Tarjeta Gráfica
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Tarjeta Gráfica o Tarjeta de video pueden contar con procesadores de apoyo para procesar la información de la forma más rápida y eficiente posible. También es posible que incluyan chips de memoria para almacenar las imágenes de manera temporal.
Las tarjetas de video modernas pueden ofrecer características adicionales, como la sintonización de señales televisivas, la presencia de conectores para un lápiz óptico, la grabación de video y la decodificación de distintos formatos.
Una tarjeta gráfica es considerada, por lo general, a partir de dos grandes características. La resolución de imagen capaz de soportar y el número de colores que puede mostrar de manera simultánea. Ambas características determinarán si el usuario puede disfrutar de ciertos videojuegos o utilizar software que requiere de mucha capacidad gráfica, como los programas de diseño, por ejemplo.
Sumario
Historia.
La historia de las tarjetas gráficas da comienzo a finales de los años 1960, cuando se pasa de usar impresoras como elemento de visualización a utilizar monitores. Las primeras tarjetas sólo eran capaces de visualizar texto a 40x25 u 80x25, pero la aparición de los primeros chips gráficos como el Motorola 6845 permiten comenzar a dotar a los equipos basados en bus S-100 o Eurocard de capacidades gráficas. Junto con las tarjetas que añadían un modulador de televisión fueron las primeras en recibir el término tarjeta gráfica.
El éxito del ordenador doméstico y las primeras videoconsolas hacen que por abaratamiento de costos (principalmente son diseños cerrados), esos chips vayan integrados en la placa base. Incluso en los equipos que ya vienen con un chip gráfico se comercializan tarjetas de 80 columnas, que añadían un modo texto de 80x24 u 80x25 caracteres, principalmente para ejecutar soft CP/M (como las de los Apple II y Spectravideo SVI-328).
La evolución de las tarjetas gráficas dio un giro importante en 1995 con la aparición de las primeras tarjetas 2D/3D, fabricadas por Matrox, Creative, S3 y ATI, entre otros. Dichas tarjetas cumplían el estándar SVGA, pero incorporaban funciones 3D. En 1997, 3dfx lanzó el chip gráfico Voodoo, con una gran potencia de cálculo, así como nuevos efectos 3D (Mip Mapping, Z-Buffering, Antialiasing...). A partir de ese punto, se suceden una serie de lanzamientos de tarjetas gráficas como Voodoo2 de 3dfx, TNT y TNT2 de NVIDIA. La potencia alcanzada por dichas tarjetas fue tal, que el puerto PCI donde se conectaban se quedó corto de ancho de banda. Intel desarrolló el puerto AGP (Accelerated Graphics Port) que solucionaría los cuellos de botella que empezaban a aparecer entre el procesador y la tarjeta. Desde 1999 hasta 2002, NVIDIA dominó el mercado de las tarjetas gráficas (comprando incluso la mayoría de bienes de 3dfx)[7] con su gama GeForce. En ese período, las mejoras se orientaron hacia el campo de los algoritmos 3D y la velocidad de los procesadores gráficos. Sin embargo, las memorias también necesitaban mejorar su velocidad, por lo que se incorporaron las memorias DDR a las tarjetas gráficas. Las capacidades de memoria de vídeo en la época pasan de los 32 MB de GeForce, hasta los 64 y 128 MB de GeForce 4.
Componentes.
GPU
La GPU, acrónimo de «graphics processing unit», que significa «unidad de procesamiento gráfico»— es un procesador (como la CPU) dedicado al procesamiento de gráficos; su razón de ser es aligerar la carga de trabajo del procesador central y, por ello, está optimizada para el cálculo en coma flotante, predominante en las funciones 3D. La mayor parte de la información ofrecida en la especificación de una tarjeta gráfica se refiere a las características de la GPU, pues constituye la parte más importante de la tarjeta. Tres de las más importantes de dichas características son la frecuencia de reloj del núcleo, que en 2010 oscilaba entre 500 MHz en las tarjetas de gama baja y 850 MHz en las de gama alta, el numero de procesadores shaders y el número de pipelines (vertex y fragment shaders), encargadas de traducir una imagen 3D compuesta por vértices y líneas en una imagen 2D compuesta por píxeles.
Memoria RAM Gráfica.
Según la tarjeta gráfica esté integrada en la placa base (normalmente de bajas prestaciones) o no, utilizará la memoria RAM propia del ordenador o dispondrá de una dedicada. Dicha memoria es la memoria de vídeo o VRAM. Su tamaño oscila actualmente entre 256 MB y 4 GB. La memoria empleada en 2010 estaba basada en tecnología DDR, destacando GDDR2, GDDR3,GDDR4 y GDDR5, en especial GDDR2, GDDR3 y GDDR5. La frecuencia de reloj de la memoria se encontraba entre 400 MHz y 4,5 GHz (efectivos).
