domingo, 7 de outubro de 2012


No mundo das placas aceleradoras gráficas

Como comprar uma boa placa aceleradora

Principais características e requisitos

                                     ------------------------------------- 2a. Parte -------------------------------------

Placas de vídeo, Placas gráficas e Placas Quadros
Quais as diferenças entre placas aceleradoras gráficas (não são placas de vídeo) e as placas aceleradoras gráficas tipo QUADRO. Explicando para aqueles que não sabem – e olha que são MUITOS – vejamos alguns detalhes:
1> Vídeo on-board é um circuito (chip controlador) de vídeo integrado na própria placa-mãe. Esse circuito forma o chip de vídeo e que usa uma pequena quantidade (64 MB, por exemplo) da memória RAM principal (veja exemplo na imagem abaixo marcado com círculo em vermelho)


2>Já as “placas de vídeo” são conectadas em slots “PCI_33MHz”, slots estes na placa-mãe. São placas que exibem as imagens na tela usando resoluções gráficas bem limitadas e, também, essas placas possuem memória RAM própria. Porém, essas placas de vídeos para slot PCI simples são muito mais avançadas, mais rápidas e com muito mais recursos técnicos que o simples “chip de vídeo on-board” na época em que essas placas de vídeo foram lançadas.

3> Já as PAGs (Placas Aceleradoras Gráficas - erradamente chamadas de placas de vídeo) que são conectadas em slots AGP ou nos slots PCI-Express, são placas muito mais avançadas e potentes que as simples “placas de vídeo” para slots PCI33MHz. Isto porque contam com tecnologias de ponta que não existem nas placas de vídeo comuns. E uma dessas tecnologias é a GPU (Graphic Processing Unit ou Unidade para processamento gráfico – o processador gráfico), e que faz todo o processamento do vídeo, liberando a CPU (Central Processing Unit ou Unidade de processamento central – o processador de dados) desta tarefa.


4> Além desta tecnologia, ou seja, da GPU, as PAGs com GPUs da nVidia, por exemplo, contam com uma outra tecnologia super avançada, chamada de “CUDA” (Compute Unified Device Arquitecture). Já as PAGs com GPUs da AMD também contam com outras tecnologias que em nada ficam a dever para as tecnologias da GPUs da nVidia, tais como: AMD Eyefinity Tecnologia, AMD HD3D Tecnologia, AMD - CrossFire pronto; arquitetura GCN visionária, tecnologia da GPU de 28nm, entre outras.

5> As PAGs modelos AGP usam este tipo de slot (o AGP), porém, como este tipo de slot ficou lento (mesmo com a versão AGP 8x) com os constantes avanços das tecnologias integradas nas PAGs, desenvolveu-se o slot PCI-Expless x16. Já as “PAQs” (Placas Aceleradoras Quadro), também conhecidas por Placas Profissionais usam as mesmas tecnologia das PAGs. Porém, são direcionadas para trabalhos gráficos em tempo real, portanto, não servindo para jogos.

Placas de vídeo ou Placa aceleradora gráfica
Primeiramente quero lembrar a todos que não existem placas aceleradoras gráficas "Geforce", este nome (Geforce) é dado as GPUs (Graphics Processing Unit – Unidade para o processamento gráfico – Processador gráfico) que já vem integradas nas placas aceleradoras gráficas de fábrica.
Aliás, as placas aceleradoras gráficas deveriam ser iguais as placa-mãe, ou seja, com suporte as memórias GDDR3/GDDR5 ou GDRR6 e as GPUs mais rápidas e mais avançadas também. Assim poderíamos fazer “upgrades” da GPU e da memória das PAGs e não teríamos que comprar uma nova placa e ter que desfazer da placa menos recente a preço de banana.

