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Hardwarebeschleunigung

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In der Computertechnik beschreibt Hardwarebeschleunigung eine Technik, bei der Daten durch spezielle Hardware verarbeitet wird, statt durch die normale CPU verarbeitet zu werden. Dieses Verfahren ermöglicht eine deutlich bessere Performance, als es mit konventionellen Berechnungen über die CPU möglich wäre. Ein typisches Beispiel der Hardwarebeschleunigung sind Grafikkarten für Computer, bei denen alle Graphik-spezifischen Berechnungen durch den speziell darauf ausgelegten Prozessor der Grafikkarte, die GPU, erledigt werden. Weitere Beispiele sind APUs bei Soundkarten und Physikbeschleuniger.

Die Hardware-Komponente, welche die Berechnungen außerhalb der normalen CPU vornimmt, wird beschleunigende Hardware genannt.

Inhaltsverzeichnis

[Bearbeiten] 3D-Beschleuniger

Bei Hardwarebeschleunigung im Zusammenhang mit der Grafikausgabe wird auch von 3D-Beschleunigern gesprochen. So werden Grafikkarten bezeichnet, deren Grafikprozessor (GPU) auf die Berechnung von 3D-Grafiken spezialisiert ist und damit die CPU von dieser Rechenarbeit entlastet.

Die Verwendung einer Beschleunigerkarte erlaubt es im Allgemeinen, auch mit begrenzter Rechenkapazität des Prozessors, anspruchsvolle 3D-Grafiken bzw. Animationen auf einem Rechner anzeigen zu können. Der erste 3D-Beschleuniger für IBM-kompatible Systeme war die Voodoo Graphics, die mit einem Chipsatz von 3Dfx ausgestattet war. Sie brachte die Software-Schnittstelle Glide für DOS mit sich, und setzte sich durch ihre damals herausragende Leistung schnell bei Kunden durch.

Besonders mit den Software-Schnittstellen DirectX und OpenGL ist es dann gelungen, die Entwicklung auf Basis allgemeiner Standards voranzutreiben.

Reine 3D-Beschleuniger sind allerdings heute unüblich, es werden normalerweise Grafikkarten verwendet, die 2D-Funktionen mit 3D-Beschleunigung verbinden. Außerdem haben moderne Grafikkarten auch für den 2D-Einsatz Hardwarebeschleunigung.

[Bearbeiten] 3D-Beschleunigung und Desktops

Da die meisten aktuellen Computer bereits mit fortschrittlichen Grafikkarten ausgerüstet sind, die auch für grafiklastige Spiele geeignet sind, liegt der Schluss nahe, diese Rechenleistung auch für alltägliche Anwendungen zu nutzen. Aus diesem Grund werden immer mehr grafische Effekte für normale Computer-Desktops programmiert, welche auf die Hardwarebeschleunigung zurückgreifen. Zu solchen Effekten gehören echte Transparenz, stufenloser Zoom, physikalische Eigenschaften von Fenstern und auch dreidimensionale Darstellung von Fenstern oder virtuellen Desktops. Ein Beispiel für eine solche Anwendung von Hardwarebeschleunigung sind Xgl und AIGLX für Linux-Desktops.

[Bearbeiten] 3D-Karten Überblick

Die folgende Tabelle ist eine Zusammenstellung von aktuellen und älteren Grafikkarten-Modellen. Tatsächlich werden die Grafikchips (GPUs) - z. B. 9800 Pro - von einem Hersteller - z. B. ATI - an verschiedene Grafikkarten-Hersteller (z. B. ABit, Asus, Leadtek, MSI, Sapphire) geliefert, welche diese auf ihren Grafikkarten verarbeiten. Der Leistungs-Unterschied unter den Grafikkarten-Herstellern ist aber verschwindend gering, so dass dieser Artikel nur eine Unterscheidung anhand der verwendeten GPU trifft.

