Guide: Integrierte oder dedizierte Grafikkarte?

Der originale englische Artikel steht hier zur Verfügung.

Notebooks haben in den letzten Jahren deutliche Fortschritte gemacht. Dank den Verbesserungen der Prozessortechnologie konnten die Hersteller die Notebooks deutlich kompakter bauen. Heutzutage hängt die Kaufentscheidung daher oftmals von einer Komponente ab – der Grafikkarte (GPU).

Da immer mehr Software (inklusive Betriebssystemen) auf Grafikberechungen setzt, um die Anwendererfahrung zu verbessern, ist es wichtig, auf die Leistungsfähigkeit der Grafikkarte des Notebooks bzw. Ultrabooks zu achten. Allerdings gibt es hier mittlerweile sehr viele Optionen, die Wahl fällt also nicht immer leicht.

In diesem Artikel wollen wir uns daher die Vor-/Nachteile von integrierten und dedizierten Grafikkarten ansehen und eine Entscheidungshilfe geben.

AMD Laptops sind in der Regel etwas günstiger als ihre Intel Pendants. Sie sind eine Überlegung wert, wenn man ein zuverlässiges System für ganz alltägliche Aufgaben benötigt und dabei nicht gleich ein kleines Vermögen ausgeben möchte. Allerdings empfehlen wir dennoch auf die neuen mobilen APUs (Accelerated Processing Units) von AMD zu warten, die im 3. Quartal 2017 erhältlich sein werden.

Integrierte Grafikkarten decken ein großes Leistungsspektrum ab.

Insgesamt gibt es also mehrere Aspekte, die für eine integrierte Grafiklösung sprechen: Mobilität, Akkulaufzeit und günstigerer Preis. Auf die Grafikleistung für anspruchsvolle Spiele oder ältere Titel mit den höchsten Details und butterweichen 60 fps muss man jedoch verzichten.

Vor dem Kauf sollte man dennoch die Spezifikationen des Notebooks überprüfen. Die integrierte GPU verwendet den Arbeitsspeicher des Systems als Frame Buffer, und Ultrabooks werden in der Regel mit Low-Power-DDR (LPDDR) und Ultra-Low-Voltage-CPUs (ULV) ausgeliefert, was die Grafikleistung negativ beeinflussen kann. Hier spielt auch noch die Speicherkonfiguration eine Rolle, denn nur mit Dual-Channel-RAM können die integrierten GPUs ihr volles Leistungspotenzial abrufen.

Wer mehr Grafikleistung benötigt, beispielsweise bei aufwändigen Projekten in Premiere Pro, Photoshop, 3D-Modellierung oder aber beim Spielen, sollte sich für eine dedizierte Grafikkarte entscheiden. Diese besitzen ihren eigenen Grafikspeicher, weshalb der Arbeitsspeicher für andere Aufgaben zur Verfügung steht. Ähnlich wie die Prozessoren verfügen auch Grafikkarten über mehrere Kerne, die visuelle Daten parallel verarbeiten können. Bei Nvidia heißen diese Kerne CUDA (Compute Unified Device Architecture), während AMD sie "Stream Prozessoren" nennt. Je nach Anforderung kann eine GPU hunderte oder tausende solcher CUDA bzw. Stream-Prozessoren enthalten, denn die Anzahl steht in einem proportionalen Verhältnis zur Leistung. Dedizierte mobile Grafikkarten haben sich in den letzten Jahren deutlich verbessert. Die aktuellen Nvidia Chips auf Basis der Pascal Architektur bieten beispielsweise eine vergleichbare Leistung zu den Desktop-Modellen.

