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Ratgeber

Gaming Grafikkarten » Auf die Leistung kommt es an

Die Grafikkarte ist neben einer leistungsstarken CPU das Herzstück eines jeden Gaming-PCs. Sie steuert die Bildausgabe und macht eine Darstellung grafisch aufwendiger Computerspiele überhaupt erst möglich. Welche Besonderheiten Gaming-Grafikkarten auszeichnen und worauf beim Kauf zu achten ist, verraten wir Ihnen in unserem Ratgeber.

Die meisten PCs sind mit einer OnBoard- oder onCPU-Grafikkarte ausgestattet. Für Office-Anwendungen reicht diese im Regelfall aus, beim Gaming stößt man damit jedoch schnell an Grenzen. Das liegt darin begründet, dass Computerspiele im Hinblick auf ihre grafische Darstellung zunehmend komplexer werden. In Zeiten von 4K-Gaming werden immer höhere Anforderungen an Grafikkarten gestellt. Sie müssen riesige Mengen an Daten verarbeiten und dementsprechend viel Rechenkraft mitbringen. Eine leistungsstarke Gaming-Grafikkarte ist das A und O, um hochauflösende Inhalte abzubilden, und trägt zu einem eindrucksvollen Spielerlebnis bei.



Aufbau und Funktionsweise von Grafikkarten

Grafikkarten haben die Aufgabe, grafische Daten zu verarbeiten und in Form von Bildern auf dem Monitor auszugeben. Sie bestehen aus wenigstens drei wesentlichen Komponenten: einem Grafikprozessor (kurz: GPU für Graphics Processing Unit), einem Grafikspeicher (auch: Video-RAM) und einem Monitoranschluss.



Was zeichnet Gaming-Grafikkarten aus?

Gaming-Grafikkarten verfügen nicht nur über eine ausreichend hohe Kapazität zur Bewältigung großer Datenmengen, ihre Architektur unterstützt auch Technologien, durch die Spiele besser dargestellt werden können. Sie sind in Ausstattung und Funktionsumfang explizit auf die Anforderungen beim Gaming abgestimmt. Innerhalb der GPU befinden sich beispielsweise sogenannte Shader. Dabei handelt es sich um kleine Prozessoren, die auf bestimmte Aufgaben spezialisiert sind. Früher unterschied man in Vertex- und Pixel-Shader, die jeweils unterschiedliche Berechnungen vornahmen. Heutzutage kommen nur noch sogenannte Unified-Shader zum Einsatz, die als Vertex- oder Pixel-Shader fungieren können. Während Vertex-Shader die Position eines Objekts berechnen und für die richtige Beleuchtung sorgen, ergänzen Pixel-Shader das Objekt um Farben und Texturen.

Besonders wichtig für moderne Games sind Schnittstellen für das Erstellen von 3D-Grafik. Die Rede ist von sogenannten APIs (Application Program Interfaces). Hierbei handelt es sich um Programmierschnittstellen in Form von hinterlegten Programmteilen, die von anderen Programmen dafür genutzt werden, auf Datenbanken oder Hardware-Komponenten zuzugreifen. Im übertragenen Sinne geben sie Programmen wie der Engine eines Computerspiels Abkürzungen und Trampelpfade vor, damit sie schneller auf die für sie relevanten Komponenten zugreifen können. Hersteller bieten unterschiedliche Programmierschnittstellen an, die teilweise ähnliche Funktionen erfüllen.

Es gibt zwei bzw. drei gängige API-Schnittstellen: Typisch für Windows, das mit Abstand am meisten genutzte Betriebssystem für Gaming-PCs, ist die Programmierschnittstelle „Direct3D” aus der Sammlung „DirectX”. Mit ihrer Hilfe können Spiel-Engines direkter auf einzelne, zu einem gegebenen Zeitpunkt benötigte Funktionen einer Gaming-Grafikkarte zugreifen. Ein Beispiel für eine solche Funktion ist das „Z-Buffering”. Bei dem auch „Tiefenpuffer” genannten Verfahren wird ermittelt, welche Objekte einer dreidimensionalen Computergrafik aus der Betrachterperspektive (also der Z-Achse) sichtbar und welche verdeckt sind. Erkennt das System, dass beispielsweise ein Auto in einem Game hinter einem Haus verschwindet, muss keine Leistung darauf verwendet werden, das Auto weiterhin zu animieren. Eine Alternative zu Direct3D und DirectX ist die plattformübergreifende Open-Source-Software OpenGL beziehungsweise ihr Nachfolger Vulkan.



NVIDIA- und AMD-Grafikkarten 

NVIDIA und AMD teilen sich den Markt für Grafikkarten quasi untereinander auf. Zwar gibt es freilich noch andere Hersteller, aber fast alle gängigen Grafikkarten verfügen einen Chipsatz von NVIDIA oder AMD. Beide Unternehmen bieten Ausführungen in unterschiedlichen Preisklassen und Leistungssegmenten an, so dass sich für jeden Geldbeutel und jede gewünschte Performance etwas Passendes findet. 

