La tarjeta gráfica

Introducción

 

Una tarjeta es una placa con una serie de circuitos que hace posible que el ordenador se comunique con diversos tipos de periféricos, como monitores, red, sonido, vídeo, scaner, etc. Son insertados en los slots de la placa base, en sus diversos tipos, como ISA, EISA, PCI...

Tipos de slots de inserción

• ISA (Industry Standard Architecture). Utiliza un bus de 8 o 16 bits. Aparecieron en los primeros años de la década de los 80. Creado por IBM para sus primeros PC XT. Era utilizado para cualquier tipo de tarjeta, con una tasa de transferencia de unos 8 MB/s.
• VLB (Vesa Local Bus). En principio usado para tarjetas de vídeo, pero pronto se extendió a otro tipo de periféricos, sobre todo de almacenamiento. Tasa de 132 MB/s de transferencia. Totalmente en desuso.
• EISA (Extended ISA). Una extensión del slot ISA, con un bus de direcciones de 32 bits. De todas maneras era compatible con su antecesor, manteniendo la misma velocidad, por lo que no mejoró significativamente su rendimiento.
• PCI (Peripheral Components Interface). Apareció a mediados de los 90, desplazando completamene a sus predecesores. Empleado para todo tipo de tarjetas, con una transferencia de 132 MB/s. Existen versiones de 32 o 64 bits.
• AGP (Accelerated Graphics Port). Usado exclusivamente para tarjetas de vídeo. Pasó por diferentes evoluciones, la última fue la AGP PRO. Tenía un alto rendimiento, pero hoy en día está en desuso.

Slot AGP para gráfica junto a dos PCI

• PCI Express. Son los slots utilizados actualmente. Van desde el 1x al 16x, lo cual quiere decir que tiene 16 ranuras de conexión, permitiendo una tasa de transferencia muy alta. Incorporan una novedad muy importante como es la conexión/desconexión en caliente.

Slots PCI Exprees (para gráfica sólo la 16x)

Tarjetas gráficas

 

Es el elemento encargado de presentar la información en pantalla. Su variedad es muy grande, y dependiendo de para que aplicaciones se use fundamentalmente el ordenador se elegirá una u otra. Si se usa más bien en modo texto, como programas de contabilidad, procesadores de texto, etc, no hace falta una tarjeta gráfica muy potente. Si será necesaria mucha potencia si el uso es básicamente de programas de diseño o videojuegos.

Las primeras de ellas, como las televisiones, sólo presentaban blancos y negros, con alguna variante de grises y sólo permitían texto, como la MDA o la Hércules.

A partir de ahí surgió el EGA, que ya permitía mejor representación gráfica y 16 colores.

Más tarde apareció VGA, que se convirtió en un verdadero estándar, con una resolución de 640 x 480 pixels y 256 colores.

A partir de VGA surgen otros modelos que son mejora de éste, como SVGA de 1024 x 768 pixels y 256 colores, o XGA, con la misma resolución que la anterior pero 65536 colores.

Tarjeta gráfica XGA marca ATI, PCI-e

En los últimos tiempos han surgido otro tipo de tarjetas, que evidentemente, han mejorado la resolución de las anteriores, como SXGA, UXGA o WUXGA, esta última con una resolución de 1900 x 1200 pixels.

La función básica de la tarjeta gráfica es interpretar la información proveniente del microprocesador y presentarla en la pantalla mediante una serie de cálculos.

Características de las tarjetas gráficas

• Chip. Disponen de un chip llamado RAMDAC, que permite transformar las señales digitales a analógicas, en caso de que el monitor sea analógico. También incluyen un chip 3D para liberar al procesador de estos trabajos de texturas, que por otra parte serían imposibles de realizar para él. Existen varios algoritmos para realizar las operaciones 3D, quizás el más famoso y extendido sea el DirectX, que puede estar implementado en la propia tarjeta o se puede implementar mediante software.
• Slots. Utilizan los vistos anteriormente para este tipo de tarjetas, pueden usar ISA, VESA, PCI, AGP o PCIe 16x, siendo esta última la más común en estos momentos.
• Conectores externos. Diversos tipos:
• DB 15. Es el más ampliamente utilizado y prácticamente todas las placas base lo traen integrado. Es también el más usado en las tarjetas gráficas insertadas en slot.
• DVI. Si el monitor utilizado es digital utilizará este tipo de conector. Existen diversos tipos, algunos de ellos integran tanto conectores digitales como analógicos, con lo que pretenden un cambio suave del DB 15 al DVI. Algunos tipos de tarjetas integran ambos sistemas.
• RCA. Tiene un solo conector. Usados para señales de vídeo compuestas. Puede estar construido de diversos materiales.
• HDMI. Posee una gran definición y puede conectar multitud de dispositivos, como Blu-Ray, TDT, otro ordenador, etc.Lleva con un solo cable la señal de vídeo además de 8 canales de audio sin comprimir. Pretende ser el sustituto del euroconector.

