Ganz gleich, ob Sie Gamer, Content-Ersteller oder Rechenzentrumstechniker sind: GPUs sind spannend. Hier finden Sie alles, was Sie über sie wissen müssen.
In einer Rangliste der aufregendsten PC-Komponenten liegen GPUs problemlos auf der S-Stufe. Egal, ob Sie ein Technik-Enthusiast oder nur ein durchschnittlicher Spieler sind, es ist schwer, sich nicht vom Hype um eine brandneue Veröffentlichung mitreißen zu lassen (Na ja, vielleicht nicht mehr). Die meisten verstehen unter der GPU den Teil eines Computers, auf dem Spiele wirklich gut laufen, aber es steckt noch viel mehr dahinter. Hier finden Sie alles, was Sie über GPUs wissen müssen und warum sie zu den einzigartigsten Komponenten eines Computers gehören.
Was eine GPU ist und wie sie funktioniert
Lassen Sie uns zunächst klären, was genau eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU) ist. Im Grunde handelt es sich um einen Prozessor, der viele einzeln schwache Kerne, sogenannte Shader, zum Rendern von 3D-Grafiken verwendet. GPUs gibt es in allen möglichen Formen: integriert in eine CPU (wie man es bei Intels Mainstream-CPUs und AMDs APUs sieht) oder aufgelötet Als Motherboard in Geräten wie Laptops oder sogar als Teil eines kompletten Geräts, das Sie an Ihren PC anschließen können, bekannt als Grafikkarte Karte. Obwohl wir die Wörter GPU und Grafikkarte oft synonym verwenden, ist die GPU lediglich der Prozessor in der Karte.
Der Hauptunterschied zwischen GPUs und CPUs besteht darin, dass GPUs normalerweise auf 3D-Aufgaben spezialisiert sind (zum Beispiel Videospiele spielen oder rendern) und sich durch die parallele Verarbeitung von Arbeitslasten auszeichnen. Bei der Parallelverarbeitung erledigen alle Kerne gleichzeitig die gleiche Aufgabe, was für CPUs schwierig ist. CPUs sind für die serielle oder sequentielle Verarbeitung optimiert, was normalerweise bedeutet, dass nur ein oder möglicherweise mehrere Kerne gleichzeitig an einer einzelnen Aufgabe arbeiten können. Allerdings bedeutet die Spezialisierung, dass GPUs für viele Dinge, für die CPUs verwendet werden können, nicht geeignet sind.
Die GPU ist vor allem dafür bekannt, das Rückgrat der Grafikkarte zu sein, einem Gerät, das praktisch ein eigenständiger Computer ist, da es über einen Prozessor, ein Motherboard und dedizierter Speicher namens VRAM, und kühler. Darüber hinaus können Grafikkarten problemlos über einen einzelnen PCIe-Steckplatz oder sogar über einen an PCs angeschlossen werden Thunderbolt-Anschluss, der den USB-Typ-C-Anschluss nutzt, über den Grafikkarten an Laptops angeschlossen werden können zu. In puncto Leistungspotenzial und einfacher Aufrüstbarkeit gibt es wirklich keine andere Komponente wie die Grafikkarte.
Welche Unternehmen stellen GPUs her?
Der Ursprung der GPU liegt in der Geschichte der Videospiele, dem traditionellen Anwendungsfall für GPUs. Es ist schwer zu sagen, wann Die erste GPU wurde entwickelt, aber der Begriff wurde offenbar erstmals 1994 von Sony für seine ursprüngliche PlayStation-Konsole geprägt, die einen Toshiba verwendete Chip. Fünf Jahre später behauptete Nvidia, seine GeForce 256 sei die erste GPU überhaupt, mit der Begründung, sie könne die Transformations- und Beleuchtungsaufgaben ausführen, die zuvor auf der CPU erledigt wurden. Nvidia hat wohl nicht die erste GPU entwickelt und es war noch nicht einmal die erste Grafikkarte für Desktops.
Da die ersten Grafikprozessoren einfach waren, gab es unzählige Unternehmen, die ihre eigenen GPUs für Konsolen, Desktops und andere Computer herstellten. Doch mit der Weiterentwicklung der GPUs, die ihre Herstellung immer schwieriger machte, begannen Unternehmen, sich aus dem Markt zurückzuziehen. Es gab keine generischen Elektronikunternehmen wie Toshiba und Sony mehr, die ihre eigenen GPUs herstellten, und viele Unternehmen, die nur GPUs herstellten, wie 3dfx Interactive, gingen ebenfalls pleite. Zu Beginn der 2000er Jahre war die Spreu vom Weizen getrennt und es gab nur noch zwei große Player im Grafikbereich: Nvidia und ATI, wobei letzterer 2006 von AMD übernommen wurde.
Über zwei Jahrzehnte lang waren Nvidia und ATI/AMD die einzigen Unternehmen, die in der Lage waren, Hochleistungsgrafiken für Konsolen und PCs herzustellen. Die integrierte Grafikszene hingegen war vielfältiger, weil es starke Anreize für die Herstellung integrierter GPUs gibt (z. B. weil Nvidia oder AMD nicht für die Nutzung ihrer GPUs bezahlt werden müssen) und weil es auch nicht so schwierig ist. Allerdings betrat Intel im Jahr 2022 die Hochleistungs-GPU-Szene und verwandelte das Duopol in ein Triopol.