Os fabricantes de PAGs
Muitos usuários referem-se ao chip “GPU” (Graphic Processing Unit ou Unidade para processamento gráfico – processador gráfico) como sendo “PAG” (Placa aceleradora gráfica). E para saber qual (ou quais) chip GPU é o melhor no momento, chip GeForce (fabricado pela empresa NVidia) ou chip Radeon (fabricado pela empresa ATI/AMD) só fazendo testes com programas específicos, testes estes feitos por técnicos especializados.
Na verdade SÂO as “PAGs” que possuem as respectivas “GPUs” integradas
Veja na lista abaixo fabricantes de placas aceleradoras gráficas que usam GPUs Geforce (da nVidia) e GPUs Radeon (da AMD/ATI). OBS: Já faz um bom tempo que a ATI pertence a AMD, portanto, atualmente a empresa ATI deixou de existir.

OBS: Placas Aceleradoras Gráficas (NÃO é placa de vídeo) podem ser fabricadas por diversas empresas, veja na lista abaixo as principais empresas que fabricam placas gráficas usando GPUs (modelos de processadores gráficos) produzidos pela NVidia (GPUs GeForce) e pela AMD (GPUs Radeons):

>Asus, Intel, XFX, Zotac, Zogis, ECS, Gigabyte, PowerColor, Sapphire, EVGA, MSI, PixelView/Prolink, HIS, Palit, Abit, Galaxy, Inno3D, Leadtek, Sparkle, Biostar, e por outras empresas de menor expressão no mercado mundial.

Tanto a “ATI/AMD” como a “NVidia” fabricam suas próprias placas gráficas, porém, usam suas respectivas GPUs, ou seja, a AMD usa chips Radeon, e NVidia usa chips GeForce.
Lembrando ainda que NÂO existem “PAGs” GeForce ou PAGs Radeon, e sim, PAGs com chips “GPUs” GeForce (da NVidia) e com chips GPUs Radeon (da AMD) integrados.
Nota: Tanto a “ATI/AMD” como a “NVidia” fabricam suas próprias PAGs, porém, usam as suas respectivas GPUs, ou seja, AMD usa chips Radeon e NVidia usa chips GeForce.

O que significa a arquitetura CUDA
A arquitetura CUDA (Compute Unified Device Architecture) realmente é muito rápida no processamento de operações. Só para se ter idéia do potencial desta tecnologia, a NVidia divulgou (em junho/2007) um comparativo entre os processadores gráficos (GPUs), mais precisamente o modelo G80GL (Quadro 5600 FX - placa quadro, dispositivo direcionado para o processamento de imagens em tempo real) e PAG G80 (GeForce 8800 GTX) com o processador de dados (CPU) Intel Core2Duo de 3 GHz. Enquanto na época (junho/2007) o GPU G80GL operava com mais de 300 GFLOPS (Giga Floating-Point Operation Per Second – mais de 300 bilhões de operações de pontos flutuantes por segundo - http://pt.wikipedia.org/wiki/FLOPS ); a CPU Intel Core2Duo de 3 GHz operava com aproximadamente 50 GFLOPS. Depois deste comparativo, o Intel Core2Duo de 3 GHz está mais para Intel Pentium III de 3 GHz do que para processador Core2Duo

Significado correto do x16 (não é 16x)
Este parâmetro "x16" não se trata da velocidade do bus PCI-Express, como ocorre com AGP 4x e 8x, por exemplo. No caso do bus PCI-Express, observar que estes parâmetros (x1, x2, x4, x8, x16 e x32, x64, x128 e x256) referem-se aos “pares” de canais para o tráfego de instruções e de dados.
No caso do parâmetro “x1” (8 bits), por exemplo, este opera com apenas “2” canais, 1 para transmissão e outro para recepção; o parâmetro “x16” (128 bits; 8 x 16) opera com 32 canais, 16 para transmissão e 16 para recepção; o “x32” (256 bits; 8 x 32) opera com 64 canais, 32 para transmissão e 32 para recepção; o “x64” (512 bits) opera com 128 canais, 64 para transmissão e 64 para recepção; o “x128” (1024 bits) opera com 256 canais, 128 para transmissão e 128 para recepção; já o parâmetro “x256” (2048 bits) opera com 512 canais, 256 para transmissão e 256 para recepção. Veja aqui o seguinte: o PC-Express opera com as seguintes características técnicas, nestes sites:

Técnica DDR (Double Data Rate)
Este termo se refere a técnica de transmissão de dados feito pelas memórias SDRAM modernas. Esta técnica consiste em transmitir dois dados (DDR) a cada ciclo (pulso) de clock da memória. Assim, uma memória operando a 133 MHz  transmitirá  266  milhões  de  dados  por  segundo  (133 MHz x 2 dados).