Grafikkarten mit AMD- oder NVIDIA-Chipsätzen werden sowohl von Drittanbietern wie Asus, Gigabyte oder MSI als auch von AMD bzw. NVIDIA selbst produziert. Mit dem technischen Fortschritt ändert sich das Sortiment fortlaufend, daher ist schwer zu sagen, ob AMD- oder NVIDIA-Grafikkarten in einem bestimmten Bereich qualitativ die Nase vorne haben, geschweige denn, welche Grafikkarten grundsätzlich besser sind. Vielmehr spielen persönliche Präferenz und die Kompatibilität mit den vorhandenen Komponenten eine Rolle.

Grafikkarten zur Darstellung von PC-Spielen aus dem Hause NVIDIA laufen unter dem Namen GeForce und sind in zwei Produktlinien unterteilt: GeForce GTX und GeForce RTX. Die GTX-Serie hat NVIDIA bereits 2014 auf den Markt gebracht. GTX steht für Giga Texel Shader (e)xtreme. Die Bezeichnung rührt daher, dass die Grafikkarten zu den ersten für den Privatgebrauch gehörten, die eine Füllrate von mehr als einer Milliarde Texeln (= Texturpixeln) pro Sekunde ermöglichten. Den Anfang markierten die Modelle GTX 260 und GTX 280. Sie beruhten noch auf Tesla-Architektur. Mit jeder weiteren großen Veröffentlichung änderte sich die zugrundeliegende Mikroarchitektur. Derzeit aktuell ist die GTX 16XX-Serie, die basierend auf der Turing-Architektur erschienen ist.

Im Laufe der Zeit hat NVIDIA eine optimierte sowie eine High-End-Version zu jeder Neuerscheinung herausgebracht, erkennbar an dem Kürzel „Super“ bzw. „Ti” (bei Drittanbietern auch ”Ti Gaming”) im Modellnamen. Dank erweiterter Spezifikationen wie erhöhtem RAM leisten sie mehr als die klassischen Varianten. Dadurch ermöglichen viele von ihnen trotz ihres verhältnismäßig niedrigen Preises PC-Gaming bei Full-HD-Auflösung. Für ein flüssiges Spielerlebnis in Full HD empfiehlt sich NVIDIAs neue GeForce GTX 16-Serie am meisten. High-End-Modelle wie die GeForce GTX 1660 Ti unterstützen sogar eine maximale digitale Auflösung von 8K und sind VR-ready.

Noch mehr Features bietet die NVIDIA GeForce RTX-Serie. Das Kürzel RTX steht für Ray Tracing Texel (e)Xtreme und deutet bereits an, was die Besonderheit der dazugehörigen Modelle auszeichnet. GeForce RTX-Grafikkarten unterstützen nämlich das sogenannte Raytracing. Darunter versteht man eine Technologie, mit deren Hilfe realistische Lichteffekte in PC-Spielen erzeugt werden können. Neben Raytracing-Recheneinheiten sind RTX-Grafikkarten mit sogenannten Tensor Cores ausgestattet, die für den Einsatz künstlicher Intelligenz erforderlich sind. GeForce RTX unterstützt nämlich DLSS (Deep Learning Super Sampling) bzw. maschinelles Lernen. Tensor Cores sind in der Lage, komplexe Multiplikations-Additions-Operationen durchzuführen, die maschinelle Lernvorgänge erfordern. GeForce RTX wurde erstmals 2018 mit Turing-Architektur veröffentlicht. Derzeit aktuell ist die RTX 30-Serie. Alle dazugehörigen Modelle verfügen über einen GDDR6-Speicher, der ein schnelles Verarbeiten und Buffern von Datenpaketen ermöglicht. Sie eignen sich ebenfalls für 8K-HDR-Gaming und Virtual Reality. Auch für die GeForce RTX-Reihe existieren übrigens aufgestockte und High-End-Grafikkarten.



Kaufkriterien für Gaming-Grafikkarten – worauf kommt es an?

