Tarjetas gráficas

TARJETAS GRAFICAS
La tarjeta gráfica de un PC se ocupa de
representar el contenido visual en el monitor. El
monitor es el dispositivo más importante para la
visualización de los resultados producidos por el
ordenador, y la tarjeta gráfica sirve para que el
monitor pueda desempeñar dicha función.
La conexión (AGP, PCI, PCI Express, ISA) une la tarjeta y el sistema y permite que
ambas se comuniquen. ISA es un tipo de conexión ya obsoleto, PCI se utiliza
ocasionalmente, AGP es el estándar predominante y PCI Express todavía se está
abriendo camino en el mercado. La memoria gráfica, también llamada Frame Buffer,
almacena los datos que van a mostrarse en la pantalla. Cada imagen individual puede
tener varios megabytes de tamaño, dependiendo de su resolución.
En los gráficos 3D intervienen además otro tipo de datos. Esta memoria recibe datos del
procesador, del chip gráfico o del procesador gráfico (GPU, "Unidad de procesamiento
gráfico"). Por este motivo la memoria siempre tiene una estructura "Dual Ported", que
permite al procesador escribir en la memoria durante el proceso de lectura de la
RAMDAC. Para su presentación en pantalla, la imagen calculada será leída por la
RAMDAC ("Random Access Memory Digital-to-Analog Converter") y transmitida al
monitor o televisor a través de la salida correspondiente (VGA o S-Video/RCA).
Los monitores analógicos, al igual que los televisores, refrescan la pantalla muchas
veces por segundo, de manera que la RAMDAC, dependiendo de la configuración de
frecuencia de refresco, repite este proceso entre 60 y 120 veces por segundo (pueden
darse frecuencias mayores aun). Determinadas pantallas planas no realizan este refresco,
sino que se conectan por medio de una salida DVI especial que no pasa por la
RAMDAC, sino que transmite la señal digital directamente.
Todas las entradas y salidas de una tarjeta se controlan desde el chip BIOS. En este
sentido, podríamos comparar una tarjeta gráfica con una placa base. Las tarjetas gráficas
modernas son más o menos "un ordenador dentro de un ordenador", con su propia
memoria y procesador. Los gráficos se calculan directamente en la GPU, de manera que
se evita sobrecargar el procesador del ordenador.
A medida que han ido desarrollándose los PCs, han existido distintos estándares para la
representación de gráficos. Al principio la representación era en monocromo (MDA Monochrome Display Adapter) y en el llamado modo texto, en el que, dependiendo del
tipo de monitor, podía aparecer en verde o ámbar. Existía una resolución en píxeles
(aprox. 720 x 350), pero los píxeles no podían tratarse individualmente, sino que se
encontraban agrupados en grupos de 14 x 9 píxeles. De esta forma, se podían mostrar 80
caracteres en cada una de las 25 líneas.
La empresa Hercules amplió estas medidas con su HGC ("Hercules Graphics Adapter"),
que podía manipular cada píxel individualmente y seguía siendo compatible con el
modo texto. El modo Hercules y el modo texto seguían siendo exclusivamente
monocromos. De forma paralela a estos modos, se desarrollaron modos gráficos
"auténticos". El primero fue el CGA ("Color Graphics Adapter"), que ofrecía una
resolución máxima de 640 x 200 píxeles en representación monocromo y de 160 x 200
píxeles en representación de 16 colores. Los píxeles formaban grupos de 8 x 8 (de
nuevo 25 líneas con 80 columnas) para el modo texto, con lo que empeoraba la calidad
de imagen. CGA se convirtió más tarde en EGA ("Enhanced Graphics Adapter") con
resoluciones hasta 640 x 350 píxeles, un máximo de 64 colores y un modo texto
mejorado.
VGA ("Video Graphics Array") se convirtió finalmente en un estándar: la base para
todas las tarjetas gráficas actuales. La primera versión de VGA ofrecía sólo resoluciones
de 640 x 480 con 16 colores o de 320 x 200 con 256 colores, cifras que han ido
creciendo con sucesivas mejoras y modelos. Por ejemplo hasta 800 x 600 (SVGA, 256
colores), 1024 x 768 (XGA), 1280 x 1024 (SXGA) y 1600 x 1200 (UXGA), todos ellos
con 16,7 millones de colores.
Puesto que las denominaciones de los distintos estándares VGA pueden resultar
confusas, actualmente sólo se utiliza determina la resolución en píxeles. Las tarjetas
gráficas modernas son compatibles con numerosas combinaciones de profundidad de
color y resoluciones. El "clásico" modo texto de 80 x 25 caracteres lo ofrecen aún hoy
muchas tarjetas gráficas para el arranque del ordenador bajo DOS y para la línea de
comandos de Windows.
Con la llegada de la aceleración 3D, el AGP ("Accelerated Graphics Port") se convirtió
en el estándar para tarjetas gráficas, puesto que contaba con el mayor ancho de banda de
todas las conexiones. Las cuatro versiones disponibles de AGP ofrecían velocidades
máximas de 1x (266 MB/s), 2x (533 MB/s), 4x (1 GB/s) y 8x (2,1 GB/s), suficiente en
aquel momento para las aplicaciones 3D. Para las siguientes aplicaciones, con mayores
exigencias de ancho de banda, Intel presentó PCI Express para tarjetas gráficas y todo
tipo de tarjetas de ampliación.
La versión para tarjetas gráficas PCI Express 16x ("PEG - PCI Express for Graphics")
ofrece aproximadamente 4 GB/s de ancho de banda en cada dirección. Para mejorar el
rendimiento gráfico de un ordenador, se debe sustituir la tarjeta gráfica completa, no
existen tarjetas gráficas "externas" con conexiones de tipo USB o FireWire. No se
puede colocar más de una tarjeta gráfica por sistema, excepto en la combinación
PCI/AGP, y no es posible instalar más de una tarjeta AGP en un ordenador. PCI
Express ofrece la opción de instalar dos tarjetas gráficas iguales en determinadas placas
base.
Hay algunos modelos de tarjeta gráfica compatibles con distintas salidas. El número de
entradas y salidas que ofrece una tarjeta depende fundamentalmente de la política de
modelos del fabricante. A través de un "VGA" de 15 contactos se pueden conectar
monitores convencionales y LCD, así como proyectores. La salida DVI permite la
conexión digital directa a determinados monitores LCD y proyectores, mientras que la
salida S-Video o RCA de vídeo puede dirigir la señal de vídeo a un televisor o cámara
de vídeo.
La mayoría de las veces se puede emitir simultáneamente por VGA/DVI y SVideo/RCA de vídeo. Existen ajustes para ello en los drivers de la gráfica.
Determinadas tarjetas gráficas disponen además de entrada de vídeo en forma de
conexiones de S-Video o RCA de vídeo; las tarjetas gráficas con sintonizador de TV
tienen también un conector para la antena. Algunas tarjetas disponen de un conector
llamado "Feature Connector" interno, al que se pueden conectar directamente tarjetas de
ampliación. En cualquier caso, actualmente esas ampliaciones son muy poco frecuentes.
Sin embargo, sí pueden conectarse dos tarjetas PCI Express dotadas de SLI ("Scalable
Link Interface") a un ordenador para aumentar sus prestaciones de procesamiento.