Wofür werden GPUs verwendet?
Gaming war schon immer der Haupteinsatzzweck von Grafikkarten, aber das trifft in den letzten Jahren immer weniger zu, da die Nachfrage nach breiterer Rechenleistung immer weiter steigt. Es stellt sich heraus, dass die Kerne in GPUs nicht nur für die Grafik nützlich sind, sondern auch für Rechenzentren und für künstliche Intelligenz optimierte Chips entstehen, die als General Purpose GPUs (GPGPUs) bezeichnet werden. Die Nachfrage ist so groß geworden, dass Nvidias Rechenzentrums-GPUs dem Unternehmen mehr Geld einbringen als Gaming-GPUs. Auch AMD und Intel wollen von der Nachfrage nach Rechenzentrums- und KI-GPUs profitieren. Irgendwann könnten auch andere Unternehmen ins Rennen gehen, wenn ein neuer Markt entsteht.
Bei KI-Workloads sind GPUs beispielsweise unglaublich wichtig geworden KI-Bilderzeugung oder beim Training von Large Language Models (LLMs). Dies ist auf ihre Fähigkeit zur parallelen Verarbeitung zurückzuführen, die sich perfekt für große Matrixoperationen eignet, die in der KI äußerst häufig vorkommen.
Nvidia vs. AMD vs. Intel: Welches ist das Beste für Spiele?
Seit Desktop-Grafikkarten für Spiele in den 90er-Jahren populär wurden, wird seitdem immer wieder die Frage gestellt: Welche Marke ist die beste? Kürzlich wurde nur gefragt, ob Nvidia besser sei als AMD und umgekehrt, aber jetzt sind die Dinge etwas komplizierter, da Intel in den Kampf einsteigt. Obwohl keine Marke vollkommen besser ist als die andere, hat jede ihre eigenen Stärken und Schwächen.
Nvidia hat sich immer als die Option für diejenigen positioniert, die das wollen beste Gaming-GPU mit der größten Leistung und den verlockendsten Funktionen. Während die Grafikkarten von Nvidia normalerweise gut sind, sind sie oft auch teuer, zumindest im Vergleich zu denen von AMD und jetzt auch Intel. Auch wenn die exklusiven Funktionen von Nvidia auf dem Papier cool sind, wird das tatsächliche Erlebnis dem Hype möglicherweise nicht gerecht. Zum Beispiel, DLSS ist ein wirklich nettes Feature für Nvidia-Karten, aber es gibt es nicht in vielen Spielen und hat einige Nachteile.
In puncto Leistungspotenzial und einfacher Aufrüstbarkeit gibt es wirklich keine andere Komponente wie die Grafikkarte.
AMD hingegen konkurrierte nicht immer mit Nvidia. AMD hat in der Vergangenheit GPUs mit einem besseren Preis-Leistungs-Verhältnis angeboten, wodurch die Top-End-Karten von Nvidia oft unangefochten bleiben. Auf der anderen Seite lässt Nvidia AMD oft freien Lauf Budget-GPU-Markt, und das gilt heute besonders. Darüber hinaus hinkt AMD in der Regel Nvidia hinterher, wenn es um Funktionen geht, hat aber eine beachtliche Erfolgsbilanz darin, aufzuholen und seine Konkurrenz manchmal sogar zu übertreffen.
Intel ist zum Zeitpunkt des Verfassens dieses Artikels erst seit etwa einem Jahr auf dem Markt für Gaming-GPUs tätig, hat sich also noch nicht wirklich etabliert, aber bisher konkurriert Intel mit dem Wert, den AMD normalerweise bietet. Das größte Problem für Intel waren seine Treiber oder die Software, die eine entscheidende Rolle für die Leistung einer GPU in Spielen spielt. Seit der Einführung seiner Arc-Alchemist-GPUs der ersten Generation im Jahr 2022 hat Intel hart daran gearbeitet, seine Treiber zu optimieren, und das auch heute noch Intels Arc A750 ist eine beliebte Wahl für Low-End- und Midrange-PCs.
Es ist ziemlich klar, worin sich jedes Unternehmen auszeichnet. Nvidia ist die erste Wahl für alle, die über ein großes Budget verfügen und sowohl großartige Leistung als auch modernste Funktionen wünschen. AMD ist die Marke für mehr Menschen, und obwohl die Top-End-Karten von AMD in Leistung und Funktionen normalerweise nicht ganz mit denen von Nvidia mithalten können, stimmt es auch, dass Nvidia seit 2019 keine Karte unter 300 US-Dollar mehr hergestellt hat. Intel bietet derzeit eine gute Mittelklasse-GPU an, aber das ist auch schon alles, auch wenn sich mit den kommenden Karten vielleicht etwas ändern wird.
Generell dürfte sich der GPU-Markt in den nächsten Jahren verändern, wobei Nvidia noch stärker in das High-End-Segment vordringt und Intel in den Kampf einsteigt. Wir müssen sehen, wie sich das weiter entwickelt.