Die Grafikkarte kann mit dem Sehzentrum des menschlichen Gehirns verglichen werden – sie nimmt die vom Prozessor weitergeleiteten Daten auf und verarbeitet diese zur grafischen Ausgabe an das Anzeigegerät. Die Grafikkarten von früher konnten lediglich Textinformationen darstellen. In den 80ern kamen immer mehr Grafikkarten auf den Markt, die in der Lage waren, farbige Bilder auszugeben. Durch den Fortschritt der Technik konnte Microsoft mit Windows 95 ein Betriebssystem schaffen, das sich insbesondere aufgrund der grafischen Oberfläche intuitiv und komfortabel bedienen ließ. Somit war der Weg für multimediale Inhalte und Spiele geebnet, die zuvor aufgrund geringer Pixeldichte und der fehlenden Rechenkraft nicht realisiert werden konnten. Ein weiterer Meilenstein stellten die ersten 3D-Grafiken dar, die sich daraufhin auch zunehmend in Computerspielen etablierten. Infolge der zunehmenden Leistungsfähigkeit entwickelte sich der Markt um die Grafikkarten rasant. Heutzutage sind hochauflösende, komplexe 3D-Grafiken, Virtual Reality oder fotorealistische Grafiken in Spielen Normalität.
Bei der Vielzahl an erhältlichen Grafikkarten kann man schnell den Überblick verlieren, denn sie variieren sehr stark in ihren Eigenschaften und dem daraus resultierenden Einsatzzweck stark. Dabei kommt es nicht alleine darauf an, wie leistungsstark eine Grafikkarte ist, auch Anschlussmöglichkeiten, Energieverbrauch oder beispielsweise Lautstärke spielen eine Rolle. Um die richtige Grafikkarte zu finden, sollten Sie Ihr individuelles Einsatzgebiet definieren, denn nicht jede Grafikkarte eignet sich für jeden Nutzer gleich gut. Ein Gaming-PC stellt ganz andere Anforderungen an die Grafikkarte, als ein Rechner, der lediglich für einfache Textverarbeitung genutzt wird.Ein grundlegender Unterschied besteht zwischen einem integrierten Grafikmodul und einer dedizierten Grafikkarte.
Gegenwärtig besitzt jeder erhältliche Computer eine Grafikkarte, bei vielen Büro- oder Heim-PCs ist jedoch häufiger „nur“ ein auf der Hauptplatine verbauter Grafikprozessor (IGP, „Shared Memory oder „On-Board-Grafik“). Dieser integrierte Grafikprozessor wird zumeist in günstigeren Rechnern sowie in Notebooks eingebaut, die keine Ressourcen zehrenden Grafiken generieren müssen. So finden die integrierten Chips vorrangig für einfache Office-Anwendungen und multimediale Inhalte ihre Verwendung. Falls Sie Ihren Computer also nur für einfache Büroarbeiten oder zum Internet surfen nutzen, reicht eine IGP völlig aus. Man darf von den günstigen Onboard-Grafikkarten jedoch keine Wunder erwarten. Die Leistungsfähigkeit der IGPs schwankt stark. Die integrierten Grafikeinheiten aktueller High-End-Prozessoren von Intel können aber durchaus das Niveau von Einsteiger-Grafikkarten erreichen. So lassen sich mit diesen Chip etwas ältere Games gut zocken, 4K-Videos flüssig abspielen und auch Bildbearbeitung stellt sie in der Regel vor keine allzu großen Probleme. Aktuelle High-End-Games, komplex Simulationen oder VR-Anwendungen fordern aber dann doch etwas mehr Power. Reicht Ihnen die verbaute Grafikeinheit für Ihre Zwecke nicht aus, sollten Sie sich nach einer leistungsfähigen, autonomen Grafikkarte umschauen.
Diese Grafikkarten sind eigenständige Komponenten, die über einen AGP-, PCI- oder PCI-Express-Anschluss mit dem Motherboard des PCs verbunden werden. Im Gegensatz zu IGP lässt sich eine herkömmliche Grafikkarte ohne Probleme ein- und ausbauen Die wichtigsten Bestandteile einer Grafikkarte sind GPU, Video-RAM, RAMDAC und die verschiedenen Anschlüsse.
