Wie funktioniert eine Grafikkarte

Über eine Schnittstelle an der ein Bildschirm angeschlossen ist, werden berechnete visuelle Daten der Grafikkarte gesendet, die dann auf dem Bildschirm dargestellt werden. Ein Hauptprozessor überträgt die Daten an die Grafikkarte.

Grafikkarten werden mit einem eigenen Prozessor ausgestattet, da dort ein hohes Datenaufkommen stattfindet, dabei soll er den Hauptprozessor entlasten. Der Grafikprozessor ist das Herz einer Grafikkarte über den die Leistungsmerkmale bestimmt werden. Eine spezielle Speicheranbindung inklusive hoher Taktraten und einen Arbeitsspeicher besitzen Grafikkarten, um die vielen Datenmengen zu verarbeiten. Hierbei kann der Speicher durchaus die Größe eines normalen Arbeitsspeichers haben. Über einen Speichercontroller wird der Zugriff auf die Grafikspeicher gesteuert.

Die Ausgangsstufe ist der RAM-DAC, der digitale Informationen in analoge Signale für einen VGA-Anschluss umwandelt. Höhere Werte in Mhz stehen für höhere Auflösungen und Farbtiefen, die die Leistungsfähigkeit durch die Geschwindigkeit beschreiben. Der RAM-DAC verliert allmählich seine Bedeutung, da mittlerweile digitale Signale direkt an die Displays geschickt werden. Mit einem VGA-Anschluss oder auch über DVI VGA-Signale existieren RAM-DAC aber immer noch. Für die Anbindung von Grafikkarten an Computersysteme sorgen Bus-Interfaces, welche die Daten mit dem Prozessor oder einem Chipsatz übertragen.

Eine Bildbearbeitungssoftware berechnet die Darstellung der Bilder, da in den Programmcodes die Befehle, die der Darstellung der Bilder dienen, abgearbeitet werden, um diese dann an das Betriebssystem zu übergeben. Mit der weiteren Verarbeitung wird dann auf OpenGL oder DirectX zugegriffen, damit ein passender Grafikkarten-Treiber die übersetzten Befehle von der Grafikkarte ausführen lassen kann. Um ein optimales Ergebnis zu erhalten, sollte jede Grafikkarte den passenden Treiber benutzen, da die Standard Treiber nicht alle Funktionen unterstützen und dieser Treiber die Schnittstelle zwischen Software und Hardware ist. In Pipelines werden die Pixel nacheinander verarbeitet. Um mehrere Bearbeitungsschritte gleichzeitig ablaufen zu lassen, sollten mehrere Pipelines zu Verfügung stehen. Shader geben den Pixelflächen geometrische Formen oder Farben und liegen innerhalb der Pipelines. In erster Linie sind Shader gefragt, wenn grafische Symbole oder Effekte gefordert sind.