Tarjetas de video: la revolución de las imágenes

Las cifras de Nvidia despiertan envidia. Es dueña del 62 por ciento del mercado de tarjetas gráficas para computador, según la firma Mercury Research; cerró el pasado año fiscal con 4.100 millones de dólares de ingresos anuales, es decir, cerca de 1.000 millones de dólares más que el período anterior; y sus acciones han subido en un 2.100 por ciento desde 1999. 

Su presidente y cofundador, Jen-Hsun Huang, mantiene la serenidad que le imprime su ADN taiwanés mientras resalta los triunfos del fabricante de tarjetas de video (GPU, por su sigla en inglés). 

¿La fuerte demanda de GPU en todos los segmentos del mercado condujo nuestro ascenso. Este refleja el incremento permanente del uso de gráficos enriquecidos en diversas aplicaciones que van desde Google Earth a Apple iTunes, hasta los mundos virtuales en línea¿, dijo Huang, en un comunicado de prensa. 

El éxito de Nvidia en el 2007 fue tal que se llevó el cotizado primer lugar de la revista Forbes como la mejor compañía del año. ¿Esta es la era del cómputo visual¿, sentenció el directivo, quien cree que la riqueza de los gráficos es cada vez más importante en la experiencia digital de las personas. ¿Y el centro de esa experiencia son las tarjetas gráficas, el procesador que define al computador moderno¿.

Palabras que sin duda evidencian la importancia que han tomado en los últimos años las tarjetas gráficas. Estos dispositivos, conocidos también como aceleradoras de gráficos en 3D o tarjetas de video, son en esencia un componente interno que le permite al PC procesar y presentar imágenes y gráficos.

Las GPU traen su propio procesador y su propia memoria (llamada memoria de video). En resumen, las tarjetas gráficas son minicomputadores especializados en el procesamiento de gráficos, lo que aligera la carga de trabajo del procesador principal del PC.

La era visual: el motor de la evolución. 

Hace algunos años las tarjetas gráficas pasaban inadvertidas al momento de comprar un equipo, porque las tarjetas madre modernas suelen traer incorporado un chip gráfico. Sin embargo, gracias a su desarrollo y el aumento en las necesidades gráficas de programas como los videojuegos y la reciente versión del sistema operativo de Microsoft, Windows Vista, su participación y notoriedad en el ecosistema del PC creció.

En el caso de Windows Vista se refiere a la aparición de DirectX 10, una tecnología que posibilita, entre otras cosas, poner más objetos en un cuadro de imagen (lo que genera ambientes más realistas y detallados), aumentar la velocidad en la ejecución de tareas, mayor refinamiento en la creación de sombras y crear escenas y ambientes más complejos. 

Para José Pedro Ranalli, director de mercadeo de Nvidia para Latinoamérica, la experiencia virtual que se vive en esta época se torna cada vez más rica visualmente con la aparición de películas en alta resolución, la popularización del contenido digital, con personas produciendo y publicando videos, fotos, animaciones y juegos, además del éxito de mundos virtuales como World of Warcraft y Second Life. 

¿En la actualidad, cualquier usuario que desee extraer el máximo de su vida digital necesita una tarjeta gráfica y no solamente los aficionados a los juegos. Es una tecnología esencial¿, expresó Ranalli.

Opinión que comparte su competidor José Luis Fernández, experto en tecnología de AMD (compañía que adquirió al fabricante de tarjetas gráficas ATI, el segundo jugador más importante en la industria). Para él, hoy en día el usuario promedio tiene un perfil mucho más ¿multimedia¿ que antes y es también común que un PC sea el centro de entretenimiento en el hogar, donde se necesita reproducir videojuegos, música, películas de alta calidad, etc. 

Pero no solo las necesidades de personas convencionales han fomentado el desarrollo de estos dispositivos. De acuerdo con Forbes, hay un grupo de industrias que requieren alto poder gráfico en sus trabajos: empresas petroleras que realizan análisis sísmicos en aguas profundas, bancos de Wall Street que ejecutan modelado de portafolios de riesgo y biólogos que ven estructuras moleculares para encontrar blancos para los medicamentos, entre otros.

