Revolución gráfica

El adaptador de monitor o tarjeta gráfica actúa como punto de conexión entre el monitor y el procesador. En esta tarjeta están albergadas la memoria de la pantalla, las BIOS, y la controladora de vídeo.

La controladora de vídeo sirve de intermediaria entre el procesador, la memoria de pantalla, el generador de caracteres (BIOS) y el monitor. Su misión consiste en reproducir total o parcialmente el contenido de la memoria de pantalla en intervalos periódicos de tiempo, y transformarlos en signos secuénciales para el monitor. La frecuencia mínima con la que es reproducida la RAM del vídeo, suele ser de 50 Hz. (50 veces por segundo).

A parte de la secuencia de signos la controladora de vídeo crea además dos signos de control; por un lado la frecuencia con que cambian las imágenes (sincronización vertical) y por otro la frecuencia de líneas (sincronización horizontal).

Veamos brevemente su historia

  • EL ADAPTADOR MONOCROMO MDA

(Adapter Monocromo Display)

ibm_mda

Lanzados al mercado por IBM, aparecieron en los primeros PC’s. No tenían capacidad gráfica solo podía representar signos alfanuméricos (texto y números). Disponían de una memoria de pantalla de 4 KB, y eran capaces de llenar una pantalla con 25 líneas y 80 caracteres (25×80).

mda9x14

La controladora MDA pasa las informaciones leídas como valores ASCII de la memoria de pantalla, al generador de signos en la ROM y éste genera una matriz de signos del signo correspondiente.

Esta matriz (raster) es leída por la controladora de vídeo, ya continuación mandada al monitor como secuencia de signos.

  • EL ADAPTADOR GRÁFICO HÉRCULES

(Hercules Graphics Cards)

Hercules-HGCPlus_f

Fue lanzado al mercado en 1982 por la firma Hércules. Esta tarjeta, por primera vez, permitía representar en el monitor tanto textos como gráficos, es decir, que soporta dos modos de funcionamiento; el modo de texto del MDA y el modo gráfico que permite una resolución de 720×384 puntos de imagen monocromas.

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La memoria de pantalla aumentó considerablemente a 64 KB, y trabaja con una frecuencia de cambio de imagen de 50 Hz. (la pereza del ojo humano oscila entre 30 y 40 Hz). En modo texto consigue prácticamente la misma resolución de texto que las VGA, ya que tiene una matriz de 14 x 9 (126) puntos de imagen por signo.

  • LA ADAPTADORA GRÁFICA DE COLOR

(CGA Color Graphics Adapter)

Cirrus Logic CL-GD510A VGA card / Video Seven

Lanzada en el mercado en 1981 también por la casa IBM, hizo aparecer el color en el mundo de los PC’s y consecuentemente el monitor RGB, monitor con signos separados para los colores fundamentales: rojo (RED), verde (GREEN) y azul (BLUE). La memoria de pantalla es de 16 KB, inferior a la Hércules.

En el modo texto la manera de trabajar se orienta a la del MDA con una resolución máxima de 640×200 (no supera la tarjeta Hércules), con una matriz de puntos por signo de 8×8 puntos (un signo se compone de 64 puntos).

En modo gráfico puede representar simultáneamente 16 colores (8 colores con dos niveles de intensidad cada uno), pero sin embargo no todos los monitores CGA saben interpretar la señal de intensidad. No obstante en este modo se consigue sólo una resolución de 160×100 puntos por imagen.

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La tarjeta CGA reconoce un total de 3 modos gráficos.

  • 160×100 puntos de imagen con 16 colores.
  • 320×200 puntos de imagen con 4 colores.
  • 640×200 puntos de imagen con 2 colores.
  • (+ resolución – colores)
  • TARJETA EGA

(Enhaced Graphics Adapter)

KL_Genoa_EGA

En la tarjeta EGA, lanzada por IBM, podían ser reunidos los modos de funcionamiento MDA y CGA (el modo texto funciona igual que el adaptador MDA).

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Este adaptador es capaz de representar en modo texto 16 colores diferentes con una resolución de 650×350, de una paleta de 64 colores. La matriz de caracteres es casi igual que la HGC; 14×8 puntos de imagen. La memoria de pantalla se amplió a 256 KB. En esta tarjeta, al ojear un texto o al cambiar de página, no se deforma el contenido de la memoria de la pantalla cosa que sí ocurre en las CGA, en las que se produce un desagradable parpadeo de la pantalla. En las EGA, al cambiar la imagen, ésta se mueve de forma completamente suave.

  • TARJETA VGA

(Vídeo Graphics Array)

KL_Trident_Daytona_64_PCI

De nuevo la firma IBM lanzó un nuevo estándar (inicialmente de 8 bits), la VGA. Al mismo tiempo que se consiguió una mejora la resolución (640×480 puntos de imagen en el modo gráfico y 720×350 en el modo texto), la VGA es capaz de representar 256 colores, y esto a escoger de una paleta de un total de 262.144 tonalidades de color. En el modo texto la matriz empleada es de 16×9 puntos de imagen por carácter, un total de 144.

