La placa de video, también llamada GPU (Unidad de procesamiento de gráficos), es una unidad de expansión en la computadora que realiza la salida de gráficos. El procesador calcula los datos, que la tarjeta gráfica convierte y envía a los monitores conectados.
La tarjeta gráfica es una parte importante de los juegos y debe coincidir con el procesador. Una tarjeta gráfica no es absolutamente necesaria para la mayoría de los procesadores, ya que las i-CPU de Intel también tienen instalada una unidad gráfica. Sin embargo, AMD requiere una tarjeta gráfica para sus CPU Ryzen. Solo la plataforma Raven Ridge de AMD también tendrá unidades gráficas integradas. La plataforma X99 de Intel y los procesadores XEON tampoco tienen su propia unidad gráfica.
Construcción
Procesador de gráficos
El núcleo de la tarjeta gráfica es el procesador gráfico. Al igual que el procesador, consta de muchos transistores que realizan los cálculos. Sin embargo, en contraste con el procesador, se utilizan significativamente más núcleos para permitir los cálculos complejos. Como resultado, las tarjetas gráficas suelen ser más rápidas que el procesador, lo que alivian.
Un procesador de gráficos consta de varios componentes. Las más importantes son las unidades de sombreado. Calculan elementos 3D, por un lado el color con sombreadores de fragmentos, por otro lado formas geométricas (triángulos) con sombreadores de vértices. Luego, los sombreadores de teselación dividen las primitivas nuevamente (triángulos), los sombreadores de geometría pueden agregar más elementos, si están disponibles. La escena se rasteriza y texturiza e interpola mediante el sombreador de píxeles y las TMU (unidad de mapeo de texturas). Los datos se rasterizan y se vuelven a generar en el ROP (Procesador de operación ráster).
Básicamente, estos cálculos siempre se realizan en paralelo, lo que significa que más sombreadores, TMU y ROP significan un procesamiento más rápido y, por lo tanto, una mayor velocidad de fotogramas.
VRAM
La memoria de acceso aleatorio de video (VRAM) es la memoria principal de una tarjeta gráfica. Los marcos y otros datos de cálculo se almacenan temporalmente en él. Con las tarjetas gráficas de escritorio actuales, generalmente hay al menos 2 GB de VRAM. Mientras tanto, sin embargo, los VRAM de 6 y 8 GB son mucho más comunes, ya que los juegos con muchos detalles requieren mucha memoria. Los mejores modelos de Nvidia como el 1080ti o Titan X también tienen 11 o 12 GB de VRAM. Raramente hay límites superiores para las tarjetas gráficas de estaciones de trabajo.
Conector PCIe
La tarjeta gráfica está conectada a la placa base a través de una ranura PCIe 3.0 x16. Por lo general, 16 carriles PCIe 3.0 conducen desde el procesador directamente a la tarjeta gráfica para permitir la comunicación más rápida posible. Con configuraciones de múltiples GPU, puede suceder que estos 16 carriles PCIe 3.0 tengan que dividirse en 8 carriles para dos tarjetas gráficas si no hay más carriles disponibles.
La plataforma X99 de Intel puede proporcionar hasta 40 carriles, por lo que aquí se pueden conectar dos tarjetas gráficas con 16 carriles PCIe 3.0 o tres o cuatro con 8 carriles cada una. Sin embargo, la plataforma principal de Intel (Kabylake) y AMD (Ryzen) solo proporciona un total de 24 carriles, por lo que solo se puede conectar un máximo de dos tarjetas gráficas con 8 carriles cada una, ya que cuatro carriles están reservados para la ranura M.2.
Fuente de alimentación
Las tarjetas gráficas se pueden alimentar de dos maneras. Por un lado, el puerto PCIe proporciona hasta 75 vatios, por lo que las tarjetas gráficas pequeñas como la AMD RX 460 o la Nvidia GTX 1050 no requieren ninguna fuente de alimentación adicional. Si se requiere más potencia, los fabricantes instalan conexiones adicionales, que generalmente se encuentran en el extremo superior o posterior de la placa. Se pueden instalar hasta tres enchufes de 8 pines, cada uno de los cuales proporciona 100 vatios adicionales. Las tarjetas gráficas también funcionan con la fuente de alimentación.
Enfriamiento por aire
Al igual que con el procesador, el procesador gráfico y los chips de memoria en la tarjeta gráfica también generan calor. Para disipar bien este calor, los fabricantes utilizan soluciones de enfriamiento. Estos se sientan directamente en el tablero y forman el cuerpo real de la tarjeta gráfica. Una placa térmica se encuentra en el procesador de gráficos, que está conectado a un enfriador de láminas grande a través de tubos de calor. Se distingue entre ventiladores radiales y axiales. Los ventiladores radiales extraen el aire de adelante hacia atrás a través del disipador de calor a través de la cubierta de la ranura fuera de la carcasa.
Los ventiladores axiales, por otro lado, presionan el aire frío sobre el disipador de calor desde abajo, lo que mantiene el aire caliente en la carcasa. La ventaja del ventilador radial es que el aire escapa directamente de la carcasa. Sin embargo, dado que solo se puede instalar un ventilador radial por tarjeta, a menudo tiene que girar muy rápidamente, lo que aumenta el volumen. Esta es la ventaja de los ventiladores axiales: según la configuración, tres ventiladores enfrían el disipador de calor al mismo tiempo, lo que los hace significativamente más silenciosos. Para proteger la electrónica, las placas posteriores a menudo se instalan en la parte posterior de la placa en modelos caros. Estos también pueden contribuir al enfriamiento.
