Tarjeta gráfica

Tarjeta Gráfica PCI-Express

 

Una tarjeta gráfica, tarjeta de vídeo, placa de vídeo, tarjeta aceleradora de gráficos o adaptador de pantalla, es una tarjeta de expansión para una computadora u ordenador, encargada de procesar los datos provenientes de la CPU y transformarlos en información comprensible y representable en un dispositivo de salida, como un monitor o televisor. Las tarjetas gráficas más comunes son las disponibles para las computadoras compatibles con la IBM PC, debido a la enorme popularidad de éstas, pero otras arquitecturas también hacen uso de este tipo de dispositivos.

Es habitual que se utilice el mismo término tanto a las habituales tarjetas dedicadas y separadas como a las GPU integradas en la placa base. Algunas tarjetas gráficas han ofrecido funcionalidades añadidas como captura de vídeo, sintonización de TV, decodificación MPEG-2 y MPEG-4 o incluso conectores Firewire, de ratón, lápiz óptico o joystick.

Las tarjetas gráficas no son dominio exclusivo de los PC; contaron o cuentan con ellas dispositivos como los Commodore Amiga (conectadas mediante las ranuras Zorro II y Zorro III), Apple II, Apple Macintosh, Spectravideo SVI-328, equipos MSX y, por supuesto, en las videoconsolas modernas, como la Wii U, la Playstation 3 y la Xbox360.

Historia

PCI S3 ViRGE

IBM XGA-2 MCA

Apple Display Card 24AC NuBus

Cirrus Logic VESA

AVIEW2E EISA

EGA Paradise Bus ISA

 

La historia de las tarjetas gráficas da comienzo a finales de los años 1960, cuando se pasa de usar impresoras como elemento de visualización a utilizar monitores. Las primeras tarjetas sólo eran capaces de visualizar texto a 40x25 u 80x25, pero la aparición de los primeros chips gráficos como el Motorola 6845 permiten comenzar a dotar a los equipos basados en bus S-100 o Eurocard de capacidades gráficas. Junto con las tarjetas que añadían un modulador de televisión fueron las primeras en recibir el término tarjeta de video.

El éxito del ordenador doméstico y las primeras videoconsolas hacen que por abaratamiento de costes (principalmente son diseños cerrados), esos chips vayan integrados en la placa base. Incluso en los equipos que ya vienen con un chip gráfico se comercializan tarjetas de 80 columnas, que añadían un modo texto de 80x24 u 80x25 caracteres, principalmente para ejecutar soft CP/M (como las de los Apple II y Spectravideo SVI-328).

Curiosamente la tarjeta de vídeo que viene con el IBM PC, que con su diseño abierto herencia de los Apple II popularizará el concepto de tarjeta gráfica intercambiable, es una tarjeta de sólo texto. La MDA (Monochrome Display Adapter), desarrollada por IBM en 1981, trabajaba en modo texto y era capaz de representar 25 líneas de 80 caracteres en pantalla. Contaba con una memoria VRAM de 4KB, por lo que sólo podía trabajar con una página de memoria. Se usaba con monitores monocromo, de tonalidad normalmente verde.

A partir de ahí se sucedieron diversas controladoras para gráficos, resumidas en la tabla adjunta.

	Año	Modo texto	Modo gráficos	Colores	Memoria
MDA	1981	80*25	-	1	4 KiB
CGA	1981	80*25	640*200	4	16 KiB
HGC	1982	80*25	720*348	1	64 KiB
EGA	1984	80*25	640*350	16	256 KiB
IBM 8514	1987	80*25	1024*768	256	-
MCGA	1987	80*25	320*200	256	-
VGA	1987	720*400	640*480	256	256 KiB
SVGA	1989	80*25	1024*768	256	1 MiB
XGA	1990	80*25	1024*768	65K	2 MiB

VGA tuvo una aceptación masiva, lo que llevó a compañías como ATI, Cirrus Logic y S3 Graphics, a trabajar sobre dicha tarjeta para mejorar la resolución y el número de colores. Así nació el estándar SVGA (Super VGA). Con dicho estándar se alcanzaron los 2 MB de memoria VRAM, así como resoluciones de 1024 x 768 pixels a 256 colores.

