Grafikkarten-Steckplatz: Die Hardware-Schnittstelle zum System

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Um die Grafikkarte im PC zu verankern, wandert diese auf einen freien Steckplatz im Mainboard. Aber wie in so vielen Bereichen der Technik gab es hier eine stetige Weiterentwicklung, um der Forderungen nach 'schneller, bunter, schärfer' Tribut zu zollen.

 

Grafikkarten-Steckplatz: Die Hardware-Schnittstelle zum SystemLange Zeit war PCI der Steckplatz-Standard für Grafikkarten. Heute ist sein Nachfolger PCIe das Maß der Dinge. (Copyright: smial/ Wikimedia)

 

 

Ohne PCI kommt kein Computer aus

Vor nicht allzu langer Zeit war auf die Frage nach dem benötigten Steckplatz für eine Grafikkarte die gängige Antwort: ISA oder VLB (VESA Local Bus). Heute finden sich diese Modelle eigentlich nur noch in Technikmuseen oder auf Online-Grabbeltischen. Dieses Schicksal ereilte auch die Standards AGP und PCI. PCIe ist aktuell der dominierende Kandidat.

 

Ohne den Steckplatz-Standard Peripheral Component Interconnect, kurz PCI, kommt auch heute noch - zwanzig Jahre nach seiner Ersterscheinung - kaum ein PC aus. Der PCI-Bus hat den ISA-Bus und den kurzlebigen VL-Bus ersetzt.

 

Heute spielen PCI-Steckplätze für Grafikkarten allerdings keine Rolle mehr. Die Bedeutung für die Einbindung von Grafikkarten hatte PCI in dem Moment verloren, als die ersten Karten mit 3D-Beschleunigung aufkamen. PCI war einfach nicht schnell genug, um Daten mit der notwendigen Geschwindigkeit zu transferieren. Die logische Folge war die Weiterentwicklung zu AGP.

 

 

Der Nachfolger: Accelerated Graphics Port

Mit der Weiterentwicklung zum AGP-Steckplatz wurde auch der Datentransfer beschleunigt. (Copyright: Clemens Pfeiffer/ Wikimedia) AGP (Accelerated Graphics Port) ist wie der PCI eine Entwicklung von Intel und wurde 1997 parallel mit dem Erscheinen des Prozessors Pentium II vorgestellt. Bereits die erste AGP-Version arbeitete gegenüber PCI mit einer doppelt so hohen Taktfrequenz, was deutlich gesteigerte Datentransferraten erlaubte.

 

Zum Einsatz einer AGP-Grafikkarte ist ein Mainboard mit AGP-Steckplatz notwendig, über das eine direkte Punkt-zu-Punkt-Verbindung zum Arbeitsspeicher realisiert ist. Diese Verbindung wird von der Karte dann zur Auslagerung von Daten genutzt, wenn der eigene Grafikspeicher nicht mehr ausreicht. AGP-Karten können daher mit relativ wenig Speicher dennoch hohe Grafikleistungen erzielen.

 

Je günstiger Speicherchips wurden und je mehr Speicher entsprechend auf neuen Grafikkarten selbst Platz fand, desto schneller sank die Bedeutung von AGP. Ein weiterer Grund für die rapide sinkenden Marktanteile war die Spezialisierung dieses Steckplatzes. Denn AGP wurde prinzipiell nur für Grafikkarten entwickelt - die entsprechenden Steckplätze können also nicht für andere Erweiterungen genutzt werden.

 

 

Der Standard unter den Kartensteckplätzen: PCI Express

Zum Vergleich: PCIe-Steckplätze mit 1 und 16 Lanes (gelb) und herkömmliche PCI-Slots (weiß). (Copyright: smial/ Wikimedia) Erfolgreicher Nachfolger von AGP und PCI ist PCI Express (PCIe oder auch PCI-E), das rund zehn Jahre nach der Vorstellung von PCI erschien. Hauptunterschied zum 'alten' PCI ist die Art der Datenübertragung, die nun nicht mehr parallel (altes PCI), sondern seriell realisiert wird. Dies erlaubt es, serielle Punkt-zu-Punkt-Verbindungen (Lanes) herzustellen, bei der die Kommunikation einzelner PCIe-Geräte untereinander die erreichbare Datenrate anderer Geräte nicht beeinflusst.

 

Die Übertragungsgeschwindigkeit bei PCIe ist abhängig von der jeweiligen PCI-Version - aktuell ist derzeit das 2012 vorgestellte PCIe 3.0 - sowie von der Zahl der Lanes. Vereinfacht gesagt lässt sich das so zusammenfassen: Je höher die Version und je mehr Lanes, desto höher die Bandbreite und desto höher die Übertragungsgeschwindigkeit. Ein Beispiel: PCIe 3.0 mit einem Lane erlaubt Datentransfergeschwindigkeit von 985 MB/s, bei acht Lanes sind es schon 7877 MB/s.

 

Für 2015 wird eine neue PCIe-Version erwartet: Mit PCIe 4.0 soll die Datenrate dann für ein Lane auf 1969 MB/s und die Taktrate von 4,0 GHz auf 8,0 GHz steigen. PCIe ist übrigens vollständig auf- und abwärtskompatibel. Das bedeutet, alte Karten arbeiten in Steckplätzen neuer Hauptplatinen und umgekehrt - vorausgesetzt natürlich, es passt mechanisch.

 

 

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