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La diferencia fundamental con respecto a todos sus predecesores es que mientras los adaptadores anteriores mandaban al monitor señales digitales. La controladora de vídeo de una VGA transmite la señal de imagen de forma analógica. La transmisión analógica de señales supone que el monitor disponga de una entrada también analógica. La transmisión analógica de las señales de pantalla implica también que la tarjeta VGA tiene primero que transformar en señales analógicas las informaciones digitales de la memoria. Por esta razón cada adaptador VGA contiene un adaptador DAC (Digital Analogic Converter), conocido como RAMDAC.

Referente a la memoria de pantalla, nos encontrábamos con un mínimo de 256 KB. En modo texto la resolución estándar es de 800×600 puntos.

Trabajaban entre 50, 60, 70 Hz. secuencias de refresco de imagen. Así, un monitor VGA con una frecuencia de refresco de imagen de 70 Hz produce cada segundo 70 veces 786.432 puntos de imagen (1024×768 píxeles), con lo cual gestiona 55.050.240 puntos de imagen por segundo. Esto justificaba su elevado precio inicial.

Hoy en día todas las tarjetas de vídeo son gráficas incluyen aceleración por hardware, es decir, tienen “chips” especializados que se encargan de procesar la información recibida desde el bus e interpretarla para generar formas, efectos, texturas, que de otra forma no serían posibles o con peor calidad, o colapsarían al ordenador y a su bus.

La primera distinción a efectuar es si la tarjeta soporta aceleración 2D, 3D o ambas. Hoy en día, todas las tarjetas con aceleración 3D también tienen soporte para 2D, pero algunas 3D sólo trabajaban como complemento a las 2D, añadiéndoles dicho soporte (Voodoo de 3Dfx, ya en desuso).

En cuanto al tipo de bus, actualmente encontramos varios tipos, el PCI, el AGP y PCI-E (PCI-Express). Hoy en día el estándar de tarketas gráficas es el PCI-E.

En las antiguas tarjetas 2D las más utilizadas en los PC’s eran las fabricadas por la casa S3. Tenemos toda la familia de chips Trio: 32, 64, 64V+ y 64V2.

En las tarjetas 3D dicha marca fue de las primeras en ofrecer capacidades 3D en sus chips Virge, aunque no fueron competitivos con los productos de la competencia, como los chips de Rendition, 3Dfx, nVidia, Ati, Martox, NEC (PowerVR), Intel (i740), etc.

Hoy en día, el mercado de las 3D está dominado por nVidia y Ati seguido de Matrox e Intel. Las dos primeras marcas fabrican chips gráficos destinados al mercado lúdico/doméstico, mientras que Matrox se reserva a un sector más a ofimático y profesional. Los chips gráficos de Intel (con peor rendimiento en 3D) suele ser una opción económica en entornos ofimáticos y portátiles que no requieren de aceleración 3D. De todas formas, Intel es el dominador de ventas de chips gráficos (50%) gracias a la venta de portátiles con soluciones integradas de de sus chips.

Elementos esenciales en una tarjeta gráfica:

partes1

El procesador gráfico: Es el componente básico de la tarjeta. Se va a encargar de procesar la información que le llega y convertirla en imágenes. Actualmente, los procesadores asumen la responsabilidad de manejar los gráficos en 2D/3D y la aceleración de vídeo, liberando así a la CPU.

La memoria: En las tarjetas 2D, la cantidad de memoria sólo influye en la resolución y el número de colores que dicha tarjeta es capaz de reproducir.

Por ejemplo:

RELACIÓN ENTRE MEMORIA Y RESOLUCIONES MÁXIMAS
MEMORIA

MÁXIMAS RESOLUCIONES Y COLORES

512 KB 1024×768 (16c) 800×600 (256)
1 MB 1280×1024 (16) 1024×768 (256) 800×600 (65.000) 640×480 (16,7M)
2 MB 1280×1024 (256) 1024×768 (65.000) 800×600 (16,7M) 640×480 (16,7M)
  • 16 colores = 4 bits.
  • 256 colores = 8 bits.
  • 65.536 colores = 16 bits.
  • 16,7 M= 16.777.216 colores = 24 bits.

A diferencia de lo que pasa con la memoria que usa el procesador del sistema (Pentium, K6, etc.), más memoria no significa más velocidad necesariamente. Hoy en día, todas las tarjetas gráficas tienen procesadores de 64, 128 o 256 bits, pero sólo trabajan en 64 bits cuando tienen 2 MB de RAM. El ejemplo más típico es el de las tarjetas con chip S3 Trío 64 V, uno de los más populares, que se suele entregar con 1 MB de RAM. Con otro mega más el rendimiento de la tarjeta aumenta entre un 25% (para 256 colores) y un 600% (para 16 millones de colores). Si se quiere aceleración 3D, sólo acelerará las texturas si dispone de 4 MB de RAM o más. Con sólo dos, no se podrá más que notar aceleración en el dibujado de polígonos, lo cual no es mucho.

