Die GPU (Graphics Processing Unit) ist ein elektronisches Gerät zur Konstruktion und Verarbeitung von 2D- oder 3D-Bildern und deren anschließender Anzeige auf dem Bildschirm. GPUs werden häufig in Desktop-Computersystemen, Mobiltelefonen, Servern und Spielekonsolen verwendet.
GPU-Anwendungen
Moderne Grafikchips werden auf Computergrafikkarten verbaut oder in Mainboards integriert, um Platz auf dem Computer zu sparen. GPUs ermöglichen eine effiziente Verarbeitung von Computergrafiken und sind damit der am häufigsten verwendete Chiptyp für die Anzeige von Grafikinformationen auf dem Bildschirm.
Erstmals wurde der Begriff GPU 1999 von Nvidia bei der Präsentation der GeForce-256-Grafikkarte verwendet, die damals das produktivste Board des Unternehmens war. Der Modellprozessor könnte etwa 10 Millionen Grafikpolygone pro Sekunde verarbeiten.
Funktionen
Die GPU besteht aus speziellen Transistoren, von denen die meisten für die 3D-Bildverarbeitung verwendet werden. Ursprünglich wurden Grafikprozessoren mit dem Ziel entwickelt, den Aufbau von Texturen und die Verarbeitung von Grafikpolygonen durch Computer zu beschleunigen, später lernten Grafikkerne jedoch, geometrische Berechnungen durchzuführen, was auch die Geschwindigkeit und Qualität der Anzeige von Bildern beschleunigte.
Zu den jüngsten Entwicklungen bei der GPU gehört die Aktivierung der Unterstützung für programmierbare Shader, eine Technologie, um die Auswirkungen überlappender Bildelemente übereinander zu reduzieren. Außerdem sind neue GPUs in der Lage, Farben auf dem Monitor genauer wiederzugeben.
Moderne Grafikkarten unterstützen Videostreaming von verschiedenen Quellen, die über spezielle Schnittstellen verbunden sind.
GPU-Typen
Grafikkarten können in drei Typen unterteilt werden: diskret, eingebettet und hybrid. Diskrete Grafikkarten werden über eine spezielle Schnittstelle (z. B. PCI-Express oder AGP) in einem separaten Steckplatz auf der Hauptplatine eines Computers oder tragbaren Geräts (Laptop) installiert. Dieser GPU-Typ hat aufgrund der speziellen Struktur des Videomoduls und seiner Leistungsindikatoren die stärksten Leistungsmerkmale. Außerdem kann eine separate Grafikkarte bei Bedarf problemlos durch eine Platine eines anderen Modells ersetzt werden.
Technologien wie SLI oder CrossFire ermöglichen die Kombination mehrerer Grafikkarten, um die Grafikleistung weiter zu verbessern.
Embedded GPUs werden in tragbaren Geräten verwendet und haben aufgrund der geringen Platinengröße und der Komplexität ihrer Kühlsysteme und strukturellen Merkmale eine bescheidene Rechenleistung. Hybrid-Grafikkarten sind eine neue Klasse von Adaptern, die On-Board- und diskrete Module ersetzen sollen. Die neue Technologie wurde mit dem Ziel entwickelt, die Geschwindigkeit des Datenaustauschs mit dem System-RAM und dem Prozessor zu erhöhen, um die Grafikleistung im Allgemeinen zu verbessern. Die Hybridkarte kann in das Mainboard eingebaut werden, arbeitet aber gleichzeitig auf Basis der Technologie diskreter PCI-Express-Grafikkarten.