Um die Tabelleneinträge möglichst in jeweils einer Zeile darstellen zu können, werden folgende Abkürzungen verwendet:


[Bearbeiten] DirectX 7.0 Karten

Hersteller Model Erschienen Schnittstelle Speicher (Kapazität, Typ, Takt, Zugriffszeit, Bandbreite) RAMDAC GPU Takt Pipelines Füllrate
ATI Radeon 7000 2000 AGP 4x 350 MHz
ATI Radeon 7200 2000
ATI Radeon 7500 2000
NVIDIA GeForce 2 GTS 2000 AGP 4x 32 MB, , , 6,5 ns, 128 Bit 200 MHz 4
NVIDIA GeForce 2 Ultra 2000
NVIDIA GeForce 2 Pro 2000
NVIDIA GeForce 2 Ti 2000 64 MB
NVIDIA GeForce 2 MX 200 2000
NVIDIA GeForce 2 MX 2000
NVIDIA GeForce 2 MX 400 2000 AGP 4x 64 MB
PowerVR / ST Micro Kyro 2000 AGP 4x 64 MB, SDR, 115 MHz, 7,5 ns, 128 Bit 115 MHz 2 230 MPpS
PowerVR / ST Micro Kyro 2 2001 AGP 2x 64 MB, SDR, 175 MHz, , 128 Bit 175 MHz 2 350 MPpS
PowerVR / ST Micro Kyro 2 SE 2002 AGP 2x 64 MB, SDR, 200 MHz, , 128 Bit 200 MHz 2 400 MPpS
NVIDIA GeForce 4 MX 460 2002 AGP 4x 300 MHz
NVIDIA GeForce 4 MX 440 2002 AGP 4x, 8x 64 MB, DDR, 300 MHz 250 MHz
NVIDIA GeForce 4 MX 440-SE 2002 AGP 4x 270 MHz
NVIDIA GeForce 4 MX 420 2002 AGP 4x 250 MHz

[Bearbeiten] DirectX 8.x Karten

Hersteller Model Erschienen Schnittstelle Speicher (Kapazität, Typ, Takt, Zugriffszeit, Bandbreite) RAMDAC GPU Takt Pipelines Füllrate
ATI Radeon 8500 2001 AGP 2x, 4x 64 MB, DDR, 550 MHz, 3,6 ns, 128 Bit 2x400 MHz 275 MHz 4
ATI Radeon 9000 2001
NVIDIA GeForce 3 Ti 200 2001
NVIDIA GeForce 3 Ti 500 2001
NVIDIA GeForce 4 Ti 4200 2002 AGP 4x, 8x 128 MB, 444 MHZ 250 MHz
NVIDIA GeForce 4 Ti 4400 2002 AGP 4x 275 MHz
NVIDIA GeForce 4 Ti 4600 2002 AGP 4x 300 MHz
NVIDIA GeForce 4 Ti 4800 2002 AGP 4x,8x 300 MHz
NVIDIA GeForce 4 Ti 4800 SE 2002 AGP 4x,8x 275 MHz
NVIDIA GeForce 4 4200 go AGP 4x

