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ene 19 2010

Informática para todos. La Tarjeta Gráfica

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Volvemos un día más y después de las Navidades para aprender más sobre el mundo de la informática a partir de nuestra sección Informática para Todos. Ahora que conocemos los principales componentes que mueven nuestro ordenador y almacenan nuestros datos, os vamos a enseñar en que consiste la Tarjeta Gráfica.

 

Este componente de hardware es el encargado de que podamos visualizar contenido multimedia de gran calidad y sobre todo color y texturas en la pantalla de nuestro ordenador o portátil.

La tarjeta gráfica está compuesta por módulos de memoria y una unidad de procesamiento que envía la información requerida al microprocesador y a la placa base para ejecutar contenido visual que emite al dispositivo de salida como es un monitor o proyector.

Además de tarjeta gráfica, también puede ser llamada tarjeta de video, aceleradora de gráficos o adaptador de pantalla. Así nadie nos pilla cuando no la llama como más comúnmente la conocemos.

 

La historia de las tarjetas gráficas comienza en el año 1960, cuando se empieza a mostrar contenido en monitores en vez de usar impresoras para todo lo que queremos visualizar desde un ordenador. Su precio era prohibitivo, pero con el boom de los ordenadores domésticos y las consolas, su precio disminuyó y se integraban en la misma placa base del equipo.

La primera tarjeta gráfica denominada MDA (Monochrome Display Adapter) solo mostraba contenido textual en 80×25 y en un solo color. Con el paso de los años nacieron nuevas gráficas que aumentaron el rango de colores hasta llegar a las actuales VGA (gráficos de 640×480 píxeles y 256 colores), SVGA (1024×768 píxeles y 1MB de colores) o XGA que únicamente aumenta los modos de pantalla sobre las gráficas SVGA.

A partir de 1995 las tarjetas gráficas son capaces de mostrar contenido en 3D y una de las mejores gráficas de esos años fue la Voodoo, fabricada por 3dfx en 1997. Años adelante apareció la nueva Voodoo 2 y las TNT/TNT2 de la compañía Nvidia.

Tarjeta_grafica1

La conexión de la tarjeta gráfica con la placa base ha evolucionado al igual que las propias gráficas. La primera conexión se realizaba a través de un puerto ISA que transmitía a una velocidad de solo 8 Mhz y se utilizaba por el año 1980.

En la actualidad, y sobre todo por el aumento de la capacidad gráfica y 3D, el puerto tiene que soportar mayor frecuencia de datos y de este modo se llegó a los puertos PCI (que también se usan para conectar MODEM, tarjetas de sonido…) y en poco más de 4 años se creó una conexión solo dedicada a las tarjetas gráficas llamada AGP con velocidades ya de 66 Mhz.

Por último y lo más novedoso en tarjetas gráficas es la conexión PCIe (PCI Express) que dobla el ancho de banda de las conexiones AGP y está siendo un duro rival ya que todos los fabricantes implementan este puerto en sus gráficas.

Tarjeta_grafica2

La tarjeta gráfica se compone de varios chips que son:

 

-         GPU: Es la unidad de procesamiento gráfico, lo que para un ordenador sería la CPU o microprocesador. Se trata de la parte más importante de la gráfica con dos principales características, la frecuencia de reloj del núcleo que es la velocidad en sí de procesamiento y el número de pipelines que se encargan de procesar contenido 3D compuesto por vértices o líneas de contenido 2D compuesto por píxeles.

-         Memoria de video: Puede que la gráfica sea integrada en la placa base, por lo tanto usa la Memoria RAM del equipo o que tenga memoria dedicada basada en la tecnología DDR (al igual que lo que vimos sobre la RAM). Destaca la memoria GDDR2, GDDR3, GDDR4 o GDDR5 con unas frecuencias de reloj entre 400Mhz y 3,6Ghz.

