Tarjetas gráficas

¿Qué es una tarjeta gráfica?

Las tarjetas gráficas, o de vídeo, son los componentes encargados de crear y manejar las imágenes que vemos en nuestro monitor.

ATI y Nvidia, las marcas mas destacadas, en su carrera por liderar el sector de tarjetas gráficas, saturan el mercado con continuas novedades. Os ofrecemos en este artículo un pequeña guía de referencia para no perderse en el mar de siglas y comprar una tarjeta gráfica de calidad a un precio razonable.

Realiza dos operaciones:

 Interpreta los datos que le llegan del procesador:

Ordenándolos y calculando para poder presentarlos en la pantalla en forma de un rectángulo más o menos grande compuesto de puntos individuales de diferentes colores (píxeles).

 Coge la salida de datos digitales resultante de ese proceso:

Y la transforma en una señal analógica que pueda entender el monitor.

Estos dos procesos suelen ser realizados por uno o más chips:

·         El microprocesador gráfico (el cerebro de la tarjeta gráfica)

·         El conversor analógico-digital o RAMDAC

Aunque en ocasiones existen chips accesorios para otras funciones o bien se realizan todas por un único chip.

El microprocesador puede ser muy potente y avanzado, tanto o más que el propio micro del ordenador; por eso algunos tienen nombre propio: Virge, Rage Pro, Voodoo...

Componentes de una tarjeta gráfica

Explicaremos brevemente los componentes que forman una tarjeta grafica, el rendimiento y calidad de imagen que ofrece una tarjeta gráfica depende de múltiples factores:

·        GPU - Graphic processor Unit 

Es el corazón de la tarjeta, equivalente al microprocesador del ordenador.

·       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.

·        Unified Shaders - Texture mapping units - Render Output Pipelines 

Son motores especializados en tareas específicas del proceso para crear una imagen tridimensional. 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.

·        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.

·       Fillrate

Se mide en Gigapixels y nos indica el número de píxeles que la tarjeta es capaz de dibujar en memoria en un segundo. Cuanto mayor sea la resolución de la imagen final, mayor será el número de pixeles que la tarjeta debe dibujar en cada momento en pantalla. Si queremos jugar a resoluciones grandes es imprescindible que la tarjeta disponga de bastante memoria (512 megas mínimo) y una alta tasa de fillrate.

·        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.

·        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.

La resolución y el número de colores

En el contexto que nos ocupa, la resolución es el número de puntos que es capaz de presentar por pantalla una tarjeta de vídeo, tanto en horizontal como en vertical. Así, "800x600" significa que la imagen está formada por 600 rectas horizontales de 800 puntos cada una. Para que nos hagamos una idea, un televisor de cualquier tamaño tiene una resolución equivalente de 800x625 puntos.

En cuanto al número de colores, son los que la tarjeta puede presentar a la vez por pantalla. Así, aunque las tarjetas EGA sólo representan 16 colores a la vez, los eligen de una paleta de 64 colores.

La combinación de estos dos parámetros se denomina modo de vídeo; están estrechamente relacionados: a mayor resolución, menor número de colores representables, y a la inversa. En tarjetas modernas (SVGA y superiores), lo que las une es la cantidad de memoria de vídeo (la que está presente en la tarjeta, no la memoria general o RAM).

Cabe destacar que el modo de vídeo elegido debe ser soportado por el monitor, ya que si no éste podría dañarse gravemente. Por otra parte, los modos de resolución para gráficos en 3D (fundamente juegos) suelen necesitar bastante más memoria, en general unas 3 veces más.

De nada sirve una tarjeta capaz de mover con soltura resoluciones panorámicas de 1600x1050 píxeles si nuestro monitor de 17 pulgadas no sobrepasa una resolución de 1280x1024.

Memoria de vídeo

Como hemos dicho, su tamaño influye en los posibles modos de vídeo (cuanta más exista, más opciones tendremos); además, su tipo determina si conseguiremos buenas velocidades de refresco de pantalla o no. Los tipos más comunes son:

