Warum gibt es eigentlich noch Grafikkarten?

[SgtKlemmi]

Ich will mal ganz naiv in die Runde fragen, warum gibt es eigentlich noch Grafikkarten? Sind sie so viel komplizierter im Aufbau, als das eigentliche Mainsystem, aus Mainboard, Chipsatz, RAM und CPU?

Worauf will ich hinaus?

GPU's werden ja immer...naja krasser halt. Sprich, immer höhere Leistungsaufnahme, immer mehr Outputt und jeder Hersteller kommt mit verschiedensten Kühlkonzepten und -Designs daher.

Warum werden Mainboards nicht einfach neben dem CPU-Sockel mit einem GPU-Sockel ausgestattet, auf den ich dann die GPU meiner Wahl stecke und RAM selbst aussuche, wie bei der CPU auch, dazu noch ein Kühlsystem meiner Wahl und alles ist gut?

Ist das System einer Grafikkarte so viel komplexer oder hat das schlicht monitäre Gründe?

 

[Incredible Alk]

Sind sie so viel komplizierter im Aufbau, als das eigentliche Mainsystem, aus Mainboard, Chipsatz, RAM und CPU?

Nein. Nicht komplizierter, nur grundlegend anders. GPUs sind (man verzeihe mir die Ungenauigkeit liebe Meckerer, das dient zur Veranschaulichung^^) massiv parallele Vielkern-RISC-CPUs. Bedeutet eine RTX3090 beispielsweise ist eine CPU mit über 10.000 Kernen, deren Kerne aber nur sehr einfache Aufgaben erledigen können - diese aber massiv parallel. Dieser Aufbau und der Workload erlaubt es riesige Chips mit praktisch fast unlimitierter Leistungsaufnahme zu bauen und diese gut auszulasten. Bei CPUs, die nur sehr wenige Kerne haben aber die kerne alles können müssen egal wie kompliziert geht das so nicht, das Konzept ist ein völlig andres.

Warum werden Mainboards nicht einfach neben dem CPU-Sockel mit einem GPU-Sockel ausgestattet, auf den ich dann die GPU meiner Wahl stecke und RAM selbst aussuche, wie bei der CPU auch, dazu noch ein Kühlsystem meiner Wahl und alles ist gut?

Weil sich die Industrie dann Hersteller-/Konkurrenten und Marktsegmentübergreifend auf einen neuen Standard einigen müsste.
Das ist etwa so wie wenn du sagst warum bauen nicht VW, Mercedes, BMW, Toyota, Volvo und Hyundai im gleichen Baukastenprinzip, das wäre doch viel einfacher wenn sich jeder seine Teile/Motor selbst aussucht und alles ist gut.

Klar ginge sowas theoretisch aber das wird sich wegen der zu unterschiedlichen Interessen der Konkurrenten eher nicht durchsetzen.

 

[flx23]

In der Vergangenheit konnten dank des PCIe Standards auch (relativ) problemlos mehrere GPUs parallel betrieben werden. (ja für CPUs gab es das auch, war aber deutlich spezieller)
Das Mainboard muss somit auch nur die Power für die CPU liefern (10-150 (max 250)Watt)
Würde men jetzt ein Mainboard bauen wollen das neben der CPU auch noch eine (oder mehrere) gesokelte GPUs inkl. RAM beherbergt, braucht man zum einen viel Platz und auch sehr viel Flexibilität bei der Stromversorgung. Ein GPU zieht ja zwischen 5 und 300 (max 450W).

Allein dieser Aufwand würde es dann wieder sehr schwierig machen. So müsste man dann auch immer überlegen welche GPU zum Board passt.

Und zuletzt sind grafikkarten auf allen Systemen einheitlich nutzbar Dank PCIe Standard. Wenn jetzt mit jeder Generation an grafikkarten auch noch ein neuer sockel kommen würde... Das wäre das pure Chaos...

 

[keinnick]

Warum werden Mainboards nicht einfach neben dem CPU-Sockel mit einem GPU-Sockel ausgestattet, auf den ich dann die GPU meiner Wahl stecke

Diesen "Sockel" gibt es bereits und er lässt sich nicht nur für Grafikkarten nutzen. Nennt sich "PCIe".

 

[Richu006]

Naja eine gpu im Baukasten prinzip... wo VRAM nicht fest verlötet, sondern i Steckplätzen daher käme wäre schon nice! Dann würde man sich einfach ne 3080 kaufen und könnte jetzt noch 10GB Vram dazu stecken

Wäre auch im schadensfall sehr geil! Wenn ein vram defekt wäre, müsste man nur den ersetzen und nicht die komplette gpu.