-         RAMDAC: es un conversor digital a analógico para transformar las instrucciones gráficas y que sean visibles en un monitor.

-         Salidas de video: en la actualidad, las tarjetas gráficas tienen salidas SVGA, S-Video y DVI (sustituto del puerto SVGA). Si vamos a gráficas más poderosas y caras ya encontramos con salida de Video por Componentes y HDMI. Aquí añadimos el puerto Display Port, rival del HDMI, fabricado por VESA y que es usado por Apple en sus últimos equipos.

-         Refrigeración: las gráficas sufren de un calor excesivo al tener que procesar mucha información entre sus módulos de memoria y cuanta más potencia tenga, más calor genera. Para evitar un sobrecalentamiento, alguna de ellas llevan únicamente que un disipador o pueden llevar su propio ventilador al igual que lo lleva el microprocesador del ordenador.

 

Tarjeta_grafica3

 

Para finalizar, os podemos detallar que los principales fabricantes de tarjetas gráficas son ATI y NVIDIA. Estos y otros pequeños fabricantes harán que nuestro equipo sea más veloz ejecutando videojuegos y programas pesados de edición gráfica entre otros.

Sin una buena tarjeta gráfica, no le vamos a sacar todo el jugo a nuestro equipo.

A parte de que este componente al igual que el disco duro o el microprocesador, es un tipo de hardware que podemos analizar mejor a la hora de comprarnos un ordenador ya que dependiendo de nuestro uso no nos vamos a dejar una cantidad elevada de dinero si no lo vamos a aprovechar nada más que para tareas domésticas.

 

3 comentarios

  1. Diego

    de las dos que pone me quedaria con la 5570 si trabaja con windows 7 y con la 4670 si trabaja con windows vista o inferiores. y si yo pudiera elegir me iria a la 5750 (un poco mas cara pero un buen salto en rendimiento)

    en cuanto a las caracteristicas finales varia mucho entre un ensamblador u otro, puedes tener dentro de la misma GPU varias configuraciones en las que varia la memoria, el Core Clock y la frecuencia de memoria, por lo que le recomendaria una asus frente a otras marcas (suelen ser mas punteras)

  2. Diego

    Espero que te sirva de ayuda.

    “La tarjeta gráfica es hoy en día el componente más caro de un PC y es también el que más rápidamente se queda obsoleto. Un lector de DVD, un disco duro o la memoria RAM, además de comparativamente más baratos pueden mantenerse en nuestro equipo durante años. Sin embargo una tarjeta gráfica difícilmente podrá durarnos más de dos, al menos si lo que queremos es disfrutar de los últimos juegos en su máximo esplendor. Cualquier tarjeta es capaz de manejar aplicaciones ofimáticas con soltura, son únicamente los videojuegos los que exigen mayor rendimiento gráfico y mantener siempre actualizado este componente.
    Elegir tarjeta es un compromiso entre velocidad, calidad de imagen y precio. No conviene dejarse deslumbrar por la potencia y sí ser realistas. De nada sirve una tarjeta capaz de mover con soltura resoluciones panorámicas de 1600×1050 píxeles si nuestro monitor de 17 pulgadas no sobrepasa una resolución de 1280×1024. Tampoco resultan útiles velocidades de actualización de imagen de 80 fps (imágenes por segundo) cuando podemos engañar al ojo con 24 (como el cine nos enseña). La convención suele ser recomendar los 35 fps como el ideal para jugar.

    Dada la constante evolución del mercado tanto a nivel de harware como de software, en cualquier caso se hace necesario actualizar la tarjeta periódicamente. Mejor gastar 200 euros cada dos años que 400 cada tres.