Die GPU ist der eigenständige Prozessor einer Grafikkarte, der rechenintensive Operationen übernimmt und den Hauptprozessor des Computers damit stark entlastet. Insbesondere bei 3D-Grafiken. Er ist, neben dem Grafikspeicher, die ausschlaggebende Komponente und kann als das Herzstück einer Grafikkarte angesehen werden. Die GPU ist für Berechnung und Darstellung von animierten 3D-Grafiken verantwortlich.
Der Video-RAM einer Grafikkarte dient der GPU als Zwischenspeicher / Arbeitsspeicher und entlastet den Grafikprozessor. Man sollte sich allerding nicht nur auf die Größe des VRAMs fixieren, sondern auch Kriterien wie Bandbreite, Taktung und den Speichertyp berücksichtigen. Die Größe des Speichers limitiert letztendlich die maximale Farbtiefe und Bildauflösung.
Die Ausgänge einer Grafikkarte sind von besonderer Bedeutung, da sie darüber entscheiden, welche und wie viele Geräte angeschlossen werden können. Eine moderne Grafikkarte sollte alle aktuellen Standards unterstützen und auch die Möglichkeit bieten, mehrere Monitore anschließen zu können. VGA-Anschlüsse gelten heutzutage als veraltet und spielen aufgrund der schlechten Bildqualität daher keine große Rolle mehr. Auch der DVI-Anschluss verliert langsam an Bedeutung, wird allerdings vor allem in Büroumgebungen noch sehr häufig verwendet und hat daher seine Daseinsberechtigung. Dieser Anschluss unterstützt eine Full HD Auflösung von 1920 x 1080 Pixeln oder auch WUXGA mit 1920 x 1200 Pixel und bietet damit ein ausreichend scharfes Bild für die allermeisten Anwendungen. Einige ältere Monitore unterstützen noch nicht die neuen Schnittstellen, daher ist ein DVI-Anschluss vonnöten, um die Verbindung zu diesen Geräten herzustellen. HDMI und DIsplayPort sind aktuelle Standards, die Bild sowie Ton übertragen können. Sie sind in der Lage, sehr hohe Auflösungen (4K) zu realisieren und überzeugen mit einer hohen Bildqualität. Bei der Wiedergabe von schnellen Bewegungsabläufen ist DisplayPort im Vorteil.
Performante Grafikkarte erhitzen sich sehr schnell und müssen daher gut gekühlt werden. Professionelle Kühlsysteme sorgen dafür, dass die GPU nicht überhitzt. Die meisten Grafikkarten kühlen aktiv, das heißt, dass Sie Radiator und einem Lüfter der Wärmeentwicklung entgegenwirken. Dieses Kühlsystem ist effektiv, kann bei hoher Auslastung der Grafikkarte jedoch störende Geräusche verursachen.
Gerade in stillen Räumen wie in Bürogebäuden kann eine laute Grafikkarte stören. Hier sind interne Grafiklösungen oder Grafikkarte mit automatischer Drehzahlanpassung von Vorteil. Die On-Board-Grafikchips werden passiv gekühlt und arbeiten vollständig lautlos. Die Abwärme wird durch Kühlkörper von der GPU abgelenkt und über einen Heatspreader an die Umgebung innerhalb des Gehäuses abgegeben. Intelligente Lüftersysteme passen die Drehzahl der Auslastung der Grafikkarte an und bleiben bei geringer Beanspruchung still. Bei vielen Gamern sind auch Wasserkühlungen sehr beliebt. Ein geschlossener Wasserkreislauf, der an der Hitzequelle vorbei gelenkt wird, transportiert die Wärme effektiv ab. Diese Art der Kühlung ist sehr effektiv und bietet sich bei übertakteten Systemen an. Hochwertige Wasserkühlungen arbeiten zudem lautlos.
Je stärker die Grafikkarte, umso höher ist gewöhnlich auch der Stromverbrauch (in Watt). Durch ausgeklügelte Kühlsysteme und gutes Energiemanagement können moderne Grafikkarten Ihre Effizienz und den Energiebedarf jedoch um einiges senken. Integrierte Grafikprozessoren sind allgemein sparsamer und bedürfen keiner aufwendigen Kühltechnik. Insbesondere bei Notebooks ist eine sparsame Grafikkarte empfehlenswert, um den Akku nicht so stark zu beanspruchen.
