Grafikprozessor Gpu

Grafikprozessoren (GPU) verstehen: Ein umfassender Leitfaden

Wichtige Erkenntnisse

Eine Graphics Processing Unit (GPU) ist ein Chip oder eine Schaltung, die Grafiken für die Anzeige elektronischer Geräte rendert.
Obwohl GPUs häufig im Gaming eingesetzt werden, spielen sie eine entscheidende Rolle beim Kryptowährungs-Mining.
Die zunehmende Beliebtheit von Kryptowährungen hat zu einer erheblichen Knappheit an GPUs geführt.
GPUs werden aufgrund der hohen Nachfrage im Krypto-Mining oft zu überhöhten Preisen verkauft.
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Was ist eine Graphics Processing Unit (GPU)?

Eine Graphics Processing Unit (GPU) ist ein spezialisierter Computerchip, der Bilder, Videos und Animationen schnell verarbeitet und rendert. Obwohl "GPU" und "Grafikkarte" synonym verwendet werden, sind sie nicht dasselbe: Die GPU ist der Hauptprozessorchip, während die Grafikkarte die Hardwareeinheit ist, die die GPU, den Speicher, das Kühlsystem und die Verbindungen zum Computer umfasst. GPUs erlangten in den späten 1990er Jahren Aufmerksamkeit, als Gaming und 3D-Grafiken immer fortschrittlicher wurden, und sie haben sich weiterentwickelt, um komplexe Aufgaben wie Datenverarbeitung und KI zu bewältigen. Die Nachfrage nach GPUs ist aufgrund des Kryptowährungs-Minings sprunghaft angestiegen, was zu Engpässen und höheren Preisen geführt hat.

Wie Graphics Processing Units (GPUs) funktionieren

Die Grafiken in Videos und Spielen bestehen aus polygonalen Koordinaten, die in Bitmaps umgewandelt werden – ein Prozess, der als "Rendering" bezeichnet wird – und dann in Signale, die auf einem Bildschirm angezeigt werden.122 Diese Umwandlung erfordert, dass die Graphics Processing Unit (GPU) über viel Rechenleistung verfügt, was GPUs auch für maschinelles Lernen, künstliche Intelligenz und andere Aufgaben nützlich macht, die eine große Anzahl komplexer und anspruchsvoller Berechnungen erfordern.2

Die Entwicklung der Graphics Processing Unit (GPU)

1999 führte Nvidia den Geforce 256 ein, die erste weit verbreitete GPU. Nvidia definierte eine GPU als "Single-Chip-Prozessor mit integrierten Transformations-, Beleuchtungs-, Dreiecksaufbereitungs-/Clipping- und Rendering-Engines, der mindestens 10 Millionen Polygone pro Sekunde verarbeiten kann." Der GeForce 256 verbesserte die Technologie anderer Prozessoren durch Optimierung der 3D-Gaming-Leistung.

Während Nvidia im GPU-Markt weiterhin dominiert, hat sich die Technologie stark verbessert. In den 2000er Jahren brachte Nvidia die GeForce 8800 GTX auf den Markt, die eine beeindruckende Texturfüllrate von 36,8 Milliarden pro Sekunde hat.2

Heute erleben GPUs eine Wiederbelebung ihrer Beliebtheit. Ihre Nutzung hat sich dank des Aufkommens von künstlicher Intelligenz und Kryptowährungen auf neue Branchen ausgeweitet. GPUs haben auch dazu beigetragen, einen breiteren Zugang zu hochwertigerem Virtual-Reality-Gaming zu ermöglichen.

GPUs im Vergleich zu CPUs

Vor dem Aufkommen von GPUs in den späten 1990er Jahren wurde das Grafik-Rendering von der Central Processing Unit (CPU) übernommen. In Verbindung mit einer CPU kann eine GPU die Computerleistung steigern, indem sie einige rechenintensive Funktionen wie das Rendering von der CPU übernimmt. Dies beschleunigt die Verarbeitungsgeschwindigkeit von Anwendungen, da die GPU viele Berechnungen gleichzeitig durchführen kann. Dieser Wechsel ermöglichte auch die Entwicklung fortschrittlicherer und ressourcenintensiverer Software.