• DRAM: en las tarjetas más antiguas, ya descatalogadas. Malas características; refrescos máximos entorno a 60 Hz.
• EDO: o "EDO DRAM". Hasta hace poco estándar en tarjetas de calidad media-baja. Muy variables refrescos dependiendo de la velocidad de la EDO, entre 40 ns las peores y 25 ns las mejores.
• VRAM y WRAM: bastante buenas, aunque en desuso; en tarjetas de calidad, muy buenas características.
• MDRAM: un tipo de memoria no muy común, pero de alta calidad.
• SDRAM y SGRAM: actualmente utilizadas mayoritariamente, muy buenas prestaciones. La SGRAM es SDRAM especialmente adaptada para uso gráfico, en teoría incluso un poco más rápida.
• DDR y GDDR: podrían englobarse en la categoría anterior, muy usadas en la actualidad en tarjetas de gama media-alta, permiten altas velocidades de refresco y gran capacidad para el tratamiento de imágenes en 3D ya que permite resoluciones de hasta 2048x1536.
• DDR2 y GDDR2: las memorias DDR 2 son una mejora de las memorias DDR, que permiten que los búferes de entrada/salida trabajen al doble de la frecuencia del núcleo, permitiendo que durante cada ciclo de reloj se realicen cuatro transferencias. Los módulos DIMM DDR 2 no son compatibles con los DDR. Los DIMM DDR 2 tienen 240 pines, mientras que los de DDR tienen 184 y los de SDR 168.
• DDR3 y GDDR3: el nuevo estándar DDR3 que está siendo desarrollado como sucesor del DDR2. Este estándar permite más bajas corrientes de operación y voltajes (1,5 V, comparado con 1,8 del DDR 2 ó 2,5 del DDR). Dispositivos pequeños, ahorradores de energía, como computadoras portátiles quizás se puedan beneficiar de la tecnología DDR III. Los DIMMS DDR3 tienen 240 pines, el mismo número que DDR2; sin embargo, los DIMMS son físicamente incompatibles, debido a una ubicación diferente de la muesca. La memoria GDDR3, con un nombre similar pero con una tecnología completamente distinta, ha sido usada durante varios años en tarjetas gráficas de gama alta como las series GeForce 6x00 o ATI Radeon X800 Pro, y es la utilizada como memoria principal del Xbox 360. A veces es incorrectamente citada como "DDR3".

Conexiones al pc: PCI, AGP

La tarjeta gráfica, como añadido que es al PC, se conecta a éste mediante un slot o ranura de expansión. Muchos tipos de ranuras de expansión se han creado precisamente para satisfacer a la ingente cantidad de información que se transmite cada segundo de la tarjeta gráfica a la placa.

• ISA: el conector original del PC, poco apropiado para uso gráfico; en cuanto llegamos a tarjetas con un cierto grado de aceleración resulta insuficiente. Usado hasta las primeras VGA "aceleradoras gráficas", aquellas que no sólo representan la información sino que aceleran la velocidad del sistema al liberar al microprocesador de parte de la tarea gráfica mediante diversas optimizaciones.
• VESA Local Bus: más que un slot un bus, un conector íntimamente unido al microprocesador, lo que aumenta la velocidad de transmisión de datos. Una solución barata usada en muchas placas 486, de buen rendimiento pero tecnológicamente no muy avanzada.
• PCI: hasta hace poco, este ha sido el estándar de las tarjetas gráficas (y otros múltiples periféricos). Suficientemente veloz para las tarjetas que no precisen una gran aceleración 3D.
• AGP: el estándar para conexión de tarjetas gráficas, tampoco un slot, sino un puerto (algo así como un bus local), pensado únicamente para tarjetas gráficas que transmitan cientos de MB/s de información, típicamente las 3D. Presenta poca ganancia en prestaciones frente a PCI, pero tiene la ventaja de que las tarjetas AGP pueden utilizar memoria del sistema como memoria de vídeo (lo cual, sin embargo, penaliza mucho el rendimiento).Tiene varias subcategorías de BUS que influyen en su velocidad, el AGP 1x, 2x, 4x y el 8x.
• PCI EXPRESS: PCI Express es una nueva arquitectura de bus cuyo ancho de banda es 3.5 veces superior a AGP8X y PCI en el PC y da como resultado una velocidad superior a 4GB por segundo en las trasferencias de datos en ambas direcciones, lo que la convierte en lo mas recomendable a la hora de adquirir una tarjeta gráfica.

En cualquier caso, el conector sólo puede limitar la velocidad de una tarjeta, no la eleva, lo que explica que algunas tarjetas PCI sean muchísimo más rápidas que otras AGP más baratas o peor fabricadas.

¿Qué tarjeta gráfica necesito?

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.

Una de las primeras decisiones es escoger una tarjeta AGP o una tarjeta PCI Express. Las tarjetas AGP desaparecen del mercado a pasos agigantados, sustituidas por las que utilizan el bus PCI Express, con mayor ancho de banda. Sin embargo buena parte de las placas bases instaladas sigue siendo AGP, por lo que las tarjetas se "resisten" a desaparecer. Desde luego no tiene ningún sentido adquirir un nuevo ordenador o una nueva placa base que no sea PCI Express, pero si todavía pensamos aguantar una temporada con nuestro sistema, la opción AGP sigue siendo válida. Nos permite conservar nuestra placa madre y actualizar nuestro ordenador por un precio asequible hasta que nos planteemos renovar todo el sistema.

Para conocer el rendimiento real de una tarjeta se utilizan tests especializados como 3DMark o pruebas sobre "el terreno" que miden el rendimiento de una tarjeta sobre los mismos juegos. En Internet existen multitud de sitios especializados que someten a cada nueva generación de tarjetas a exhaustivas pruebas de rendimiento. Jugando con distintas resoluciones y niveles de calidad de imagen, estas pruebas miden el número de imágenes por segundo que es capaz de mover la tarjeta, un resultado que podemos comparar con los de tarjetas similares.