Neste contexto, a memória será especificada no comércio como sendo de 266 MHz (DDR266). Já as memórias DDR2 transferem quatro dados (QDR - Quad Data Rate, veja a tabela acima) a cada ciclo (pulso) de clock da memória. Observe na tabela acima que a freqüência de clock original para a operação para memórias DDR, DDR2 e DD3 continua sendo a mesma freqüência (100 MHz), o que muda é a técnica de transferência de dados. Ocorre que memórias DDR2 é a continuação da DDR1, neste caso, as DDR2 foram desenvolvidas tendo por base a freqüência DDR já existente, ou seja, uma DDR-200 resultou numa DDR2-400.
Neste contexto também, uma memória DDR2 400 será especificada no comércio como operando com freqüência de clock a 400 MHz. Já as memórias DDR3 (utilizadas nas placas aceleradoras gráficas modernas) e nos novos módulos para PCs (veja na imagem abaixo módulos de memória DDR3  PC3 para desktops e para notebooks) operará na freqüência DDR de 1333 MHz (333.25 MHz reais, as mais lentas). Outro detalhe com relação as DDR3 é elas operam com tensão de 1.5 V contra 2.5 das DDR2.
Já as memórias DDR1 (na verdade os chips de memória e não os módulos) utilizam a tecnologia conhecida por BGA (Ball Grid Array). Observar também que, caso seu sistema seja compatível com a tecnologia Dual Channel (duplo canal para as transferências de dados da memória para o processador – e vice-versa), seu sistema obterá melhor desempenho com memória DDR2. Já no caso dos chips de memória DDR2, estes são produzidos utilizando a tecnologia conhecida por FPBGA (Fine Pith Ball Grid Array), que consiste no seguinte: ao contrário das memórias DDR1 que utiliza pinagem elétricas nos chips, as DDR2 não utiliza pinagem nos chips de memória, e sim, minúsculos pontos de soldas.




PCI-Express (Peripheral Component Interconnect Express)
Este termo se refere à nova arquitetura do bus (barramento) para sinais digitais PCI (e slots PCI) e AGP. Um slot PCI-E x1 terá 36 vias elétricas (que substitui o PCI) e o slot PCI-Express terá 164 vias (que substitui o AGP) terão largura do bus em 8 bits (1 byte), sendo 4 bits para transmissão em cada direção.
Enquanto o PCI de 32 bits (4 bytes) opera com 33,33 MHz e bandwidth (largura de banda) de 133 MB/ps, o PCI-E de 8 bits (na sua versão inicial de x1) opera com 2.500 MHz (2.5 GHz) e bandwidth (largura de banda) de 2.5 Giga bits/os – algo como 500 Mega Bytes por segundo em cada direção da transmissão. Portanto, 5 Gbps nas duas direções (usando 1 par de vias elétricas para os transmissores – dois canais elétricos), ou seja, da memória SDRAM principal para o slot PCI-E (downstream) e deste para a memória SDRAM (upstream). Pode-se aumentar de 8 bits  (versão  x1);  para  16 bits (versão x2); para 32 bits (versão x4); para 64 bits (versão x8); para 128 bits (versão x16); e para 256 bits (versão x32).
Observar que estes parâmetros (x1, x2, x4, x8, x16 e x32) se referem aos “pares” de canais para o tráfego de instruções e dados. No caso do parâmetro “x1” (8 bits), por exemplo, este opera com apenas “2” canais, 1 para transmissão e outro para recepção; o parâmetro “x16” (128 bits) opera com 32 canais, 16 para transmissão e 16 para recepção; já o parâmetro “x32” (256 bits) opera com 64 canais, 32 para transmissão e 32 para recepção.
Veja nesta imagem abaixo um slot PCI-Express x4 de 64 pinos, o primeiro de cima para baixo; 1 slot PCI-Express x16 (164 pinos, no meio); e 1 slot x1 (36 pinos, terceiro de cima para baixo).