Die Datenverarbeitung in einer GPU oder CPU erfolgt durch Kerne. Je mehr Kerne eine Verarbeitungseinheit hat, desto schneller (und potenziell effizienter) kann ein Computer Aufgaben erledigen. GPUs verwenden Tausende von Kernen, um Aufgaben parallel zu verarbeiten. Die parallele Struktur der GPU unterscheidet sich von der der CPU, die weniger Kerne verwendet, um Aufgaben sequenziell zu verarbeiten. Eine CPU kann Berechnungen schneller durchführen als eine GPU, was sie für grundlegende Aufgaben besser geeignet macht.

Wichtige Überlegungen zu GPUs

Der Begriff "GPU" wird oft synonym mit "Grafikkarte" verwendet, obwohl die beiden unterschiedlich sind. Eine Grafikkarte ist ein Hardwareteil, das eine oder mehrere GPUs, eine Tochterplatine und andere elektronische Komponenten enthält, die die Funktion der Grafikkarte ermöglichen.

Eine GPU kann jedoch in das Motherboard integriert oder auf der Tochterplatine einer Grafikkarte zu finden sein. Ursprünglich verfügten nur High-End-Computer über Grafikkarten. Heute verwenden die meisten Desktop-Computer in der Regel eine separate Grafikkarte mit einer GPU für eine höhere Leistung, anstatt sich auf eine in das Motherboard integrierte GPU zu verlassen.

Die Rolle von GPUs beim Kryptowährungs-Mining

Während GPUs zunächst bei Videobearbeitungs- und Computerspiele-Enthusiasten beliebt waren, schuf das schnelle Wachstum von Kryptowährungen einen neuen Markt. Dies liegt daran, dass das Mining von Kryptowährungen Tausende von Berechnungen erfordert, um Transaktionen zu einer Blockchain hinzuzufügen, was mit Zugang zu einer GPU und einer günstigen Stromversorgung profitabel sein kann.

In den letzten Jahren haben zwei prominente Grafikkartenhersteller, Nvidia Corp. (NVDA) and Advanced Micro Devices Inc. (AMD), aufgrund des Kryptowährungs-Minings einen rasanten Anstieg von Umsatz und Einnahmen erlebt.

Dies hatte den Nebeneffekt, dass Nicht-Mining-Kunden frustriert wurden, die steigende Preise und eine austrocknende Versorgung sahen. Infolgedessen begrenzten Einzelhändler gelegentlich die Anzahl der Grafikkarten, die eine Person kaufen konnte. Während Miner der bekannteren Kryptowährungen wie Bitcoin auf spezialisierte und kostengünstigere Chipsätze namens Application-Specific Integrated Circuits (ASICs) umgestiegen sind, werden Graphics Processing Units immer noch zum Mining weniger bekannter Währungen verwendet.

Wichtig

Der Anstieg der Beliebtheit von Kryptowährungen hat zu einer massiven Knappheit an GPUs geführt. Laut Berichten von The Verge werden GPUs auf Websites wie eBay für das Zwei- bis Dreifache ihres Straßenpreises verkauft.3

Führende Unternehmen im GPU-Markt

Advanced Micro Devices (AMD) und Nvidia (NVDA) sind zwei der größten Namen im GPU-Markt. Werfen wir einen Blick auf beide Unternehmen.

