PC-Erweiterungskarten: Funktion und Typen erklärt

Die Grafikkarte

Die Grafikkarte ist eine der wichtigsten Komponenten eines Computers. Sie ist verantwortlich für die Darstellung von Text, Bildern und Grafiken auf dem Monitor.

Wichtige Bestandteile einer Grafikkarte

• GPU (Graphics Processing Unit): Ein spezialisierter Prozessor für die Grafikverarbeitung. Seine Aufgabe ist es, den Hauptprozessor (CPU) bei grafischen Berechnungen zu entlasten.
• Videospeicher (VRAM): Ist die Grafikfunktion auf dem Mainboard integriert, wird der Arbeitsspeicher (RAM) des Computers genutzt. Dedizierte Erweiterungskarten besitzen eigenen Speicher, den Videospeicher oder VRAM. Die Größe variiert typischerweise zwischen 128 MB und mehreren Gigabytes (GB), bei modernen Karten oft im Bereich von 4 GB bis 24 GB oder mehr. Aktueller Speicher basiert auf DDR-Technologie (z. B. GDDR5, GDDR6, GDDR6X). Die Taktfrequenz des Speichers bei modernen Karten liegt oft zwischen 1 GHz und über 20 GHz (effektiv).
• RAMDAC (Random Access Memory Digital-to-Analog Converter): Wandelt die digitalen Signale der Grafikkarte in analoge Signale um, die über bestimmte Kabel (wie VGA) an den Monitor gesendet werden. Bei digitalen Verbindungen (DVI, HDMI, DisplayPort) ist diese Komponente weniger relevant oder wird umgangen.

Ausgänge/Anschlüsse der Grafikkarte

Die häufigsten Anschlüsse zwischen Grafikkarte und Monitor sind:

• VGA (SVGA): Älterer analoger Anschluss, anfällig für elektrisches Rauschen und Qualitätsverlust durch die Digital-Analog-Wandlung.
• DVI (Digital Visual Interface): Wurde entwickelt, um eine höhere Anzeigequalität auf digitalen Bildschirmen zu erzielen und ersetzt zunehmend VGA.
• S-Video (Separate Video): Älterer analoger Anschluss zur Übertragung von Videosignalen mit getrennten Helligkeits- und Farbinformationen.
• HDMI (High Definition Multimedia Interface): Digitale Schnittstelle für hochauflösende Audio- und Videoübertragung.
• DisplayPort: Eine weitere digitale Schnittstelle, die oft bei Monitoren mit hohen Auflösungen und Bildwiederholraten verwendet wird.

Parallele Verarbeitung (Grafikkarten)

Parallele Verarbeitung bezeichnet eine Methode, zwei oder mehr Grafikkarten (meist über PCIe) zu verbinden, um ein gemeinsames Ausgangssignal zu erzeugen und die Grafikleistung zu erhöhen. Je nach Hersteller der GPU wird diese Technologie unterschiedlich bezeichnet:

• SLI (Scalable Link Interface): Technologie von NVIDIA.
• CrossFire: Technologie von ATI/AMD.

Die Netzwerkkarte

Eine Netzwerkkarte (auch Netzwerkadapter oder NIC genannt) wird verwendet, um Computer miteinander zu verbinden, Ressourcen zu teilen und ein Netzwerk zu bilden.

Anschlüsse und Merkmale

• Anschlüsse: Die gängigsten Anschlüsse sind RJ45 (für Ethernet-Kabel) und früher auch BNC (für Koaxialkabel).
• MAC-Adresse (Media Access Control): Eine 48-Bit-Kennung, die jede Netzwerkkarte oder Netzwerkschnittstelle eindeutig identifiziert. MAC-Adressen sind weltweit einzigartig.
• Geschwindigkeit: Netzwerkkarten können mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten arbeiten, abhängig von der Technologie und den unterstützten Standards. Gängige Standards sind:
  • Ethernet: 10 Mbit/s
  • Fast Ethernet: 100 Mbit/s
  • Gigabit Ethernet: 1000 Mbit/s (1 Gbit/s)
  • Multi-Gigabit Ethernet: 2.5 Gbit/s, 5 Gbit/s, 10 Gbit/s und schneller
• Wake on LAN (WoL): Ein Ethernet-Standard, der es ermöglicht, einen ausgeschalteten Computer über das Netzwerk durch Senden eines speziellen Datenpakets („Magic Packet“) einzuschalten.