Os slots mais utilizados nas placas-mãe serão 1x, x4, x8 e x16. O bus AGP, por exemplo, foi substituído pela versão padrão x16 (32 canais) do PCI-Express, que operará com vazão (bandwidth) de 8 GB/s (64 Gbps) em cada direção. Ou seja, da memória SDRAM para a placa de vídeo (downstream) e desta para a memória (upstream). Teoricamente uma vazão de 16 GB por segundo nas duas direções. Observar que as transmissões internamente no bus PCI-E/PCI-Express ocorrem em bits por segundo (no modo serial), e ao chegar aos dispositivos os bits são convertidos para bytes, já que a grande maioria (com algumas exceções, como placas de redes, por exemplo) opera em bytes por segundo.
No caso da versão x1, por exemplo, a vazão é de 2,5 Gbps (2,5 GHz/ps) e as redes Ethernet Gigabit operam a 1 Gbps. Assim, as placas de redes Ethernet Gigabit PCI-E x1 operam com mais do dobro da vazão que as redes Ethernet Gigabit precisam. Outra grande vantagem do bus PCI-E/PCI-Express se refere à vazão, que não é compartilhada entre os slots e componentes internos na placa-mãe devido ele operar no modo serial bit-a-bit, mas bem mais complexo que o ponto-a-ponto, pois permite que dois dispositivos troquem informações diretamente. E operando no modo serial, pode-se aumentar a freqüência de clock o quanto for necessário.

OBS:
Enquanto a versão 1 (V.1) do PCI-Express opera com freqüências de 5 GHz/s nas duas direções (2.5 GHz na transmissão e 2.5 GHz na recepção), a versão 2 (V.2) operará com 10 GHz, portanto, a velocidade no tráfego de dados será o dobro da V.1, algo como 10 Gbps – algo como 1 Giga Byte por segundo em cada direção da transmissão.

VPU (Video Processor Unit)
Este termo (VPU) refere-se ao chip processador de dados encontrado nas modernas placas aceleradoras gráficas. Esta é a principal diferença entre placas de vídeos e placas aceleradoras gráficas. As placas de vídeo não possuem chips VPU. Como exemplo do aquecimento que a VPU gera e espalha pela PAG toda, veja nesta imagem abaixo que este modelo de PAG  precisa de três dissipadores de calor para resfriar o chip processador gráfico e respectiva placa. Pode-se encontrar no mundo da informática o termo GPU (Graphic Processor Unit) referindo-se ao VPU. Portanto, chip VPU e chip GPU está-se referindo ao mesmo chip.

RAMDAC (Random Access Memory Digital/Analog Convert)
Este termo se refere ao circuito (chip) existente nas placas de vídeos, até mesmo nas mais modernas placas aceleradoras gráficas. E esta é a função do RAMDAC, ou seja, de converter todos os sinais digitais gravados na memória RAM da placa para sinais analógicos (ou digitais), sinais estes que o circuito na entrada do monitor CRT entende. Em seguida, esses sinais analógicos são enviados (via cabo) para os circuitos do monitor. O chip RAMDAC opera com clock máximo de 400 MHz.