 

[SgtKlemmi]

Diesen "Sockel" gibt es bereits und er lässt sich nicht nur für Grafikkarten nutzen. Nennt sich "PCIe".

Ich bin Interessiert, nicht blöde

 

[flx23]

Wäre auch im schadensfall sehr geil! Wenn ein vram defekt wäre, müsste man nur den ersetzen und nicht die komplette gpu.

Some ich die vom und ganz zu.

Wenn ich mir jedoch anschau wie viel Platz der Arbeitsspeicher für die CPU braucht und wie wenig er auf der gpu braucht wird das schon schwierig. Hinzu kommt die aufwendige kühlung aufgrund der höheren Frequenz und der damit verbundenen Leistungsaufnahme.

 

[Incredible Alk]

Naja eine gpu im Baukasten prinzip... wo VRAM nicht fest verlötet, sondern i Steckplätzen daher käme wäre schon nice! Dann würde man sich einfach ne 3080 kaufen und könnte jetzt noch 10GB Vram dazu stecken

Wäre auch im schadensfall sehr geil! Wenn ein vram defekt wäre, müsste man nur den ersetzen und nicht die komplette gpu.

Hinweis: Steckbarer RAM in Sockel über Leitungen und Boards und Verbindungen ist sehr viel störanfälliger und damit wenn stabil betrieben langsamer als fest verlöteter RAM direkt neben dem Chip der ihn benötigt. Bei Grafikkarten lötet man schon den GDDR möglichst nah an die GPU und betreibt nen Riesenaufwand im Routing der Leiterbahnen um die Signalwege so kurz wie möglich zu halten und Interferenzen zu meiden um hohe Taktraten hinzubekommen. Wenn du das als Stecker/Slotsystem haben willst kannste zwar defekten vRAM tauschen, müsstest aber mit dem RAM-Takt erstmal 30% runter dass es überhaupt noch läuft... und GDDR6X mit 4 Zuständen pro Takt statt 2 könnteste gleich vergessen.

 

[SgtKlemmi]

Wenn ich mir jedoch anschau wie viel Platz der Arbeitsspeicher für die CPU braucht und wie wenig er auf der gpu braucht wird das schon schwierig.

Naja, das liegt ja hauptsächlich daran, dass er direkt auf die Platine gelötet ist. Ginge mit dem RAM auch, nur wäre er dann fest und nicht mehr modular.

 

[Shinna]

Das würde die Kosten für Mainboards auch entsprechend nach oben treiben. GPUs haben idR mehr Layer bei den PCBs als normale Mainboards. Hinzu kommen auch so banale Dinge wie Memory ICs. Auf dem Desktop haben wir noch nicht mal DDR5. Auf GPUs steckt schon GDDR6x. Sprich hier müssten zBsp dann auch die RAM Hersteller und "Zertifizierungs-Gremien" nachziehen.

Ein PCB fungiert auch in gewisser Weise als eine Art Heatspreader. Punktuell hättest Du im Bereich der GPU deutlich höhere Temps. Sprich der Rest vom Mainboard würde sich auch etwas stärker erwärmen. Das stellt andere Anforderungen an das Kühlungskonzept. Ggf. werden dann Mainboards mit riesigen Monoblocks zur Pflicht. Treibt ebenfalls die Kosten nach oben.

Ich kann mir aber sehr gut vorstellen, dass Intel und AMD irgendwann APUs mit konkurrenzfähigeren Grafikeinheiten bauen werden. Wenn im Zuge der immer kleineren Fertigungsweise bei CPUs entsprechend mehr Platz auf dem Substrat ist, "muss" der ja auch genutzt werden.

 

[wuselsurfer]

Naja eine gpu im Baukasten prinzip... wo VRAM nicht fest verlötet, sondern i Steckplätzen daher käme wäre schon nice! Dann würde man sich einfach ne 3080 kaufen und könnte jetzt noch 10GB Vram dazu stecken

Gab es alles schon und hat sich nicht durchgesetzt:

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Wäre auch im schadensfall sehr geil! Wenn ein vram defekt wäre, müsste man nur den ersetzen und nicht die komplette gpu.

Ja, aber:
- die Grafikkarte wird richtig heiß,
- die Kontakte sitzen dann manchmal nicht korrekt und es können Fehler entstehen.

