Cómo funcionan las tarjetas gráficas: simplifique la tecnología

¿Alguna vez se preguntó cómo funciona su computadora para producir el gráfico en la pantalla? Probablemente sepa que la tarjeta gráfica es la encargada de producir esas imágenes, pero ¿cómo exactamente produce esas imágenes?

Aquí hay una mirada en profundidad a todos los componentes esenciales de una tarjeta gráfica y cómo funciona.

Interfaz

Una interfaz de tarjeta gráfica es la parte de una tarjeta de video que se conecta directamente a la placa base para permitir el intercambio de información.

interfaz de tarjeta gráfica

Los dos tipos principales de interfaces son PCI Express y AGP. (También hay interfaces ISA, PCI y PCI-X, aunque son raras y están desactualizadas).

PCI-Express

Esta es una versión mejorada de la interfaz PCI tradicional que utiliza muchos carriles individuales para ayudar a optimizar el ancho de banda a un ritmo más rápido.

No solo eso, sino que también se considera más versátil que la interfaz AGP con un método más eficiente de consumo de energía debido a la interfaz simple.

AGP

El puerto de gráficos acelerado fue diseñado para renderizar gráficos 3D y utiliza una conexión directa a la placa base. Esto permite velocidades de reloj más altas y para enviar / recibir grupos de datos en una sola transferencia.

BIOS de video

El BIOS de video contiene la interfaz de configuración más básica para la tarjeta de video y se transfiere al BIOS de la computadora a través de la ROM de la tarjeta gráfica o la memoria de solo lectura.

Esta interfaz incluye cosas importantes como:

  • Tiempo de memoria
  • Voltajes
  • Velocidades de funcionamiento
  • RAM

Piense en la BIOS de video como el corazón de una tarjeta gráfica, que sirve como base para que funcionen el resto de los componentes.

GPU

También conocida como la unidad de procesamiento de gráficos, esta creación de la tarjeta de video es responsable de renderizar píxeles en gráficos 2D y 3D a través de la RAM y se compone de las siguientes partes:

  • Matriz de gráficos y computadora
  • Controlador de memoria gráfica
  • Interfaz de bus
  • Unidad de administración de energía
  • Unidad de procesamiento de video
  • Interfaz de pantalla

tarjeta-grafica-gpu

Más específicamente, la GPU aplica detalles específicos a cada píxel para darles vida. Dichos detalles incluyen colores, texturas y patrones. Hace esto una y otra vez hasta que todos esos píxeles renderizados forman una imagen cohesiva en su pantalla. (El número exacto de píxeles depende de la resolución de su pantalla).

Debido a que trabaja tan duro, la GPU genera una tonelada de calor, por lo que se coloca debajo de un disipador de calor (enorme) para ayudar a mantenerlo fresco.

Memoria de video

Mientras la GPU procesa todos esos píxeles, necesita un lugar para almacenar estos datos para poder mostrar las imágenes.

Para eso es la memoria de video, y generalmente tiene una capacidad de 1 GB a 12 GB.

Existen diferentes tipos de memoria, que incluyen:

  • VRAM: esto permite que la GPU procese esos píxeles realmente rápido (también conocido como “lectura y escritura”)
  • WRAM: una versión aún más rápida de VRAM
  • SDRAM: se ejecuta a una alta velocidad de reloj y ancho de banda
  • SGRAM: conocido por su rendimiento gráfico mejorado

La memoria de video contiene lo que se conoce como información digital y necesita una forma de enviar estos datos al monitor que solo lee señales analógicas.

Es como dos personas que hablan idiomas completamente diferentes tratando de comunicarse entre sí.

Aquí es donde el RAMDAC resulta útil.

RAMDAC

Piense en RAMDAC (que significa convertidor digital a analógico de memoria de acceso aleatorio) como el intérprete del mundo de las tarjetas gráficas.

Convierte los datos digitales de la memoria de video en señales analógicas para enviarlas al monitor.

La principal diferencia entre las señales digitales y analógicas se reduce a la estructura de las ondas.

  • Digital: ondas rígidas de aspecto cuadrado
  • Analógico: ondas suaves y continuas

tarjeta gráfica-ramdac1

El RAMDAC toma esas ondas rígidas y las suaviza para que el monitor las entienda, lo que crea la imagen final que renderiza la GPU.

Salidas

Las salidas se utilizan para conectar la tarjeta gráfica a los cables de la pantalla, que se utilizan para transferir esas señales de conversión de digital a analógico que está interpretando el RAMDAC.

salidas de tarjeta gráfica

Los productos se dividen en las siguientes categorías:

  • VGA: utiliza una señal de pantalla analógica
  • DVI: interfaz digital estándar para transferir píxeles desde la computadora al monitor
  • HDMI: realiza transferencias de audio y visuales
  • Vivo: se utiliza para conectarse a varios dispositivos multimedia, como televisores y reproductores de DVD
  • DisplayPort: conecta dispositivos de visualización y video juntos

Enfriadores

Dado que la GPU es la parte más caliente de una tarjeta gráfica, debe mantenerse fría para evitar el sobrecalentamiento.

Disipador de calor

Un disipador de calor toma el calor causado por la GPU y lo distribuye por las aletas y lo aleja de la unidad, que generalmente se enfría a través de un ventilador adjunto.

disipador de calor de la tarjeta gráfica

Bloques de agua

Un bloque de agua es una forma de enfriar con líquido su GPU al tomar el calor y pasarlo de gas a líquido enfriado. Este líquido se abre paso a través de tubos aislados y regresa hacia la GPU para ser reutilizado nuevamente.

refrigeración líquida de la tarjeta gráfica

Modelos de ranura

Enfriador de una ranura

Los modelos de gama baja suelen tener una ranura de altura y generan menos calor que un sistema de doble ranura. Estos solo ocupan espacio suficiente para una ranura de expansión y suelen ser de tamaño pequeño.

Enfriador de doble ranura

Los modelos de gama alta a menudo se construyen con dos ranuras para ofrecer una mejor refrigeración. Un sistema de doble ranura está diseñado para empujar aire caliente a través de la segunda ranura y fuera de la caja de su computadora.

Poniéndolo todo junto

La placa base le dice al BIOS de video que se inicie a través de la interfaz de la tarjeta gráfica, que envía señales a la GPU para comenzar a renderizar gráficos.

A medida que la GPU comienza a asignar detalles a cada píxel, almacena estos datos en la memoria de video, que solo lee señales digitales.

renderizado de tarjetas gráficas

El RAMDAC convierte estas señales digitales en señales analógicas para que el monitor las comprenda y envía estas ondas a través de las salidas como medio de transferencia.

Mientras tanto, se usa un método de enfriamiento, como un disipador de calor o un bloque de agua, para evitar que la GPU se sobrecaliente, ya que está haciendo la mayor parte del trabajo.

Estos son los componentes esenciales de una tarjeta gráfica y cómo funcionan todos en armonía para reproducir esos gráficos de alta definición que todos conocemos y amamos.

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