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    Ratgeber

    Grafikkarten

    Die Grafikkarte eines PCs sorgt dafür, dass auf dem Bildschirm ein Bild angezeigt wird. Zu diesem Zweck berechnet sie sämtliche grafischen Elemente. Grafikkarten gibt es in unterschiedlichen Leistungs- und Preisklassen und nicht nur als interne, sondern auch als externe Komponenten. Worauf beim Kauf zu achten ist, erklären wir in unserem Ratgeber.



    Was ist eine Grafikkarte?

    Bei einer Grafikkarte handelt es sich um eine Hardware-Komponente, die grundlegend eine ähnliche Funktion wie die CPU (Central Processing Unit) des Computers erfüllt. Ihre Architektur ist allerdings speziell für die Darstellung von Grafik entwickelt. Herzstück ist die GPU (Graphic Processing Unit). Eine GPU besteht aus vielen Recheneinheiten (Cores beziehungsweise Sub-Cores), die darauf ausgelegt sind, relativ einfache Aufgaben zu lösen, zum Beispiel geometrische Formen anzuzeigen. Spielt man ein PC-Spiel oder arbeitet mit einem 3D-Grafikprogramm, muss der Computer eine besonders große Anzahl an einfachen Aufgaben lösen. Der Aufbau einer GPU ist dafür ideal, da viele Cores eben viele solcher Aufgaben erledigen können.

    Eine CPU – die zentrale Verarbeitungseinheit des Rechners – ist eher für "wichtigere" Tätigkeiten wie Systemanwendungen vorgesehen. Sie besteht aus weniger Cores, die dafür komplexere, lineare Aufgaben übernehmen. Müssten die wenigen vorhandenen Cores noch hochauflösende grafische Anwendungen verarbeiten, geriete der Arbeitsfluss ins Stocken, weil die zwar einfachen, aber sehr zahlreichen Aufgaben andere Rechenprozesse aufhalten würden. Resultat: eine ruckelige Darstellung der Anwendung und eine allgemeine Verlangsamung des Rechners. Die GPU nimmt der CPU des Rechners die Aufgaben ab, was dazu führt, dass der PC oder Laptop generell schneller und flüssiger läuft und grafische Inhalte (beispielsweise eines Computerspiels, Videos oder Bildbearbeitungsprogramms) korrekt und verzögerungsfrei angezeigt werden.



    Wer braucht eine Grafikkarte?

    Eine dedizierte Grafikkarte ist nicht in jedem Fall nötig, um mit einem Computer zu arbeiten. Wer nur simple Büroanwendungen ausführt und E-Mails verschickt, kommt auch ohne solche Hardware aus. Viele PCs sind mit einer integrierten Grafikeinheit auf dem Motherboard ausgestattet. Genauso gibt es CPUs mit integrierter GPU. Beides ist platzsparender und daher auch eine gute Lösung für besonders kleine PCs, in deren Gehäuse keine Grafikkarte hineinpasst. Außerdem lässt sich so einiges an Geld sparen, denn Grafikkarten – zumindest leistungsstarke Modelle – sind die teuerste PC-Hardware, die es gibt. Es kann durchaus passieren, dass die Hälfte des Kaufpreises für einen neuen PC allein auf die Grafikkarte entfällt. 

    Soll ein PC dem 3D-Rendering dienen oder grafisch aufwendige Spiele flüssig darstellen, ist eine dedizierte Grafikkarte allerdings unabdingbar. Wer mit CAD-Programmen oder in der Spieleentwicklung arbeitet, braucht eine starke GPU und viel Grafikspeicher. Eine potente CPU und ein großer Arbeitsspeicher sind zwar auch wichtig, doch wenn es um die Darstellung von Grafik geht, hängt die Performance zum Großteil von der Grafikkarte ab.



    AMD- vs. NVIDIA-Grafikkarten

    AMD und NVIDIA dominieren den Grafikkartenmarkt. Das soll nicht heißen, dass es keine anderen Hersteller gibt. Mittlerweile stellt auch Intel Grafikkarten her. Doch die meisten PC-Nutzer und -Nutzerinnen dürften sich die Frage stellen, ob sie sich beim Kauf einer neuen Grafikkarte für ein Modell mit NVIDIA- oder AMD-GPU entscheiden sollen. Welcher Anbieter die besseren Produkte im Portfolio hat, ist in gewisser Hinsicht eine Glaubensfrage und spaltet ähnlich wie die Frage nach dem besten Betriebssystem die Gemüter. Allgemein lässt sich sagen, dass die GeForce-Karten von NVIDIA im High-End-Segment besser abschneiden, was die Leistungsfähigkeit angeht, während im breiten mittleren und im niedrigen Segment beide Anbieter ziemlich gleichauf liegen, wobei die Radeon-Serie von AMD mitunter das bessere Preis-Leistungs-Verhältnis bietet.