Sie sollten bedenken, dass eine gute Grafikkarte alleine nicht zwangsläufig eine gute Leistung erbringen kann. Um eine gute Grafikperformance zu erreichen, ist das Zusammenspiel zwischen Grafikkarte und der restlichen Hardware ist immens wichtig. Daher möge man vor dem Kauf einer teuren Grafikkarte erst einmal einen Blick auf die restliche Hardware-Konfiguration des PCs werfen. Falls diese überholt ist, kann auch die Power einer High-End-Grafikkarte nicht zur Geltung kommen. Daher gilt es besonders auf die Komponenten Prozessor und Arbeitsspeicher zu achten. Auch die Festplatte kann eine Rolle spielen, neuere SSD Modelle sind vorteilhaft, da sie Daten schneller laden können. Haben Sie diese Komponenten gecheckt und gegebenenfalls aufgerüstet, können Sie sich nun überlegen, welche Grafikkarte für Sie in Frage kommt.
Vor dem Kauf einer bestimmten Grafikkarte gilt es zu überprüfen, ob diese überhaupt mit dem eigenen System kompatibel ist. Wichtig ist zu wissen, wie groß die ausgesuchte Grafikkarte ist und ob diese überhaupt in das PC-Gehäuse passt. Weiterhin ist die Art der Stromversorgung von Bedeutung. Entscheidend ist hier der PCIe-Stromanschluss zum Mainboard. Es kommen 6- oder 8-Pin PCIe-Stromanschlüsse in Frage. Wichtig ist auch, den Stromverbrauch dieser Anschlüsse zu kennen. Sehr leistungsfähige Grafikkarten bedürfen auch einer adäquaten Stromversorgung, die nicht jedes System leisten kann. Ältere Computer verfügen häufig ausschließlich über AGP-Anschlüsse, den aktuelle Grafikkarten nicht mehr unterstützen.
Auf der Suche nach der passenden Grafikkarte, ist es wichtig, den individuellen Einsatzbereich zu definieren. Insbesondere Gamer und professionelle Anwender sollten Ihre künftige Grafikkarte genauer unter die Lupe nehmen.
Für einfache Anwendungen wie Textverarbeitung oder Internet surfen reicht die Leistung von On-Board-Grafikkarten völlig aus. Hat man allerdings bestimmte Anforderungen an die Auflösungen oder die Anschlussmöglichkeiten, ist eine genauere Betrachtung der Hardware der Grafikkarte ratsam. Gerade, wenn mit großen Monitoren gearbeitet wird, sollte das Bild eine angemessene Schärfe aufweisen können. Nicht alle integrierten Grafikchips können 4K-Auflösungen generieren. Möchten Sie mehrere Monitore gleichzeitig anschließen, so sind die Anzahl und die Art der Anschlüsse wichtig. Ein weiteres Kriterium für eine Grafikkarte, die im Arbeitsumfeld genutzt wird, ist deren Lautstärke. Die Geräuschentwicklung bestimmter Grafikkarten kann im Arbeitsalltag störend sein, daher ist es empfehlenswert, beim Kauf einer neuen Grafikkarte auf deren Lautstärke zu achten (in Dezibel). In größeren Büros werden sehr viele Computer betrieben, was sich schnell auf die Stromkosten auswirkt. Daher ist es wichtig, auf den Stromverbrauch der Grafikkarte zu achten. Einsteiger-Grafikkarten - ob On-Board oder dezidiert - eignen sich generell für Nutzer, die keine allzu grafisch anspruchsvollen Anwendungen ausführen. Zum Spielen sind sie nicht geeignet, zur multimedialen Unterhaltung bedingt.
