Un diccionario de términos para comprender la definición de una tarjeta gráfica y sus especificaciones técnicas 

Cuando empiezas realmente a profundizar en las especificaciones sobre el montaje de una PC de escritorio, muchas más profundas son las convicciones en adentrarse a aprender términos y conceptos relacionados a un componente de hardware específico, por lo tanto, también es fácil sentirse desconcertado por todos los acrónimos y la terminología utilizada por los libros técnicos y las hojas de especificaciones.

Esta guía te acerca el concepto y la definición de una tarjeta gráfica, como también sus secciones internas, lo que analizará casi todos los aspectos de la tecnología de procesamiento de gráficos que comprenden este componente.

Este diccionario de GPU te explicará la diferencia entre los relojes de memoria y los relojes del núcleo, las especificaciones de sombreado, lo que es un ROP y algunos otros términos de GPU básicas y divertidas.

Este diccionario se describe de tal manera que conservará su relevancia a lo largo del tiempo, por lo que en su mayor parte, no tendrás que preocuparte por volver a aprender nada nuevo a largo plazo.

definicion de tarjeta grafica


Especificaciones comunes de una tarjeta gráfica

Esta sección está dedicada a las especificaciones que encontrarás en la mayor parte de los sitios web de productos minoristas de GPUs, lo que te permite dar un vistazo de alto nivel a los conceptos básicos de la terminología de una tarjeta gráfica.

Interfaz: la interfaz determina en gran medida si una tarjeta de video es compatible con una placa base o no. Querrás intentar hacer coincidir la interfaz de la tarjeta de video con la de las ranuras de expansión de la placa base, aunque hay mucha intercompatibilidad, también hay retrocompatibilidad.

Aquí hay una lista de interfaces modernas:

  • PCI Express 2.0: PCI Express (PCIe) tomó el mundo por la fuerza hace más de una década, soplando al bus AGP con su ancho de banda ampliado. PCI Express 2.0 sigue siendo un estándar, aunque las interfaces más recientes ya lo reemplazaron. Las tarjetas de video que operan en una interfaz PCIe 2.0 son intercompatibles con las ranuras PCIe 2.1 y PCIe 3.0 (2.1 y 3.0 son retrocompatibles con versiones anteriores). El número ‘x’ simboliza principalmente el número de pistas disponibles (efectivamente el limitador de ancho de banda); x4 es de 4 pistas, x8 es de 8 pistas, x16 es de 16 pistas, y así sucesivamente. El número de pistas actúa como un modificador del ancho de banda de transferencia. A continuación un gráfico lo explica de un modo más simplificado:
tasa de transferencia pci-express

Tasa de transferencia PCI-Express según la versión y los buses

  • PCI Express 2.1: 2.1 no es más rápida que la versión PCI-e 2.0; casi no hay diferencia entre PCI Express 2.0 y 2.1 que no sean un conjunto de instrucciones adicionales y soporte de solución de problemas / depuración que están disponibles en 2.1. Esto fue principalmente como preparación para la migración a 3.0 y no tiene impacto en los juegos.
  • PCI Express 3.0: con el lanzamiento de la versión 7970 viene la primera tarjeta de video PCIe 3.0 con soporte oficial, y con eso viene mucho análisis. Como se observa en la imagen anterior, las ranuras PCIe 3.0 x16 permiten un aumento masivo de ancho de banda en comparación con PCIe 2.x (un impresionante aumento del 100%). Dado que la mayoría de las tarjetas de video modernas ni siquiera se acercan a utilizar el ancho de banda PCIe 2.0 x16 completo cuando se juega a un juego decente, el avance es una ventaja para los jugadores más exigentes.

En resumen: no hay que salirse del camino con PCIe 3.0 hasta que las GPU hayan progresado un poco más hasta el punto de utilizar todo el ancho de banda para jugar (esto también depende de la programación de los videojuegos)

Sin embargo, el aumento previsto del 1000% de toda la potencia computacional de Nvidia, permitirá muchos avances en los gráficos de juegos, como el trazado de rayos, mejores efectos HDR, floración, humo y atmosféricos para renderizarse de manera efectiva en tiempo real, que es cuando comenzará ver ese ancho de banda utilizado de manera más eficiente superando todas las expectativas.

