Special Grafikkarten: Basiswissen zu Funktionen, Komponenten und Kaufberatung

[PCGH-Redaktion]

Jetzt ist Ihre Meinung gefragt zu Grafikkarten: Basiswissen zu Funktionen, Komponenten und Kaufberatung

Die Grafikkarte, historisch auch Videoadapter genannt, kümmert sich primär um die Berechnung und Ausgabe der Computergrafik und ist neben dem Hauptprozessor, der sogenannten CPU ("Central Processing Unit"), eines der wichtigsten und für die Leistung ausschlaggebendsten Bauteile eines jeden modernen Computersystems. Hier erhalten Sie das entsprechende Basiswissen zu den Funktionen und Komponenten der Grafikkarte sowie eine fundierte Kaufberatung zu der jeweils aktuellen Generation der modernen Grafikbeschleuniger von AMD, Nvidia und Intel, die auch mit den neuesten Technologien wie AI, Upscaling und der Beschleunigung von Echtzeit-Raytracing aufwarten können.

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[Bandicoot]

Gestern, um 01:30 Uhr, sagt der Sven er arbeitet an ein großen Linux Gaming Test und heute haut er erstmal nen Graka Grundlagen Artikel raus.
Du Arbeitstier !

 

[TausendWatt]

Schöner Artikel um jemanden die grundlegenden Informationen nahe zu bringen. Danke.

 

[PCGH_Raff]

Gestern, um 01:30 Uhr, sagt der Sven er arbeitet an ein großen Linux Gaming Test und heute haut er erstmal nen Graka Grundlagen Artikel raus.
Du Arbeitstier !

Wir Turbonerds sind generell Megatasker. Sleap is for se week! Oder so.

MfG
Raff

 

[TausendWatt]

Wir Turbonerds sind generell Megatasker. Sleap is for se week! Oder so.

MfG
Raff

Stichwort Parallelisierung. Euch steht ja viel Hardware mit vielen Cores zum Multitasken zur Verfügung

 

[ShingoSan]

Stichwort Parallelisierung. Euch steht ja viel Hardware mit vielen Cores zum Multitasken zur Verfügung

Garantiert arbeitet PCGH mit Veröffentlichungstools, die Chronjobs ausführen können.
Der Artikel ist seit Tagen geschrieben und wird vollautomatisch per Zeitkonfig on gestellt.

Wobei dafür der Zeitpunkt in diesem Fall merkwürdig ist

Vlt hat er es ja doch fix von 8-10 durchgeballert.


Ich arbeite bei einem bekannten deutschen Hersteller mit Direktmarketing (kann man vom Prinzip mit dem renomierten Beispiel TEUFEL vergleichen), wir ziehen alles zeitgesteuert online.

 

[efes]

zu Kaufberatung: Konnte eine RTX 3070 für 230 EUR ergattern auf Secondhand platform. bin top zufrieden und mehrere hundert Euronen gespart.

 

[GedankenExport]

Wir Turbonerds sind generell Megatasker. Sleap is for se week! Oder so.

MfG
Raff

Immer im Turbo, dann aber bitte auf die Kühlung achten, kennt man ja von der Hardware, ohne macht das System frühzeitig schlapp.

Der Artikel war gut, wenn man denn ein totaler Anfänger ist, der gerade erst überhaupt in die Materie kommt, also bei echten TurboNerds wie uns, schon bevor man eigentlich lesen konnte. Oder je nachdem, man hat es ja eigentlich schon gekonnt, bevor es einem in der ersten Klasse beigebracht wurde.

 

[EM_EN]

Schön schön, vielen Dank für den Artikel, auch wenn man als Nerd vieles weiß, macht es immer wieder Spaß in solchen Artikel zu blättern, zumal auch eine Kaufberatung dranhängt.
Da ich auch noch ein bekennender GPU Junkie bin, ist meine Freude doppelt so groß.
Ein wenig Eigenwerbung zu GPU Themen habe ich auch noch, bevor mein Artikel hier untergeht.

https://extreme.pcgameshardware.de/threads/elsa-eine-neue-begegnung.673477/

 

[Logos_Atum]

Stichwort Parallelisierung. Euch steht ja viel Hardware mit vielen Cores zum Multitasken zur Verfügung

Da finde ich diese Streaming GPUs für virtualisierte Umgebungen großartig. Einfach mal die Leistung auf verschiedenen VMs bereitstellen.

