Wie Grafikkarten funktionieren

Haben Sie sich jemals gefragt, wie Ihr Computer funktioniert, um Bildschirmgrafiken zu erstellen? Sie wissen wahrscheinlich, dass die Grafikkarte für die Erstellung dieser Bilder zuständig ist, aber wie genau werden diese Bilder erstellt?

Hier erhalten Sie einen detaillierten Überblick über alle wesentlichen Komponenten einer Grafikkarte und deren Funktionsweise.

Index

    Schnittstelle

    Die Schnittstelle einer Grafikkarte ist der Teil einer Grafikkarte, der direkt mit dem Motherboard verbunden ist, um den Informationsaustausch zu ermöglichen.

    Funktionsweise von Grafikkarten Haben Sie sich jemals gefragt, wie Ihr Computer zur Erstellung von Bildschirmgrafiken funktioniert?  Hier erhalten Sie einen detaillierten Überblick über alle wesentlichen Komponenten einer Grafikkarte und deren Funktionsweise.

    Die beiden Haupttypen von Schnittstellen sind PCI Express und AGP (es gibt auch ISA-, PCI- und PCI-X-Schnittstellen, obwohl sie selten und veraltet sind).

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    PCI Express

    Dies ist eine verbesserte Version der herkömmlichen PCI-Schnittstelle, die viele einzelne Spuren verwendet, um die Bandbreite bei einer höheren Geschwindigkeit zu vereinfachen.

    Darüber hinaus gilt es aufgrund der einfachen Schnittstelle als vielseitiger als die AGP-Schnittstelle mit einer effizienteren Energieverbrauchsmethode.

    AGP

    Der beschleunigte Grafikport dient zum Rendern von 3D-Grafiken und verwendet eine direkte Verbindung zum Motherboard. Dies ermöglicht höhere Taktraten und das Senden / Empfangen von Datenstapeln in einer einzigen Übertragung.

    Video-BIOS

    Das Video-BIOS enthält die grundlegende Konfigurationsoberfläche für die Grafikkarte und wird über ein ROM oder einen Nur-Lese-Speicher auf der Grafikkarte an das Computer-BIOS übertragen.

    Diese Schnittstelle enthält wichtige Dinge wie:

    • Speicherzeit
    • Spannungen
    • Arbeitsgeschwindigkeit
    • RAM

    Stellen Sie sich das Video-BIOS als das schlagende Herz einer Grafikkarte vor, das als Grundlage für die Funktion aller anderen Komponenten dient.

    GPU

    Diese Grafikkartenidee, auch als Grafikverarbeitungseinheit bekannt, ist für das Rendern von Pixeln in 2D- und 3D-Grafiken über den RAM verantwortlich und besteht aus den folgenden Teilen:

    • Computergrafik und Arrangements
    • Grafikspeicher-Controller
    • Busschnittstelle
    • Energieverwaltungseinheit
    • Videoverarbeitungseinheit
    • Display-Oberfläche

    Funktionsweise von Grafikkarten Haben Sie sich jemals gefragt, wie Ihr Computer zur Erstellung von Bildschirmgrafiken funktioniert?  Hier erhalten Sie einen detaillierten Überblick über alle wesentlichen Komponenten einer Grafikkarte und deren Funktionsweise.

    Insbesondere wendet die GPU spezifische Details auf jedes Pixel an, um es zum Leben zu erwecken. Zu diesen Details gehören Farben, Texturen und Muster. Sie tun dies immer wieder, bis alle gerenderten Pixel ein zusammenhängendes Bild auf dem Bildschirm bilden. (Die genaue Anzahl der Pixel hängt von der Bildschirmauflösung ab.)

    Weil es so hart arbeitet, erzeugt die GPU viel Wärme, weshalb sie sich unter einem (riesigen) Kühlkörper befindet, um sie kühl zu halten.

    Videospeicher

    Da die GPU all diese Pixel rendert, muss sie diese Daten irgendwo speichern, um die Bilder anzuzeigen.

    Dies ist der Zweck des Videospeichers und hat normalerweise eine Kapazität von 1 GB bis 12 GB.

    Es gibt verschiedene Arten von Speicher, darunter:

    • VRAM: Dadurch kann die GPU diese Pixel sehr schnell rendern (auch bekannt als "Lesen und Schreiben").
    • WRAM: eine noch schnellere Version von VRAM
    • SDRAM: Arbeitet mit hohen Taktraten und Bandbreiten
    • SGRAM: Bekannt für seine verbesserte Grafikleistung

    Der Videospeicher enthält sogenannte digitale Informationen, und Sie benötigen eine Möglichkeit, diese Daten an den Monitor zu senden, der nur analoge Signale liest.

    Es ist, als ob zwei Menschen, die völlig unterschiedliche Sprachen sprechen, versuchen, miteinander zu kommunizieren.

