GPU steht für Graphics Processing Unit. Der Grafikprozessor entstand zur Beschleunigung der Bilddarstellung und verarbeitet heute auch andere geeignete Rechenaufgaben. Eine Grafikkarte ist die Baugruppe, auf der die GPU zusammen mit weiteren Komponenten sitzt, typischerweise Grafikspeicher, Stromversorgung, Kühlung und Monitoranschlüssen.
Integrierte und dedizierte Grafik
Eine integrierte GPU befindet sich im Prozessor beziehungsweise im selben Systembaustein. Sie nutzt meist einen Teil des gemeinsamen Arbeitsspeichers. Das spart Platz und kann für Büroanwendungen, Videowiedergabe und mehrere Bildschirme ausreichen, abhängig vom konkreten System.
Eine dedizierte GPU ist ein eigenständiger Grafikprozessor. Auf einer separaten Grafikkarte besitzt sie typischerweise eigenen Speicher, häufig als VRAM bezeichnet. Dafür müssen Gehäuse, Stromversorgung und Kühlung zur Karte passen.
GPU und Grafikkarte sind deshalb keine vollständig austauschbaren Begriffe: Auch ein Notebook ohne eingebaute Erweiterungskarte kann eine leistungsfähige GPU enthalten.
Wie CPU und GPU zusammenarbeiten
Die CPU übernimmt die allgemeine Programmausführung und koordiniert Aufgaben. Eine GPU ist darauf ausgelegt, viele ähnliche Berechnungen gleichzeitig abzuarbeiten. Das kann beispielsweise beim Rendern von Bildern, bei Simulationen oder beim Machine Learning helfen.
Anwendungen müssen die GPU gezielt nutzen können. Dazu verwenden sie geeignete Grafik- oder Rechenschnittstellen und Bibliotheken. Eine schnellere GPU beschleunigt daher nicht automatisch jedes Programm. Datentransfers zwischen CPU- und GPU-Speicher können ebenfalls Zeit beanspruchen.
Welche Eigenschaften sind relevant?
- Softwareunterstützung: Die verwendete Anwendung muss die Hardware und ihre Schnittstellen unterstützen.
- Speicher: Große Szenen, Datensätze oder KI-Modelle benötigen passende Speicherkapazität; mehr VRAM allein bedeutet aber nicht automatisch mehr Rechenleistung.
- Bildausgabe: Anzahl, Auflösung und Bildwiederholrate der Monitore müssen gemeinsam mit Anschlüssen, Kabeln und gegebenenfalls Dockingstationen geprüft werden.
- Betrieb: Treiber, Leistungsaufnahme, Geräuschentwicklung und Kühlung gehören zur Systemplanung.
Für lokale Sprachmodelle zählen zusätzlich Modellgröße, gewähltes Datenformat und Unterstützung durch die eingesetzte Software. Ob eine Aufgabe sinnvoll auf GPU, CPU oder beiden läuft, sollte anhand des tatsächlichen Arbeitsablaufs bewertet werden.