No mundo das placas aceleradoras gráficas
Como comprar uma boa placa aceleradora
Principais características e requisitos
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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:
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