Enfriamiento por agua
Otro enfoque para el enfriamiento es el enfriador híbrido. AMD ha instalado una solución en el Radeon 295X2 por primera vez, que también alberga un sistema integrado de refrigeración por agua AiO para un ventilador axial y, como resultado, está destinado a enfriar mejor la tarjeta. El sucesor, el Radeon Pro Duo, solo es enfriado por AiO. Dichas soluciones de enfriamiento también se pueden adaptar. Fabricantes como Corsair, NZXT o Alphacool Ofrecer productos correspondientes.
En general, los gráficos de agua a menudo se usan para tarjetas gráficas de un determinado tamaño de sistema. Esto conecta los radiadores interna o externamente en la carcasa con refrigeradores, que se atornillan directamente en la tarjeta gráfica y el procesador.
Supervisar conexiones
Lo que es visible desde la tarjeta gráfica fuera de la PC son las conexiones del monitor. Estos se montan en el soporte de la ranura y forman la transición de la tarjeta gráfica a la pantalla. Las tarjetas gráficas actuales a menudo tienen hasta tres conexiones, que tienen diferentes tipos y sirven para diferentes propósitos. La mayoría de las pantallas de las computadoras están conectadas a través de un puerto de pantalla, mientras que los televisores solo tienen puertos HDMI instalados. Cuanto más fuerte sea la tarjeta gráfica, más conexiones se instalarán y mayor será la resolución admitida. El estándar actual es Displayport 1.4, HDMI 2.0 y, a menudo, también un puerto DVI para pantallas más antiguas.
Características y adiciones
SLI y Crossfire
Especialmente con computadoras más potentes, a menudo se usa una combinación de dos o más tarjetas gráficas. Para esto, AMD y Nvidia han desarrollado sus propias tecnologías que permiten la comunicación entre las tarjetas gráficas. Nvidia llama a su tecnología SLI (Interfaz de enlace escalable). Para SLI, se requiere una conexión adicional entre las tarjetas gráficas, el llamado puente SLI. Además, la placa base también debe ser compatible con SLI, que generalmente solo es posible desde el chipset Z en Intel y el chipset X en AMD. Debido al puente y la conexión a través de PCIe, el cálculo de gráficos se divide entre las dos tarjetas gráficas. El mismo principio domina la tecnología Crossfire de AMD. La principal diferencia es que AMD no necesita un puente y el intercambio solo se realiza a través de PCIe.
VSync, GSync y Freesync
VSync (Sincronización vertical) es una tecnología que se desarrolló para reducir los artefactos de imagen (los llamados problemas técnicos). En el caso de las tarjetas gráficas, esto evita que los datos de la imagen se actualicen mientras la pantalla todavía está construyendo la imagen. Esto crea una imagen uniforme al jugar. Sin embargo, todo se vuelve problemático cuando la pantalla funciona a una frecuencia más alta que las salidas de la tarjeta gráfica, por ejemplo a 60 Hz, mientras que la tarjeta gráfica solo entrega 50 cuadros (imágenes). Esto puede causar micro tartamudeo, que puede congelar la pantalla por una fracción de segundo. La latencia también aumenta.
Para hacer frente a este problema, Nvidia ha desarrollado la tecnología GSync que, si el monitor admite la tecnología, ya no tiene estos micro tartamudeos. Para esto, la salida de la pantalla se sincroniza dinámicamente con la salida de la tarjeta gráfica.
Paralelamente, AMD también ha desarrollado una solución a este problema. Esto se llama Freesync y está disponible gratuitamente para que coincida con el nombre. La tecnología es similar a la tecnología GSync.
Para utilizar la tecnología adecuada al comprar un monitor, es importante que la tarjeta gráfica y la tecnología coincidan. Las tarjetas gráficas AMD no pueden usar GSync y, a la inversa, las tarjetas gráficas Nvidia no pueden usar Freesync.
Modos silenciosos y de ahorro de energía
Algunas tarjetas gráficas ofrecen un segundo BIOS además del BIOS de la tarjeta gráfica normal. Esto generalmente se puede cambiar usando el interruptor deslizante directamente en la tarjeta gráfica. Esto permite un ahorro de energía o un funcionamiento silencioso, por ejemplo. Sin embargo, el cambio también puede afectar el rendimiento.
¿Qué placa de video es adecuada para mí?
Para encontrar la tarjeta gráfica correcta para la aplicación respectiva, debe considerar algunas cosas.
- ¿Para qué se utiliza la tarjeta gráfica? (por ejemplo, juegos, renderizado, edición de video, etc.)
- ¿Qué juegos o programas usarán la tarjeta?
- ¿Qué pantallas debo usar?
- ¿En qué resolución se juega / trabaja?
- ¿Son importantes GSync o Freesync?
- ¿Estás planeando un SLI o una operación de disparo cruzado?
Fabricante
Al igual que con las placas base, se utilizan fabricantes de terceros para tarjetas gráficas. Por ejemplo, más de 20 fabricantes asociados producen tarjetas gráficas para Nvidia y AMD. Los chips gráficos y la memoria de Nvidia o AMD se compran y complementan con sus propias placas de circuito y sus propias soluciones de refrigeración. También hay muchas posibilidades para el overclocking y funciones como la iluminación LED.
Asus se ha convertido en el principal fabricante de Nvidia en los últimos años sobresalió Especialmente las tarjetas gráficas Strixson muy recomendables en términos de enfriamiento, apariencia y funciones, pero también tienen su precio. Otros fabricantes son Zotac, KFA², Palit, PNY, Inno3D, Gainward y EVGA. Asus o MSI también ofrecen tarjetas de nivel básico con soluciones de enfriamiento más baratas.