 

[Penman]

Ich finde diese Basisartikel ein wenig amüsant. Für jemanden, der keine Ahnung hat, ist alles drin. Da kann man auch wirklich nicht viel falsch machen. Ich meine: Was kann man bei einer aktuell neu gekauften GPU schon falsch machen? Die Leistungsklassen sind inzwischen bei AMD und Nvidia fast gleich benannt. Intel Arc wird sowieso nicht empfohlen. Auf solche Abenteuer würde ich mich auch nur einlassen, wenn ich mich mehr mit den technischen Eigenschaften der Karten befasse. Ansonsten sind CPUs und GPUs ja völlige Allrounder und auf Höhe der Zeit.
Der übliche Gaming PC hat keine besonderen Anforderungen. Muss ich av1 mit der GPU enkodieren können? Wahrscheinlich nicht. HEVC höchstens, wenn man streamt. h264 ist seit einigen Generationen überall. Dekodieren? Aktuelle GPU kaufen und man hat absolut keine sorgen. Interessant wird es, wenn man doch etwas ältere Gebrauchthardware kaufen möchte. Eine 2070 anstatt einer 3060? Technologisch könnte da etwas fehlen. Ist das relevant, wenn man nur ein paar Spiele spielt? Eher nicht.

Intel oder AMD? Als Laie völlig egal. Windows wird booten und es wird funktionieren. X3D CPU? Sicher. Ein kleiner Leistungsboost. Würde man es missen? Eher nicht. Mein 5900X zieht aktuelle Spiele immer noch auf seinem Basistakt von 3,70 GHz obwohl eher 4,90 GHz könnte. Reicht für mein Target von 120 FPS. 300 FPS? Wozu? 120-144 Hz sehen schon so dermaßen butterweich aus. Irgendwann wird es einfach speziell.

Und speziell ist ein schönes Stichwort: Warum mehr deutlich mehr bezahlen, wenn man auch mit den günstigen Teilen gut fährt? Ein paar Threads in der Kaufberatung durchgeschaut: Es werden immer B850 Chipsets empfohlen. Warum kein B840? Klar: Kein PCIe 5.0, aber der Leistungsgewinn ist sehr gering. Übertakten? Ich glaube, das interessiert die meisten Leute sowieso nicht. USB Anschlüsse. Klar, es sind weniger vorhanden, aber schaut eure eigenen Setups an. Nutzt ihr mehr als 4 USB 3 Anschlüsse? Hängt ein Hub daran? Braucht ihr das zeitgleich? SATA Anschlüsse? Also bitte. Einfach mal vergleichen was geboten wird. Sparen kann man gut und gerne 30-50% beim Mainboardkauf.

Was Hersteller von GPUs angeht... Juckt. Ich war mit meiner XFX Karte damals sehr zufrieden. Heute fallen sie schon alleine wegen der exorbitanten Länge weg, die bei mir schlichtweg nicht passt. So auch einige weitere GPUs und dann wähle ich nach Leistung bzw. Aussehen aus. Gute Rechenleistung, aber sieht kacke aus weil zu viel RGB usw? Scheiß auf vermeintliche 2-3% Mehrleistung. Dann gehe ich eher auf eine leise Kühlung.

Und ich bereue gerade, dass ich eine wassergekühlte Asus GPU habe. Günstig bekommen, aber die Pumpe rattert gelegentlich. Austauschen? Ersatzteile sind so teuer, da kann ich besser upgraden, obwohl die Leistung der GPU noch mehr als ausreichend ist.

 

[hellm]

Die Programmierung von GPU und CPU
CPU: CPUs werden hauptsächlich in C, C++, und anderen herkömmlichen Programmiersprachen programmiert und sind für allgemeine Anwendungen geeignet.
GPU: GPUs werden normalerweise mit speziellen Programmiersprachen wie CUDA (für NVIDIA GPUs) oder OpenCL programmiert, um die parallele Verarbeitungsfähigkeit auszunutzen.

Also hier kann ich einfach nicht die Klappe halten.

Weiter oben zum Punkt Architektur wurde schon ein wenig auf die Unterschiede eingegangen. Der Unterschied in der Programmierung ist unabhängig von Hochsprachen wie C/C++ und einer proprietären Zeugs wie CUDA (AMD hat inzwischen ROCm, mal wieder Open Source) .

