

Grafikkarte und Speicher: Grundlagen der PC-Hardware

Die Grafikkarte (GPU)

Eine Grafikkarte ist die entscheidende Komponente eines Computers, die es uns ermöglicht, die verarbeiteten Informationen auf einem Monitor in Form von Bildern darzustellen. Um dies zu bewerkstelligen, muss sie komplexe mathematische Berechnungen durchführen.

Funktionsweise und Komponenten

Daher verfügt die Grafikkarte über einen eigenen Prozessor, die GPU (Graphics Processing Unit). Die GPU verwaltet diese Operationen. Die Geschwindigkeit der GPU wird in MHz gemessen. Leistungsstärkere GPUs können mehrere Vorgänge in viel kürzerer Zeit ausführen. (Bekannte Hersteller sind ATI und NVIDIA).

Video-Speicher und RAMDACs

• Videospeicher (VRAM): Je größer der dedizierte Speicher, desto höhere Auflösungen und mehr Farben können auf dem Bildschirm dargestellt werden.
• RAMDACs (RAM Digital-Analog-Wandler): Der RAMDAC wird von der Grafikkarte verwendet, um das digitale Signal, das im Computer verarbeitet wurde, in ein analoges Ausgangssignal umzuwandeln, das der Monitor verstehen kann.

Kompatibilität und Auflösung

Kompatibilität (DirectX / OpenGL):

Dies sind Software-Bibliotheken (APIs), die die Entwicklung von Anwendungen erleichtern oder als Schnittstelle dienen, um eine bestimmte Hardware zu programmieren:

• DirectX (Microsoft)
• OpenGL (Silicon Graphics)

Maximale Auflösung: Je höher die maximale Auflösung der Grafikkarte, desto bessere Bildqualität wird erreicht.

Konnektivität

Grafikkarten nutzten früher häufig den AGP-Anschluss (Accelerated Graphics Port) auf der Hauptplatine, der speziell von Intel für diesen Zweck entwickelt wurde.

Arbeitsspeicher (RAM)

Kapazität und Zugriffszeit

Kapazität: Dies ist die Menge an Informationen, die im RAM gespeichert werden kann (Beispiele für ältere Module: 512 MB bis 1 Gigabyte).

Zugriffszeit: Die Zeit, die der Speicherchip benötigt, um auf eine Anforderung zum Lesen oder Schreiben von Daten zu reagieren. (Typische Werte für ältere Chips: 60 bis 80 Nanosekunden (ns)).

Mechanismen zur Fehlererkennung im RAM

Diese Mechanismen dienen dazu, Fehler in der Speicherposition des RAM zu erkennen und zu korrigieren. Es gibt zwei Haupttypen:

1. Paritätsbasierte Systeme

Diese Methode ist relativ einfach und zeigt an, ob sich die Daten verändert haben, aber nicht wo genau der Fehler liegt.

• Gerade Parität: Ein zusätzliches Bit (Paritätsbit) wird hinzugefügt. Dieses Bit wird so gesetzt (0 oder 1), dass die Gesamtzahl der Einsen im Datenwort gerade ist.
• Ungerade Parität: Das Paritätsbit wird so gesetzt, dass die Gesamtzahl der Einsen im Datenwort ungerade ist.

2. ECC (Error-Correcting Code)

Jedem Datenwort wird eine Reihe von Prüfbits hinzugefügt, die nicht nur die Fehlererkennung, sondern auch die Fehlerkorrektur ermöglichen. ECC ist derzeit der gängigste Mechanismus, insbesondere in Serverumgebungen.