    AMD bietet im Consumer-Bereich selbst keine Grafikkarten zum Verkauf an. Wenn also von AMD-Grafikkarten der Radeon-Reihe die Rede ist, handelt es sich dabei immer um Modelle von Drittherstellern. Nur die Vertreter der Radeon-Pro-Reihe, die rein für professionelle Zwecke konzipiert sind und somit als Workstation-Grafikkarten betrachtet werden können, werden von AMD selbst produziert. Bei der Konkurrenz sieht das etwas anders aus. NVIDIA-Grafikkarten gibt für jedes Segment von NVIDIA selbst. Die meisten PC-Nutzerinnen und -Nutzer dürften trotzdem Modelle von Drittherstellern mit individuellen Kühllösungen und Designs kaufen, die teilweise von Haus aus leicht übertaktet sind und somit noch etwas mehr Leistung bieten.



    Arten von Grafikkarten

    Grafikkarten sind üblicherweise für den Einbau in den PC vorgesehen. Dazu werden sie in einen PCI-Express-Slot auf dem Mainboard gesteckt und per Stromkabel mit dem Netzteil verbunden. Normalerweise baut man Grafikkarten horizontal ein, es ist aber auch eine vertikale Installation möglich. Dafür ist Grafikkartenzubehör in Form einer speziellen Halterung und eines sogenannten Riser-Kabels nötig, das als Verlängerungskabel für den PCI-Express-Slot dient.

    Neben internen gibt es auch externe Grafikkarten. Diese Varianten eignen sich, wenn Sie beispielsweise einem Laptop oder einen Desktop-Rechner mit Grafikleistung aufrüsten möchten, ohne an die interne Hardware gehen zu müssen. Externe Grafikkarten werden zwischen Monitor und Computer geschaltet und meist via USB am Rechner und mittels Videokabel (HDMI, DisplayPort oder DVI) am Bildschirm angeschlossen.

    Des Weiteren sind Grafikkarten für normale PC-Anwendungen und Workstation-Grafikkarten für professionelle Zwecke zu unterscheiden. Letztere sind für den beruflichen Gebrauch von CAD-Programmen ausgelegt und dementsprechend sehr leistungsfähig. Das bedeutet jedoch nicht, dass sie auch ideal fürs Gaming eignen. Zwar sind sie durchaus in der Lage, PC-Spiele mit guter Grafik flüssig darzustellen, doch werden richtige Gaming-Grafikkarten hier immer die Nase vorn haben. Die NVIDIA-RTX-A- und AMD-Radeon-Pro-Modelle haben eben andere Stärken.



    Kaufkriterien für Grafikkarten – worauf kommt es an?

    Ob Sie einen neuen PC zusammenstellen oder ein vorhandenes System mit einer starken Grafikkarte aufwerten möchten – wichtig zu wissen ist, was mit dem Computer gemacht werden soll. Geht es um die Arbeit mit CAD-Programmen, soll es ein Gaming-PC sein oder muss das System lediglich einfache Office-Aufgaben bewältigen können? Davon hängt ab, ob Sie eine Workstation- oder eine gewöhnliche Grafikkarte benötigen und in welcher Leistungsklasse Sie sich umschauen sollten. Bei spezifischen Anwendungen sind die Systemanforderungen in den Blick zu nehmen. Die Grafikkarte muss dann passend zu diesen ausgewählt werden. Generell empfiehlt sich, eine Grafikkarte der aktuellen Generation zu wählen. So können Sie davon ausgehen, dass Sie eine Weile damit auskommen und neue Technologien unterstützt werden.