RAMDAC
El RAMDAC es un conversor de señal digital a analógico de memoria RAM. Se encarga de transformar las señales digitales producidas en el ordenador en una señal analógica que sea interpretable por el monitor. Según el número de bits que maneje a la vez y la velocidad con que lo haga, el conversor será capaz de dar soporte a diferentes velocidades de refresco del monitor (se recomienda trabajar a partir de 75 Hz, nunca con menos de 60).[9] Dada la creciente popularidad de los monitores digitales el RAMDAC está quedando obsoleto, puesto que no es necesaria la conversión analógica si bien es cierto que muchos conservan conexión VGA por compatibilidad.
Interfaces con la placa base.
En orden cronológico, los sistemas de conexión entre la tarjeta gráfica y la placa base han sido, principalmente:
- Slot MSX : bus de 8 bits usado en los equipos MSX
- ISA: arquitectura de bus de 16 bits a 8 MHz, dominante durante los años 1980; fue creada en 1981 para los IBM PC.
- Zorro II usado en los Commodore Amiga 2000 y Commodore Amiga 1500.
- Zorro III usado en los Commodore Amiga 3000 y Commodore Amiga 4000
- NuBus usado en los Apple Macintosh
- Processor Direct Slot usado en los Apple Macintosh
- MCA: intento de sustitución en 1987 de ISA por IBM. Disponía de 32 bits y una velocidad de 10 MHz, pero era incompatible con los anteriores.
- EISA: respuesta en 1988 de la competencia de IBM; de 32 bits, 8.33 MHz y compatible con las placas anteriores.
- VESA: extensión de ISA que solucionaba la restricción de los 16 bits, duplicando el tamaño de bus y con una velocidad de 33 MHz.
- PCI: bus que desplazó a los anteriores a partir de 1993; con un tamaño de 32 bits y una velocidad de 33 MHz, permitía una configuración dinámica de los dispositivos conectados sin necesidad de ajustar manualmente los jumpers. PCI-X fue una versión que aumentó el tamaño del bus hasta 64 bits y aumentó su velocidad hasta los 133 MHz.
- AGP: bus dedicado, de 32 bits como PCI; en 1997 la versión inicial incrementaba la velocidad hasta los 66 MHz.
- PCIe: interfaz serie que desde 2004 empezó a competir contra AGP, llegando a doblar en 2006 el ancho de banda de aquel. No debe confundirse con PCI-X, versión de PCI.
Salidas.
Los sistemas de conexión más habituales entre la tarjeta gráfica y el dispositivo visualizador (como un monitor o un televisor) son:
- DA-15 conector RGB usado mayoritariamente en los Apple Macintosh
- Digital TTL DE-9 : usado por las primitivas tarjetas de IBM (MDA, CGA y variantes, EGA y muy contadas VGA)
- SVGA/Dsub-15: estándar analógico de los años 1990; diseñado para dispositivos CRT, sufre de ruido eléctrico y distorsión por la conversión de digital a analógico y el error de muestreo al evaluar los píxeles a enviar al monitor.
- DVI: sustituto del anterior, fue diseñado para obtener la máxima calidad de visualización en las pantallas digitales como los LCD o proyectores. Evita la distorsión y el ruido al corresponder directamente un píxel a representar con uno del monitor en la resolución nativa del mismo.
- S-Video: incluido para dar soporte a televisores, reproductores de DVD, vídeos, y videoconsolas.
Otras no tan extendidas en 2010 son:
- S-Video implementado sobre todo en tarjetas con sintonizador TV y/o chips con soporte de video NTSC/PAL
- Vídeo Compuesto: Es bastante antiguo y equiparable al euroconector, es analógico de muy baja resolución mediante conector RCA.
- Vídeo por componentes: utilizado también para proyectores; de calidad comparable a la de SVGA, dispone de tres clavijas (Y, Cb y Cr).
- HDMI: tecnología de audio y vídeo digital cifrado sin compresión en un mismo cable.
- Display Port: Puerto para Tarjetas gráficas creado por VESA y rival del HDMI, transfiere video a alta resolución y audio. Sus ventajas son que está libre de patentes, y por ende de regalías para incorporarlo a los aparatos, tambien dispone de unas pestañitas impidiendo que se desconecte el cable accidentalmente.
Fuentes.
