Die Grafikkarte bestimmt die Bildqualität des Computers. Grafikkarten sind als Steckkarten-Erweiterung oder integriert erhältlich.

Eine Grafikkarte ist...

Die Bildqualität und -geschwindigkeit jedes Computers und jeder Spielkonsole wird von der Grafikkarte und dem darauf befindlichen Grafikchip bestimmt. Der Grafikchip oder -Prozessor (GPU) berechnet bei der Ausführung eines Programms die Daten, aus denen die Grafikkarte die Bilder auf dem Monitor erzeugt.

Viele Rechner verfügen beim Kauf schon über eine so genannte "onboard"-Grafikkarte, die auf der Hauptplatine (Mainbord) enthalten ist. Wer aber Wert auf eine leistungsstarke Grafik-Einheit legt, wird in der Regel zu einer externen Grafikkarte greifen, die über die Bussysteme ISA, VLB, PCI, AGP oder über PCI-Express an das Mainboard gesteckt wird.

Vorsicht: Moderne Hochleistungs-Grafikkarten für Computerspiele belegen mittlwerweile auch zwei Steckplätze und haben extremen Strombedarf, der besondere Netzteile erfordert.

Das Herzstück der Grafikkarte ist der Grafikprozessor (GPU)

Ein wichtiger Bestandteil der Grafikkarte ist der Grafikchip oder Grafikprozessor, kurz GPU (Abkürzung für engl.: "Graphics Processing Unit" – „Grafik Umsetzungs Einheit“). Auf einer Grafikkarte können durchaus mehre GPUs, also ganze Grafikchipsätze untergebracht werden. Der GPU übernimmt mithilfe von Software-Bibliotheken wie DirectX oder OpenGL die Berechnung aufwändiger 2D- und 3D-Computergrafiken und entlastet so den Hauptprozessor (CPU).

Der Grafikspeicher

Dem GPU selbst steht ein Grafikspeicher (Graphic Card Memory) zur Verfügung, auf dem verarbeitete Daten abgelegt werden und der gleichzeitig als Bildspeicher ("Framebuffer") dient. Bei integrierten Onboard-Lösungen wird hingegen der Hauptspeicher des Systems als Grafikspeicher mitbenutzt (Shared Memory), was natürlich die Gesamtgeschwindigkeit des Rechners reduziert.

Der Grafikspeicher fällt bei modernen Grafikkarten sehr viel größer aus, als es für die reine Bildberechnung nötig wäre. Das liegt daran, dass zum Beispiel bei modernen Computerspielen zusätzlich zum Framebuffer die Daten der Objekte, wie etwa Größe, Form, Position und Texturen gespeichert werden müssen. Durchschnittliche Grafikspeicher verfügen mindestens über 256 Megabyte (MB), Spielegrafikkarten liegen durchaus schon mal bei einem Gigabyte (GB). Aufgrund der hohen Leistung von Grafikprozessor und -speicher müssen beide ähnlich intensiv gekühlt werden wie die Hauptprozessoren von Computern.

Die Ausgänge von Grafikkarten

Je nach Modell verfügen Grafikkarten über eine unterschiedlich große Auswahl an Anschluss-Möglichkeiten. Gängig sind VGA und DVI sowie deren Mini-Varianten, aber auch HDMI-Anschlüsse und TV- sowie Video-Ein- und Ausgänge sind möglich.

Modellvarianten und Anwendungsbereiche von Grafikkarten

Onboard / IGP

Die bereits auf dem Mainbord integrierten Onboard-Grafikkarten, auch als Integrated Graphics Processor (engl. für "integrierter Grafikprozessor"), kurz IGP, bekannt, sind für die eher anspruchslose Grafik-Anwendung ausgelegt. Zudem findet man IGPs auch oft in Notebooks, da sie gleichermaßen platz- wie energiesparend sind. Oft wird bei IGPs der Hauptspeicher des Systems als Grafikspeicher mitbenutzt (Shared Memory), was die Rechnergeschwindigkeit deutlich verlangsamen kann.

Hochleistungs-Grafikkarten für Spieler

Da die (3D-)Grafiken moderner Computerspiele immer aufwändiger, schneller und detaillierter werden, hat sich für diesen Bereich eine Art eigene Königsklasse entwickelt. Hier konkurrieren hauptsächlich die Hersteller AMD (ATI-Radeon-Serie) und NVIDIA (GeForce-Reihe) miteinander, deren Chips sich auf einer Vielzahl von Grafikkarten der diversen Hersteller finden.

Eine wichtige Rolle spielt nicht nur bei Hochleistungs-Grafikkarten die verwendete Software-Bibliothek, die von der jeweiligen Grafikkarte unterstützt werden muss. Hier kommt fast immer die von Microsoft entwickelte DirectX-Systemkomponente zum Einsatz, mittlerweile in der Version 11 (Stand 2009). Grafikkarten, die dafür die volle Hardwareunterstützung bieten, sind in der Lage, alle technisch realisierbaren 3D-Rendering-Funktionen in Echtzeit zu berechnen.

Eine der leistungsstärksten und schnellsten Grafikkarten, die DirectX 11 unterstützt, ist die ATI Radeon HD 5970 mit zwei GPUs und und einer Datenverarbeitungsgeschwindigkeit von 2,4 Billionen Gleitkommaoperationen pro Sekunde (Terraflops) sowie einer maximalen Auflösung von 7680×1600 Pixeln (bei drei Monitoren). Sie benötigt allerdings auch ein Netzteil im Rechner mit extremen mindestens 650 Watt Leistung. Darüber verfügen nicht einmal die meisten Quad-Core Rechner.

Die Nvidia GeForce GTX 295 verwendet ebenfalls zwei GPUs auf jeweils einer Platine und erreicht eine theoretische Rechenleistung von rund 1,79 Billionen Gleitkommaoperationen pro Sekunde. Darüber lassen sich Displays mit einer Auflösung von jeweils bis zu 2560×1600 Bildpunkten ansteuern und dank des zusätzlichen HDMI-Anschlusses sogar HD-Fernsehgeräte anbinden. Allerdings ist auch diese Karte bei einer maximalen Leistungsaufnahme von 289 Watt auf einen sechs- und einen achtpoligen Stromanschluss zum Netzteil angewiesen.

Business-Varianten für Anwender

Bei diesen Grafikkarten ist meistens ein scharfes und kontrastreiches Bild gefordert zum Teil auch in 3D – etwa für CAD-Anwendungen im Architektur- oder Konstruktionsbereich. Sie bieten spezielle Funktionen und sind oft modifizierte Spielegrafikkarten.

Der Anwendungszweck ist entscheidend

Beim Kauf einer externen Grafikkarte sollte jeder Computerbenutzer bedenken, für welchen Bereich er die Erweiterung benötigt. Wer hauptsächlich im Internet surft, E-Mails abruft und hin und wieder einen Text schreibt, kann getrost auf Onboard-Lösungen setzen und auf externe Erweiterungen verzichten.

Leidenschaftliche Computerspieler hingegen sollten bedenken, dass es mit dem Kauf einer (oft teuren) Hochleistungs-Grafikkarte nicht getan ist: Neben der jeweiligen Steckkarte selbst, stellen auch die Spiele weitere extreme Anforderungen an die anderen Systemkomponenten des Rechners, etwa an den Hauptprozessor, den Arbeitsspeicher, die Festplattenkapazität und sogar an das Netzteil.