AMD muss sein mobiles GPU-Angebot noch aktualisieren. Die aktuellen Radeon Modelle R5 bis R9 konkurrieren mit der Nvidia GeForce GTX 965M oder 970M. Notebooks mit der neueren Nvidia GTX 1050 und 1050 Ti eignen sich problemlos für die Videobearbeitung und gelegentliche Gaming Sessions. Bei Titeln wie Gears of War und Overwatch kann man auch problemlos hohe Details in Full-HD genießen, doch Spielen in 4K oder aber die flüssige Darstellung von sehr anspruchsvollen Titeln mit mehr als 60 Bildern pro Sekunde sind nicht möglich. Dünne Laptops wie das Aero 15 sind normalerweise auf die GTX 1060 begrenzt, doch dank Nvidias neuer Max-Q-Technologie gibt es solche Systeme nun auch mit der GTX 1080. Ein Beispiel hierfür ist das Asus Zephyrus ROG mit der GTX 1080 Max-Q, allerdings fällt die Leistung der Max-Q-Karten auch geringer aus. Die Mehrheit der Laptops mit GeForce-10-Karten ist mit schnellen Core-i5- oder Core-i7-Chips aus Intels HQ-Reihe in Verbindung mit schnellem DDR4-Speicher (2.400 MHz oder schneller) ausgestattet, damit es keine Engpässe gibt. Die GPUs ab der GTX 1060 unterstützen Virtual Reality (VR) und sind damit für VR-Headsets wie Oculus Rift oder HTC Vive interessant.

Die Leistung von dedizierten Grafikkarten ist zwar sehr gut, doch es gibt natürlich auch Nachteile. Dazu gehört ganz klar die verkürzte Akkulaufzeit gegenüber integrierten Grafikkarten sowie die Hitzeentwicklung. Dedizierte GPUs benötigen eigene Kühlsysteme und oftmals werden entsprechende Laptops vor allem beim Spielen oder dem Rendern von 3D-Szenen schnell sehr warm. Dazu kommt noch, dass viele Hersteller die Kühlung nicht vollständig im Griff haben, vor allem bei kleinen und dünnen Modellen. Anstatt ausreichende Kühlung zu verbauen, nehmen sie lieber die Reduzierung der Leistung (Throttling) in Kauf, was sich natürlich auf die Leistung auswirkt. Nur eins von vielen Beispielen ist Dells XPS-15-Serie, die bei längeren Spiele-Sessions den Takt auf bis zu 800 MHz reduzieren. Und dann gibt es natürlich noch den Aspekt der Mobilität. Die Akkuleistung reicht bei High-End-Modellen oftmals nur für wenige Stunden, wenn keine umschaltbare Grafik integriert ist.

In der Theorie sind umschaltbare Grafiklösungen toll. Bei anspruchslosen Aufgaben kommt die integrierte GPU zum Einsatz und die dedizierte GPU erst bei Bedarf. Bei Nvidia heißt das Optimus, bei AMD Enduro. Die Idee ist die Maximierung der Akkulaufzeit, wenn man die hohe Grafikleistung nicht benötigt. In diesem Fall wird die integrierte Grafikkarte der primäre Display-Controller, und die dedizierte Karte hat keine Verbindung mit dem Display. Hochwertige Gaming-Laptops mit umschaltbarer Grafik sind für diesen Zweck mit einem sogenannten Multiplexer (MUX) ausgestattet, der den Wechsel zwischen den GPUs ermöglicht. Einige Laptops verbinden dedizierte Grafikkarten auch direkt mit externen Monitoren. Notebooks mit Nvidias Optimus Technologie besitzen oftmals keinen Multiplexer und unterstützen auch nicht Nvidias eigene G-Sync-Technologie. G-Sync ermöglicht adaptive Bildschirmwiederholraten (bis zu 120 Hz), um auf kompatiblen Bildschirmen flüssigere Bilder zu ermöglichen. G-Sync benötigt direkten Zugang zum Display, weshalb Notebooks mit Optimus die Technologie nicht auf dem integrierten Bildschirm nutzen können. In diesem Fall bleibt einem nur die Möglichkeit, einen entsprechenden externen Monitor via DisplayPort oder HDMI anzuschließen (falls der Anschluss direkt mit der GPU verbunden ist).