Para profundizar en los desarrollos que ofrecen las tarjetas gráficas modernas, ENTER 2.0 realizó un paralelo entre las tecnologías que emplean Nvidia y ATI, los dos fabricantes más importantes del mercado.

  • Arquitectura

En la actualidad, el poder que presentan las tarjetas gráficas es comparado con el desempeño que ofrecían PC fabricados hace pocos años; a tal punto que una GPU es hoy definida como un pequeño computador dedicado al procesamiento de gráficos. En esta evolución hace parte fundamental la forma como estos dispositivos procesan la información.

Núcleos unificados (Nvidia)

Nvidia apostó por utilizar desde su serie GeForce 8, en el 2006, su arquitectura de shaders unificados (Unified Shader Architecture). Los shaders son como se conocen de manera convencional a los múltiples núcleos de procesamiento que integra un procesador gráfico, según José Pedro Ranalli, de Nvidia para Latinoamérica.

Antes de esta serie, cada shader se especializaba en realizar un único tipo de operación matemática. Algunos calculaban texturas y otros dibujaban figuras geométricas, por ejemplo. Ahora, esta tecnología distribuye de forma dinámica el procesamiento y aplica la potencia solo donde es requerida, lo que supone mayor eficiencia en el proceso.

¿La arquitectura unificada representó un gran salto de rendimiento al cambiar los shaders tradicionales por stram processors, núcleos de procesamiento mucho más flexibles y que pueden ser programados para realizar diversas operaciones¿, explicó el directivo. 

Esta tecnología, según la compañía, garantiza mayor poder de procesamiento y mejora la calidad gráfica que obtiene el usuario al usar videojuegos. También permite que el procesamiento paralelo de una tarjeta gráfica sea utilizado en otras tareas que requieran altos niveles de computación, llamado ¿GPU computing¿.

Actualmente, comentó Ranalli, varias universidades y centros de investigación emplean esta tecnología para realizar investigaciones avanzadas como catalogar el genoma humano o cálculos para la extracción de petróleo y minerales.

Menos consumo y más rendimiento (ATI)

ATI desarrolló su generación actual de tarjetas gráficas por primera vez en un proceso de 55 nanómetros, lo que permite obtener mejores rendimientos con menor consumo de energía, de acuerdo con José Luis Fernández, de AMD.

A esto se suma la aplicación de la tecnología powerplay que optimiza la administración de energía y prolonga la autonomía de la batería, para ofrecer de forma simultánea alto rendimiento y bajo consumo de poder. 

Así mismo, añadió Fernández, el empleo de la tecnología Unified Video Decoder (UVD) permite que la GPU se encargue de todo el trabajo de decodificar los nuevos formatos de video de alta definición, trabajo que antes quedaba a cargo del procesador; de esta manera, se logra un PC con mejor respuesta. 

  • Sistemas paralelos

Los fabricantes de tarjetas gráficas siguieron la tendencia de las empresas desarrolladoras de procesadores (Intel y AMD): incluir más de un núcleo en cada chip para que pueda ejecutar de forma simultánea varias tareas, sin elevar demasiado el consumo de energía. Solo que en vez de colocar dos núcleos en un mismo procesador gráfico, Nvidia y ATI pusieron a funcionar dos tarjetas de forma paralela.

SLI: la apuesta de Nvidia

SLI es una tecnología que combina varias tarjetas gráficas en un mismo sistema para incrementar el rendimiento gráfico y la calidad de imagen. De acuerdo con la compañía, cerca del 96 por ciento de los videojugadores que poseen dos o más GPU en sus PC usan este sistema, que mejora el desempeño del equipo en el área de videojuegos hasta en un 80 por ciento.

Así mismo, según Ranalli, otros usuarios aprovechan la tecnología SLI como una forma de ahorrar dinero al momento de hacer una actualización, al añadir una segunda tarjeta de video para aumentar el rendimiento de la máquina y evitar tener que realizar una actualización completa.

El sistema SLI se conecta a la tarjeta madre del PC mediante ranuras PCI Express ¿hoy comunes en los computadores nuevos¿, que tienen una capacidad de transferencia de datos (500 MBps por carril) superior a la que ofrecían las ranuras empleadas en los PC antiguos (PCI y AGP).