    Nachfolgend geben wir Ihnen eine Übersicht über die wichtigsten Kriterien und Spezifikationen, die Sie bei der Auswahl berücksichtigen sollten:

    GPU

    Der Grafikchip ist das Herzstück einer jeden Grafikkarte. Er verarbeitet Daten, die er von der CPU erhält, und erzeugt letztlich die Bilder, die auf dem Monitor angezeigt werden. Die GPU umfasst mehrere Rechenkerne unterschiedlicher Art (zum Beispiel eigene Kerne für Raytracing). Deren Anzahl sowie die Höhe des Basis- und Boost-Takts des Prozessors bestimmen, wie viel Leistung eine Grafikkarte hat. 

    RAM-Typ

    Die Art des Grafikspeichers hat maßgeblichen Einfluss auf die Performance einer Grafikkarte. Heute üblich sind Modelle mit GDDR-Speicher. GDDR ist die Abkürzung für Graphics Double Data Rate. Dahinter steht immer eine Zahl (GDDR4, GDDR5 und GDDR6). Je höher die Zahl ist, desto moderner und schneller ist der Speicher.

    Kapazität des Arbeitsspeichers

    Je mehr Video-RAM eine Grafikkarte hat, desto besser, weil dadurch viel mehr Daten gespeichert werden können. Der VRAM funktioniert wie der Arbeitsspeicher des PCs, nur eben rein auf Grafikdaten bezogen. Alles, was auf dem Bildschirm dargestellt werden soll, muss in dem Zwischenspeicher abgelegt werden. Für anspruchsvollere Aufgaben ist mittlerweile eine Kapazität im zweistelligen Bereich Pflicht.

    Taktrate

    Während die Kapazität festlegt, wie viele Daten der Grafikspeicher fasst, bestimmt die Taktrate, wie schnell er arbeitet. Höhere Taktraten sorgen also für eine bessere Performance.

    Speicheranbindung und Bandbreite

    Sie bestimmen, wie schnell Daten von der GPU an den Grafikspeicher übermittelt werden. Auch hier gilt: Mehr ist immer besser.

    Art der Kühlung

    Je leistungsstärker eine Grafikkarte ist, desto heißer wird sie und desto wichtiger ist eine effektive Kühlung. Schwächere Modelle kommen mit passiver Kühlung ohne Lüfter aus, stärkere brauchen eine aktive Kühlung. Jeder Hersteller setzt dabei auf individuelle Lösungen, die sich in Leistung und Lautstärke unterscheiden. 

    Schnittstellen

    Darüber hinaus sind die Schnittstellen von Bedeutung. Das bezieht sich einerseits auf PCI-Express, kurz PCIe. Dabei handelt es sich um einen Standard zur Verbindung von Hardware mit dem Mainboard. Falls die Hauptplatine eine ältere Generation von PCIe hat als die Grafikkarte, die Sie kaufen möchten, ist das kein großes Problem, Abwärtskompatibilität sei Dank. Kleine Leistungseinbußen sind trotzdem damit verbunden, weil die Geschwindigkeit, mit der Befehle an die Grafikkarte weitergegeben werden, an die ältere PCI-Schnittstelle des Mainboards gebunden ist.

    Anschlüsse der Grafikkarte

    Wie viele DisplayPort- und HDMI-Ausgänge sind vorhanden? Vielleicht benötigen Sie Karte, die einen DVI- oder sogar VGA-Anschluss hat, um einen älteren Monitor anschließen zu können. Bei HDMI und DisplayPort spielt zudem die Iteration eine Rolle. DisplayPort 2.0 ermöglicht höhere Bildraten als DisplayPort 1.4 und genauso ist HDMI 2.0 deutlich besser als HDMI 1.4. Für ein 8K-Bild ist sowieso mindestens DisplayPort-2.0-Hardware notwendig. Mit allem, was leistungstechnisch darunter liegt, ist 4K die maximale Auflösung, die möglich ist.

    Stromverbrauch

    Beachten Sie außerdem den Stromverbrauch. Das Netzteil im Rechner muss für alle PC-Komponenten genügend Energie bereitstellen. Wenn Sie also ein fertiges System haben und die Grafikkarte gegen eine bessere austauschen möchten, prüfen Sie, ob und wie viel mehr Strom die Karte Ihrer Wahl benötigt und ob Ihr Netzteil ausreichend Reserven dafür bietet.




