1996

Grafikkarten

Bewegte Bilder

Hohe Anforderungen an die Grafikkarte stellen nicht nur Multimedia-Anwendungen wie Video. Auch die neuesten 3D-Spiele halten die Hardware auf Trab. Ab welcher Leistung Sie sich für Ihre Zwecke zufrieden geben sollten, klärt dieser Beitrag.

Nach Festplatten und den Prozessoren sind Grafikkarten der beste Hebel für leistungssteigerndes Tuning. Insgesamt läßt sich abschätzen, daß die Grafikkarte zwischen 10 und 30 Prozent der Systemleistung beeinflußt; in geringeren Auflösungen weniger, in höheren mehr. Das war jedenfalls in der Vergangenheit so. Mittlerweile sind moderne Karten aber der stumpfsinnigen 2D-Beschleunigung entwachsen. Standard ist längst Video-Beschleunigung – die karteneigenen Prozessoren übernehmen dabei die Farbraumkonvertierung und eine eventuelle Skalierung des bewegten Bildes. Schon da steigt der Anteil an der Systemleistung drastisch an.

Vollends zum leistungsstarken Bestandteil avancieren Grafikkarten bei der jetzt boomenden 3D-Beschleunigung. Hier rackert der Grafikchip in Dimensionen, die denen des Hauptprozessors nahekommen. Die neue Funktionalität ermöglichst erst die verblüffende Raumwirkung in Spielen wie etwa Terminal Velocity. Dabei sollte man aber nicht vergessen, daß dem PC-Prozessor genügend Arbeit überbleibt. Mit einem 486er schiebt sich bei der neuen Spielegeneration trotz 3D-Karte recht wenig.

Blick in den PC

Gerade beim Einkauf eines günstigen Komplett-PCs sollte man ein prüfendes Auge auf die eingebaute Grafikkarte werfen. Einige „Kistenschieber“ erreichen ihr niedriges Preisniveau nämlich in der Regel durch den Einbau billiger Peripherie, besonders mit schwachbrüstigen Grafikkarten.

Aber nicht jeder braucht Power-Komponenten. Wenn Sie sowieso nur eine geringe Auflösung mit 256 Farben fahren, dann ist die einfachste PCI-Karte bereits ausreichend. Für die meisten Anwendungen wie VRAM, Textverarbeitung oder Datenbank ist selbst diese Einstiegsklasse noch zufriedenstellend. Adel verpflichtet hier nicht.

Grafikkartenpower benötigen Sie erst dann, wenn Sie höhere Farbtiefen fahren. Für normale Office-Anwendungen, Textverarbeitung und Konsorten, tut es eine günstige Grafikkarte mit 2 MByte DRAM allemal. Zur Bildverarbeitung oder bei DTP-Arbeiten müssen es schon 4 MByte Speicher – und zwar kein langsamer DRAM – sein. Immer noch hip ist teurer VRAM, schwer im Kommen sind aber auch andere RAM-Spielarten wie EDO-RAM, WRAM oder Multibank-DRAM. Ihr Vorteil: Sie ermöglichen allesamt höhere Bandbreiten auf dem Grafikkarten-internen Datenbus. Das bringt schnelleren Bildaufbau und bessere Ergonomie (Bildwiederholraten). Daher sind diese Typen eher die geeignete Wahl. Wichtiger als die Geschwindigkeit ist ermüdungsarmes Arbeiten. Überlegen Sie sich vor dem Kauf, welche Auflösung Sie fahren möchten; in Zweifelsfällen lassen Sie sich beraten. Prüfen Sie dann, welche Bildwiederholraten die Wunschkarte in dieser Auflösung noch schafft. Als Minimum sollten sie Ihren Augen 72 Hz gönnen.

Ein entscheidendes Bauteil für hohe Bildwiederholraten ist der RAM-DAC, der die Speicherinhalte der Grafikkarte in das analoge Signal für den Monitor umwandelt. Er sollte möglichst hoch getaktet sein, um auch in hohen Auflösungen und Farbtiefen noch flimmerfreie Bilder zu liefern. Standard sind 135 MHz – zu empfehlen sind aber mindestens 170, besser 220 MHz.