Advanced Micro Devices (AMD)

AMD ist einer der vertrauenswürdigsten Hersteller von Grafikkarten. Der Hersteller begann 1969 als Startup im Silicon Valley und entwickelt Hochleistungs-Computing- und Visualisierungsprodukte.2 AMD trat 2006 in den GPU-Markt ein, als es den führenden Grafikkartenhersteller ATI übernahm. Seitdem sind AMD und Nvidia die dominanten Akteure im GPU-Markt. Stand Mai 2021 hat AMD eine Marktkapitalisierung von 97,3 Milliarden US-Dollar. AMD hat seit 2013 über 500 Millionen GPUs ausgeliefert und kontrolliert 17% des GPU-Marktanteils.4

AMD legt seinen Fokus im GPU-Markt auf PC-Gaming und ist bei Spielern weltweit beliebt.

Nvidia (NVDA)

Nvidia war das allererste Unternehmen, das 1999 GPUs auf den Markt brachte. Die erste GPU in der Geschichte war als Geforce 256 bekannt. 1999 war auch das Jahr, in dem Nvidia seinen Börsengang (IPO) zu 12 US-Dollar pro Aktie durchführte.5 Stand Mai 2021 wird die Aktie bei etwa 645 US-Dollar pro Aktie gehandelt.

Nvidia hat eine Marktkapitalisierung von 404,8 Milliarden US-Dollar und kontrolliert 13% des GPU-Marktanteils.67

Nvidia hat eine beträchtliche Reichweite im fortschrittlichen GPU-Markt. Laut Nvidias Website "verwenden acht der zehn weltweit führenden Supercomputer jetzt NVIDIA-GPUs, InfiniBand-Netzwerke oder beides. NVIDIA betreibt 346 der insgesamt TOP500-Systeme auf der aktuellen Liste."

Nvidias eigener Supercomputer namens Selene belegt den fünften Platz weltweit und ist der schnellste industrielle Supercomputer der Welt.8

Häufig gestellte Fragen zur Graphics Processing Unit (GPU)

Was ist der Unterschied zwischen GPU und VGA?

Während eine GPU ein Chip oder eine elektronische Schaltung ist, die zum Rendern von Grafiken für die Anzeige auf einem elektronischen Gerät verwendet wird, ist ein VGA- oder Video Graphics Array-Anschluss ein physisches Gerät zur Übertragung von Videosignalen und Computer-Videoausgabe.

Wie übertaktet man seine GPU?

Stellen Sie vor dem Übertakten sicher, dass Sie Ihr Gerät gründlich reinigen und alle Updates und Fehlerbehebungen für Ihre Software installieren. Dank technologischer Aktualisierungen ist das Übertakten recht einfach. Installieren Sie einfach Software wie Afterburner und lassen Sie das System arbeiten. Nach Abschluss der Installation führen Sie einen Gaming-Benchmark durch, um die neue Software zu testen.

Was ist GPU-Skalierung?

GPU-Skalierung ist eine Funktion, die es Benutzern ermöglicht, das Seitenverhältnis eines Spiels basierend auf der Auflösung ihres Monitors anzupassen. Einige Benutzer glauben, dass diese Anpassung des Seitenverhältnisses die Bildqualität des Displays weiter verbessert.

Erhalten Sie personalisierte, KI-gestützte Antworten, die auf über 27 Jahren vertrauenswürdiger Expertise basieren.

Wie erleichtern Graphics Processing Units das Kryptowährungs-Mining?

Warum ist die Flüssigkühlungstechnologie für Graphics Processing Units in KI-Fabriken entscheidend?

Was verursacht Angebotsengpässe auf dem Markt für Graphics Processing Units?

AMD. "About Us." Accessed May 28, 2021.

The Verge. "The Street Prices of Nvidia and AMD GPUs Are Utterly Out of Control." Accessed May 28, 2021.

Yahoo Finance. "Advanced Micro Devices, Inc." Accessed May 28, 2021.

Nvidia. "Corporate History." Accessed May 28, 2021.

Statista. "PC GPU Shipment Share Worldwide Q2 2009 - Q4 2020, by Vendor." Accessed May 28, 2021.

Yahoo Finance. "Nvidia Corporation." Accessed May 28, 2021.

Nvidia. "About Us," Page 11. Accessed May 28, 2021.

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