Además hay diversos tipos de memoria para tarjeta gráfica que podrán estar o no soportados por nuestro procesador:

  • EDO RAM. Idéntica a la que se describe en la página de la memoria RAM. Es la más lenta, pero con un procesador rápido esto da igual. Sólo tiene un puerto de entrada/salida de comunicación con el procesador por lo que en un momento determinado sólo puede mandar o recibir datos.
  • SDRAM. Es igual que la anterior pero un 40 % más rápida.
  • SGRAM. (Synchronous Graphícs RAM): Es una memoria de tipo SDRAM optimizada para gráficos por lo que da un rendimiento algo mejor (5-10%) que la anterior. También es de un sólo puerto.
  • VRAM. (Vídeo RAM): Tiene un puerto de entrada y otro de salida, por lo que la tarjeta puede estar enviando y recibiendo al mismo tiempo. Esto la hace idónea para trabajar con muchos colores (a más colores, más memoria necesitada), pero también es más cara que la memoria EDO.
  • WRAM También dispone de doble puerto pero es un 25 % más rápido que la VRAM , porque dispone de funciones de aceleración en operaciones de relleno de bloques lo que la hace óptima para manejar entornos gráficos basados en ventanas (La W es por Windows).

RAMDAC: Son las siglas de Random Access Memory Digital to Analog Converter (Convertidor Digital a Analógico de Memoria de Acceso Aleatorio). Este chip sirve para realizar la conversión de los datos digitales del color de cada punto a componentes analógicos de rojo, verde y azul para ser enviados al monitor. La velocidad de este elemento se mide en megahercios (igual que la velocidad del procesador. Un RAMDAC lento hará que la pantalla no se refresque suficientemente rápido, produciendo parpadeo. Hoy en día, podemos encontrar RAMDAC de hasta 450 MHz.

Aquí os mostramos una tabla orientativa de la cantidad de memoria necesaria para mostrar en pantalla colores y resoluciones, junto con el tamaño de monitor recomendado para verlo.

RESOLUCIÓN 1MB 2 MB 4 MB TAMAÑO MONITOR
1600X1200 256 65.536 21”
1280X1024 16 256 16,7 millones 19/21”
1152X882 256 65.536 16,7 millones 19/21”
1024X768 256 65.536 16,7 millones 17”
800X600 65.536 16,7 millones 16,7 millones 15”
640X480 16,7 millones 16,7 millones 16,7 millones 13/14”

En realidad el ojo humano no puede distinguir más de 16’7 millones de colores pero son las cifras resultantes que indican el número de bits que estamos manejando. Por ejemplo, para 65.536 necesitaremos 16 bits (216=65.536). También podemos tener imágenes en 32 bits: 24 bits para los 16’7 millones de colores y otros 8 para el canal alfa (para las transparencias). Pero apenas se percibe el cambio de 16 a 24 bits más que en una diferencia de velocidad en el refresco de los gráficos. Tener más de 4 MB casi no merece la pena para trabajar en 2D, pero es muy útil para todo lo que tiene que ver con el mundo de las tres dimensiones.

Es recomendable que compremos una tarjeta gráfica “de marca” porque dispondremos de programas de calidad para que la tarjeta funcione bajo cualquier sistema operativo con eficacia y acceso a las actualizaciones vía Internet.

ACELERADORAS 3D

Los hoy llamados aceleradores gráficos no son más que tarjetas gráficas con funciones de aceleración 3D. Todas y cada una de ellas tienen una serie de características que determinan su potencia y velocidad, vamos a conocerlas:

  • BUS: Puede ser PCI, AGP o PCI-E. El AGP ha sido diseñado para albergar tarjetas gráficas de alto rendimiento. Ofrece como mínimo el doble de velocidad que el PCI a la hora de transferir datos hacia y desde la memoria del PC lo que conlleva mas velocidad en los juegos. La revisión AGP 2x ofrece un tope teórico de 532 MB/seg. Mientras que el PCI se queda en 133. El AGP puede, además, usar la memoria RAM del PC para albergar texturas que no caben en la memoria de la tarjeta, de este modo es posible usar texturas más grandes y complejas en los juegos. En contrapartida diremos que la velocidad de la RAM del PC es menor que la de la tarjeta gráfica así que lo de almacenar las texturas allí esta muy bien pero eso conlleva LENTITUD en los juegos. En la actualidad podemos adquirir tarjetas 3D para bus PCI-E 16x con lo que conseguiremos una mayor tasa de transferencia (4GB/s) con lo que se convierte en el bus ideal para este tipo de dispositivos.
  • GPU (Graphic Process Unit): Es el elemento principal de la tarjeta gráfica y determina su diseño y prestaciones. De él depende que la tarjeta sea compatible con openGL, DirectX, Glide… o que simplemente se dedique a visualizar Windows sin funciones de aceleración por ningún lado. Su velocidad se mide, igual que la de los Pentium y AMD en MHz. O sea que un VooDoo3 a 166Mhz es más rápido que otro a 150Mhz.

Podemos encontrarlo trabajando solo como el VooDoo3 o el Ati Rage128 o en paralelo, es decir, dos chips iguales trabajando juntos, como el TNT o el VooDoo5. Cuando trabajan en paralelo cada chip se encarga de una textura, de este modo la velocidad en la pantalla se multiplica por 2.