Como se sabe, o sistema computacional (placa-mãe, CPU, memória, HD, drive de disquete,  unidade de CDs, etc.) só  trabalha com sinalização digital e os monitores de vídeo CRT (Cathode Ray Tube ou Tubo de raios catódicos) trabalham com sinalização analógica, com exceção dos monitores digitais com tecnologias 100% circuitos digitais – os de tela de LCD, LED, OLED e Plasma). No caso desses monitores CRT modernos, somente o circuito encarregado de gerar o vídeo é que ainda usa tecnologia 100% analógica, sendo que todo o restante dos circuitos usa tecnologia digital. E é devido a esta tecnologia analógica para o vídeo que os monitores CRT são grandes.
Já nos monitores 100% digitais o circuito encarregado de gerar o vídeo usa tecnologia 100% digital, por isto que eles são fininhos. Ao contrário do que muitos pensam e divulgam esses monitores não são fininhos por serem chamados de monitores LCD (Liquid Crystal Display), ou seja, monitores com Tela de cristal líquido. Além dos monitores digitais, muitos outros dispositivos eletrônicos (que também usam tecnologia 100% digital) usam a tecnologia LCD, como aparelhos de telefones celulares, calculadoras, etc.
No caso de placas gráficas e de monitores de vídeo, ambos com 100% de tecnologia digital, o protocolo que faz todo o intercâmbio (comunicação) das informações e dados no formato digital puro, entre a placa de vídeo e o monitor (via cabo e respectivos conectores digitais), é o PL ou PanelLink. Já a codificação utilizada pelo PanelLink, para que todas as trocas de informações possam ser realizadas, é o TMDS (Transmission Minimized Differential  Signaling ou Sinalização com diferencial minimizado para transmissão).
A tecnologia (ou protocolo) PL, conjuntamente com a codificação TMDS, possibilita que os cabos utilizados para a conexão entre o PC e o monitor de vídeo digital tenham um comprimento de até 5 metros (500 cm.), e operando com 100% de sinalização elétrica digital.

DFP (Digital Flat Panel) e DVI (Digital Visual Interface)
Este termo (DEP) se refere ao receptáculo (tomada fêmea) de 20 vias que segue o padrão DFP (Digital Flat Panel ou Painel plano digital), interface esta desenvolvida por um grupo sob responsabilidade da ATI Technologies e Compaq, sendo reconhecido pela VESA (Video Electronics Standard Association) à partir de abril/1999. Já o padrão DVI (Digital Visual Interface, veja exemplo na nesta imagem acima) foi desenvolvido sob o comando da Intel, sendo uma interface tecnicamente superior a DFP e compatível com esta, por meio de um adaptador. Geralmente os modelos são de 20 pinos (modelo DFP Digital – mini Din_ribbon); de 24 pinos (modelo DVI Digital); e de 24 pinos (modelo com 20 pinos para a sinais digitais e mais 4 para sinais analógicos).
Outra grande característica encontrada nas interfaces DVI é que elas – quando se utiliza um adaptador – pode-se ligar um monitor analógico (aqueles de tubos de raios catódicos - CRT), isto quando uma placa do tipo digital também disponibilizar sinais analógicos na sua saída. Placas de gráficas com tecnologia digital e que operam com as interfaces DVI, possibilitam resoluções mais elevadas e, comportando dois circuitos DFP ao invés de um, faz transferências de dados digitais na freqüência de 330 MHz (ou mais...), no modo DDR (Double Data Rate ou Taxas de dados em dobro). Isto sem mencionar que, com a tecnologia DVI, o número de cores que serão exibidas na tela poderá ultrapassar os 24 bits, que atualmente gera 16.777.216 cores.

VESA (Video Electronics Standard Association)
Este termo se refere a Associação internacional para os fabricantes de placas de vídeos e placas gráficas e monitores. A função desta Associação e especificar oficialmente (e a nível mundial) padrões para esses dispositivos – placas de vídeo, placas gráficas e monitores.

VGA (Vídeo Graphic Adapter)
Este termo se refere ao padrão de vídeo que foi muito utilizado há alguns anos atrás, pois – por ser um padrão inovador – exibia na tela resolução gráfica de 640x480 e com 256 cores. Logo depois o VGA sofreu alguns aperfeiçoamentos, sendo possível obter resoluções gráficas de 800x600, mas com apenas 16 cores.
Mais algumas informações sobre as placas aceleradoras gráficas neste link:
  
                                                                                                    Por...: Jkbyte

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