Sex, Lies and Video

Bei der Videobeschleunigung haben die Hersteller schon recht tief in die Trickkiste gegriffen. Für eine optimale Kompression der Bewegtdaten macht man sich zunutze, daß das menschliche Auge Veränderungen der Farbe schlechter wahrnimmt als die der Helligkeit. So unterschlägt man bei der Videokompression einen Teil der Farbänderungen und speichert pro Echtfarb-Bildpunkt vier Bit für die Helligkeit und nur zwei mal zwei für Farbinformationen. Dadurch belegt ein Pixel in diesem Format, YUV 4:2:2 genannt, deutlich weniger Speicherplatz als im RGB-Modell. Der Haken: Der Monitor verlangt RGB-Daten für seine drei Elektronenkanonen – zusätzliches Umrechnen ist angesagt. Und genau das übernimmt die Grafikhardware.

Die digitalen Videos sind auf einem 17-Zöller übrigens kaum größer als eine Postkarte. Will man das Monitorformat füllen, müssen die Bewegtdaten skaliert werden – auch hier springen die Karten mit Videobeschleunigung ein. Die Arbeit ist nicht ganz so simpel, es geht eben nicht darum, aus einem Bildpunkt vier zu machen. Das Bild würde übel pixelig und unansehnlich. Die Videoprozessoren interpolieren daher zusätzlich, runden Kanten ab, indem sie Punkte hinzudichten, wo sie Sinn machen. Der Hauptprozessor, selbst ein flotter Pentium, wäre damit überfordert.

Videobeschleunigung ist zwar komplex, aber auch unproblematisch. Praktisch alle Karten beherrschen die erwähnten Basisfunktionen. Der einzige Unterschied: Einige lassen sich noch um einen MPEG-Zusatz erweitern, andere nicht. Wer also irgendwann mal Videofilme von CD statt von einer VHS-Kassette betrachten will, sollte auf den entsprechenden Sockel achten.

MPEG-Dekoder

Anders als Videos im Indeo- oder Cinepak-Format sind die stark komprimierten, aber qualitativ hochwertigeren MPEG-Videos nämlich kaum noch durch Softwaredekoder auf den Bildschirm zu bringen: Selbst schnelle Pentiums bringen keine 25 Bilder pro Sekunde, nicht mal in der geringen Standard-Auflösung von 352 mal 288 Bildpunkten. Hier muß also weitere Hardware ran, denn nicht einmal die Beschleunigerfähigkeiten von Grafikkarten reichen da hin.

MPEG-Dekoder gibt es in einigen Spielarten, von denen sich die meisten mittlerweile als Totgeburten entpuppten. Eine Rolle spielen derzeit nur zwei Varianten. Zum einen sind das eigenständige Dekoder, die die Videodaten über den PCI-Bus an die Grafikkarte übermitteln, zum anderen proprietäre Aufstecklösungen auf die Grafikkarte selbst.

Allerdings – es taugt alles nichts. Vergleicht man die Qualität einer Video-CD mit der eines VHS-Rekorders, neigt wohl jeder zur bewährten Technik. Videos auf PC-Hardware haben wohl erst dann eine Zukunft, wenn MPEG II sich durchgesetzt hat. Und für die seltenen Ausnahmen, wo es mal einen kurzen Film aus dem Internet oder von einer Shareware-CD gibt, tut es ein Software-Dekoder vollauf.

Guter Rat ist hier billig: Wer nicht ohnehin eine neue Grafikkarte braucht und für ganz wenig Aufpreis eine mit MPEG-Hardware-Playback bekommt, kann den Trend einfach ignorieren.