Puede darse el caso de que encontremos un chip 3D tan avanzado que haga varias cosas a la vez y no una detrás de otra: hablamos del GeForce256. Este chip de nVIDIA puede tratar varias texturas y efectos de luz a la vez ya que dentro de su diseño existen una serie de pequeñas unidades especializadas en una cosa en concreto. Hoy día los GPU’s más potentes del mercado pertenecen a los fabricantes nVidia y ATi.

  • BUS INTERNO: Igual que el BUS AGP comunica la tarjeta gráfica con la placa base, el BUS Interno es el encargado de comunicar la GPU con la memoria de la tarjeta gráfica. Normalmente es de 128 bits aunque la Geforce256 y la Matrox G400 utilizan un BUS Interno de 256 bits lo que redunda que una mayor capacidad de transferencia de información entre el chip gráfico y la memoria de la tarjeta gráfica o lo que es lo mismo, el que Half-Life 2 a 1024×768 y con fondo de color de 32 bits funciona más rápido en un Geforce256 que en un Ati Rage128 porque el primero tiene mas memoria en la tarjeta gráfica y un bus el doble de ancho, o sea una autopista de información con el doble de carriles.
  • RAMDAC: Este elemento es especialmente desconocido por casi todos los compradores de tarjetas aceleradoras 3D. Es el elemento que comunica la tarjeta gráfica con el monitor. Se encarga de convertir la imanen 3D digital creada por el PC un una señal analógica comprendida por el monitor para que éste pueda mostrarla.

Su velocidad se mide también en MHz, por lo tanto, a más megahercios ofrecerá una imagen más estable, lo que redunda en mayor descanso para nuestros ojos. Es recomendable un RAMDAC de al menos 250MHz que sea capaz de ofrecer entornos 3D a resoluciones mínimas de 800x600x16 con la suficiente estabilidad.

  • MEMORIA DE VÍDEO: Antiguamente se encargaba de almacenar la configuración de la pantalla, o sea las líneas verticales, horizontales y profundidad de color que se manejaba. Actualmente también almacena las texturas de los juegos 3D así que cuanto más MB tengamos, mejor, ya que manipularemos la textura en la memoria de vídeo y no tendremos que recurrir a la RAM del equipo, que es más lenta. La memoria de la tarjeta, junto al procesador de la misma, son los dos elementos esenciales con los que cuenta una aceleradora 3D. Ésta, al igual que su «compañero de fatigas», ha sufrido un gran número de adelantos tecnológicos en los últimos tiempos.

La memoria de la tarjeta de vídeo puede ser de varios tipos:

DRAM: la memoria de vídeo de toda la vida, ya no se usa por lo lenta que es.

VRAM: memoria que usaban algunas las tarjetas Number Nine y Diamond entre otras y que permitía leer y escribir información al mismo tiempo.

WRAM: memoria en desuso que aceleraba algunos procesos de redibujado de ventanas bajo Windows.

EDO-DRAM: memoria DRAM que poseía la capacidad de almacenar los últimos datos leídos o escritos con el fin de acelerar el proceso general de la tarjeta.

SGRAM/SDRAM: memoria de video de alto rendimiento usada actualmente por su capacidad de funcionar a altas velocidades y de forma sincronizada con el chip gráfico. Funciona entre 100 y 200Mhz y algunos fabricantes ofrecen la posibilidad de “oveclockearla” a través de los drivers.

DDR: es la última evolución tecnológica en memoria de video y RAM convencional. Bate a la SGRAM/SDRAM y la deja K.O sin contemplaciones. Se trata de una memoria SGRAM que funciona como mínimo el doble de rápido y además con dos canales de comunicación: o sea que resulta 4 veces más rápida. Es como comparar una carretera normal y corriente con una autopista de 4 carriles de entrada y otros 4 de salida.

En términos generales comentaremos que se pasó de la ya antiquísima DRAM de 300 Mbps a la VRAM de 400. Posteriormente los fabricantes se decantaron por la SDRAM y la SGRAM, que duplicaban la velocidad de proceso hasta llegar a los 800 Mbps. Por último, nos encontramos con la memoria más rápida del mercado y que es la utilizada por la gran mayoría de los fabricantes en sus tarjetas de más alta gama, nos referimos a la DDR. Ésta es capaz de casi duplicar la velocidad de acceso de los dos tipos comentados anteriormente, ya que es capaz de transferir el doble de información en la misma unidad de tiempo, alrededor de 1.500 o 1.600 Mbps. Suele montarse con frecuencias que rondan entre los 5 y 6 ns, dependiendo del modelo y fabricante.

Además de la velocidad de transferencia de la memoria, también está muy relacionado con el rendimiento general de la tarjeta la cantidad que se monte en la misma, evidentemente. La mayoría de nosotros podemos pensar que a más MB, más potencia. Esta premisa se suele cumplir en la gran mayoría de los casos, pero no siempre, por ello a veces este aspecto nos puede llevar a confusiones.

