Die moderne Computergrafik mit hochauflösenden Videos sowie detailliertem 3D-Rendering in Videospielen und professionellen Anwendungen ist eine anspruchsvolle Aufgabe. Eine CPU kann zwar Grafiken erstellen (also „rendern“), bietet aber nicht die richtige Architektur, um dies schnell und effizient zu tun. Deshalb gibt es Grafikprozessoren (GPUs), die von Grund auf so konstruiert sind, dass sie die Art von Mathematik beherrschen, um die korrekten Werte von Millionen von Pixeln dutzende oder gar hunderte Male pro Sekunde zu berechnen. Jedes Computergerät, vom PC bis hin zum Smartphone, kommt mittlerweile mit einem fest eingebauten Grafikprozessor.
Die einzigen Computer, die keine GPUs mitbringen, sind sogenannte „Headless“-Server, die ferngesteuert werden und nur Arbeiten erledigen, die für CPUs geeignet sind. Jeder Computer, der heutzutage ein Bild an einen Monitor ausgibt, hat mit ziemlicher Sicherheit eine spezialisierte GPU an Bord.
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Wenn Sie ein Notebook oder einen Desktop-Computer kaufen, dann steht im Datenblatt oft, dass der Computer mit einer „integrierten“ oder „dedizierten“ Grafikkarte ausgestattet ist. Zwischen diesen beiden Ansätzen zur Integration eines Grafikprozessors in einen Computer gibt es einen großen Unterschied: Ein dedizierter Grafikprozessor bedeutet, dass diese Lösung ihr eigenes, unabhängiges Prozessorpaket besitzt. Sie verfügt auch über eine eigene Kühllösung. Dedizierte GPUs haben außerdem ihre eigene Hardware für die Energieverwaltung und den Speicher. Ein dedizierter Grafikprozessor ist also wie ein eigener, in sich geschlossener Computer.
In einem Desktop-Computer sind dedizierte GPUs auf einer eigenen Platine untergebracht, die allgemein als Grafikkarte bezeichnet wird. Die Karte wird in die Hauptplatine des Computers eingesteckt und benötigt oft mehr Strom, als über den Kartensteckplatz bereitgestellt werden kann. Deshalb wird sie meist auch über einen eigenen Stromanschluss vom Netzteil an die Stromversorgung des Computers angesteckt.
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Ein integrierter Grafikprozessor hingegen muss sich alles mit der CPU teilen. Aus diesem Grund wird hier oftmals von Onboard-GPU gesprochen. Die Grafikeinheit ist direkt im Prozessorgehäuse untergebracht, wird durch denselben Kühlkörper gekühlt und benutzt denselben Systemspeicher wie der Desktop-Prozessor. Die Hauptplatine stellt die Hardware für die Bildschirmausgabe bereit, die den Anschluss eines Monitors ermöglicht, aber das gesamte Gehirn der GPU befindet sich im Gehäuse der CPU.
Mit Ausnahme von High-End-CPUs verfügen heute praktisch sämtliche Computer-CPUs über einen integrierten Grafikprozessor. Damit sind Prozessormodelle mit integriertem Grafikprozessor die am weitesten verbreiteten Grafikprozessortypen. Hierfür gibt es gute Gründe: Zu den wichtigsten zählt der Preis. Systeme mit integriertem Grafikprozessor sind wesentlich günstiger, da keine extra Hardware benötigt wird.
Der zweite wichtige Grund ist die Komplexität. Dies gilt insbesondere für Notebooks, bei denen es auf jeden Kubikmillimeter an Volumen ankommt. Durch die Integration des Grafikprozessors in das CPU-Gehäuse können Laptops erheblich kleiner gebaut werden, weil keine zusätzliche Hardware für Kühlung, Stromversorgung und den Anschluss eines separaten Chip-Paketes benötigt wird.
Die dritte Säule des integrierten GPU-Designs ist die Stromeffizienz. Es ist viel einfacher, die Leistungsaufnahme eines einzelnen integrierten Chips zu verwalten als die Anforderungen von zwei separaten Chips auszugleichen. Da der Grafikprozessor und die CPU eng miteinander verbunden sind, können sie sicherstellen, dass sie in die TDP (Thermal Design Power) des CPU-Gehäuses passen.
Aber wenn integrierte Grafikkarten eine so gute Idee sind, warum nutzen wir dann überhaupt noch dedizierte Grafikkarten? Die kurze Antwort darauf lautet, dass dedizierte Karten ein weitaus größeres Leistungspotenzial haben. Ein dedizierter Grafikprozessor kann größer sein, hat ein viel größeres Energie-Budget und kann im Betrieb sicher höhere Temperaturen erreichen. Darüber hinaus hat er Zugriff auf einen Hochleistungsspeicher, der speziell für die Anforderungen von Grafikanwendungen wie etwa Spiele entwickelt wurde.
Integrierte Grafikprozessoren waren lange Zeit ein Synonym für schlechte Leistung, die lediglich für einfache Produktivitätsaufgaben und begrenzte Multimedia-Anwendungen ausreicht. An das Gaming dachte hier viele Jahre niemand. Doch im Jahr 2022 änderte sich das, denn die GPU-Technologie hat die integrierte Grafikleistung so weit verbessert, dass die meisten Nutzer – einschließlich Gelegenheitsspielern – nicht unbedingt dedizierte GPUs benötigen. Es stimmt allerdings immer noch, dass dedizierte Grafikprozessoren viel schneller sind als iGPUs, also Spiele mit höherer Auflösung, besserer Qualität und höheren Bildwiederholraten darstellen können.
Wenn für Sie die Grafikleistung das Wichtigste ist, dann sollten Sie zweifellos einen Desktop-Computer mit dedizierter Grafikkarte kaufen. Wenn Akkulaufzeit, Kosten, Wärmeentwicklung und Geräuschentwicklung für Sie ausschlaggebende Faktoren sind, ist eine integrierte Lösung wahrscheinlich für Sie die richtige Wahl. Desktop-Anwender haben jedoch sowieso die Möglichkeit, zu einem späteren Zeitpunkt einen dedizierten Grafikprozessor in ihr System einzubauen – vorausgesetzt, Ihre Hauptplatine bringt dafür den richtigen Steckplatz mit und das Netzteil sowie das Gehäuse sind dafür geeignet. Sie können den integrierten Grafikprozessor Ihrer CPU ausprobieren, um zu sehen, ob er für Ihre Bedürfnisse ausreicht.