@Vorspann:Von allen PC-Komponenten hat die Grafikkarte zur Zeit den kürzesten Innovationszyklus. Wer hier richtig investieren will, sollte über Technik und Einsatzbereiche auf dem laufenden sein.
@PD Fließtext:Obwohl viele Standards heutzutage keine Rolle mehr spielen, Windows den Markt dominiert und Accelerator-Boards die Konkurrenz verdrängen konnten, ist der Grafikkartenmarkt alles andere als übersichtlich geworden. Zahlreiche Modelle in allen Preisklassen, mit den unterschiedlichsten Grafikchips, Speicherausstattungen und Treiberfunktionen werben um Käufer.
@Absatzüberschrift:Grafikstandards
@PD Fließtext:Die Grafikstandards früherer Jahre haben im Zeitalter der grafischen Oberflächen ihre Bedeutung verloren. Einzig der <I>VGA<I>-Standard, von IBM im Jahre 1985 zeitgleich mit dem neuen AT-PC vorgestellt, ist aus Kompatibilitätsgründen und unter DOS noch gefragt. Fast alle Grafikoberflächen und Betriebssysteme bieten einen Standardtreiber für VGA an, der eine Auflösung von 640<\!q>x<\!q>480 Pixeln bei 16 Farben darstellen kann. Alle später entwickelten Standards konnten sich nicht mehr durchsetzen.
Schon seit geraumer Zeit sind die Grafikkartenhersteller deshalb dazu übergegangen, für die verschiedenen Betriebssysteme und Oberflächen eigene Treiber anzubieten. Preiswerte Grafikkarten begnügen sich meist mit den Standardtreibern der Grafikchip-Hersteller, die die gebräuchlichsten Bildschirmauflösungen und Farbtiefen anbieten. Renommierte Firmen wie ATI, Diamond, Elsa, Hercules, Matrox, Miro und Spea, programmieren entweder alle Treiber neu oder erweitern die Standardtreiber um viele nützliche Funktionen.
@Absatzüberschrift:Grafikprozessoren
@PD Fließtext:Nach kurzem, heftigen Ringen haben die Beschleuniger alle anderen Grafikchips regelrecht vom Markt gefegt. Sogenannte <I>Framegrabber<I>, zu denen alle Standard-VGA-Karten gehören, werden praktisch nicht mehr angeboten. Ihre Funktion beschränkte sich darauf, den Inhalt des Videospeichers auf den Bildschirm zu schreiben. Alle grafischen Berechnungen überließen diese Bausteine der CPU im PC. Auch die reinrassigen Grafikprozessoren wie der TMS34020 von Texas Instruments sind kaum noch vertreten.
Accelerator-Chips arbeiten ähnlich wie ein mathematischer Coprozessor. Sie nehmen der CPU Arbeit ab, wenn eine Funktion gefragt ist, für die sie optimiert wurden. Wird ein Befehl aufgerufen, die der Accelerator nicht beherrscht, muß wieder der Prozessor im PC 'ran.
Typische Accelerator-Funktionen sind Fenster aufbauen, Linien ziehen, Bitmaps verschieben oder eine vorgegebene Fläche mit einem Muster füllen. Unterschiede zwischen den Acceleratoren liegen beispielsweise in der Anzahl und Art der beschleunigten Grafikfunktionen, in der Breite des Datenbusses oder in der Speicherverwaltung.
@Absatzüberschrift:Bussysteme
@PD Fließtext: Im Zeitalter schneller 486-PCs, Beschleuniger-Grafikkarten und grafischer Oberflächen mutet Datenübertragung per ISA-Bus mit einer Datenbreite von 16 Bit und einer Taktfrequenz von 8 MHz schon etwas anachronistisch an. An Versuchen, dieses Nadelöhr zwischen CPU und Peripherie zu erweitern, fehlte es auch nicht. Im Jahre 1987 entwickelte IBM die sogenannte <I>Microchannel Architecture<I>, kurz <I>MCA<I> genannt, die Daten mit 32 Bit übertragen konnte. Die Inkompatibilität zum ISA-Bus und kostspielige Lizenzen verprellten jedoch viele Hersteller.