[Bearbeiten] DirectX 9.0 Karten

Hersteller Model Erschienen Schnittstelle Speicher (Kapazität, Typ, Takt, Zugriffszeit, Bandbreite) RAMDAC GPU Takt Pipelines VS Füllrate SM
ATI Radeon 9500 2002 AGP 4x, 8x 64 MB, DDR, 275 MHz, 128 Bit 2x400 MHz 275 MHz 4 2,2 GPpS 2.0
ATI Radeon 9500 Pro 2002 AGP 8x 64 MB, 128 MB, DDR, 275 MHz, 128 Bit 2x400 MHz 275 MHz 8 4 2,3 GPpS 2.0
ATI Radeon 9700 2002 AGP 8x 128 MB, 256 MB, DDR, 275 MHz, 256Bit 2x 400 MHz 275MHz 8 4 2,3GPpS 2.0
ATI Radeon 9700 Pro 2002 AGP 4x, 8x 128 MB, DDR, 305 MHz, 2,8 ns, 256 Bit 2x400 MHz 325 MHz 8 4 2,6 GPpS 2.0
ATI Radeon 9600 Pro 2003 AGP 8x 128 MB, 256 MB, DDR, 300 MHz, 128Bit 2x 400 MHz 400 MHz 4 2 2.0
ATI Radeon 9600 XT 2003 AGP 8x 128 MB, 256 MB, DDR 300 MHz, 128Bit 2x 400 MHz 500 MHz 4 2 2.0
ATI Radeon 9800 Pro 2003 AGP 8x 128 MB, 256 MB, DDR, 340 MHz, 256Bit 2x 400 MHz 380 MHz 8 4 3,1 GPpS 2.0
ATI Radeon 9800 XT 2003 AGP 8x 256 MB, DDR, 365 MHz, 256Bit 2x 400 MHz 412 MHz 8 4 3,3 GPpS 2.0
NVIDIA GeForce FX 5200 2003 AGP 8x 2.0
NVIDIA GeForce FX 5300 2003 AGP 8x, PCIe 2.0
NVIDIA GeForce FX 5600 2003 AGP 8x 2.0
NVIDIA GeForce FX 5700 2003 AGP 8x 2.0
NVIDIA GeForce FX 5750 2003 AGP 8x, PCIe 2.0
NVIDIA GeForce FX 5800 2003 AGP 8x 2.0
NVIDIA GeForce FX 5800 Ultra 2003 AGP 8x 2.0
NVIDIA GeForce FX 5900 2003 AGP 8x 2.0
NVIDIA GeForce FX 5900 Ultra 2003 AGP 8x 2.0
NVIDIA GeForce FX 5900 XT 2003 AGP 8x 2.0
NVIDIA GeForce FX 5900 SE 2003 AGP 8x 2.0
NVIDIA GeForce FX 5950 2003 AGP 8x 2.0
---
ATI Radeon X800 Pro 2004 AGP 8x 256 MB, DDR-3, 950 MHz, 2,0 ns, 256 Bit 2x400 MHz 475 MHz 12 2.0
ATI Radeon X800 XT 2004 AGP 8x 256 MB, DDR-3,1120 MHz, 1,6 ns, 256 Bit 2x400 MHz 520 MHz 16 2.0
ATI Radeon X850 Pro 2004 PCIe 256 MB, DDR-3,1080 MHz, , 256 Bit 2x400 MHz 520 MHz 12 6 2.0
ATI Radeon X850 XT 2004 PCIe 256 MB, DDR-3,1080 MHz, , 256 Bit 2x400 MHz 520 MHz 16 6 2.0
ATI Radeon X850 XT-PE 2004 PCIe 256 MB, DDR-3,1180 MHz, , 256 Bit 2x400 MHz 540 MHz 16 6 2.0
NVIDIA GeForce 6100 2004 AGP 8x, PCIe 3.0
NVIDIA GeForce 6150 2004 AGP 8x, PCIe 3.0
NVIDIA GeForce 6200 2004 AGP 8x, PCIe 3.0
NVIDIA GeForce 6500 2004 AGP 8x, PCIe 3.0
NVIDIA GeForce 6600 2004 AGP 8x, PCIe 3.0
NVIDIA GeForce 6600 LE 2004 AGP 8x, PCIe 3.0
NVIDIA GeForce 6600 GT 2004 AGP 8x, PCIe 3.0
NVIDIA GeForce 6610 XL 2004 AGP 8x, PCIe 3.0
NVIDIA GeForce 6700 XL 2004 AGP 8x, PCIe 128 MB, GDDR-3,1100 MHz, 525MHz 3.0
NVIDIA GeForce 6800 2004 AGP 8x, PCIe 3.0
NVIDIA GeForce 6800 LE 2004 AGP 8x, PCIe 3.0
NVIDIA GeForce 6800 GTO 2004 AGP 8x, PCIe 3.0
NVIDIA GeForce 6800 XT 2004 AGP 8x, PCIe 3.0
NVIDIA GeForce 6800 GS 2004 AGP 8x, PCIe 3.0
NVIDIA GeForce 6800 GT 2004 AGP 8x, PCIe 3.0
NVIDIA GeForce 6800 Ultra 2004 AGP 8x, PCIe 3.0
NVIDIA GeForce 6800 Ultra Extreme Edition 2004 AGP 8x, PCIe 3.0
S3 Graphics DeltaChrome S8 2004 AGP 256 MB, DDR, 300 MHz, , 128 Bit 300 MHz 8 4 2.0
S3 Graphics DeltaChrome S4 2004 AGP 256 MB, DDR, 300 MHz, , 128 Bit 300 MHz 4 2 2.0
S3 Graphics GammaChrome S18 2005 PCIe 256 MB, DDR, 450 MHz, , 128 Bit 500 MHz 4 2 2.0
NVIDIA GeForce 7800 GT 2005 PCIe 3.0
NVIDIA GeForce 7800 GTX 2005 PCIe 3.0
NVIDIA GeForce 7800 GTX 512 2005 PCIe 3.0
ATI Radeon X1800 XT 2005 PCIe 3.0
ATI Radeon X1900 XT 2006 PCIe 3.0
ATI Radeon X1900 XTX 2006 PCIe 3.0
ATI Radeon X1950 XT 2006 PCIe 3.0
ATI Radeon X1950 XTX 2006 PCIe 512MB, GDDR4, 1000 MHz, 256 Bit 650 MHz 16 3.0