La competencia de los PC, Commodore Amiga 2000 y Apple Macintosh reservaron en cambio esa posibilidad a ampliaciones profesionales, integrando casi siempre la GPU (que batía en potencia con total tranquilidad a las tarjetas gráficas de los PC del momento) en sus placas base. Esta situación se perpetúa hasta la aparición del Bus PCI, que sitúa a las tarjetas de PC al nivel de los buses internos de sus competidores, al eliminar el cuello de botella que representaba el Bus ISA. Aunque siempre por debajo en eficacia (con la misma GPU S3 ViRGE, lo que en un PC es una tarjeta gráfica avanzada deviene en acelerador 3D profesional en los Commodore Amiga con ranura Zorro III), la fabricación masiva (que abarata sustancialmente los costes) y la adopción por otras plataformas del Bus PCI hace que los chips gráficos VGA comiencen a salir del mercado del PC.

La evolución de las tarjetas gráficas dio un giro importante en 1995 con la aparición de las primeras tarjetas 2D/3D, fabricadas por Matrox, Creative, S3 y ATI, entre otros. Dichas tarjetas cumplían el estándar SVGA, pero incorporaban funciones 3D. En 1997, 3dfx lanzó el chip gráfico Voodoo, con una gran potencia de cálculo, así como nuevos efectos 3D (Mip Mapping, Z-Buffering, Antialiasing...). A partir de ese punto, se suceden una serie de lanzamientos de tarjetas gráficas como Voodoo2 de 3dfx, TNT y TNT2 de NVIDIA. La potencia alcanzada por dichas tarjetas fue tal, que el puerto PCI donde se conectaban se quedó corto de ancho de banda. Intel desarrolló el puerto AGP (Accelerated Graphics Port) que solucionaría los cuellos de botella que empezaban a aparecer entre el procesador y la tarjeta. Desde 1999 hasta 2002, NVIDIA dominó el mercado de las tarjetas gráficas (comprando incluso la mayoría de bienes de 3dfx) con su gama GeForce. En ese período, las mejoras se orientaron hacia el campo de los algoritmos 3D y la velocidad de los procesadores gráficos. Sin embargo, las memorias también necesitaban mejorar su velocidad, por lo que se incorporaron las memorias DDR a las tarjetas gráficas. Las capacidades de memoria de vídeo en la época pasan de los 32 MB de GeForce, hasta los 64 y 128 MB de GeForce 4.

La mayoría de videoconsolas de sexta generación y sucesivos utilizan chips gráficos derivados de los más potentes aceleradores 3D de su momento. Los Apple Macintosh incorporan chips de NVIDIA y ATI desde el primer iMac, y los modelos PowerPC con bus PCI o AGP pueden usar tarjetas gráficas de PC con BIOS no dependientes de CPU.

En 2006 y en adelante, NVIDIA y ATI (ese mismo año comprada por AMD) se repartían el liderazgo del mercado con sus series de chips gráficos GeForce y Radeon, respectivamente.

Componentes

Una unidad de procesamiento gráfico.

GPU

La GPU, —acrónimo de «graphics processing unit», que significa «unidad de procesamiento gráfico»— es un procesador (como la CPU) dedicado al procesamiento de gráficos; su razón de ser es aligerar la carga de trabajo del procesador central y, por ello, está optimizada para el cálculo en coma flotante, predominante en las funciones 3D. La mayor parte de la información ofrecida en la especificación de una tarjeta gráfica se refiere a las características de la GPU, pues constituye la parte más importante de la tarjeta gráfica, así como la principal determinante del rendimiento. Tres de las más importantes de dichas características son la frecuencia de reloj del núcleo, que en la actualidad oscila entre 825 MHz en las tarjetas de gama baja y 1200 MHz, e incluso más, en las de gama alta, el número de procesadores shaders y el número de pipelines (vertex y fragment shaders), encargadas de traducir una imagen 3D compuesta por vértices y líneas en una imagen 2D compuesta por píxeles. Elementos generales de una GPU:

• Shaders: Es elemento más notable de potencia de una GPU, estos shaders unificados reciben el nombre de núcleos CUDA en el caso de nvidia y Procesadores Stream en el caso de AMD. Son una evolución natural de los antiguos pixel shader (encargados de la rasterización de texturas) y vertex shader (encargados de la geometría de los objetos), los cuales anteriormente actuaban de forma independiente. Los shaders unificados son capaces de actuar tanto de vertex shader como de pixel shader según la demanda, aparecieron en el 2007 con los chips G90 de nvidia (Series 8000) y los chips R600 para AMD (Series HD 2000), antigua ATi, incrementando la potencia drásticamente respecto a sus familias anteriores

• ROP: Se encargan de representar los datos procesados por la GPU en la pantalla, además también es el encargado de los filtros como Antialiasing.

