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REDACCIÓN: AARÓN VALDEGRAMA GARCÍA, JAVIER PÉREZ POCERO, BORJA MATA CANO, DANIEL VALVERDE SAN JOSÉ, DANIEL REDONDO SANCHO

Las tarjetas gráficas y sus coprocesadores integrados

Las tarjetas gráficas y sus coprocesadores integrados

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22.11.2019 - Aarón Valdegrama

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La tarjeta de vídeo es un dispositivo electrónico que se encarga de regular y determinar la forma en cómo se mostraran las imágenes y texto que se observa en el monitor de la computadora. Son las que envían señal a nuestro monitor, televisor o proyector. La calidad de la tarjeta de video en una computadora influye sobre todo a la hora de jugar, editar vídeo o 3D.

La tarjeta de vídeo se encarga de traducir la información que se procesa en la computadora y mostrarla de manera que se pueda entender por el usuario común, a este dispositivo también se le conoce como controlador de vídeo, adaptador de vídeo, acelerador de vídeo o acelerador gráfico, en la actualidad existen muchas marcas y modelos de tarjetas de vídeo y la gran mayoría están destinadas para usuarios que requieren mucha capacidad gráfica para trabajar, por ejemplo los diseñadores gráficos o los vídeo jugadores.

Los componentes electrónicos que conforman una tarjeta de video son:

· Puerto VGA o estándar: Es el conector donde se instala el cable de la computadora que envía la señal de salida al monitor.

· Puerto DVI: (Digital Video Interface) es un conector de salida para monitores digitales planos.

· Puerto HDMI: (High Definition Multimedia Interface) es un conector de salida cuya interfaz multimedia de alta calidad se puede utilizar para conectar cualquier dispositivo que soporte esta tecnología de audio y video digital.

· Puerto TV: Algunas de las tarjetas de video que hay en el mercado disponen de este componente para que se pueda ver televisión, pero se necesita de un chip que convierta la señal de audio digital en análoga compatible con la TV para poder lograrlo.

· Memoria: Las tarjetas de vídeo cuentan con su propia memoria en la cual se almacena la información para posteriormente mostrarla, entre más memoria tenga una tarjeta de vídeo mayor cantidad de datos se podrá procesar y mejor calidad se mostrara en el monitor, la mayoría de las tarjetas utilizan memoria de tipo SDRAM, no confundir con memoria RAM, (Synchronous Dinamic Random Access Memory) o DDR SDRAM (Double Data Rate), actualmente se pueden encontrar tarjetas de video de 512mb, 1Gb y hasta más de memoria, las motherboard que ya traen incorporada tarjeta de vídeo por lo regular tienen de 64mb a 128mb de memoria.

· Chip de video. Este prácticamente es el CPU de la tarjeta de vídeo y se le conoce con el nombre de GPU (Graphics Processing Unit) y es el encargado de generar los cálculos necesarios para mostrar una imagen lo que ahorra tiempo y energía al microprocesador de la computadora.

HISTORIA

 

Todo parte a los finales de los años 60, cuando se pasa de usar impresoras como elemento de visualización a utilizar monitores. Estas primeras tarjetas visualizaban texto a 40x25 u 80x25.

· La primera tarjeta de vídeo, que se presentó junto al primer PC, fué desarrollada por IBM en 1980, recibió el nombre de MDA (Monochrome Display Adapter), sólo era capaz de trabajar en modo texto, representando 25x80 líneas en pantalla. Apenas disponía de RAM de vídeo (4 Kbytes) lo que hacía que sólo pudiera trabajar con una página en memoria.

Los primeros gráficos y colores llegaron a los ordenadores en 1981 con la CGA (Color Graphics Adapter), ésta era capaz de trabajar tanto en modo texto como en modo gráfico. En modo texto al igual que la MDA, representa 25 líneas y 80 columnas en pantalla, pero el texto era menos legible, debido a que los diferentes caracteres se basaban en una matriz de puntos más pequeña que en el caso de las tarjetas MDA. En modo gráfico, la CGA podía representar 4 colores con una resolución de 320 x 200 puntos.