[Bearbeiten] DirectX 10.x Karten

Hersteller Model Erschienen Schnittstelle Speicher RAMDAC GPU Takt Unified Shader VS Füllrate SM
Kapazität Typ Takt Zugriffszeit Interface Bandbreite Pixel Texel
nVidia GeForce 8400GS 2006 PCIe 256 MB DDR2 400 MHz 64 Bit 450 MHz 16 4.0
nVidia GeForce 8500GT 2006 PCIe 256 MB, 512 MB DDR2 400 MHz 128 Bit 450 MHz 16 4.0
nVidia GeForce 8600GT 2006 PCIe 256 MB, 512 MB GDDR3 700 MHz 128 Bit 540 MHz 32 4.0
nVidia GeForce 8600GTS 2006 PCIe 256 MB, 512 MB GDDR3 1000 MHz 128 Bit 675 MHz 32 4.0
nVidia GeForce 8800GT 2007 PCIe 256 MB, 512 MB GDDR3 900 MHz 256 Bit 600 MHz 112 4.0
nVidia GeForce 8800GTS 2006 PCIe 320 MB, 640 MB GDDR3 800 MHz 320 Bit 500 MHz 96 (G80) 4.0
nVidia GeForce 8800GTS 2007 PCIe 512 MB GDDR3 970 MHz 256 Bit 650 MHz 128 (G92) 4.0
nVidia GeForce 8800GTX 2006 PCIe 768 MB GDDR3 900 MHz 384 Bit 575 MHz 128 4.0
nVidia GeForce 8800Ultra 2006 PCIe 768 MB GDDR3 1080 MHz 384 Bit 612 MHz 128 4.0
nVidia GeForce 9600GT 2008 PCIe 512 MB GDDR3 900 MHz 256 Bit 650 MHz 64 4.0
nVidia GeForce GTX 260 2008 PCIe 896 MB GDDR3 999 MHz 448 Bit 111888 MB/s 576 MHz 192 16128 MPix/s 36864 MTex/s 4.0
nVidia GeForce GTX 280 2008 PCIe 1024 MB GDDR3 1107 MHz 512 Bit 141696 MB/s 602 MHz 240 19264 M/Pix/s 48160 MTex/s 4.0
ATI Radeon HD2400Pro 2007 PCIe, AGP 128MB, 256MB DDR2 400 MHz 64Bit 525 MHz 8 Vec5 (40) 4.0
ATI Radeon HD2400XT 2007 PCIe 256MB GDDR3/DDR2 700 / 500 MHz 64Bit 700 MHz 8 Vec5 (40) 4.0
ATI Radeon HD2600Pro 2007 PCIe, AGP 256MB, 512MB GDDR3/DDR2 700 / 400 MHz 128Bit 600 MHz 24 Vec5 (120) 4.0
ATI Radeon HD2600XT 2007 PCIe 256MB, 512MB GDDR3/GDDR4 700 / 1100 MHz 128Bit 800 MHz 24 Vec5 (120) 4.0
ATI Radeon HD2900XT 2007 PCIe 512MB, 1024MB GDDR3/GDDR4 825 / 1000 MHz 512Bit 740 MHz 64 Vec5 (320) 4.0
ATI Radeon HD3850 2007 PCIe, AGP 256 MB, 512 MB GDDR3 828 MHz 256 Bit 668 MHz 64 Vec5 (320) 4.1
ATI Radeon HD3870 2007 PCIe 512 MB GDDR4 1125 MHz 256 Bit 775 MHz 64 Vec5 (320) 4.1
ATI Radeon HD3870x2 2008 PCIe 1024 MB GDDR3 1800 MHz 2x 256 Bit 825 MHz 2x 64 Vec5 (2x 320) 4.1
ATI Radeon HD4850 2008 PCIe 512 MB GDDR3 993 MHz 256 Bit 63552 MB/s 625 MHz 160 Vec5 (800) 10000 MPix/s 25000 MTex/s 4.1
ATI Radeon HD4870 2008 PCIe 512 MB, 1024MB GDDR5 1800 MHz 256 Bit 115200 MB/s 750 MHz 160 Vec5 (800) 12000 MPix/s 30000 MTex/s 4.1

[Bearbeiten] Kosten

Seit einiger Zeit haben sich in etwa folgende Preise etabliert:

Ultra High-End (neuste Extremmodelle) über 500 EUR
High-End (Spitzenmodelle) 260 - 500 EUR
Mid-Range (Mittelklasse) 130 - 260 EUR
Low-End (Einsteigerklasse) 30 - 130 EUR

[Bearbeiten] Weblinks

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