Crossfire, el modelo de ATI

Crossfire X es la reciente versión del sistema Crossfire de ATI y su gran ventaja es que permite conectar hasta cuatro tarjetas gráficas en un PC. Además, según Fernández, gracias a la nueva generación de procesadores AMD se creará el sistema Cossfire Híbrido.

Este sistema, dijo el experto, significa que los gráficos integrados en la tarjeta madre podrán sumar fuerzas con una tarjeta de video adicional para optimizar el proceso gráfico, y subrayó que esto es una mejora en el sistema porque antes se necesitaban dos placas iguales o de la misma serie para habilitar Crossfire.

Además, Crossfire de manera automática habilitará una GPU o la otra dependiendo del perfil de uso que tenga el PC: por ejemplo, empleará video integrado al ejecutar un archivo de Excel o todo su poder al emplear un videojuego; así se consigue ahorrar energía, entre otros beneficios.

  • Lo mejor de cada casa

Nvidia y ATI tienen una amplia gama de tarjetas gráficas que satisfacen las necesidades de varios perfiles de usuarios: videojugadores, diseñadores, productores, convencionales, etc.
Sin embargo, estos dos productos fueron señalados por sus representantes como los mejores dispositivos de cada fabricante.

GeForce 9600 GT de Nvidia

El 21 de febrero del 2008, la compañía presentó a la tarjeta gráfica GeForce 9600 GT. Un dispositivo que ofrece el rendimiento de una GPU de gama alta al precio de una de gama media. Su costo es cercano a los 200 dólares y está fabricada para brindar el mejor rendimiento en los juegos de última generación.

Tiene un procesador de 650 MHz y memoria de 512 MB que funciona a 1.800 MHz. Soporta PCI Express 2.0, DirectX 10 y Shader Model 4.0, y PureVideo HD (reproducción de videos de alta definición).

Radeon HD 3870X2 de ATI

Son dos tarjetas gráficas integradas en una sola. Tiene 1.332 millones de transistores en 55 nanómetros y ofrece un rendimiento cercano a 1 Teraflop (1.000 millones de operaciones por segundo). Ofrece un procesador de 825 MHz y memoria de 1 GB que funciona a 1.800 MHz.

Posee el sistema Crossfire integrado y automático; tecnología de ahorro de energía powerplay; soporta DirectX 10.1 y Shader Model 4.1; brinda la tecnología UVD para la decodificación de video de alta definición (1080p) y salidas HDMI con audio.

  • Cómo elegir una tarjeta gráfica

Los expertos coincidieron que lo primero que debe hacer el usuario antes de comprar una GPU es determinar sus necesidades y perfil. Por ejemplo, un aficionado a los videojuegos requiere dispositivos modernos y potentes para obtener máximas resoluciones y texturas realistas.

En el caso de un jugador casual o la persona que quiera realizar una actualización en su PC puede optar por una tarjeta gráfica de buen rendimiento y a precios más cómodos. Incluso, si se piensa en prolongar la vida útil del computador, debería considerar adquirir tarjetas madres que permitan el uso de sistemas paralelos (SLI y Crossfire).

¿Un error muy común es elegir la GPU basándose solo en la cantidad de memoria que tiene¿, indicó Fernández, de AMD. Por eso explicó que la cantidad de memoria requerida depende del tamaño del monitor que se usará: para monitores de 17 o 19 pulgadas 256 MB de memoria suelen ser suficientes; si el monitor es más grande, tarjetas con memoria de 512 MB o más es lo recomendado.

El directivo añadió que un punto importante es la velocidad de la memoria porque existen distintas versiones de una misma familia de tarjetas con memorias DDR2, DDR3 y hasta DDR4, que determinan el rendimiento, y el precio, de los dispositivos.

Además, si usted utiliza el PC como centro de entretenimiento, la tarjeta gráfica que elija debe soportar video de alta definición e integrar puertos HDMI, para poder conectar otros dispositivos como televisores LCD y plasma de última generación.

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