Die hoben ein Konkurrenzsystem namens <I>EISA<I> aus der Taufe, das mit noch schnelleren Datentransfer-Raten glänzte und den weiteren Einsatz schon vorhandener ISA-Karten erlaubte. Doch auch dieses System konnte sich nicht als breiter Standard durchsetzen. Die meisten Produkte waren für Endanwender zu teuer.
Erst das von NEC initiierte <I>Local-Bus<I>-Prinzip, die Anbindung des Grafikchips an die CPU des PCs, brachte deutliche Fortschritte. Die neue Technologie arbeitete mit der Busbreite und der Taktfrequenz des Prozessors und sorgte für eine rasante Beschleunigung der Grafikausgabe. Die VESA, ein Zusammenschluß verschiedener Hersteller, besorgte die Standardisierung des neuen Systems. PCs und Grafikkarten mit <I>VESA-Local-Bus (VLB)<I> haben inzwischen ihre Kinderkrankheiten abgelegt und sich fest als Standard etabliert.
Das von Intel entwickelte <I>PCI<I>-System ermöglicht vergleichbare Datentransfer-Raten wie der VESA-Local-Bus. Im Gegensatz zur VESA-Lösung stellt PCI keine direkte Verlängerung der Anschlüsse einer 386-, 486- oder Pentium-CPU dar, sondern verträgt sich mit verschiedenen Prozessortypen.
Grundsätzlich gilt: VLB- und PCI-Karten sind etwa gleich schnell. Die Vorteile der beiden neuen Bussysteme kommen hauptsächlich bei der DOS-Grafik zum Tragen. Hier führt die CPU alle Berechnungen durch und kann die Ergebnisse über den breiteren Bus schneller an die Grafikkarte weiterleiten. Unter Windows liegt der Vorteil von VLB und PCI in erster Linie in den höheren Taktraten. Die Busbreite von 32 Bit spielt bei Standardanwendungen nur eine untergeordnete Rolle, da Operationen wie Fenster öffnen oder Bitmaps verschieben auf der Karte ablaufen. Die entsprechenden Daten müssen also nicht über den Bus übertragen werden. Die Busbreite spielt beispielsweise bei DTP oder Multimedia eine Rolle, wenn große Pixelgrafiken bearbeitet oder platzraubende Videofilme abgespielt werden sollen.
@Absatzüberschrift:Technik
@PD Fließtext:Wichtigstes Kriterium einer Grafikkarte ist der verfügbare <I>Videospeicher<I>. Von ihm hängt in erster Linie ab, welche Auflösungen und wieviel Farben sich darstellen lassen. Die meisten Karten verfügen heutzutage über 1 oder 2 MByte.
Es gibt zwei Arten von Videospeicher: <I>VRAM<I> und <I>DRAM<I>. VRAM-Speicher verfügen über getrennte Ein- und Ausgänge. Die neuen Bilddaten lassen sich so schon in den Speicher schreiben, während die alten Daten gerade abgefragt werden. DRAMs haben im Gegensatz dazu nur eine Datenpforte. Gespeicherte Bildinformationen lassen sich deswegen entweder abrufen oder aktualisieren -- beides zusammen geht nicht. Dementsprechend erzielen Grafikkarten, die über VRAM-Speicher verfügen, höhere Bildwiederholfrequenzen. VRAM ist allerdings merklich teurer als DRAM.
Ziemlich neu sind Grafikchips, die auch den preiswerten DRAM-Bausteinen hohe Bildwiederholfrequenzen entlocken können. Sie sind mit zwei Speicherbänken bestückt, auf die sie abwechselnd, also nur mit jedem zweiten Takt, zugreifen <I>(Interleave)<I>. So haben die DRAM-Chips eine längerer Erholungspause und machen dementsprechend auch bei höheren Bildwiederholfrequenzen nicht schlapp.
Ein weiterer entscheidender Baustein ist der <I>RAMDAC (DAC: Digital Analog Converter)<I>. Er setzt die digitalen Signale des Grafikchips in analoge RGB-Signale für den Monitor um. Auch hier gibt es verschiedenen Preis- und Leistungsklassen, etwa für 8 Bit oder 24 Bit Farbtiefe, sowie für mehr oder weniger hohe Videofrequenzen.