· IBM en 1985 presentó la EGA (Enhaced Graphics Adapter), esta tarjeta era totalmente compatible con la MDA y la CGA. Con una resolución en el modo gráfico de 640x350 puntos, se podían representar 16 colores diferentes de una paleta de 64 colores, con ram de 256 kbytes.

· Acercándonos al año 1990, IBM desarrollo dos tarjetas de vídeo, la VGA y la MCGA, esta última estaría destinada a los ordenadores PS/2 de gama baja que montaba la compañía.

Con las tarjetas SVGA se consiguen resoluciones de 1.024 x 768 puntos. El número de colores que puede representar depende de la cantidad de memoria RAM que se tenga instalada. Con 512 Kbytes se pueden conseguir 16 colores con resolución 1.024 x 768, mientras que con 1 Mbyte el número de colores es de 256 con esa misma resolución.

· La evolución de las tarjetas de vídeo dió un giro importante en 1995, hasta esta fecha las mejoras en los adaptadores gráficos se habían ceñido a un incremento de las resoluciones y colores soportados por estas, pero los juegos de la época exigían mucho más, es entonces cuando empezaron a aparecer las primeras tarjetas 2D/3D, fabricadas por compañías como: Matrox, Creative, S3, ATI etc, estas seguían cumpliendo con el estándar SVGA pero implementaban algunas funciones 3D que las hacían mucho más potentes, aunque su precio era muy elevado y no pudieron suplir claramente a las tarjetas SVGA tradicionales.

·Fue en 1997 cuando surgió la verdadera revolución del 3D, la compañía 3DFX sacó el chip gráfico Voodoo, la potencia de cálculo (450.000 triángulos por segundo) y la cantidad de nuevos efectos que aportaba esta tarjeta (Mip Mapping, Z-Buffering, Anti-aliasing, Bi-Linear...) la situaban en una posición privilegiada con respecto a las tarjetas 2D/3D de la competencia.

Pero fue a finales de este mismo año cuando nació la primera tarjeta gráfica 2D/3D que realmente era potente, la NVIDIA TNT (conocida también como la "Vodoo2 Killer", su procesador gráfico 3D no tenía nada que envidiar al de la Voodoo2, de hecho era capaz de mover 6 millones de triángulos por segundo por los tan solo 3 millones que movía la voodoo2, y además de esto tenía la ventaja añadida de no necesitar una tarjeta SVGA extra, por lo que rápidamente empezó a comerle terreno en el mercado.

· A finales de 1999 hasta mediados del año 2002, la compañía dominante del mercado NVIDIA (3DFX fue adquirida por esta) empezó a sacar sus modelos Gforce, Gforce2, Gforce3, Gforce4. NVIDIA basó la mejora de sus tarjetas en el procesador gráfico, de forma que cada vez eran más rápido y podían realizar más cálculos en menos tiempo. Atrás compañías como ATI se dedicaron a mejorar los algoritmos 3D que realizaban sus tarjetas para obtener mejores resultados con micros menos potentes.

Dependiendo de la frecuencia de la base/turbo, la memoria, la frecuencia de la memoria y de su consumo hay rangos de precio desde los 100 hasta los 1000 de euros

 

· El coprocesador integrado:

El coprocesador integrado 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.

Elementos generales de un coprocesador integrado:

·Sombreadores o shaders: es el elemento más notable de potencia de un coprocesador integrado, estos sombreadores unificados reciben el nombre de núcleos CUDA en el caso de NVIDIA y procesadores de flujos de datos o núcleos en su defecto en el caso de AMD.

· ROP: se encargan de representar los datos procesados por el coprocesador integrado en la pantalla, además también es el encargado de los filtros como el de suavizado o antialiasing.