Eine Multimedia-Grafikkarte muss stark genug sein, um die aktuellsten Filmformate optimal wiedergeben zu können. Mit Videos in 4K sollte sie keinerlei Probleme haben. Damit diese in bestmöglicher Qualität abgespielt werden können, ist neben der 4K-Fähigkeit auch die passende Schnittstelle ausschlaggebend. Für den Anschluss an einen Monitor wird ein DisplayPort 1.2 Port benötigt. Dieser kann das Bild in hoher 4K-Auflösung konstant flüssig bei 60 Hertz an den Monitor übertragen. Ihren Fernseher schließen Sie via HDMI an, achten Sie darauf, dass dieser mindestens dem Standard 2.0 entspricht, damit das Bild verzögerungsfrei übertragen werden kann. Je nachdem, welch weiteren Geräte angangeschlosse werden möchten
Moderne Games stellen besonders hohe Ansprüche an eine Grafikkarte. Das Angebotsspektrum für Gaming-Grafikkarten ist breit gefächert. Sie sind bereits unter 100 Euro erhältlich, können allerdings auch über 1.000 Euro kosten. Je komplexer die Grafikdarstellung eines Spiels wird, desto mehr Leistung wird der Grafikkarte abverlangt. Spielen Sie vorrangig ältere Titel, benötigen Sie nicht zwangsläufig eine High-End-Grafikkarte. Hier reichen häufig auch schon günstige Einsteiger-Grafikkarten aus. Falls Ihre Ansprüche etwas höher sind, Sie dennoch keine Unsummen in den Spielspaß investieren möchten, bieten sich Mittelklasse-Grafikkarten an. Sie zeichnen sich zumeist durch ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis und sind wesentlich performanter als die Low-Budget-Lösungen. Mit diesen Modellen können Sie durchaus auch aktuelle Spiele gut zocken, wenngleich nicht immer in höchster Auflösung und Detailgrad. Falls man sowieso nur mit einem Full HD-Monitor zockt und auf 4K verzichten kann, sind diese Grafikkarten sicherlich keine schlechte Wahl. Wer jedoch alle aktuellen Titel hochauflösend mit vollen Details spielen möchte, kommt wahrscheinlich nicht an einer High-End-Grafikkarte umher.
Virtual Reality, der Trend schlechthin, gewinnt langsam ein breites Spektrum an Interessenten. Doch die virtuelle Realität ist hardwarehungrig. Mit einem überholten Rechner wird der Genuss schnell getrübt werden. Um komplexe VR-Anwendungen auszuführen, sind zumeist aktuelle Oberklasse-Grafikkarten eine Voraussetzung. Hier kann man sich an den Top-Modellen der Gaming-Grafikkarten orientieren.
Rechenintensive Anwendungen wie das Rendern oder die Simulationen mit OpenCL, Computing-Aufgaben, der Einsatz in Workstations oder die Programmierung von VR-Inhalten und Ki bringen die meisten Grafikkarten an ihre Grenzen. Hohe Anforderungen werden auch im Bereich von CAD- und CIS-Anwendungen gestellt. Für diese Zwecke wurden spezielle Grafiklösungen entwickelt, die gegenüber herkömmlichen Modellen zusätzliche Funktionsmechanismen aufweisen und technisch optimal auf den jeweilige Anwendungsgebiet abgestimmt sind. Auch für die Simulation von grafisch anspruchsvollsten, wissenschaftlichen Modelle und der Analyse großer Datenmengen kommen nur professionelle Grafikkarten zum Einsatz.
Die überwiegende Mehrzahl alle Grafikkarten stammen von AMD oder Nvidia. Weiterhin ist Intel auf integrierte Grafik Module spezialisiert und bietet diese in vielen verschiedenen Varianten unter dem Namen “HD Graphics” an. Die Leistungsfähigkeit dieser integrierten Grafikmodule geht meist mit der des jeweiligen Prozessors einher.
Mit den Geforce Modellen bietet Nvidia ein vielfältiges Angebot an Gaming- und Desktop-Grafikkarten an. Darüber hinaus sind die GeForce-Karten auch in Notebooks anzutreffen. (GeForce Go bzw. GeForce M). Die Nvidia Tegra 1-Chip-Systeme werden in mobilen Geräten wie Smartphones oder Tablets eingesetzt. NVIDIA-Grafikkarten für den professionellen Einsatz werden unter dem Namen Quadro und Tesla vertrieben. AMD verkauft mit der Radeon Reihe (früher ATI Radeon) viele unterschiedliche Grafikkarten für Standard-PCs, Gaming-Computer und Laptops. Insbesondere im unteren und mittleren Preissegment ist die Auswahl groß. Die AMD FirePro Grafikkarten sind speziell für professionelle Zwecke entwickelt.
Seien Sie sich darüber im Klaren, wie Sie Ihre künftige Grafikkarte verwenden möchten. Für alltägliche Office- und Multimedia-Anwendungen reichen integrierte Grafikprozessoren in aller Regel aus. Wenn es um komplexe 3D-Anwendungen und moderne Computerspiele geht, sollte aber gewiss nicht gespart werden. Diesen hohen Anforderungen halten nur die leistungsfähigsten Grafikkarten stand. Achten sie auf jeden Fall darauf, dass Ihr Computersystem mit der neuen Grafikkarte kompatibel und auch die restliche Hardware gut auf Ihren Einsatzzweck abgestimmt ist.