CUDA ist mehr oder weniger ein komplettes Ökosystem, fungiert innerhalb auch als Programmierschnittstelle (API). Es gibt sogar CUDA C/C++, ein erweitertes Standard-C++, das um spezielle Schlüsselwörter ergänzt wurde.
Das wird einem von Nvidia quasi aufgezwungen und ist bei Entwicklern aus diesem Grund auch nicht übermäßig beliebt, man ist komplett Nvidias Entscheidungen ausgeliefert. Die offenen Sachen wie OpenGL bzw OpenCL funktionieren da auch, aber es werden sogar einzelne Funktionen von Nvidia nicht unterstützt, weil, na ja, ihr kennt Nvidia inzwischen, nehme ich an.

Jedenfalls führt eine CPU Instruktionen aus, Maschinencode der mit Assembler dem Menschen lesbar gemacht werden kann. Also in Assembler schreibt man einen einfachen Sprungbefehl als jmp, in Maschninencode übersetzt ist das für eine x86-CPU dann eine Zahl, der Code der Maschine eben. In einer .exe findet ihr das, den fertigen Maschinencode, zusammen mit einem Header. Das sind dann die Instruktionen welche die CPU dann eine nach der anderen ausführt, das Programm wird ausgeführt.

Eine GPU funktioniert vollkommen anders. Dort programmiert man die Shader etwas zu tun, füllt den Speicher und dann gehts ab, mit exorbitanten Datenmengen, absolut parallel.
Hier geht es nicht darum, wie schnell eine Aufgabe fertig wird, sondern wie viele Aufgaben gleichzeitig fertig werden (Durchsatz). Das SIMT-Prinzip (Single Instruction, Multiple Threads): Ein Befehl wird auf tausende Datenpunkte gleichzeitig gefeuert.

Eine CPU hingegen arbeitet Instruktionen nacheinander ab. Die ist darauf optimiert, eine einzelne Aufgabe so schnell wie möglich zu erledigen (Latenz). Deshalb braucht sie komplexe Logik wie Sprungvorhersagen und große Caches.

Zu den Programmiersprachen, also das gehört eingentlich gar nicht da mit rein, ich nehme mir mal eben die AI zur Hilfe:

C und C++ bilden das Fundament der Softwarewelt (Kernel, Engines, Browser), da sie direkt in effizienten Maschinencode übersetzt werden und volle Kontrolle über die Hardware bieten. Moderne Sprachen wie Java oder C# nutzen hingegen eine Zwischenschicht: Sie erzeugen Bytecode, der von einer virtuellen Maschine verwaltet und erst zur Laufzeit per JIT-Compiler in Maschinencode umgewandelt wird. Das macht sie sicherer und portabler, weshalb sie für komplexe Hochleistungsaufgaben oft nur als komfortable „Wrapper“ dienen, die im Hintergrund auf hochoptimierte C++-Bibliotheken zugreifen.

In Bezug auf die Hardware steuern CPU-Sprachen primär den logischen Ablauf und die präzise Abfolge von Instruktionen (das „Was passiert wann?“). GPU-Schnittstellen und Shader-Sprachen hingegen fungieren als Verteilungslogistik: Sie abstrahieren die tausenden Rechenkerne der Grafikkarte, damit der Programmierer nur die mathematische Operation definieren muss, während die API die massive parallele Ausführung auf die Datenströme übernimmt. Während die CPU also ein filigranes Uhrwerk steuert, orchestriert die GPU-Schnittstelle eine gewaltige Fabrikhalle.

Das kann sicher noch weiter kondensiert werden, wenn es nur um die grundsätzlichen Unterschiede zwischen CPU und GPU geht. Die sind allerdings nicht in Programmiersprachen zu finden.

 

[McFly_76]

@PCGH_Sven
Echt toller Artikel ! Schön zusammengefasst

Es wird vielen Anfängern dabei helfen leichter den Durchblick beim Thema "Grafikkarten" zu bekommen.

Und weil ein Nerd auch was zu meckern findet sag ich nur dass ihr beim Lesetipp 3 ( P/L GPUs ) die Tabelle aktualisieren müßt

 

[PCGH_Sven]

Danke für die lieben Worte @McFly_76 und den Hinweis. Wird aktualisiert.

Liebe Grüße
Sven