GPU

La GPU misma, a pesar de ser denominada frecuentemente como tarjeta de video o tarjeta gráfica, no es idéntica a ninguna de estas. La tarjeta de video y la tarjeta gráfica se refieren a toda la unidad por completo, mientras que la GPU (Unidad de Procesamiento de Gráficos) se refiere específicamente al microprocesador que está enterrado debajo del disipador de calor de la placa.

Las GPU son pequeños microprocesadores increíblemente potentes que están optimizados para realizar el trabajo de cálculos y la renderización de los gráficos.

Revisión

Es posible que veas esto en la aplicación GPU-Z u otros programas de lectura de especificaciones. Probablemente ya sepas qué es esto: es la iteración de la GPU que estás ejecutando.

En el desarrollo de hardware, hay dos tipos de revisiones: X-revisiones y A-revisiones. Las X-revisiones son las iteraciones de desarrollo o prototipo, mientras que las A-revisiones son versiones de producción. Un número más alto significa una iteración posterior. La mayoría de las tarjetas serán rev A1.

Especificaciones avanzadas de una tarjeta de video

Matriz (Die)

En informática, el término ‘Die’ se utiliza para referirse a la pieza de silicio al desnudo de la que está compuesta la unidad de procesamiento (GPU o CPU). Aquí hay un diagrama de la matriz para la arquitectura Fermi de Nvidia:

arquitectura fermi de nvidia

La arquitectura Fermi de Nvidia representada en un diagrama de GPU

Tamaño de la matriz (Die Size)

Verás aparecer este número en aplicaciones como GPU-Z. Este es el tamaño físico de la matriz. Por ejemplo, el tamaño de la matriz de una placa GTX 580 es de 520 mm2.

Arquitectura

La arquitectura de la GPU describe la plataforma o tecnología en la que se establece el procesador de gráficos. La nueva arquitectura se implementa con relativa poca frecuencia, en promedio, cada dos años aproximados, y tiene amplios efectos sobre las capacidades y el rendimiento de las GPU.

Los avances arquitectónicos en computación son increíblemente importantes: nos permiten disminuir el tamaño total de la tecnología que a su vez, genera más características y transistores en una sola matriz mejorando el rendimiento.

Ancho de banda de memoria

Este es uno de los aspectos más importantes de los procesadores gráficos. El ancho de banda de la memoria determina la capacidad de la placa al utilizar la memoria RAM de video integrada de manera eficiente cuando se encuentra bajo exigencia.

Piensa esto como los carriles de una carretera: si tienes una carretera con 3 carriles perpetuamente congestionada, y agregas 3 carriles más durante el fin de semana, verás una disminución significativa en el tráfico (sino la eliminación total de congestión)

Lo mismo es cierto para las GPU: tener toneladas de memorias GDDR5+ no servirá de nada si el conducto es demasiado pequeño para usarlo a tiempo.

El ancho de banda de la memoria se calcula por el tipo de memoria (es decir, GDDR5, GDDR4, etc), el reloj de la memoria y el ancho real de la memoria. Calcula el ancho de banda de memoria máximo multiplicando el reloj de memoria por el ancho de la memoria y las transferencias por reloj del tipo de memoria.

Reloj del núcleo

Es la frecuencia a la que se está ejecutando la GPU. Esto se puede comparar con la frecuencia de operación de una CPU. La velocidad depende de numerosos factores, la arquitectura es uno de ellos.

No es necesariamente una comparación de manzanas para ver la velocidad del reloj central de una GPU anterior y una más nueva (o diferencias entre marcas), pero para mayor facilidad, mayores frecuencias centrales equivalen a un poder computacional más rápido. Debes tener cuidado con esto, sin embargo, el cálculo de la velocidad en los juegos nunca es tan lineal.

Reloj de memoria

Sencillamente, esta es la velocidad de la memoria interna de la tarjeta de video. Como se indica, el reloj de memoria ayuda a calcular el ancho de banda de la memoria; un mayor ancho de banda de memoria equivale a un mejor rendimiento para el efecto de suavizado antialiasing y otras tareas de memoria intensiva.