    Componentes:

    GPU – Graphic processor Unit
    Es el corazón de la tarjeta, equivalente al microprocesador del ordenador. Su arquitectura y diseño son un factor primordial para explicar el rendimiento de una tarjeta. Con cada nueva generación de GPUs aumenta el número de millones de transistores incluidos, disminuye el tamaño de los mismos y se amplía el abanico de algorítmos de cálculo que soportan. Sobre la base de una misma GPU, ATI y Nvidia presentan múltiples configuraciones (cantidad de memoria empleada, distintas velocidades de proceso…) que cubren un amplio espectro de precios y, por tanto, de usuarios.

    Memoria
    Las tarjetas gráficas utilizan la memoria principalmente para almacenar texturas. Mayor memoria significa poder utilizar texturas de mayor resolución y disfrutar de una imagen de mayor calidad. El estándar actual es de 512 megas. La multiplicación del ancho del bus de datos de la memoria (128, 256, 384 bits) por su velocidad de reloj da una medida importante en el rendimiento de la tarjeta: su ancho de banda (bandwidth).

    Unified Shaders – Texture mapping units – Render Output Pipelines

    A grandes rasgos el trabajo de una tarjeta gráfica consiste en crear una imagen tridimensional (a base de líneas y vértices), pintarla con texturas, colores y luces para transformarla finalmente en la imagen de dos dimensiones compuesta por píxeles coloreados que vemos en nuestros monitores.
    Estas unidades (Unified Shaders – Texture mapping units – Render Output Pipelines) son motores especializados en tareas específicas del proceso. Su participación descarga la GPU de buena parte del trabajo, de forma que cuantas más unidades de este tipo tenga una tarjeta, más rápidamente podrá recrear una imagen. Por poner un ejemplo, la serie 8800 de Nvidia, aunque presenta la misma GPU, varía según modelo la cantidad estas unidades de proceso y, por lo tanto, su rendimiento final:

    Core clock y memory clock

    Estos dos valores son la velocidad a la que trabajan el procesador gráfico y la memoria, a grosso modo el número de instrucciones por segundo que son capaces de ejecutar. Dentro de una misma gama de tarjetas se dan valores muy dispersos de velocidades. Por continuar el ejemplo de la serie 8800, estas son las diferencias entre la gama:

    Estos dos valores son los que podemos ajustar si queremos hacer “overclock”, es decir acelerar la velocidad de nuestra tarjeta por encima de los valores sumistrados de fábrica. Vemos que una tarjeta GTX es internamente igual que una Ultra (tiene la misma GPU, el mismo número de shaders y cantidad de memoria). Su única diferencia está en las velocidades. Haciendo overclock podemos ahorrarnos los más de 150 euros de diferencia de precio entre ambas tarjetas.
    ¡Ojo! Forzar el rendimiento de la tarjeta supone más calor en el chip y mayor ruido de los ventiladores y si no disponemos de una refrigeración adecuada, corremos el riesgo de quemar la tarjeta e inutilizarla.

    Fillrate
    Se mide en Gigapixels y nos indica el número de píxeles que la tarjeta es capaz de dibujar en memoria en un segundo. Es una relación que depende del número de Shaders y la velocidad de proceso de la GPU.
    Cuanto mayor sea la resolución de la imagen final, mayor será el número de pixels que la tarjeta debe dibujar en cada momento en pantalla. Si quieremos jugar a resoluciones grandes es imprescindible que la tarjeta disponga de bastante memoria (512 megas mínimo) y una alta tasa de fillrate.

    Otros aspectos
    Otras opciones a considerar, siempre según nuestras necesidades, son las conexiones de entrada y salida que incluye la tarjeta, si dispone de sintonizador de televisión o su capacidad de tratamiento de video. Con la llegada de la televisión y el video de alta definición, las tarjetas gráficas suponen una ayuda casi indispensable para el procesador. Que la tarjeta incluya conectores HDMI o HDPC y sea capaz de procesar video de alta definición es un valor añadido que nos asegura la compatibilidad y el mejor rendimiento con las tecnologías Blu-Ray y HD-DVD.

    Asimismo, si valoramos el silencio podemos optar por tarjetas gráficas refrigeradas de forma pasiva (sin ventiladores).