Sind eGPUs also die Antwort auf unsere Notebook-Probleme? Nicht ganz. Viele moderne Notebooks besitzen zwar mittlerweile eine Thunderbolt-3-Schnittstelle, doch die Transferraten können sich unterscheiden. Ein Thunderbolt-3-Anschluss mit vier eigenen PCIe-Lanes (volle 40 GBit/s) eignet sich viel besser als Anschlüsse mit nur 2 Lanes, da die Bandbreite hier effektiv halbiert wird. Und selbst unter optimalen Bedingungen beeinflusst der TB-3-Anschluss die Leistung, da es keine direkte Verbindung mit dem Prozessor gibt. Das wird sich in Zukunft vermutlich verbessern, denn Intel hat angekündigt, den TB-3-Controller zukünftig direkt in die CPU zu integrieren. Ein weiteres Problem ist der Preis: Normalerweise muss man das eGPU-Gehäuse und die GPU selbst separat kaufen, was schnell ein teurer Spaß werden kann. Zudem macht solch eine eGPU-Lösung nur wirklich Sinn, wenn das eigene Notebook nur mit einer integrierten Grafiklösung ausgestattet ist. Die Installation einer High-End-GPU wie der GTX 1080/Ti beispielsweise ist kaum sinnvoll, wenn im Laptop bereits eine GTX 1060 steckt, da die Leistung hier sogar geringer ausfallen kann. Wir möchten an dieser Stelle aus unserem Test des Razer Core zitieren:

Prinzipiell arbeitet das Core so, wie es soll: Man kann eine externe Grafikkarte an den Thunderbolt-3-Anschluss eines Notebooks anschließen. Allerdings muss man die Limitierungen der Thunderbolt-Schnittstelle im Hinterkopf behalten, um unrealistische Erwartungen (Leistung auf Desktop-Niveau) zu vermeiden. Man kommt diesem Ziel jedoch recht nah – auch wenn das kein günstiger Spaß ist. 

Die heutigen integrierten Grafikkarten, allen voran die Intel HD Graphics 620, reichen für viele Nutzer vollkommen aus, die nicht die neuesten AAA-Titel spielen, 4K-Videos bearbeiten oder CAD-Anwendungen nutzen. Intels Iris-Pro-Reihe bietet noch einmal deutlich mehr Leistung als die HD 620 und beschleunigt professionelle Anwendungen, doch für anspruchsvolle Spiele eignen sich die Chips auch nicht.

Wer mehr Grafikleistung, beispielsweise für Spiele, 3D-Modellierung oder aufwändigen Videoschnitt braucht, kommt um eine dedizierte Grafikkarte nicht herum. Man sollte allerdings nicht einfach die schnellste GPU kaufen. Zuerst einmal sollte man sich klar sein, wie viel Leistung man benötigt: Die GTX 1060 eignet sich perfekt für Full-HD-Spiele in Verbindung mit hohen Grafikdetails. Zweitens sollte man auch sicherstellen, dass der Laptop mit der Abwärme der beiden Kernkomponenten überhaupt zurechtkommt und seine Leistung nicht reduziert. Ob man schließlich noch einen Laptop mit G-Sync, Optimus oder einem MUX braucht, hängt von den Anforderungen an die Akkulaufzeit, die Reaktionszeiten und die Farbgenauigkeit ab.

Externe GPUs sind eine gute Methode, um die Grafikleistung von Notebooks mit iGPUs zu verbessern, doch bei Laptops mit Grafikkarten ab der GTX 1060 machen diese Lösungen kaum noch Sinn. Wenn Geld keine Rolle spielt und man die zusätzliche Leistung nur an einem Ort benötigt, ist ein Ultrabook in Verbindung mit einer externen GPU eine sehr komfortable Lösung sein.

Nützliche Artikel:

• Benchmark-Liste mit Computerspielen auf mobilen Grafikkarten – Welche GPU benötige ich, um meinen Lieblingstitel zu spielen?
• Benchmark-Liste mit allen mobilen und Desktop-Grafikkarten