2. Objetivos de una
tarjeta de video
• Recibir las información de vértices de los triángulos de parte de la CPU
• Rellenar los triángulos con sus fondos respectivos
• Calcular y generar efectos de luz, sombras, humo, etc.
• Establecer prioridades de visualización de 3D a 2D (profundidad)
• Convertir a pixeles
• Almacenar los frames en memoria y enviarlos a la pantalla.
4. • GPU (video chipset):
- Componente principal de una tarjeta de video, la GPU es un procesador
(también llamado video chipset o coprocesador de video) optimizado como
acelerador gráfico que retoma los primeros datos de una imagen enviados
por la CPU para procesarlos y enviarlos a la pantalla. Este procesador esta
diseñado específicamente para cálculos de punto flotante, fundamentales
para gráficas en 3D.
- Una GPU se puede caracterizar por la frecuencia de su reloj (250 a 850
MHz típicamente) y el número de pipelines (vertex y fragment shaders)
que traduce una imagen en 3D caracterizada por vértices y líneas en una
imagen en 2D caracterizada por pixeles.
5. • Memoria de video: (frame buffer antiguamente)
- La memoria de video fue diseñada inicialmente como buffer para los
frames por lo que su tamaño en un principio aumento a medida que se
aumentaban las resoluciones y los tamaños de las pantallas. Pero a medida
que la GPU requería usar funciones mas complejas, la memoria de video se
extendió para el uso de la GPU a nivel de procesos (z-buffer para la
profundidad, texturas, y programas de calculo de shader).
- Las tarjetas de video actuales tienen una memoria de video entre 128 MB
y 2GB. También su bus de acceso para la GPU varía según el rendimiento
que se requiera y últimamente los fabricante decidieron basarse en las
tecnologías DDR, DDR2, GDDR3, GDDR4 y hasta GDDR5 (para la Ati
Radeon HD 4870) siendo hoy DDR2 y GDDR3 las mas comunes.
6. • BIOS de video:
- Al igual que el sistema BIOS provee un set de funciones que son usadas
por los software para acceder al hardware, el BIOS de memoria provee un
set de funciones especializadas en tratamiento de video que son usadas por
los programas que quieran acceder a la tarjeta de video.
- Además el BIOS puede contener información sobre el reloj en el cual
debe trabajar la tarjeta, velocidades de calculo, voltajes del procesador y la
memoria de video, etc. Esta información para ciertas tarjetas pueden ser
modificadas para aumentar el rendimiento de la tarjeta a costa de salirse de
los parámetros aconsejados por el fabricante.
- El BIOS de video puede variar según el fabricante de la tarjeta de video o
la generación en la cual se encuentre.
• RAMDAC: (Random Access Memory Digital-Analog Converter)
La información de la imagen (frame) almacenada en la memoria de video
es obviamente digital. Cada pixel tiene su información de color y
intensidad codificada. Sin embargo las pantallas CRT requieren de una
señal de información análoga (conector VGA) por lo que el RAMDAC,
conectado directamente a la memoria de video, toma la información del
frame periódicamente para convertirlo a análogo y enviarlo a la pantalla.
Últimamente este proceso es saltado para pantallas digitales (por ejemplo:
LCD).
7. • Interfaz:
- La interfaz con la tarjeta o bus de conexiones es definido por el numero
de bits, su frecuencia de reloj y su ancho de banda. Por esta interfaz se
comunican la CPU del computador y la GPU de la tarjeta de video. Hoy en
día los puertos usados son: PCIe 4x, 8x, 16x y 16x 2.0.
• Enfriamiento:
Como es bien sabido, todo procesador moderno necesita de un sistema de
disipación de calor efectivo para no quemarse y aumentar su rendimiento
(el aumento de la temperatura lo disminuye) y las GPU no son la
excepción. Se puede diferenciar 3 tipos: conductor metálico pasivo,
ventilador y en casos excepcionales enfriamiento con agua mediante
“water block”
8. • Consumo de energía:
Al contrario de los PCs que buscan aumentar su eficiencia a nivel de
consumo, las tarjetas de video no han cesado de aumentar su demanda en
energía convirtiéndose hoy en día en el componente que mas consume
dentro de un computador. Las tarjetas de video mas recientes ahora
necesitan una o dos conexiones directas a la fuente de poder. Su consumo
además varía según el uso de la tarjeta llegando hasta alrededor de 300[W]
en pleno funcionamiento.
10. ROP(rendering operation)
• la "renderización" es un proceso de cálculo
complejo destinado a generar una imagen
2D a partir de una escena 3D
• se utilizan imágenes pre-rendereadas para
generar las texturas y así ayudar al
procesador a trabajar en el entorno virtual
con más fluidez.
11. Tarjetas NVIDIA
• Tipos:
- GeForce:
Para PCs de uso dentro de las casas o para juegos de video (desktop) y tambien
incluidas en los laptops, son el tipo de tarjetas de video mas comunes en el
mercado
- Quadros:
Especializada para empresas de negocio, estas tarjeta son usadas para controlar
programas de negocio y visualizar resultados en múltiples pantallas (>2)
12. - Tesla:
Estas tarjetas están fuera del uso común, están especializada en cálculos a
nivel de supercomputadoras para aplicaciones científicas como por
ejemplo dinámica de fluidos, visualizaciones geográficas de alta
definición, biología, etc.
- 3D Vision:
El sistema 3D Vision, que apareció este año, usa las ultimas tarjetas de video
Geforce (generaciones 8, 9, 100 y 200), un computador de ultima
generación y un sistema de lentes especiales para generar el efecto 3D en
peliculas y juegos.