Pongamos el ejemplo de lo que ocurrió hace un tiempo (uno de los primeros casos que se presentaron) con la aceleradora Fury Maxx de Ati. Este modelo cuenta con dos procesadores de 128 bits y 64 MB de memoria. Usa la tecnología conocida como AFR o Alternate Frame Rendering, por la que cada uno de los procesadores se ocupa de una imagen independientemente del otro. Así, en teoría, se duplica el rendimiento con respecto a una tarjeta que incluya un solo procesador y 32 MB, pero en realidad esto no es así. Cada uno de los chips necesita su propia memoria para poder trabajar, por lo que decir que esta tarjeta cuenta que 64 MB de memoria tipo SDRAM no es del todo correcto, ya que en realidad lo que tiene son 32+32 MB. Resumiendo, cada procesador calcula la geometría de una imagen sin esperar al otro, por lo que se deduce que cada vez está realizando el tratamiento de una imagen independiente sin poder pisar el trabajo de su «hermano gemelo». Por tanto el chip cuenta en realidad con la ayuda de tan sólo 32 MB de memoria, mientras que los 32 restantes están siendo aprovechados por la segunda imagen que en ese mismo instante está tratando el segundo chip. Es decir, que al contrario de lo que puedan pensar algunos, no se utilizan 64 MB por imagen, sino que en realidad la tarjeta dispone tan sólo de 32.

  • Salidas de vídeo: Otro de los puntos que hemos de tener en cuenta es el número y tipo de salidas de vídeo que ofrece nuestra tarjeta gráfica. La tendencia actual de un buen número de fabricantes es ofrecer la VGA estándar junto con una salida S-Video para conectar una TV o un reproductor de vídeo. Es una opción que no todo el mundo utilizará, pero que sin duda resultará útil en momentos dados.

Además se añade de modo estándar un conector DVI (digital video interface o interfaz de vídeo digital) es un conector de vídeo diseñado para obtener la máxima calidad de visualización posible en pantallas digitales como los monitores LCD-TFT. Los conectores DVI se clasifican en tres tipos en función de qué señales admiten:

  • DVI-D (sólo digital)
  • DVI-A (sólo analógica)
  • DVI-I (digital y analógica)

A veces se denomina DVI-DL a los conectores que admiten dos enlaces.

Desde la aparición de las tarjetas gráficas 3D, un maremagnum de siglas y características hardware invaden las publicaciones especializadas e internet sin que se aclaren en exceso para todos. Debido a ello vamos a aclarar en la medida de lo posible la situación tecnológica actual en el mundillo 3D. Para poder continuar es preciso conocer las API’s 3D ya que son las responsables de la aceleración en tres dimensiones en nuestros PC’s.

Las API’s 3D

Sin entrar en tecnicismos diremos que las API’s son las encargadas de sacarle partido a nuestra aceleradora 3D. Son ellas las que “usan” los drivers de la tarjeta gráfica y nos presentan mundos tridimensionales cuya calidad depende

de la propia API, del chip gráfico y la potencia del microprocesador central del PC.

Imaginemos una secuencia cualquiera de un juego 3D, por ejemplo Half-Life 2 y retengámosla en la mente. Supongamos que estamos en un oscuro y siniestro pasillo y lanzamos un misil contra un enemigo. A través de la niebla observamos el resplandor del motor del misil en las paredes y un sonido estridente invade nuestros altavoces. Esto que parece casi imposible se consigue de la siguiente forma:

  1. El procesador (vamos, el PentiumIAMD) genera los ”cimientos” de la imagen a base de polígonos que normalmente vienen a ser triángulos. Es mas o menos una imagen parecida a la que vemos en la tele cuando están diseñando un avión o un coche y aparece lleno de líneas por todas partes.
  2. El acelerador 3D “cubre” la estructura de la imagen que le proporciona el procesador con diferentes texturas: una para el suelo, otra para las paredes, otra para el techo y finalmente superpone la textura de la niebla por el túnel y la mueve para que realmente parezca niebla.
  3. Por último el acelerador 3D proporciona el efecto de luz del misil y la tarjeta de sonido reproduce el sonido del motor de forma “tridimensional”.

De estos tres puntos sacamos una serie de conclusiones:

  • Cuanto más rápido sea el procesador, mas triángulos por segundo, o sea una imagen mas detallada y en menor tiempo.
  • Cuanto mas rápido sea el chip gráfico mas rápido colocará las texturas y cuanto más moderno sea, más calidad en los efectos 3D obtendremos ya que será capaz de emplear filtros u otros efectos para proporcionar imágenes más nítidas.
  • Cuanto más avanzada sea la API 3D empleada más efectos 3D podrá ofrecer al chip gráfico.

Tipos de API’s

  • OpenGL

Este conjunto de librerías de aceleración 3D es de la empresa Silicon Graphics y se han estado usando en entorno industrial hasta que se ha empleado en juegos. Son realmente buenas y rápidas pero algo complicadas de usar debido a la gran cantidad de facetas de aceleración que poseen.