WLAN-Karten (Wi-Fi)

Wi-Fi (Wireless Fidelity) ist ein System zur drahtlosen Datenübertragung in Computernetzwerken mithilfe von Funkwellen anstelle von Kabeln. Obwohl es üblich ist, WLAN-Netzwerkkarten als PCI- oder PCIe-Erweiterungskarten zu finden, gewinnen drahtlose Netzwerkadapter in Form von USB-Sticks aufgrund ihrer einfachen Installation und Portabilität zunehmend an Bedeutung.

Multimedia-Karten

Heutzutage sind die für Multimedia-Funktionen (wie Sound und manchmal einfache Grafik) erforderlichen Komponenten oft bereits auf dem Mainboard integriert. Es ist jedoch immer möglich, diese Funktionen durch den Einbau entsprechender Erweiterungskarten hinzuzufügen oder zu verbessern. Die bekanntesten Multimedia-Erweiterungskarten sind Soundkarten, Video-Capture-Karten und TV-Tuner-Karten.

Soundkarte

Ein Gerät, das die Wiedergabe und Digitalisierung von Ton ermöglicht, normalerweise gesteuert durch spezielle Software (Treiber und Anwendungen).

Komponenten einer Soundkarte (Beispiele)

• Mixer: Mischt verschiedene Tonquellen (z. B. Mikrofoneingang, Line-In, Wiedergabe).
• ADC (Analog-to-Digital Converter): Wandelt analoge Audiosignale (z. B. vom Mikrofon) in digitale Daten um (Aufnahme).
• DAC (Digital-to-Analog Converter): Wandelt digitale Audiodaten vom Computer in analoge Signale um, die an Lautsprecher oder Kopfhörer gesendet werden (Wiedergabe).
• DSP (Digital Signal Processor): Ein spezialisierter Prozessor für Audioberechnungen (Effekte, Klangverbesserung etc.).
• Puffer (Buffer): Ein kleiner Speicher, der Audiodaten temporär zwischenspeichert, um Aussetzer zu vermeiden.
• Schnittstelle zum Mainboard: Überträgt Daten zwischen der Soundkarte und dem Computer (z. B. über PCIe).

Video-Capture-Karte

Erweiterungskarten, die dazu dienen, analoge oder digitale Videosignale von externen Quellen (z. B. Kameras, Videorekorder) zu erfassen, zu kodieren und in digitale Formate umzuwandeln, die auf dem Computer gespeichert oder bearbeitet werden können.

TV-Tuner-Karte

Dieses Gerät ermöglicht den Empfang von Fernsehsignalen (terrestrisch, Kabel, Satellit) und deren Anzeige auf dem Computerbildschirm. Typische Anschlüsse sind Koaxial (Antenneneingang), manchmal auch S-Video, Cinch (RCA) und Audio-Anschlüsse.

Demontage eines PCs (Beispielschritte)

Wichtiger Hinweis: Beachten Sie stets Sicherheitsvorkehrungen und Warnhinweise, bevor Sie Arbeiten am Computer durchführen. Trennen Sie das Gerät immer vom Stromnetz.

Die folgenden Schritte beschreiben eine beispielhafte Reihenfolge für den Ausbau von Komponenten:

1. Gehäuse öffnen (Schrauben lösen).
2. Stromanschlüsse von Komponenten trennen.
3. Datenkabel trennen (z. B. SATA, früher IDE).
4. USB- und FireWire-Anschlüsse (intern) trennen.
5. Erweiterungskarten entfernen (z. B. Grafikkarte, Soundkarte).
6. Laufwerke ausbauen (z. B. CD/DVD-ROM, Festplatte/SSD).
7. Frontpanel-Anschlüsse vom Mainboard trennen.
8. Netzteil ausbauen (Schrauben lösen).
9. Arbeitsspeicher (RAM) entfernen.
10. Mainboard ausbauen (Schrauben lösen).