Mathe-Genies

Turbo-Grafikchips machen PCs schneller

Sie sind Mathe-Spezialisten und der Traum aller PC-Gamer: Eine neue Generation von Grafikchips liefert phantastische 3D-Grafik und soll nebenbei den PC beschleunigen. Bis zu 240 Rechenkerne stecken in den sogenannten GPUs - und erledigen manche Aufgabe zehnmal schneller als normale Chips.

Bislang wurde die teils überbordende Rechenkraft moderner Grafikkarten fast ausschließlich genutzt, um 3D-Grafiken in Spielen oder Konstruktionsprogrammen zu berechnen und auf dem Bildschirm auszugeben. Schreibt man dagegen einen Text, bearbeitet Bilder oder surft im Web, liegt die Prozessor-Power der sogenannten GPUs (Graphics Processing Unit) weitgehend brach. Das zu ändern, hat sich der Grafikchiphersteller nVidia vorgenommen und eine neue Generation von Grafikkarten entwickelt, die man auch für etwas anderes als 3D-Grafik einsetzen kann.

Wie die Co-Prozessoren früherer Computer sollen die Grafikchips der CPU künftig anspruchsvolle mathematische Aufgaben abnehmen. Das würde nicht nur den Hauptprozessor entlasten, sondern könnte viele Vorgänge deutlich beschleunigen. Als typisches Beispiel nennt die Firma die Möglichkeit, Videos für die Bildschirme von MP3-Playern wie den iPod oder das iPhone passend umzurechnen - normalerweise eine langwierige, nervenzehrende Angelegenheit und gerade deshalb prädestiniert als plakatives Beispiel.

Denn um die Geschwindigkeit der neuen Technologie zu demonstrieren, ließ das Unternehmen einen rund zweistündigen HD-Film sowohl von einem drei Gigahertz schnellen Intel-Quadcore-Prozessor, einem der schnellsten seiner Art, als auch von einer der neuen Grafikkarten umrechnen. Nach nVidia-Angaben benötigte der Intel-Chip mehr als fünf Stunden, die Grafikkarte lieferte ihr Ergebnis bereits nach 35 Minuten ab.

Ein Standard fehlt

Beispiele wie diese zeigen, wo die Stärken der GPU-Technologie liegen. Die Chips sind hervorragend dafür geeignet, komplexe mathematische Aufgaben zu erledigen, schlagen durch ihre Spezialisierung in diesem Bereich jede Standard-CPU. Deshalb, so nVidia, könnten die Fähigkeiten der Chips beispielsweise auch von Bildbearbeitungssoftware, Verschlüsselungsprogrammen und Ähnlichem genutzt werden.

Noch allerdings gibt es keinen einheitlichen Standard, der es Programmierern erlauben würde, Software zu schreiben, die die Rechenkraft derartiger Grafikkarten ausnutzen kann. Stattdessen bietet nVidia mit CUDA (Compute Unified Device Architecture) eine eigene Programmiersprache an, die nur mit den hauseigenen Chips funktioniert. Mit Grafikprozessoren von Intel oder AMD funktionieren CUDA-Programme nicht. Einzig Mac-Hersteller Apple hat kürzlich einen übergreifenden GPU-Standard namens OpenCL vorgeschlagen. Der dürfte aber nur Chancen auf breite Anerkennung haben, wenn sich auch Microsoft dafür begeistern könnte.

Rekordleistung für Gamer

Doch bis es soweit ist, muss man nicht warten. Schon jetzt dürften allein die technischen Daten der neuen Grafikchips ausreichen, um die Begierde von PC-Spielern zu wecken. Insgesamt 1,4 Milliarden Transistoren haben nVidias Entwickler auf das Spitzenmodell, den GTX-280-Chip, gepresst. Das sind mehr als doppelt so viele, wie auf nVidias bisherigem Flaggschiff-Chip Platz fanden. Diese Masse an Transistoren wird genutzt, um je nach Modell bis zu 240 Rechenkerne auf der GPU unterzubringen. Das Resultat: Der Chip erreicht eine Leistung von fast einem Teraflops, also fast einer Billion Rechenoperationen pro Sekunde.

Damit, so nVidia, können neue Grafikkarten um 50 Prozent schneller als ihre Vorgänger werden. Und diese Power soll natürlich auch Spielern zugute kommen. Selbst aufwendige Spiele, die sich Microsofts neuer Grafiktechnologie DirectX 10 bedienen, seien damit in Full-HD-Auflösung (1920 x 1200 Pixel) in bester Qualität spielbar. Die maximale Auflösung wird mit 2560 x 1600 Bildpunkten angegeben, was auch für die riesigen, aber teuren 30-Zoll-Displays ausreicht. Und sollte all das immer noch nicht genug sein, gibt es noch die Option, bis zu drei dieser Monsterkarten im PC zusammenzuschalten.

Gewaltiger Stromverbrauch

Als erster Hersteller bietet Spiele-PC-Spezialist Alienware entsprechende PCs an - und schlägt auf die 4.600 Dollar Grundpreis des Rechners noch einmal weitere 1.700 Dollar Aufpreis für den Grafikkarten-Dreierpack auf. Im deutschen Handel sind die ersten Karten mit dem GTX-280-Chip zu Preisen zwischen 530 und 550 Euro zu bekommen. Deutlich billiger sind die GTX-260-Varianten, die ab Mitte nächster Woche zu Preisen ab 330 Euro in den Regalen der Händler liegen sollen.

Für Normal-PC-Nutzer sind die Hochleistungs-GPUs damit wenig attraktiv. Schließlich bekommt man für dasselbe Geld schon ein bescheiden ausgestattetes Notebook oder einen kompletten Billig-PC. Hinzu kommt, der enorme Stromverbrauch der neuen Grafikkarten. Während sie sich im Leerlauf noch mit akzeptablen 25 Watt begnügen, zerren sie unter Volllast bis zu 236 Watt aus der Leitung. Das sollte normalerweise ausreichen, um einen kompletten PC mit Strom zu versorgen, und verlangt nach besonders leistungsstarken Netzteilen im Rechner - und nach einem günstigen Stromtarif.

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