  • Glide (OpenGL Reducido)

Se trata de un subconjunto de librerías sacado de openGL con el fin de exprimirlas exclusivamente en tarjetas de la empresa 3Dfx. Son rápidas, ofrecen gran calidad y sobre todo son fáciles de usar por los programadores. Son creación de la empresa 3Dfx y se usan bajo licencia de esta empresa en aceleradoras 3D distintas de la familia VooDoo. Os preguntaréis que teniendo todo el openGL a su alcance, por qué 3Dfx creo Glide. Muy sencillo, cuando se comenzó a usar openGL para juegos las tarjetas que comercializaba 3Dfx eran la VooDoo Graphics y la VooDoo2, las cuales eran tarjetas secundarias que funcionaban junto con nuestra VGA normal y corriente. Dichas tarjetas, al ser secundarias eran incompatibles con openGL por lo que se tuvo que “personalizar” por parte de 3Dfx estas librerías para poder usarlas en las VooDoo.

  • Heidi

Conjunto de librerías de aceleración 3D exclusivas de la empresa Autodesk que las desarrolló para su programa 3D Studio MAX. Actualmente están en desuso ya que el programa 3Dstudio MAX en la versión 2.5 ya soporta openGL y DirectX.

  • DirectX

Las librerías DirectX tienen un poco de historia: cuando en 1995 Microsoft lanzó al mercado Windows 95 cumplió dos objetivos que se había marcado: hacer más popular el acceso a internet, y ofrecer aceleración 3D en Windows 9x. No creáis que Microsoft programó desde la nada Direct3D. Simplemente compró una librería llamada RealityLab 3D a una tercera empresa, la modificó y la renombró como Direct3D. Esta librería era lenta y muy complicada aunque por el contrario era compatible 100% con Windows. Digamos que DirectX no ha funcionado medio regular hasta la versión 5.0 y que realmente deja de ser mediocre con la versión 8.0, la cual ya se beneficia de la colaboración de Silicon Graphics con Microsoft.

En el entorno lúdico nos interesan openGL, Glide y DirectX. Las tres librerías ofrecen los mismos efectos 3D en los juegos aunque actualmente parece que DirectX 8.0 va más allá que Glide por una razón muy sencilla: es fruto de la colaboración entre Microsoft y Silicon Graphics. Digamos que ambas empresas se han puesto de acuerdo de la siguiente forma: Microsoft obtiene de Silicon Graphics la tecnología que ofrezca mas velocidad y calidad a DirectX y en cambio incluye OpenGL en Windows 2000 para uso profesional.

Actualmente todas las tarjetas gráficas 3D soportan las tres librerías, es decir, “comprenden el lenguaje de la librería” y por consiguiente entienden las instrucciones de aceleración que les ordena, tales como efectos de luz, nieblas, etc. Todas, especialmente las VooDoo, aceleraban muy bien Glide y OpenGL y sólo unas (las basadas en chips nVIDIA) sacaban todo el partido a DirectX. ¿Qué elegir? Bueno, eso depende del presupuesto de cada uno y de los juegos que nos gustaran. Si había dinero de sobra y mis juegos estaban basados en DirectX me compraba una tarjeta con el chip de nVIDlA TNT2 o el GeForce. Obtendré un gran rendimiento pero me saldrá por un ojo de la cara. Si por el contrario mi presupuesto era más bajo y la mayoría de mis juegos estaban basados en Glide u OpenGL, me decantaba por la VooDoo3 o 4 ya que ofrecía prestaciones brutales aunque con DirectX sea un poco más lenta que la competencia.

En definitiva, las librerías de aceleración 3D contienen los efectos 3D que vemos en el monitor. Cuanto más modernas, mas efectos contienen openGL y Glide son rápidas y muy buenas. DirectX es buena pero más lenta aunque la versión 8.0 gracias a la colaboración de Silicon Graphics, es bastante regular. A la hora de generar la imagen 3D son tres elementos los que debemos cuidar con atención:

  1. El procesador: cuanto más rápido mejor. Para que una GeForce no tenga que estar “esperando” al procesador, este debe ser un AMD o un Pentium potente.
  2. La librería 3D: cuanto más compleja (y peor programada) será más lenta. Deberá ser por tanto, moderna y rápida de interpretar por el acelerador 3D. Hoy día todas tarjetas 3D interpretan DirectX.
  3. Acelerador 3D: cuando más rápido y más memoria de video tenga mayor velocidad en el juego o aplicación 3D tendremos. Poseerá un bus mínimo de 128 bits con al menos 64MB de memoria DDR2 o DDR3.

Cómo elegir bien nuestra tarjeta de vídeo

Igual que el alma de un PC es su GPU, el alma de una tarjeta gráfica es el chip que integre. En estos momentos, aunque podemos encontrar decenas de tarjetas gráficas, son pocos los fabricantes que lideran el sector de los chips. Es por ello que, aunque muchas empresas se dedican a la fabricación de tarjetas gráficas, éstas incluyen chips de terceros, por lo que las diferencias entre unos y otros se reducen a la cantidad de memoria, el diseño de la placa impresa o el software que las acompaña. Además, ciertas empresas han sido absorbidas por otras, eliminando competencia. Atrás quedaron los tiempos en que encontrábamos fabricantes de tarjetas de bajo coste que copaban el mercado de pequeños ensambladores.

