Was ist das besondere an mobilen Grafikkarten?

Die Bedeutung von mobilen Grafikchips ist in der letzten Zeit stark gewachsen. Kam das Notebook früher lediglich für Textverarbeitung und einfachen Office-Programmen zum Einsatz, so kommt man in der heutigen Multimedia-Zeit ohne einen ordentlichen Grafikchip nicht mehr aus. Der heutige Notebook-Besitzer  möchte neben Microsoft Word auch einmal unterwegs einen DVD-Film betrachten, im Internet surfen oder zur Ablenkung mal ein 3D-Game spielen.

ATI und Nvidia dominieren den Markt

Der erste brauchbare Notebook-Grafikchip mit brauchbarer 3D-Leistung und T&L-Einheit stellte der Marktführer Nvidia im Juni 2000 vor: der Geforce 2 Go mit 32 MB Videospeicher war seinerseits ein kleine Sensation, doch mittlerweile ist dieser Chip in Sachen Leistung überholt. Trotz seiner integrierten T&L-Einheit, welche Licht- und Schattenberechnungen optimierte, kann er mit modernen mobilen Grafikchips nicht mehr mithalten. Dafür sind der Chiptakt von 143 Mhz und die auf maximal 32 MB begrenzte Speicherkapazität zu gering.



Bis dahin mussten sich Notebook-Besitzer mit langsameren Grafikchips begnügen, die sich mit einem so genannten Shared-Memory begnügten. Shared-Memory bedeutet, dass der Grafikchip keinen eigenen Grafikspeicher besitzt, sondern den Arbeitsspeicher des Notebooks anzapft. So kann der Anwender selbst entscheiden, ob er 8, 16, 32, 64 MB oder mehr Arbeitsspeicher für die Grafikkarte bereitstellen möchte. Diese Kombination ist im Gegensatz zu einem Grafikchip, der auf eigenen Grafikspeicher zugreifen kann, nicht konkurrenzfähig, da die Auslagerung auf den Arbeitsspeicher extrem langsam ist. Zudem verliert das System noch einen Teil des Arbeitsspeichers, den das Notebook für den Grafikchip bereitstellen muss.

   

Nach dem Geforce 2 Go folgten der Nvidia Geforce 4 Go und der ATI Radeon Mobility 7500, wobei es beim Geforce 4 Go die Modelle 420 und 440 gibt, die sich allerdings nur geringfügig unterscheiden. Der 440er ist im Gegensatz zum 420er mit bis zu 64 MB DDRam erhältlich, was sich in der Speicherbandbreite niederschlägt (420er = 3,2 GB, 440er = 7,0 GB). Der Chiptakt liegt bei beiden bei 250 Mhz. Der ATI Radeon besitzt sogar einen Chiptakt von 270 Mhz.

Mit diesen ersten richtigen Grafikchips für Notebooks war es nun möglich, aufwendige 3D-Spiele, die lediglich Desktop-Systemen vorbehalten waren, auch unterwegs zu spielen. Beide Chipsätze von Nvidia und ATI reichen für ein gute 3D-Performance aus. Lediglich die härtesten 3D-Games zwingen diese Chips in die Knie.

Mobile Grafikchips schaffen 60% Leistung von Desktop-Grafikkarten

In Sachen Leistung kommen die mobilen Grafikchips nicht an die ihrer Desktop-Pendants heran. Dies liegt zum einen daran, dass ATI und Nvidia die Flagschiffe aus dem Desktop-Bereich dem mobilen Bereich vorbehalten. Man darf nicht vergessen, dass mobile Grafikchips neben einer hohen Leistungsfähigkeit auch stromsparende Technologien vorweisen müssen. Und wenn ein Grafikchip-Hersteller einen neuen Grafikchip für den Desktop-Markt veröffentlicht, so dauert es in der Regel einige Zeit, bis man diesem Chip noch mit den erforderlichen Technologien ausstattet. Zudem müssen Notebook-Hersteller auch die Hauptplatine für den neuen Grafikchip entwerfen, da mobile Grafikchips nicht auf eigene Grafikboards, sondern direkt auf die Hauptplatine verbaut werden. Und somit hinken die mobilen Grafikchips ihren Desktop-Pendants immer zeitlich einige Monate hinterher.