    Hier bietet sich RAMDAC an.

    RAMDAC

    Stellen Sie sich RAMDAC (steht für Random Access Memory Digital-Analog Converter) als den Interpreter der Welt der Grafikkarten vor.

    Wandelt digitale Daten im Videospeicher in analoge Signale um, die an den Monitor gesendet werden sollen.

    Der Hauptunterschied zwischen digitalen und analogen Signalen liegt in der Wellenstruktur.

    • Digital: starre Rechteckwellen
    • Analog - Glatte und kontinuierliche Wellen

    Funktionsweise von Grafikkarten Haben Sie sich jemals gefragt, wie Ihr Computer zur Erstellung von Bildschirmgrafiken funktioniert?  Hier erhalten Sie einen detaillierten Überblick über alle wesentlichen Komponenten einer Grafikkarte und deren Funktionsweise.

    Der RAMDAC nimmt diese steifen Wellen auf und glättet sie, damit der Monitor sie versteht, und erstellt das endgültige Bild, das die GPU gerendert hat.

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    Abflüge

    Die Ausgänge werden verwendet, um die Grafikkarte mit den Anzeigekabeln zu verbinden, die zum Übertragen der vom RAMDAC interpretierten digitalen in analoge Umwandlungssignale verwendet werden.

    Funktionsweise von Grafikkarten Haben Sie sich jemals gefragt, wie Ihr Computer zur Erstellung von Bildschirmgrafiken funktioniert?  Hier erhalten Sie einen detaillierten Überblick über alle wesentlichen Komponenten einer Grafikkarte und deren Funktionsweise.

    Die Ergebnisse sind in folgende Kategorien unterteilt:

    • VGA: Verwendet ein analoges Anzeigesignal
    • DVI: Digitale Standardschnittstelle zum Übertragen von Pixeln vom Computer zum Monitor
    • HDMI: Führt Audio- und Videoübertragungen durch
    • Live: Wird verwendet, um eine Verbindung zu verschiedenen Multimedia-Geräten wie Fernsehgeräten und DVD-Playern herzustellen
    • DisplayPort: Verbinden Sie Video- und Anzeigegeräte miteinander

    Kühler

    Da die GPU der heißeste Teil einer Grafikkarte ist, muss sie kühl gehalten werden, um eine Überhitzung zu vermeiden.

    Kühler

    Ein Kühlkörper nimmt die von der GPU verursachte Wärme auf und verteilt sie über die Lamellen und von der Einheit weg, die normalerweise über einen angeschlossenen Lüfter gekühlt wird.

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    Wasserblöcke

    Ein Wasserblock ist eine Möglichkeit, die GPU zu kühlen, indem Wärme aus dem Gas in die gekühlte Flüssigkeit gebracht wird. Diese Flüssigkeit fließt durch isolierte Rohre und gelangt zur GPU, um wieder verwendet zu werden.

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    Slot-Modelle

    Einzelschlitzkühler

    Low-End-Modelle sind in der Regel einen Steckplatz groß und erzeugen weniger Wärme als ein System mit zwei Steckplätzen. Diese nehmen nur genügend Platz für einen Erweiterungssteckplatz ein und sind normalerweise klein.

    Doppelschlitzkühler

    High-End-Modelle werden häufig mit zwei Steckplätzen gebaut, um eine bessere Kühlung zu bieten. Ein System mit zwei Steckplätzen drückt heiße Luft durch den zweiten Steckplatz und aus dem Computergehäuse.

    Wie man alles in Ordnung bringt

    Das Motherboard weist das Video-BIOS an, über die Grafikkartenschnittstelle zu starten, die Signale an die GPU sendet, um mit dem Rendern der Grafiken zu beginnen.

    Wenn die GPU beginnt, Details jedem Pixel zuzuordnen, speichert sie diese Daten im Videospeicher, der nur digitale Signale liest.

    Funktionsweise von Grafikkarten Haben Sie sich jemals gefragt, wie Ihr Computer zur Erstellung von Bildschirmgrafiken funktioniert?  Hier erhalten Sie einen detaillierten Überblick über alle wesentlichen Komponenten einer Grafikkarte und deren Funktionsweise.

    Der RAMDAC wandelt diese digitalen Signale in analoge Signale um, damit der Monitor sie versteht, und sendet sie als Übertragungsmedium über die Ausgänge.

    In der Zwischenzeit wird eine Kühlmethode wie ein Kühlkörper oder ein Wasserblock verwendet, um eine Überhitzung der GPU zu verhindern, wie dies bei den meisten schweren Arbeiten der Fall ist.

    Dies sind die wesentlichen Komponenten einer Grafikkarte und wie sie alle harmonisch zusammenarbeiten, um die hochauflösenden Grafiken zu liefern, die wir alle kennen und lieben.

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