En la actualidad estamos comprobando que cada muy pocos meses, sobre todo las dos grandes empresas de este mercado que son nVidia y Ati, están lanzando nuevos y revolucionarios modelos con su  correspondiente aumento de precio, por supuesto. Pero nos podemos preguntar ¿realmente vale la pena?: en la mayoría de los casos, no. Esto es debido a una razón fundamental, y es que la mayoría de las veces que se lanza una novedad al mercado, observamos que la única primicia que se nos ofrece es una mayor velocidad de proceso. Teniendo en cuenta el altísimo rendimiento que las actuales aceleradoras son capaces de alcanzar, este aumento prácticamente no es perceptible para el ojo humano, algo que no ocurre con el aumento de precio que sufren. Otra cosa es cuando se produce un aumento de tecnología; podemos poner como ejemplo el cambio que se produjo cuando nVidia cambió de la TNT2 Ultra a la GeForce 256. Eso sí pudo considerarse como una auténtica primicia. En determinadas ocasiones, es preferible ir un paso por detrás a los fabricantes; por ejemplo, ahora mismo sería una gran idea, para aquellas personas que estén interesadas, adquirir una tarjeta con chip GeForce 6800 tras el lanzamiento de la segunda revisión, el GeForce 7800, ya que las primeras sufren una considerable bajada de precio. Pero para decidir una buena compra es aconsejable conocer el mercado actual.

nVidia, el líder actual

De todos son conocidas las aceleradoras de vídeo que esta casa, nVidia, lanzó al mercado hace unos años, y que convirtieron a esta empresa en la mayor distribuidora de chips gráficos del mundo, nos referimos a la familia TNT. Sin embargo, si hacemos un poco de memoria, recordaremos que hace unos años se lanzó al mercado un procesador conocido como GeForce 256, el cual supuso una auténtica revolución en el mercado gráfico que reinaba en esos momentos, ya que se cambió  completamente la tecnología utilizada. Esto se debió principalmente a que, además de ser el primer procesador gráfico con tecnología de 256 bits, el GeForce incluía lo que entonces se dio a conocer como la GPU (Graphics Procesing Unit). Este es un procesador propio que se ha incluido en la misma tarjeta gráfica para liberar, en gran parte, del trabajo que anteriormente debía realizar la CPU del ordenador. La CPU integra una tecnología llamada T&Lo Transforming & Lighting (transformación e iluminación), la cual se realiza vía hardware por medio de la propia tarjeta gráfica, liberando de este modo a la CPU central del ordenador de una gran sobrecarga de trabajo y así pueda centrarse en otros aspectos tales como el sonido o la inteligencia artificial del propio juego. Esto además se ejecuta de un modo mucho más rápido, ya que los mismos fabricantes de nVidia aseguraban que su «micro» era capaz de destinar hasta 50 GigaFlops en cálculos coma flotante a las operaciones realizadas sobre imágenes 3D.

Este fabricante ha conseguido, poco a poco, posicionarse como la opción más potente del panorama, con precios interesantes y las mejores prestaciones. Tras sus conocidos Riva TNT y TNT2, ha barrido el mercado con su gama GeForce. Esta última gama es la que actualmente podemos encontrar en el mercado, con distintas gamas de precio/prestaciones. Actualmente, si no queremos gastarnos mucho dinero, la variante MX es una de las que ofrecen la mejor relación precio/prestaciones del mercado. Para los jugadores empedernidos quedan los modelos GTS y Ultra, que dan, hoy por hoy, las mayores prestaciones. Esto es cierto, al menos, hasta que sea presentado el nuevo modelo de GeForce, que en pocas semanas podremos ver en todas las tiendas, aunque a un prohibitivo precio que ronde las 400€.

AMD-ATi, la competencia directa

Y si nVidia es el principal fabricante, le sigue muy de cerca AMD-ATI. Esta compañía, inicialmente canadiense, fue adquirida por 5.000 millones de dolares por AMD en el 2006, está especializada en un mercado menos exigente que el de nVidia, siendo líder en unidades vendidas para ensamblaje de  equipos. La última novedad de esta compañía, con la que contraataca al GeForce de nVidia, es la Radeon. Esta tarjeta, que se presenta con diferentes cantidades de memoria, ofrece unas características apropiadas para entornos profesionales que requieran manejo 3D y lúdicos que ejecuten los últimos juegos. Además, como nota curiosa y diferenciadora respecto a nVidia, AMD-ATI fabrica sus propios chipset y tarjetas, no cediendo sus GPU a terceros para que las integren por su cuenta. Por último, AMD-ATI acaba de presentar su Radeon VE, equivalente en prestaciones a la GeForce2 MX y con capacidades para manejar dos monitores independientes y una TV. Esta característica la convierte en una alternativa a los modelos Dual Head de Matrox para el entorno empresarial. Lo mejor, su precio, que ronda las 20.000 pesetas. Seguimos equipando nuestro PC con los componentes más adecuados a nuestras necesidades, y ha llegado el momento de revistar del apartado gráfico. Este es uno de los más importantes para muchos usuarios, incluso por encima de la potencia del procesador, la memoria RAM instalada o el espacio en disco duro. Y es que la potencia de las actuales GPU (Graphic Processor Unit) ha aumentado de manera exponencial en los últimos años, debido al auge e importancia que han tomado los gráficos en los ordenadores personales. Los juegos, las aplicaciones profesionales, la reproducción de vídeo o la ejecución de títulos multimedia necesitan que el PC sea capaz de dar lo mejor de sí mismo.

