Was ist eine GPU und wann brauchst du sie?
Autor: Redaktion Domeny.ForSale Veröffentlicht
Kurz gesagt: Eine GPU ist ein Grafikprozessor, also ein Rechenchip, der viele ähnliche Operationen gleichzeitig ausführen kann. Er erzeugt unter anderem die Bilder in Spielen und Grafikprogrammen, wird aber auch für wissenschaftliche Berechnungen und künstliche Intelligenz eingesetzt. Eine GPU ist nicht dasselbe wie eine komplette Grafikkarte: Sie kann deren Hauptbestandteil sein oder in einen Prozessor beziehungsweise einen größeren Chip integriert sein.
Wie funktioniert eine GPU und wozu dient sie?
Die Abkürzung GPU steht für das englische Graphics Processing Unit, also „Grafikverarbeitungseinheit“. Ihre Stärke ist die Parallelverarbeitung: Statt alle Berechnungen nacheinander auszuführen, verteilt der Chip die Arbeit auf viele Recheneinheiten. Das eignet sich für Aufgaben, die sich in zahlreiche ähnliche Operationen aufteilen lassen.
Bei der Darstellung eines Spiels verarbeitet die GPU die Geometrie der Objekte, legt Texturen auf ihre Oberflächen – also Bilder, die diese bedecken – und berechnet die Beleuchtung. So entstehen die einzelnen Bilder des Spiels. Je komplexer die Szene und je höher die Auflösung, desto mehr Arbeit hat der Grafikchip in der Regel.
GPUs werden auch außerhalb von Spielen eingesetzt:
- Beim Videoschnitt beschleunigen sie unterstützte Effekte und die Bildverarbeitung. Das Kodieren und Dekodieren von Videos übernehmen häufig spezialisierte Funktionsblöcke des Chips.
- In der 3D-Grafik helfen sie dabei, eine Vorschau der Szene zu erstellen und das fertige Bild zu rendern, also zu berechnen.
- Für künstliche Intelligenz führen sie zahlreiche mathematische Operationen aus, die zum Trainieren und Ausführen von Modellen benötigt werden.
- In Wissenschaft und Ingenieurwesen beschleunigen sie bestimmte Simulationen und Berechnungen mit großen Datenbeständen.
Eine GPU allein macht jedoch nicht jedes Programm schneller. Die Anwendung muss den jeweiligen Chip unterstützen und einen geeigneten Teil der Arbeit an ihn übertragen können.
GPU und CPU – was ist der Unterschied?
Die CPU, also der Hauptprozessor, führt die Anweisungen des Betriebssystems und der Anwendungen aus und koordiniert die Arbeit des Computers. Sie bewältigt vielfältige Aufgaben, aufeinanderfolgende Entscheidungen und Berechnungen, bei denen der nächste Schritt vom vorherigen abhängt. Die GPU hingegen ist für eine große Zahl paralleler Operationen optimiert.
Das lässt sich mit der Fotobearbeitung vergleichen: Die CPU kümmert sich effizient um das Öffnen von Dateien, die Bedienung von Menüs und das Speichern der Ergebnisse. Die GPU kann währenddessen denselben Effekt für viele Pixel gleichzeitig berechnen. Das ist eine vereinfachte Darstellung, zeigt aber, warum sich die beiden Chips ergänzen, statt einander zu ersetzen.
Eine leistungsstärkere GPU löst nicht jedes Leistungsproblem. Wartet ein Spiel auf Berechnungen der CPU, kann der Kauf einer schnelleren Grafikkarte wenig ändern. Auch bei zu wenig RAM oder langsamem Lesen von Daten liegt der Engpass an anderer Stelle.
GPU, Grafikkarte und integrierte Grafik
Eine Grafikkarte ist eine Komponente, die eine GPU und meist auch eigenen Speicher, eine Stromversorgung, Kühlung und Bildausgänge enthält. In einem Desktop-Computer besteht sie in der Regel aus einer Platine, die in einen Steckplatz des Mainboards eingesetzt wird. Die GPU ist somit der Prozessor auf der Karte und nicht die Bezeichnung für das gesamte Bauteil.
Eine integrierte GPU, auch iGPU genannt, befindet sich im Prozessor oder in einem größeren Chip und nutzt meist Speicher, den sie sich mit der CPU teilt. Diese Lösung benötigt wenig Platz und reicht häufig für den Browser, Büroarbeiten, Filme und weniger anspruchsvolle Spiele aus. Ihre Leistungsfähigkeit hängt stark vom konkreten Modell und der Speicherkonfiguration ab.
Eine separate GPU, auch dedizierte GPU genannt, ist ein eigenständiger Chip und verfügt meist über eigenen Grafikspeicher – VRAM. Bei anspruchsvollen Aufgaben bietet sie häufig mehr Leistung, kann aber auch den Energieverbrauch, die Wärmeentwicklung und die Hardwarekosten erhöhen. In einem Laptop ist ein solcher Chip normalerweise auf die Platine gelötet. „Dediziert“ bedeutet daher nicht, dass er sich leicht austauschen lässt.
Wie findest du heraus, welche GPU du brauchst?
Gehe von deinen Programmen und Aufgaben aus, nicht von der Anzahl der Recheneinheiten oder allein von der Speicherkapazität. Mehr VRAM bedeutet nicht automatisch eine schnellere GPU. Der Speicher enthält unter anderem Texturen, Szenendaten oder ein Modell für AI. Zu wenig Speicher kann die Leistung einschränken oder eine Aufgabe unmöglich machen. Zusätzliche Speicherreserven erhöhen jedoch für sich genommen nicht die Rechenleistung.
Ein Laptop für Dokumente, Videoanrufe und Filme benötigt beispielsweise meist keine separate GPU. Bei der Auswahl können der Bildschirm, die Akkulaufzeit und die RAM-Kapazität wichtiger sein. Wer regelmäßig an aufwendigen 3D-Szenen arbeitet oder anspruchsvolle Spiele spielt, muss dagegen die Leistung des konkreten Grafikchips beurteilen.
Gehe vor dem Kauf in drei Schritten vor:
- Prüfe die Anforderungen der Anwendungen oder Spiele. Vergewissere dich anhand der offiziellen Dokumentation, welche GPUs unterstützt werden, welche Funktionen erforderlich sind und wie viel Speicher empfohlen wird.
- Vergleiche Tests, die zu deinem Einsatzzweck passen. Wähle bei Spielen Tests mit deiner Auflösung und ähnlichen Einstellungen. Für die Arbeit sollten sie das verwendete Programm und die entsprechende Projektart abdecken.
- Prüfe den gesamten Computer. Bei einem Desktop zählen der Platz im Gehäuse, das Netzteil und die Anschlüsse. Bei einem Laptop solltest du Tests des genauen Modells prüfen: Leistungsgrenzen und Kühlung können die Leistung von GPUs mit derselben Bezeichnung erheblich beeinflussen.
Wenn du deinen vorhandenen Computer beschleunigen möchtest, beobachte zunächst die Auslastung von CPU, GPU und Speicher während der problematischen Aufgabe. So kannst du besser feststellen, ob ein Austausch des Grafikchips tatsächlich deinen Bedarf erfüllt.
Siehe auch: Was ist 2FA?
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