Tarjeta gráfica con conectores HDMI, VGA (DB 15) y DVI-I

• Memoria. Las tarjetas gráficas antiguas no disponían de memoria dedicada, lo que suponía que debían tirar de la memoria RAM del equipo para realizar sus operaciones. Esta mala gestión producía un gran descenso en el rendimiento del conjunto, aunque bien es cierto que antes las gráficas no realizaban trabajos de tanta carga como en la actualidad. Estos diferentes tipos de memoria dando lugar de este modo a diferentes tipos de tarjeta gráfica. La memoria utilizada depende del número de colores y de la resolución. Pasamos a detallar algunas de ellas, pues la lista sería interminable:
• Memoria RAM o DRAM. Sólo pueden dedicarse a una tarea.
• Memoria VRAM (Video RAM). Permite transferencia bidireccional al disponer de dos puertos de comunicaciones, pudiendo enviar y recibir información simultánemente.
• Memoria CDRAM. Mezcla de memoria estática y dinámica. Posee caché interior para los datos más usados.
• Memoria SDRAM. Se caracteriza por llevar la misma velocidad que el reloj de la tarjeta.
• Memora 3D RAM. Posee una Unidad Aritmético-Lógica que hace que los cálculos sean mucho más rápidos.
• Memoria RAM extendida. Este tipo de memorias se usa en ordenadores que no tienen tarjeta gráfica, excepto la integrada en placa base. Este tipo de tarjetas son poco potentes y son utilizadas para aplicaciones que no usen muchos gráficos ni muy complejos.
• Resolución. Es el número de pixels que una tarjeta gráfica puede representar en la pantalla, a mayor número mayor resolución. Una resolución muy extendida es la de 1024 x 768 = 786432 pixels. Esta resolución depende de la memoria de vídeo, evidente a mayor memoria mayor resolución. Capacidades típicas actualmente de memoria son ! GB o 1,5 GB.
• Frecuencia de refresco. La pantalla se refresca cada cierto tiempo y existen dos tipos la frecuencia de refresco vertical, que es el número de veces que se refresca la pantalla en un segundo y se mide en Hz, y la frecuencia de refresco entrelazada, que refresca la pantalla en dos pasadas y se halla en desuso. Frecuencias de refresco verticales habituales son 60 o 70 Hz, pero pueden ser mayores.

Tarjetas gráficas SLI (Scalable Link Interface)

Método de procesamiento en paralelo mediante la conexión de dos o más tarjetas gráficas. Estas tarjetas deben ser iguales y soportar esta tecnología SLI. Pueden ponerse juntas desde el montaje o ir ampliando posteriormente. Duplican o triplican la potencia gráfica. 

En su aparición la tarjetas eran conectadas entre sí mediante un cable que permitía su sincronización, permitiendo a la segunda tarjeta (de expansión) acceder a la memoria de vídeo sin pasar por el bus del sistema.

Posteriormente, con el desarrollo de los PCI-e se empezaron a poner tarjetas iguales y su modo de funcionamiento se configura por software.

Existen dos modos de funcionamiento: el SFR, que distribuye el trabajo en partes iguales a cada tarjeta, y el AFR, donde las tarjetas van trabajando según se van llenando las anteriores.

Estas tecnologías fueron desarrolladas por NVida y ATI, los mayores fabricantes de tarjetas a nivel mundial.

En la actualidad ya no es necesario que las tarjetas sean iguales, tan solo es necesario utilizar los drivers adecuados.

Tarjetas gráficas en SLI