Interfaz de memoria

Es el ancho del bus real de la memoria, generalmente en forma de 128 bits, 256 bits o 384 bits. La interfaz de memoria se utiliza para calcular el ancho de banda total. Una interfaz más grande significa un conducto más grande. Una interfaz más pequeña puede ser compensada por velocidades de reloj de memoria más rápidas o diferentes tipos de memoria.

API 3D

DirectX y OpenGL se utilizan para la interpretación de gráficos para juegos. DirectX 12 es la variación más reciente del legado de DirectX, proporcionando una mejor oclusión ambiental y una iluminación dinámica que su predecesor Dx11.

Cuando compres una GPU, querrás verificar que la versión más reciente de Dx y ver si sus tarjetas preferidas coinciden con ella. Compruebe cuáles son las últimas adiciones a esa versión de Dx para ver lo que puede estar ganando o perdiendo.

RAMDAC

Conversor digital a analógico de memoria de acceso aleatorio, pero ¿Qué significa esto? Como su nombre sugiere, RAMDAC es responsable de convertir señales digitales a analógicas. La velocidad de transferencia del RAMDAC ayuda a determinar la frecuencia máxima de actualización compatible de la tarjeta de video.

Dicho esto, las salidas no analógicas (DVI, HDMI) ni siquiera requieren necesariamente RAMDAC, mientras que VGA y SCART sí. Dado que las señales analógicas se están volviendo obsoletas rápidamente, RAMDAC se ha convertido en un componente estandarizado y poco interesante de las GPU modernas.

ROPs

Unidad de Renderizado de Salida o Canalizador de Operaciones de Trama. Un ROP maneja la salida de píxeles y los organiza en la pantalla, así como las tareas básicas de renderizado.

Los ROP se ocupan en gran medida del antialiasing multi-muestra al manipular el color del píxel de una manera que mejora la geometría renderizada previamente para que se vea significativamente mejor.

Sombreado (Shaders)

La cantidad de sombreadores unificados afecta la capacidad para manejar diferentes técnicas de sombreado cuando se juega o se realiza benchmarking. Hay tres tipos principales de sombreado:

  • Sombreado de Pixel: son más primitivos y están soportados por casi todas las unidades de procesamiento de gráficos, incluso las de mala calidad onboard. Los sombreadores de píxeles procesan el color simple, el resaltado especular y el mapeo de relieve, así como el manejo de la profundidad. El sombreador de píxeles no está “al tanto” de lo que sucede a su alrededor, solo sabe qué se supone que debe hacer ese único píxel con el que está trabajando. Esto limita su capacidad para ser bastante simplista en términos de lo que estamos acostumbrados.
  • Sombreado de vértices: los sombreadores de vértices calculan las ubicaciones 3D de los vértices y luego los correlacionan con sus coordenadas relativas de renderizado en pantalla 2D.
  • Sombreado de geometría: estos son mucho más complejos y pueden manejar cálculos gráficos avanzados que normalmente están asociados al juego. Los sombreadores de geometría se ejecutan por última vez en la interconexión de sombreado (después de los sombreadores de píxeles y vértices), pero procesan etapas más avanzadas de gráficos, como el teselado, la extrusión de sombras y las tareas de representación en tiempo real.

Tasa de relleno de texturas

Utilizando el programa GPU-Z para analizar las especificaciones de una placa GTX 580, se puede notar que ha tenido un índice de llenado de píxeles de 37.1 GPixel/s y una tasa de relleno de texturas de 49.4 GTexel/s, pero ¿Qué significa esto para el usuario final? 

La tasa de relleno de texturas es simplemente el número de píxeles (en este caso, 49.4 Gigatexels) que están texturizados y representados en la pantalla por segundo.

El proceso de “dibujar” píxeles en la pantalla y aplicarles las texturas apropiadas se denomina mapeo de texturas, y es gestionado mediante las unidades de mapeo de texturas (es posible que hayas visto esta especificación en tu tarjeta de video como ‘TMU’)

Tasa de relleno de píxeles

Similar a lo anterior, esta es simplemente la cantidad de píxeles por segundo que la GPU puede dibujar en la pantalla. La tasa de relleno de píxeles es una especificación que envejece y no debería tener ningún impacto en la compra de tarjetas de video actuales.

Hasta aquí, este útil diccionario acerca de las características internas de una tarjeta de video dedicada.


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