Memoria gráfica de acceso aleatorio

Son chips de memoria que almacenan y transportan información entre sí, no son determinantes en el rendimiento máximo de la tarjeta gráfica, pero bien unas especificaciones reducidas pueden limitar la potencia de la GPU. Existen de dos tipos, Dedicada cuando, la tarjeta gráfica o la GPU dispone exclusivamente para sí esas memorias, ésta manera es la más eficiente y la que mejores resultados da; y compartida cuando se utiliza memoria en detrimento de la memoria RAM, ésta memoria es mucho más lenta que la dedicada y por tanto su rendimiento es menor, es recurrente en campañas de márketing con mensajes tipo Tarjeta gráfica de "Hasta ~ MB" para engañar al consumidor haciéndole creer que la potencia de esa tarjeta gráfica reside en su cantidad de memoria.

• Las características de memoria gráfica de una tarjeta gráfica se expresan en 3 características:

• Capacidad: La capacidad de la memoria determina el número máximo de datos y texturas procesadas, una capacidad insuficiente se traduce en un retardo a espera de que se vacíen esos datos. Sin embargo es un valor muy sobrevalorado como estrategia recurrente de márketing para engañar al consumidor, tratando de hacer creer que el rendimiento de una tarjeta gráfica se mide por la capacidad de su memoria; tal es ésta tendencia, que muchos ensambladores embuten ingentes cantidades de memoria con GPU incompatibles con dicha capacidad, resultando una pérdida notable de la velocidad de dichas memorias, dando como resultado una tarjeta gráfica mucho más lenta que la que contiene una memoria mucho más pequeña y suficiente al sector al que va a pertenecer la tarjeta gráfica y recomendado por el fabricante. Se mide en bytes
• Interfaz de Memoria: También denominado Bus de datos, es la multiplicación resultante del de ancho de bits de cada chip por su número de unidades. Es una característica importante y determinante, junto a la velocidad de la memoria, a la cantidad de datos que puede transferir en un tiempo determinado, denominado ancho de banda. Una analogía al ancho de banda se podría asociar al ancho de una autopista o carriles y al número de vehículos que podrían circular a la vez. La interfaz de memoria se mide en bits.
• Velocidad de Memoria: Es la velocidad a la que las memorias pueden transportar los datos procesados, por lo que es complemento a la interfaz de memoria para determinar el ancho de banda total de datos en un tiempo determinado. Continuando la analogía de la circulación de los vehículos de la autopista, la velocidad de memoria se traduciría en la velocidad máxima de circulación de los vehículos, dando resultado a un mayor transporte de mercancía en un mismo periodo de tiempo. La velocidad de las memorias se mide en Hertzios (su frecuencia efectiva) y se van diseñando tecnologías con más velocidad, se destacan las adjuntas en la siguiente tabla:

Tecnología	Frecuencia efectiva (MHz)	Ancho de banda (GB/s)
GDDR	166 - 950	1,2 - 30,4
GDDR2	533 - 1000	8,5 - 16
GDDR3	700 - 1700	5,6 - 54,4
GDDR4	1600 - 1800	64 - 86,4
GDDR5	3200 - 7000	24 - 448

• Ancho de banda: Es la tasa de datos que pueden transportarse en una unidad de tiempo. Un ancho de banda insuficiente se traduce en un importante limitador de potencia de la GPU. Habitualmente se mide en "Gigabytes por segundo" (GB/s).

Su fórmula general es el cociente del producto de la interfaz de memoria (expresada en bits) por la frecuencia efectiva de las memorias (expresada en Gigahertzios), entre 8 para convertir bits a bytes.

Por ejemplo, tenemos una tarjeta gráfica con 256 bits de interfaz de memoria y 4200 MHz de frecuencia efectiva y necesitamos hallar su ancho de banda:

Una parte importante de la memoria de un adaptador de vídeo es el Z-Buffer, encargado de gestionar las coordenadas de profundidad de las imágenes en los gráficos 3D.

