La Era del GPU

La Era del GPU

POR ESDRAS(INTELAF, S.A.)

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¿Que es el GPU?

Es la unidad de procesamiento gráfico, GPU (acrónimo del inglés Graphics Processing Unit) es un procesador dedicado exclusivamente al procesamiento de gráficos, para aligerar la carga de trabajo del procesador central (CPU) en aplicaciones como los videojuegos y o aplicaciones 3D. De esta forma, mientras gran parte de lo relacionado con los gráficos se procesa en la GPU, la CPU puede dedicarse a otro tipo de cálculos (como la inteligencia artificial o los cálculos mecánicos en el caso de los videojuegos) y así aumentar el rendimiento del equipo.

Una GPU implementa ciertas operaciones gráficas llamadas primitivas optimizadas para el procesamiento gráfico. Una de las primitivas más comunes para el procesamiento gráfico en 3D es el antialiasing, que suaviza los bordes de las figuras para darles un aspecto más realista. Adicionalmente existen primitivas para dibujar rectángulos, triángulos, círculos y arcos. Las GPU actualmente disponen de gran cantidad de primitivas, buscando mayor realismo en los efectos.

Diferencias con la CPU

Si bien en una computadora no es posible reemplazar la CPU por una GPU, hoy en día las GPU son muy potentes y pueden incluso superar la frecuencia de reloj de una CPU antigua (más de 500MHz). Pero la potencia de las GPU y su dramático ritmo de desarrollo reciente se deben a dos factores diferentes. El primer factor es la alta especialización de las GPU, ya que al estar pensadas para desarrollar una sola tarea, es posible dedicar más silicio en su diseño para llevar a cabo esa tarea más eficientemente. Por ejemplo, las GPU actuales están optimizadas para cálculo con valores en coma flotante, predominantes en los gráficos 3D.

Por otro lado, muchas aplicaciones gráficas conllevan un alto grado de paralelismo, al ser sus unidades fundamentales de cálculo (vértices y píxeles) completamente independientes. Por tanto, es una buena estrategia usar la fuerza bruta en las GPU para completar más cálculos en el mismo tiempo. Los modelos actuales de GPU suelen tener una media docena de procesadores de vértices (que ejecutan Vertex Shaders), y hasta dos o tres veces más procesadores de fragmentos o píxeles (que ejecutan Pixel Shaders (O Fragment Shaders)). De este modo, una frecuencia de reloj de unos 600-800MHz (el estándar hoy en día en las GPU de más potencia), muy baja en comparación con lo ofrecido por las CPU (3.8-4 GHz en los modelos más potentes [no necesariamente más eficientes]), se traduce en una potencia de cálculo mucho mayor gracias a su arquitectura en paralelo.

Una de las mayores diferencias con la CPU esta en su arquitectura. A diferencia del procesador central, que tiene una arquitectura de von Neumann, la GPU se basa en el Modelo Circulante. Este modelo facilita el procesamiento en paralelo, y la gran segmentación que posee la GPU para sus tareas.

Beneficios de tener una GPU

  1. La tarjeta de video procesa la salida a pantalla o monitor.
  2. Es evidente cuando se presenta video, movimientos de pantalla completa, presentación de gráficos complejos en tiempo real y video juegos.
  3. Para el uso de AERO de Windows Vista se requiere forzosamente una tarjeta de video.
  4. Útil para el uso de aplicaciones dibujo y diseño 3D, y algunos programas que utilizan la potencia del GPU para poder “renderear” en el menor tiempo posible.
  5. Para los videojuegos de última generación, para poder mostrar los juegos con un nivel de detalle de texturas impresionante, rendimiento y realismo.
  6. Incremento del rendimiento de la PC.

El GPU puede venir integrado en la tarjeta madre o en una tarjeta grafica separada de la tarjeta madre con las siguientes interfaces.

Interfaces de tarjetas graficas

1. Integradas en la tarjeta madre (motherboard) con un chipset dedicado exclusivamente al procesamiento de los gráficos. Pueden tener memoria exclusiva o quitarnos un poco de nuestra RAM para ser usado para almacenar los datos de video.

2.  Separadas del motherboard pueden tener diversas interfaces y tecnologías:

  • PCI (Peripheral Component Interconnect) de 32 bits o PCI-x de 64bits.
  • AGP (Accelerated Graphics Port) de 32bits pero con un bus dedicado exclusivamente a los datos de video.
  • PCIe (PCI express) interfaz utilizada en la actualidad,  de hasta 16 veces más velocidad de transferencia de datos que el AGP.

Tipos de chip

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Podemos encontrar varias marcas y modelos en el mercado de las tarjetas de video: MSI, Diamond, Asus, Gigabyte, PowerColor, Foxconn, Sapphire, Hercules Prophet, Visiontek, Gecube, etc. Pero los principales fabricantes de los chips que se encargan de procesar todo el show son:

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ATI Radeon HD 3800

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NVIDIA GeForce 8800

Una respuesta a “La Era del GPU

  1. Muy buena informacion, aunque los GPU integrados en algunas motherboard de portatiles tiende a sobrecalentarse y producir errores de pantalla.

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