    Unser Praxistipp: Mit Undervolting Stromverbrauch und Lautstärke reduzieren

    Grafikkarten lassen sich übertakten, damit sie mehr Leistung bringen. Es gibt aber auch die Möglichkeit des Undervoltings. Bei diesem Vorgang wird die Spannung reduziert. Ziel ist es, den Energieverbrauch zu senken, ohne die Leistung einzuschränken. Des Weiteren bewirkt eine geringere Spannung eine geringere Hitzeentwicklung, wodurch die Lüfter nicht so stark aufdrehen müssen. Das resultiert wiederum in einer geringeren Lautstärke. Wichtig ist, die Spannung schrittweise herabzusenken und jede Einstellung zu testen – nicht, dass sich die GPU heruntertaktet und Leistungseinbußen entstehen. Fürs Undervolting können Sie kostenlose Software nutzen. Bedenken Sie dabei, dass Sie unter Umständen den Garantieanspruch verlieren. Das ist aber immer vom Hersteller der Grafikkarte abhängig.



    FAQ – häufig gestellte Fragen zu Grafikkarten

    Welche Grafikkarten unterstützen 4K?

    Für die Übermittlung von 4K-Grafik an den Monitor sind mindestens HDMI 2.0 oder DisplayPort 1.2 nötig, wobei die Bildrate dann auf 60 FPS limitiert ist. Am besten ist es, eine Grafikkarte und einen Monitor mit DisplayPort 2.0 oder einer neueren Version zu haben (plus das passende Kabel) und auf HDMI zu verzichten. Mit DVI ist eine 4K-Auflösung nicht machbar und mit VGA schon gar nicht. Bedenken Sie, dass UHD sehr viel Leistung erfordert. Sie brauchen also eine starke High-End-Grafikkarte dafür.
     

    Wie werden Grafikkarten ausgetauscht?

    Wenn Platz für die Grafikkarte vorhanden ist und die Abmessungen passen, kann der Einbau beginnen. Dabei werden zunächst alle Komponenten der alten Grafikkarte gelöst und entfernt. Die neue Grafikkarte wird nun auf den freien PCIe-Slot gesteckt, verschraubt und angeschlossen. Wichtig: Wenn Sie sich am Innenleben des PCs zu schaffen machen, schalten Sie zuvor unbedingt die Stromversorgung ab und stellen Sie einen ESD-Schutz der Komponenten sicher, um zu verhindern, dass die Hardware durch elektrostatische Ladung Schaden nimmt. Die nötigen Treiber werden in der Regel mitgeliefert oder sind online zum Herunterladen erhältlich. Achten Sie darauf, dass die Grafikkarte ausreichend belüftet werden kann und die heiße Abluft nicht direkt auf andere Hardware gerichtet ist.
     

    Wie oft sollte man eine Grafikkarte durch eine neue ersetzen?

    Das hängt davon ab, wozu der Computer dient. Wenn Sie im Gaming-Bereich arbeiten und dafür Sorge tragen möchten, dass die PCs immer auf dem neuesten Stand der Technik sind und sämtliche Spiele in bester Qualität flüssig laufen, können Sie damit rechnen, circa alle drei Jahre neue Grafikkarten kaufen zu müssen. Je niedriger die Ansprüche sind, desto länger ist die Hardware nutzbar. Für einen Office-PC, mit dem lediglich Dokumente bearbeitet werden, braucht man weitaus seltener eine neue Grafikkarte – wenn überhaupt eine dedizierte Hardware für die Grafik eingebaut ist und nicht die GPU des Prozessors oder eine Onboard-Lösung genutzt wird.
     

    Was ist DirectX und spielt es eine Rolle bei der Überlegung, welche Grafikkarte ich kaufen sollte?

    DirectX ist eine Sammlung von APIs (Programmierschnittstellen), die zwischen der Hardware eines Computers und der Software vermitteln und nötig sind, damit sowohl komplexe 2D- und 3D-Grafiken dargestellt als auch zum Beispiel Audioeffekte wiedergegeben werden können. DirectX erleichtert zudem die Entwicklung von vielen optischen Elementen, beispielsweise Shadern. Wegen seiner vielen Funktionen ist es fester Bestandteil von Windows und so gut wie jedes PC-Spiel läuft damit. Da es fürs Gaming essenziell ist, ist jede moderne Grafikkarte DirectX-fähig. Zum Beispiel setzt Raytracing DirectX 12 voraus. Neue Modelle unterstützen die jüngste DirectX-Version und alle Features, die dieser vorbehalten sind, von Hause aus.