3D: Doom, Duke, Descent

Video ist aus Herstellersicht der Trend für 1995. Im folgenden Jahr steht die 3D-Beschleunigung an: So kommen jetzt von jedem namhaften Hersteller Karten mit Spezialchips für räumliche Darstellung. Und die klotzen mit Funktionen. Der Pentium (darunter lohnt es kaum) berechnet zwar immer noch die Körper, die Beschleunigerchips überziehen sie aber mit einer realistischen Oberfläche (Texture-Mapping) oder verdecken automatisch hintenliegende Körper (via Z-Buffering). Dazu generieren die Karten echt aussehenden Nebel, verjüngen Muster automatisch nach hinten oder lassen Körper in finsteren Kellern im Dunkel verschwinden. Das ermöglicht einen Realitätsgrad virtueller Welten, die selbst einen Pentium Pro unter Windows NT ins Abseits manövieren. Das verspricht in geraumer Zukunft vollkommen neue Online-Erlebnisse und schon jetzt absolut bahnbrechende Spiele.

Aus Anwendersicht mag der mit Gewalt ausgerufene Trend aber noch nicht so aktuell ausfallen: Es gibt derzeit fast keine Programme, die die neuen Funktionen der Grafikkarten auch nutzen. Der schwarze Peter dafür liegt im wesentlichen nicht einmal bei den Hardwareherstellern, sondern vielmehr bei Microsoft. Der Softwaregigant hat, um Windows 95 als Spieleplattform zu eröffnen, einen Software-Layer (DirectX) konzipiert, der (unter anderem) die einheitliche Programmierung der inkompatiblen 3D-Chips regeln soll. Leider ist diese Schnittelle – angekündigt bereits seit Jahr und Tag – bislang immer noch nicht fertig geworden. Hardware-Hersteller wissen immer noch nicht mit letzter Gewißheit, wie sie ihre Treiber gestalten sollen, und Softwarehäuser haben noch keine Spezifikation der Direct-X-Schnittstelle.

Kraftakt

Ein wenig hapert es allerdings auch an der Hardware: 3D-Funktionen brauchen viel (sinnvoll sind mindestens 2 MByte) und vor allem schnellen Speicher. Bisher favorisieren die meisten Hersteller schnellen EDO-RAM, der aber hart an der Grenze seiner Spezifikation schuften muß. Am Horizont oder dicht dahinter zeichnen sich schon deutlich neue Speicherformen ab, auf die zu warten sich lohnt. SDRAM (synchroner DRAM), SDGRAM (synchroner Grafik-DRAM), Multibank-DRAM heißen die derzeit populärsten Hoffnungsträger – einzelne Hersteller produzieren schon eifrig. Das Problem: Der Speicher läßt sich nicht einfach wie ein Hemd wechseln, die ganze Hardware muß an ihn angepaßt sein. Das schürt die Unsicherheit der Karten und Chipsatz-Hersteller, die nun vielfach zur Sicherheit auf veralteten DRAM oder EDO-RAM setzen.

Die Folge: Wer nun zur ersten Generation der 3D-Karten greift, gerät schnell ins technologische Abseits. Wer jetzt also nicht unbedingt neu kaufen muß, tut gut daran, noch einige Monate zu warten. Spätestens Anfang 1997 sollte sich die Lage geklärt haben. Wer jetzt aber nicht auf eine neue Karte verzichten will oder kann, sollte schon zu einer 3D-fähigen Karte greifen – sofern er denn überhaupt Interesse an Spielen hat. Damit kommt er wenigstens in den Genuß von etwas Beschleunigung.

Tips: Upgrade mal ganz billig

Eine neue Grafikkarte kann die Systemleistung drastisch erhöhen – gerade unter Windows, ganz besonders in PCs mit schwächeren Prozessoren. Schon das Blättern durch einen großen Text kann durch eine bessere Karte um den Faktor 5 schneller ablaufen. Je nach Treiber-Umfang kauft man sich zudem eine Menge Zusatzfunktionalität wie auch ergonomischere Bildwiederholraten ein. Für die meisten DOS-Spiele oder geringe Auflösungen und Farbtiefen bringt eine neue Grafikkarte nur wenig – weder im Text- noch im Grafikmodus. Und: Ist der Monitor nicht auf dem neuesten Stand, ist selbst die beste Grafikkarte, die hochauflösend und ergonomisch arbeitet, verschenkt. Heike Kaltschmidt, Alfred Poschmann