Otros fabricantes

Después de hablar de las dos empresas que lideran el mercado gráfico en estos momentos, sólo nos queda mencionar a 3dfx y Matrox. La primera se hizo tremendamente famosa con su gama Voodoo, pero tras ser comprada por nVidia presenta un futuro un tanto incierto. Todavía no está claro si desaparecerá  el mercado o, por el contrario, seguirá desarrollando nuevos modelos, pero lo que sí es evidente es que ha dejado de ser competencia de nVidia. Sobre Matrox poco tenemos que contar. Se trata de una compañía muy centrada en el marco corporativo, con modelos diseñados para equipos de sobremesa destinados a usos ofimáticos y con poca potencia de proceso 3D, aunque con utilidades como la doble salida de monitor. Los modelos que actualmente podemos encontrar son la G450 y la G450 TV y los nuevos Parphelia. No son malos modelos, pero la presentación de las nuevas ATI Radeon  y GeForce de nVidia les ha restado competitividad.

Fabricantes de tarjetas de vídeo y de chips gráficos

Algo que resulta muy común entre aquellas personas que están comenzando a introducirse en el mundo de las aceleradoras gráficas es el hecho de confundir a las empresas que fabrican motores gráficos y aquellas que montan la tarjeta propiamente dicha. No cabe duda de que el mayor fabricante de chips que hay actualmente en el mundo es nVidia. Para hacer memoria, esta empresa fue la que creó la por todos conocidos familia TNT, es decir, la Riva TNT, la TNT2, la Ultra, la TNT M64, etc. Sin embargo, y lo mismo ocurre con la actual gama de GeForce (también de esta empresa), nVidia no fabrica tarjetas, sino tan sólo el motor gráfico, el chip o GPU. A continuación estos «motores» son distribuidos entre aquellas compañías que realmente son las que montan las tarjetas que a nosotros nos llegan, nos referimos a casas como MSI, Hercules, Leadtek, Elsa o Asus entre otras. Estas empresas montadoras crean su propia circuitería de tarjeta, montan la memoria que ellos creen conveniente que es adecuada al chip y optimizan sus propios controladores. Es por ello que además imponen el precio que creen más oportuno, de ahí las diferencias de coste que se dan a veces entre dos tarjetas similares pero de diferentes montadores; aunque eso sí tanto en precio como en rendimiento y tecnología, estas diferencias son mínimas. Eso en lo que se refiere a nVidia, porque por otro lado podemos encontrar a Ati, que trabaja de un modo distinto. La diferencia con respecto a lo comentado anteriormente estriba en que esta compañía, Ati, fabrica tanto sus propios procesadores gráficos como monta sus propias tarjetas. Lo mismo ocurre con 3dfx y sus familias Voodoo. Aunque con esta última, no siempre ha sido así, ya que hace unos años 3dfx hacía lo mismo que nVidia, es decir, fabricaba los chips para posteriormente vendérselos a los diferentes montadores que había en esos momentos en el mercado. Para terminar hablaremos de Matrox, aunque tan sólo nos queda comentar que trabaja del mismo modo que la mencionada Ati, es decir, fabrica tanto los chips como las tarjetas en las que los monta.

Existen varios chipset que integran vídeo, con lo que podremos ahorrarnos un buen dinero si adquirimos una placa base equipada con ellos. Sin embargo, las prestaciones suelen ser realmente malas dado que se trata de motores gráficos poco avanzados, que cumplen la función de presentar las ventanas en pantalla y poco más. Como ejemplos, tenemos el i810 o el i815 de Intel, aunque este último, por lo menos, cuenta con un puerto AGP adicional mediante el cual podemos colocar una nueva tarjeta gráfica. Ahora bien, puede que el panorama cambie en cuanto nVidia presente un chip de alta integración, con el núcleo de una GeForce2. Las placas saldrán bastante más caras, pero las prestaciones serán increíblemente distintas, se trata de placas base con chipset de la propia nvidia, los llamados nForce. Ati por su parte, también está desarrollando chipsets con chips gráficos integrados.

 

Podeis consultar todos los modelos en la web de Techarp

 

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2 Comentarios Agrega el tuyo

  1. Vaya! Qué guía tan completa, actualizada y clara. Creo que es la mejor guía en español que he encontrado hasta ahora. Me has aclarado la gran duda que tenía: no entendía la diferencia entre el fabricante del motor y la empresa que monta la tarjeta. Redacté una entrada pequeña sobre tarjetas gráficas en mi blog, y con tu permiso voy a agregar la liga para que revisen esta publicación 🙂 Gracias!

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