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Theoretische Leistungsindikatoren und fähigkeit von GrafikkartenEine Grafikkarte besteht aus einem Grafikchip und einem Grafikspeicher, welche individuell getaktet werden. Je höher der Takt, desto besser die Leistungsfähigkeit einer Grafikkarte. Dieses Grundprinzip ist sicherlich jedem Computer Anwender geläufig. Aber es gibt noch einige weitere Faktoren und Leistungsindikatoren einer Grafikkarte, dessen Zusammenhang vielen nicht bekannt ist. Was sagen Pixel , Texelfüllrate, Speicherbandbreite und GFlops aus? Was sind ROP, TMU, Memory Interfaces und Streamprozessoren?

In diesem Artikel werden die wichtigsten Komponenten einer Grafikkarte erläutert, welche unmittelbar Einfluss auf die Rechenleistung bzw. Leistungsfähigkeit besitzen. Des Weiteren wird erläutert, welche theoretischen Leistungsindikatoren existieren und wie man diese berechnet. Bevor wir aber ins Detail gehen, soll eine bersicht verdeutlichen, welche Komponenten einer Grafikkarte die Leistungsfähigkeit einer Grafikkarte wirklich beeinflussen. Oftmals bewerten Laien und gerne auch die Grafikchip Hersteller bestimmte Features über, die wenig bis gar keinen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit haben. Bestes Negativ Beispiel ist die Größe des Grafikspeichers, welcher nur wenig Einfluss auf die Leistung hat.

Hohe Auswirkung auf Leistung Wenig / Keine Auswirkung auf Leistung Taktraten für Chip, Shadereinheiten und Speicher Anzahl TMUs (Auswirkung auf Texelfüllrate) Grafikbus (PCI Express, AGP)Leistungsindikatoren wie die Pixelfüllrate oder Speicherbandbreite sagen etwas über die maximale Leistungsfähigkeit der Grafikkarte in einem bestimmten Bereich aus, die theoretisch möglich ist. In der Regel werden diese in der Praxis aber nie erreicht, so dass man diese Werte nicht überbewerten darf. Letztendlich sind die Frames per Seconds (FPS) in einem realistischen PC Spiel entscheidend!

Trotzdem sind Leistungsindikatoren sehr nützlich, um die technischen Features der unterschiedlichen Grafikkarten besser miteinander vergleichen zu können. Die Hersteller haben oftmals die Möglichkeit, an mehreren Leistungsschrauben zu drehen. Um abschließend zu analysieren, was die nderungen wirklich gebracht haben bzw. wie sich die Unterschiede zwischen zwei Modellen bemerkbar machen, kann man die theoretische Leistungsfähigkeit zu Rate ziehen.

Beispiel: Die Leistungsfähigkeit des Grafikspeichers ist abhängig von drei Faktoren: Taktrate,
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Speicherinterface und Speichertyp. ndert man eine der Faktoren, so wirkt sich dies auf die Speicherbandbreite aus. Dreht man an unterschiedlichen Schrauben, ist erst einmal unklar, wie sich dies auf die Gesamtleistung auswirkt. Mithilfe von Leistungsindikatoren existiert eine objektive Bewertungsmöglichkeit.

Wenn man beispielsweise das Speicherinterface einer Grafikkarte halbiert und gleichzeitig den Takt verdoppelt, ist der Effekt gleich Null! Der Hersteller wird in Wirklichkeit aber damit prahlen, dass das neue Top Modell super leistungsfähig ist, da der Takt verdoppelt wurde.

Wichtige Einheiten einer Grafikkarte

ROP = Raster Operation Processor

Der Raster Operation Processor (kurz ROP) ist auch bekannt als Render Output Unit oder Raster Operations Pipeline. ROPs sind zuständig für die Berechnung von Pixeln und dem anschließenden Schreiben der Pixel Daten in den Grafikspeicher. Die theoretische Leistungsfähigkeit wird als Pixelfüllrate (engl. Pixel Fill Rate) angegeben.

Heutzutage hat die Pixelfüllrate nicht mehr den Stellenwert, den es früher hatte, da mittlerweile die Shaderleistung im Vordergrund steht.

TMU = Texture Mapping Unit

Wenn das nackte 3D Modell steht, müssen die Oberflächen mit 2 dimensionalen Bildern bzw. Pixeln versehen werden. Diese Texturen werden mithilfe der Textureinheiten (Texture Mapping Units, TMU) des Grafikchips berechnet. Dieses Prinzip nennt man Texture Mapping. Ein Grafikchip hat in der Regel mehrere TMUs, um die Rechenleistung des Texture Mappings zu erhöhen. Die Leistung des Texture Mappings einer Grafikkarte wird anhand der Texelfüllrate (engl. texture fill rate) gemessen: x Texel/s.

Die Angabe der Speicherschnittstelle erfolgt in Bit. Die theoretische Leistungsfähigkeit wird als Speicherbandbreite (Memory Bandwidth) angegeben, welche abhängig von der Breite des Speicherinterfaces, der Grafikspeicher Technik (SDR, DDR, usw) und dem Grafikspeicher Takt abhängig ist. Wichtig: es ist ein Irrglaube, dass die Größe des Grafikspeichers entscheidenden Einfluss auf die Leistungsfähigkeit einer Grafikkarte hat! hnlich wie bei einer herkömmlichen Festplatte ist nicht die Größe, sondern die Schnelligkeit der Festplatte für eine gute Performance verantwortlich. Was nutzt ein großer Grafikspeicher, wenn die Grafik Daten nicht schnell genug in den Grafikspeicher geschrieben bzw. Alle Begriffe meinen die Einheiten einer Grafikkarte, welche Pixel , Vertex und Geometrieshader Aufgaben berechnen. Je mehr Streamprozessoren eine Grafikkarte besitzt,
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desto höher ist deren Leistungsfähigkeit in shaderlastigen 3D Spielen. Als Leistungsindikator werden GFlops zur Hilfe genommen.