    API Gráfica y Shader Model
    Tan importante como la potencia de la tarjeta es el software que la “maneja”. De igual forma que un conductor profesional es capaz de sacar mucho más rendimiento a un vehículo que un conductor amateur, la optimización y grado de desarrollo del software es fundamental para alcanzar una buena calidad gráfica y rendimiento.

    La mayoría de desarrolladores de videojuegos programan sus títulos bajo la API gráfica DirectX, un conjunto de instrucciones multimedia exclusivo de los sistemas operativos de Microsoft. Su única alternativa es el API OpenGL, desarrollo de código abierto multiplataforma (Mac, Linux, Windows…).
    Periodicamente salen nuevas versiones de estas APIs gráficas, responsables de los deslumbrantes efectos gráficos que dan vida a los juegos de hoy en día. La versión actual de DirectX es la 10, mientras que la de OpenGL es la 2.1.

    Es importante asegurarnos de que nuestra tarjeta gráfica soporte de forma nativa las últimas APIs gráficas, de esta forma nos aseguramos una compatibilidad total con los últimos efectos de imagen (iluminación, sombreados, etc.) que implementa. Las tarjetas no compatibles se ven obligadas, bien a renunciar a los nuevos efectos gráficos, bien a derivar al procesador parte del trabajo de implementarlos, con la consiguiente perdida de rendimiento.

    Coincidiendo con el lanzamiento de Windows Vista, Microsoft anunció que DirectX 10 sería una tecnología exclusiva del nuevo sistema operativo, lo que motivó una ola de protestas entre los jugones, obligados a instalar Vista y adquirir una tarjeta compatible para disfrutar de los más avanzados efectos visuales.
    Lo cierto es que trascurrido unos años desde la aparición de Vista, las diferencias de calidad gráfica entre juegos DirectX 9 y 10 son casi inapreciables. En la actualidad Windows 7 trabaja sobre DirectX 11″

    Saludos!

  3. krloxpnc

    buenas amigo o amigos a todo aquel que me pueda ayudar estoy tratando de hacer una buena inversion en cuanto a una tarjeta grafica que me ande bien con todo esta nueva generacion de juegos que se vienen ahorita y que no se me vuelva obsoleta tan rapido no pido que ande tooodos los juegos al maximo solo que se vean bien las graficas y que me ande sin lagueo ni nada por el estilo actualmente tngo una evga 9400 de 1gb pero ya esta pidiendo cambio por una mejor las caracteristicas de mi maquina son: tarjeta madre foxconn g31mv el puerto pci expres supongo que 2.0 procesador dual core 2.20 3 gb de ram disco de 800 gb aunq no creo que influya mucho windows 7 de 32 bits y fuente de poder de 440 wats y estoy buscando correr mejores juegos como gta IV el assasind crid 2 me anda pero un poco lento y el resto de juegos nuevos pues como dije antes no busco una calidad al maaximo o extremista solo que me anden bien a un nivel de detalle medio y que no se me laguee nada.tengo en mente comprarme una ati y estoy entre la 4670 y la 5570 espero me puedan ayudar le agradeceria muchisimo, estas son las caracteristicas de la 5570 Manufacturer: ATi
    Series: Radeon HD 5k
    GPU: Redwood
    Release Date: 2010-02-09
    Interface: PCI-E 2.0 x16
    Core Clock: 650 MHz
    Memory Clock: 900 MHz (1800 DDR)
    Memory Bandwidth: 28.8 GB/sec
    Shader Operations: 260000 MOperations/sec
    Pixel Fill Rate: 5200 MPixels/sec
    Texture Fill Rate: 13000 MTexels/sec
    Vertex Operations: 0 MVertices/sec
    y si no es mucho pedir alguien que me explique cual de todas las caracteristicas de la tarjeta es mas importante y que significa cada una de ellas gracias XD

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