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Die Grafikkarte im Wandel der Zeit

Der eine oder andere hat sich bestimmt schon gefragt, wie die Grafikkarte enstanden ist und wie sie funktioniert. Hier findet ihr die Antwort auf eure Frage.

Die Schnittstelle zur visuellen Ausgabe von Daten ist die Grafikkarte. An ihr wird der Bildschirm angeschlossen, der dann die Darstellung der Benutzerschnittstelle zum Betriebssystem oder der Anwendungsprogramm übernimmt. Seit dem die ersten Computer gefertigt wurden, haben sich die Grafikkarten zu einer Komponente entwickelt, die maßgeblich die Systemleistung und Eigenschaften eines Computers bestimmen.

Hier einige Informationen zu den verschiedenen Grafikkarten Typen:

MDA - Monochrome Display Adapter

In den 80er Jahren entstand die erste Grafikkarte,die man aber nicht als solche bezeichnen konnte, denn sie konnte die einzelnen Pixel eines Bildschirms nicht ansteuern. Es war mit einer Auflösung von 720 x 350 Pixel nur möglich Texte auf den Bildschirm zu zaubern und das auf einer Fläche von 9 x 14 Pixel! Somit hatte man eine Textauflösung von 80 Spalten(Zeichen) und 25 Zeilen.Um Tabellenkalkulationen und normale Textprogramme verwenden zu können, war es ausreichend, doch auf dem Monitor konnten nur zwei Farben dargestellt werden und zwar grünmonochrom und bernsteinmonochrom.

CGA - Color Graphics Adapter

Der erste Farbgrafikstandard war CGA,mit dem man vier Farben in der Auflösung 320 x 200 darstellen konnte. Man konnte mit diesem Standard anders wie beim MDA Monochrome Display im Textmodus plötzlichnur noch mit einer Auflösung von 640x200 den Monitor anfahren. Sozusagen war die ein Rückschritt.

EGA - Enhanced Graphics Adapter

Mit der EGA-Grafikkarte konnte man nun erstmals Auflösung und Farbdarstellung akzeptabel darstellen. Die Auflösung lag bei 640 x 350 Pixel mit 16 Farben, die aus einer Farbpalette von 64 entstand. Im Textmodus war eine Auflösung von 80 x 25 Standard, doch man konnte auch je nach dem von welchen Hersteller die Karte war, andere Auflösungen anwählen. Doch ihr Fortbestehen war nur von sehr kurzer Dauer, denn sie wurde schon sehr bald von der VGA Karte abgelöst.

VGA - Video Graphics Array

Der VGA-Standard ist seither der gängige Standard das hat sich nicht geändert. Man kann den Monitor mit einer Auflösung von 640x480 Pixel mit 16 Farben betreiben. Je nach dem, wie groß der Bildspeicher einer Grafikkarte war, sind z. B. auch 256 oder mehr Farben möglich gewesen.

Der VGA-Standard ist praktisch immer noch ein aktueller Standard. Das bezieht sich zwar nur auf den reinen Textmodus, damit läßt sich aber z. B. das BIOS konfigurieren. Die Standard-VGA-Grafikkarten unterstützten eine Auflösung von 640 x 480 Pixel mit 16 Farben. Je nach dem, wie groß der Bildspeicher einer Grafikkarte war, sind z. B. auch 256 oder mehr Farben möglich gewesen.

SVGA - Super-VGA

Durch die Weiterentwicklung des VGA-Standards wurde eine Auflösung von 800 x 600 Pixel bei 256(Standard), 65536 (HiColor) oder 16,7 Mio. (TrueColor) Farben ermöglicht.

Doch heutzutage wird man solche niedriege Auflösungen nicht mehr vorfinden, denn mittlerweile ist eine hohe Auflösung von 2048x1536 Pixel schon zum Standart geworden, die eine aktuelle Grafikkarte bewältigen kann.

Die heutigen Grafikkarten sind nicht mehr an eine Auflösung gebunden. Allerdings wird der VGA- und SVGA-Standard durchgängig eingehalten. Die Größe der Auflösung und die Anzahl der Farben sind nur noch von der Größe des Bildspeichers der auf der Karte verbaut wurde abhängig. Aufgrund des hohen Datenaufkommens zwischen Prozessor und Grafikkarte, werden 2D/3D Grafikkarten mit einem eigenen Prozessor ausgestattet, der speziell auf die Berechnung von grafischen Objekten zugeschnitten ist. In diesem Zusammenhang spricht man auch von "Accelerator" Grafikkarten, sogenannte "Beschleunigerkarten", die den Prozessor mit parallel laufenden Rechenoperationen entlasten sollen.

Heutzutage werden nur noch 2D/3D Grafikkarten eingesetzt (Sie beherrschen die Verarbeitung von 2D und 3D Anwendungen in einem Chip). Während mit einer Accelerator-Karte das Zeichnen von Kreisen und Rechtecken und das Verschieben und Kopieren von Bildschirmausschnitten möglich war, geht eine 2D/3D Kombi Grafikkarte einige Schritte weiter. Die räumliche Darstellung von Gegenständen mit Schatten und bewegten Szenen ist das Anwendungsgebiet einer 3D Grafikkarte. Um die dabei aufkommenen Datenmengen zwischen Prozessor und Grafikkarte bewältigen zu können, hat Intel einen Steckplatz nur für Grafikkarten auf dem Motherboard eingeführt. Es handelt sich dabei um den AGP Port (Accelerator Graphics Port).

Der Aufbau einer Grafikkarte

Die Komplexität eines aktuellen Grafikchips z.B. GeForce FX 5950, oder Radeon 9800XT übersteigt die eines Prozessors bei weitem. Wichtiger Bestandteil einer Grafikkarte ist der RAM-DAC. Das ist die Ausgangsstufe, die die digitalen Informationen des Bildspeichers in ein Analogsignal umwandelt, das der Monitor darstellen kann. Die Leistungsfähigkeit des RAM-DAC wird durch seine Geschwindigkeit in MHz bestimmt. Je höher dieser Wert, desto höhere Auflösungen und Farbtiefen (Farbanzahl) sind möglich. Das Herz der Grafikkarte ist der Grafikchip, der die wesentlichen Leistungsmerkmale einer Grafikkarte bestimmt. Bei einer heute üblichen 2D/3D Grafikkarte ist dieser Chip auch für die 3D Berechnungen zuständig.

Heutzutage sind die Grafikchips so hoch getaktet, (z.B. Radeon 9800XT VPU-Takt von 412 MHz, oder GeForce FX 5950 475 MHz) das sie schon seit längerer Zeit mit Kühlkörper und Aktivlüfter versehen werden müssen. Für die enormen Datenmengen, die diese 3D Chips verarbeiten, steht den Karten ein Bildspeicher zwischen 64 und 256 MB zur Verfügung. Im Normalfall wird auch eine spezielle Speicherart eingesetzt. z. B. SDRAM oder DDR-SDRAM, DDR2 SDRAM oder bald auch der GDDR3 SDRAM. Mit dieser Hardwareausstattung ist es möglich realistische Animationen mit flüssigem Ablauf auf dem Bildschirm darzustellen.

Aufrund der hohen Transistorzahlen die in solchen 3D Monstern verbaut werden, sind die meisten Grafikkarten mit einem zusätzlichem Stromanschluss versehen und der PC braucht ein Netzteil was mindesten 350 Watt zur Verfügung stellen kann.

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