 

[Incredible Alk]

Gab es alles schon und hat sich nicht durchgesetzt

Wenn durch so ne Konstruktion ne 3090 auf einmal nur noch die Performance einer 3060 hat ist naheliegend warum

 

[Birdy84]

Warum werden Mainboards nicht einfach neben dem CPU-Sockel mit einem GPU-Sockel ausgestattet, auf den ich dann die GPU meiner Wahl stecke und RAM selbst aussuche, wie bei der CPU auch, dazu noch ein Kühlsystem meiner Wahl und alles ist gut?

Es gab/ gibt durchaus Boards, die eine GPU verbaut haben. Leistungsmäßig hingen die aber etwa um 10 Jahre zurück. Wie andere schon erklärt haben, gibt es aus technischer und wirtschaftlicher Sicht keinen Sinn, ab einer gewissen Leistungsklasse.
Anlehnend an die technischen Erklärungen der anderen sei noch erwähnt, dass eine Grafikkarte auch eine aufwändigere Platine als ein Mainboard benötigt. Beides zu kombinieren führt auch aus der Sicht zu deutlich höheren Kosten allein bei der Platine.

 

[SgtKlemmi]

Auf jeden Fall recht interessant, vielen Dank für die Antworten.

 

[flx23]

Letztendlich haben sich (aktuell) 2 Varianten durchgesetzt.
GPU über PCIe angebunden oder
GPU in der CPU integriert

Damit wird von HighEnd Grafik über spezielle Lösungen für z. B. Maschinelle lernen bis zum 0815 anwendungsfall mit Office only alles a bedecken

 

[aragon2000]

Ich stelle mir eher umgekehrt die Frage warum man nicht einen PCI Slot auch für die CPU hat die man genau so wie die Grafikkarte wechseln kann. Wechsel von Intel auf AMD oder umgekehrt erfolgt einfach per Steck Karten wechseln. Das Ram könnte auf der Karte selbst erweitert werden.

Aber dürfte wohl in der Tat viel mit etablierten verbreiteten Standards zusammenhängen. Es ist halt so irgendwann festgelegt worden und deswegen bleibt es halt so.

 

[rabe08]

Ich stelle mir eher umgekehrt die Frage warum man nicht einen PCI Slot auch für die CPU hat die man genau so wie die Grafikkarte wechseln kann. Wechsel von Intel auf AMD oder umgekehrt erfolgt einfach per Steck Karten wechseln. Das Ram könnte auf der Karte selbst erweitert werden.

Aber dürfte wohl in der Tat viel mit etablierten verbreiteten Standards zusammenhängen. Es ist halt so irgendwann festgelegt worden und deswegen bleibt es halt so.

Hast du irgendeine Ahnung, mit wie viel Kanälen mit welchem Takt Daten über den PCIe-Bus knattern? Und was der memory Controller durchschaufelt? Niemand will in diesem wahnsinnigen Konstrukt noch eine Steckverbindung haben. Ist ein Wunder, dass das überhaupt so funktioniert.
Btw, guck Mal hier, https://direktkauf.idealo.de/produc...ys0htbva2QWhKs_mh4h218yt4kGDid3BoCxDsQAvD_BwE, sowas gibt es.

 

[chill_eule]

Ich stelle mir eher umgekehrt die Frage warum man nicht einen PCI Slot auch für die CPU hat die man genau so wie die Grafikkarte wechseln kann.

Gabs es auch schon mal... Früher ™
Slot 1 bei Intel oder Slot A bei AMD bswp.

Ansonsten, überleg mal.
Ein PCIe Slot hat maximal 16 Lanes.
Wieviele PINs hat ein aktueller CPU Sockel?
Intel schraubt das mit Alder Lake auf 1700 hoch

 

[Incredible Alk]

Ich stelle mir eher umgekehrt die Frage warum man nicht einen PCI Slot auch für die CPU hat die man genau so wie die Grafikkarte wechseln kann. Wechsel von Intel auf AMD oder umgekehrt erfolgt einfach per Steck Karten wechseln.

Das scheitert heutzutage an der Zahl und Signalqualitätsanforderungen der notwendigen Kontakte (abseits davon dass AMD und Intel sicher keinen Anreiz dafür sehen, ihre Infrastruktur kompatibel für den Konkurrenten zu machen).

 

[IICARUS]

Ich will mal ganz naiv in die Runde fragen, warum gibt es eigentlich noch Grafikkarten?

Weil wir sonst nicht wüssten besseres mit unserem Geld anzufangen...
...sorry... das musste jetzt raus.