Aufgrund der mit dem Mainboard vergleichbaren Bauweise gelten für Grafikkarten in vielerlei Hinsicht ähnliche Kaufkriterien wie für einen PC. Wichtiges Qualitätsmerkmal einer Gaming-Grafikkarte ist neben der Prozessorkernzahl die Taktfrequenz der GPU. Sie gibt an, wie viele Berechnungen der Prozessor pro Sekunde durchführen kann. Je höher der angegebene Wert in Megahertz (MHz) ist, desto höher fällt die Taktung aus. Dieser Wert ist vom Boost-Takt zu unterscheiden. Durch einen Umweg sind einige moderne Grafikkarten dazu imstande, den Prozessortakt der GPU bei hoher Belastung gegebenenfalls deutlich zu erhöhen, also zu übertakten. Das ist möglich, weil viele ältere Programme nicht für Prozessoren mit mehreren Kernen ausgelegt sind. Sie beanspruchen nur einen Kern, während der Rest in einen Energiesparmodus übergeht. Dadurch kommt es zu einer deutlich geringeren Wärmeentwicklung, die entscheidender Faktor für die Begrenzung der möglichen Taktung ist. Der Prozessor dazu befähigter Grafikkarten kann den Takt des beanspruchten Kerns in dem Fall erhöhen, bis die höchstmögliche Temperatur erreicht ist. Eine GPU mit niedrigerer Basistaktung ist unter Umständen also schneller als eine GPU mit höherer Basistaktung, wenn sie übertakten kann.

Eine andere ausschlaggebende Spezifikation ist der Arbeitsspeicher. Dabei ist zum einen die Kapazität des Speichers zu beachten, also die maximale Datenmenge, die er zu einem bestimmten Zeitpunkt speichern kann. Für aktuelle AAA-Titel sind mindestens 8 GB RAM empfehlenswert, nach oben ist bei High-End-Grafikkarten weit mehr möglich. Zum anderen spielt die Datenübertragungsrate eine große Rolle für die Leistungsfähigkeit eines Arbeitsspeichers. Fast jede Grafikkarte nutzt zur Übertragung der gespeicherten Daten die sogenannte Graphics Double Data Rate, kurz GDDR. Allerdings verfügt nicht jede Grafikkarte über die neueste und leistungsstärkste Version des Verfahrens: GDDR6. Je nach Anforderung kann ein Arbeitsspeicher, der über 6 GB GDDR6-RAM verfügt, besser sein als ein Arbeitsspeicher, der über 8 GB GDDR5-RAM verfügt.

Zu guter Letzt sind Anzahl und Aktualität der Peripherieschnittstellen zu berücksichtigen. Viele Gamer und Gamerinnen zocken mit mindestens zwei, wenn nicht sogar drei oder mehr hochauflösenden Bildschirmen. Um diese mit dem System verbinden zu können, benötigt die Grafikkarte genügend Anschlussmöglichkeiten. Darüber hinaus sollten die Anschlusstypen über eine möglichst hohe Datenrate verfügen, damit Bilder in Full HD oder 4K angezeigt werden können. Hier bieten sich HDMI 2.0 beziehungsweise DisplayPort 1.4 und neuere Versionen an. Die Verwendung von Adaptern ist nicht empfehlenswert, da die Grafik bzw. Farbwiedergabe dadurch beeinträchtigt werden kann.


Grundsätzlich sollten auch alle restlichen PC-Komponenten leistungstechnisch auf die Grafikkarte abgestimmt sein – angefangen beim Netzteil zur Stromversorgung der GPU bis hin zum Monitor. 



Unser Praxistipp: An Benchmarks orientieren

Spiele-Benchmarks geben eine Orientierung über die Leistungsfähigkeit einer Grafikkarte. Sie legen dar, wie viele Bilder pro Sekunde in bestimmten Spielen berechnet werden können. Für ein flüssiges Spielerlebnis sollte eine Grafikkarte 40 Bilder pro Sekunde erzielen, bei Shootern sollten es wenigstens 60 Bilder pro Sekunde sein. Für VR-Gaming braucht man mindestens 80 Bilder pro Sekunde.



FAQ – häufig gestellte Fragen zu Gaming-Grafikkarten

Was versteht man unter G-Sync?

GeForce-Grafikkarten von NVIDIA sind mit sogenannter G-Sync-Technologie ausgestattet. Dabei handelt es sich um eine Hardware-basierte Lösung, die Effekte des Screen Tearings eliminiert. Darunter versteht man eine zerrissene oder schlierenhafte Darstellung des Bildes, die entsteht, wenn die Framerate höher ist als die Aktualisierungsrate des Monitors. AMDs Antwort auf G-Sync ist Freesync. Beide Technologien funktionieren nur mit jeweils kompatiblen Monitoren. 
 

Welche Grafikkarten von NVIDIA oder AMD eignen sich für Spiele in WQHD-Qualität?

WQHD entspricht einer Auflösung von 2560 x 1440 Pixeln. Für diese Anforderungen sind zwei GeForce-Modelle von NVIDIA und zwei Radeon-RX-Modelle von AMD besonders gut geeignet. Dazu zählen die NVIDIA GeForce RTX 3060 Ti und RTX 3070 sowie die Radeon RX 6700 XT und 6800.
 

Wie werden Gaming-Grafikkarten mit dem PC verbunden?

Im Regelfall werden Gaming-Grafikkarten über einen Bus (meist PCI, PCI-E oder AGP) auf das Mainboard des Computers gesteckt und so mit dem PC-System verbunden.

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