Zum anderen erfolgt die Anbindung des Videospeichers zumeist per 46 Bit breiten Speicherbus. Dies bremst die Mobil-Varianten stark aus, denn der Flaschenhals bei jetzigen Grafikkarten ist nicht die Leistungsfähigkeit der Grafikprozessoren, sondern der Grafikspeicher. Aktuelle Desktop-Pendants besitzen mindestens einen 128 Bit, teilweise schon einen 256 Bit Speicherbus. Man kann sich das etwa so vorstellen, dass beim ersten Beispiel nur 46 Speicherbahnen zum Grafikspeicher führen. Bei den Desktop-Grafikkarten werden schon immerhin 128 bzw. 256 Speicherbahnen verlegt, wodurch ein deutlich höherer Speicherdurchsatz und somit auch eine höhere Leistungsfähigkeit möglich ist. Bei aktuellen Grafikkarten ist dieser Speicherdurchsatz häufig der Flaschenhals, der die Frameraten in den Keller zwingt. Dementsprechend stark wird die Leistungseinbruch, wenn man den Speicherbus auf 46 Bit reduziert.

Grafikchips, die ihren Grafikspeicher vom Arbeitsspeicher beziehen, sind für 3D-Spiele ziemlich ungeeignet. Das Auslagern auf den Arbeitsspeicher ist die langsamste Speichermethode von Grafikkarten. Wenn man Wert auf ordentliche 3D-Spiele legt, sollte man stets die Finger von solchen Shared-Memory-Kombinationen lassen.

Neue Technologien sparen Strom

Das primäre Ziel der Notebook-Hersteller bleibt weiterhin der niedrige Stromverbrauch, um die maximale Betriebszeit des Notebooks zu erreichen. Die Prozessor-Hersteller Intel und AMD haben es bereits vorgemacht: Die Speedstep- bzw. PowerNow-Technologie versetzen die CPU in einen Art Ruheschlaf, sobald sie nicht gebraucht wird. Dieser Vorgang passiert bereits in der Pause zwischen zwei Tastaturanschlägen.

Im Grafikbereich geht man da einen anderen Weg. ATI nennt seine Entwicklung signifikanterweise Powerplay, bei Nvidia heißt das System Powermizer. Beide Technologien erkennen automatisch, ob das Notebook am Netzteil hängt oder seinen Saft aus dem Akku zieht. Ist letzteres der Fall , werden Taktung und Spannung der Grafikkarte gesenkt, um Strom zu sparen. Dies schlägt sich natürlich auf die Leistungsfähigkeit nieder.

Aufrüsten fast unmöglich

Wer sich ein Notebook zulegen möchte, der sollte unbedingt darauf achten, dass er sich ein System kauft, welches seine Bedürfnisse vollauf entsprechen. Besser ist es sogar, ein Notebook zu kaufen, dessen Leistungsfähigkeit und Anschlussmöglichkeiten den momentanen Bedarf übertreffen, denn es ist so gut wie unmöglich, ein Notebook später aufzurüsten. Lediglich die Festplatte und den Arbeitsspeicher können in aktuellen Notebook-Systemen nachgerüstet werden. So kann es passieren, wenn man auf einen USB 2.0-Anschluss angewiesen ist, dieser aber nicht im Notebook vorhanden ist, dass man sich ein neues Notebook zulegen muss. Dasselbe gilt für andere Komponenten wie Grafikkarte, Mainboard und natürlich dem Display. Daher sollte man sich vorher gut über seine Ansprüche im Klaren sein. Außerdem sollte man sich die Frage stellen, ob das Notebook als Zweit-System für Unterwegs gebraucht wird oder ob es ein Desktop-System voll ersetzen soll.