RAMDAC

El RAMDAC es un conversor de señal digital a analógico de memoria RAM. Se encarga de transformar las señales digitales producidas en el ordenador en una señal analógica que sea interpretable por el monitor. Según el número de bits que maneje a la vez y la velocidad con que lo haga, el conversor será capaz de dar soporte a diferentes velocidades de refresco del monitor (se recomienda trabajar a partir de 75 Hz, y nunca inferior a 60). Dada la creciente popularidad de los monitores de señal digital, el RAMDAC está quedando obsoleto, puesto que no es necesaria la conversión analógica si bien es cierto que muchos conservan conexión VGA por compatibilidad.

Espacio que ocupan las texturas almacenadas

El espacio que ocupa una imagen representada en el monitor viene dada en función de su resolución y su profundidad de color, es decir, una imagen sin comprimir en formato estándar Full HD con 1920x1080 píxeles y 32 bits de profundidad de color ocuparía 66.355.200 bits, es decir, 8,294 MiB

Salidas

Salidas HDMI, D-Sub 15 y DVI de una tarjeta gráfica

 

Salidas SVGA, S-Video y DVI de una tarjeta gráfica

 

Los sistemas de conexión más habituales entre la tarjeta gráfica y el dispositivo visualizador (como un monitor o un televisor) son:

• SVGA/Dsub-15: Estándar analógico de los años 1990; diseñado para dispositivos CRT, sufre de ruido eléctrico y distorsión por la conversión de digital a analógico y el error de muestreo al evaluar los píxeles a enviar al monitor. Se conecta mediante pines. Su utilización continúa muy extendida a día de hoy, aunque claramente muestra una reducción frente al DVI en los últimos años.
• DVI: Sustituto del anterior, pero digital, fue diseñado para obtener la máxima calidad de visualización en las pantallas digitales o proyectores. Se conecta mediante pines. Evita la distorsión y el ruido al corresponder directamente un píxel a representar con uno del monitor en la resolución nativa del mismo. Cada vez más adoptado, aunque compite con el HDMI, pues el DVI no es capaz de transmitir audio.
• HDMI: Tecnología propietaria transmisora de audio y vídeo digital de alta definición cifrado sin compresión en un mismo cable. Se conecta mediante patillas de contacto. No está pensado inicialmente para monitores, sino para Televisiones, por ello no apaga la pantalla cuando deja de recibir señal y debe hacerse manualmente en caso de monitores.

Otras no tan extendidas por un uso minoritatio, no implementadas u obsoletas son:

• DisplayPort: Puerto para tarjetas gráficas creado por VESA y rival del HDMI, transfiere vídeo a alta resolución y audio. Sus ventajas son que está libre de patentes, y por ende de regalías para incorporarlo a los aparatos, también dispone de unas pestañas para anclar el conector impidiendo que se desconecte el cable accidentalmente. Cada vez más tarjetas gráficas van adoptando este sistema, aunque a día de hoy, sigue siendo su uso minoritario, existe una versión reducida de dicho conector llamada Mini DisplayPort, muy usada para tarjetas gráficas con multitud de salidas simultáneas, como pueden ser 5.
• S-Video: implementado sobre todo en tarjetas con sintonizador TV y/o chips con soporte de vídeo NTSC/PAL, simplemente se está quedando obsoleto.
• Vídeo Compuesto: analógico de muy baja resolución mediante conector RCA. Completamente en desuso para tarjetas gráficas, aunque sigue siendo usado para TV.
• Vídeo por componentes: Sistema analógico de transmisión de vídeo de alta definición, utilizado también para proyectores; de calidad comparable a la de SVGA, dispone de tres clavijas (Y, Cb y Cr). Anteriormente usado en PCs y estaciones de trabajo de gama alta, ha quedador relegado a TV y videoconsolas.
• DA-15 conector RGB usado mayoritariamente en los antiguos Apple Macintosh. Completamente en desuso.
• Digital TTL DE-9 : usado por las primitivas tarjetas de IBM (MDA, CGA y variantes, EGA y muy contadas VGA). Completamente obsoleto

Interfaces con la placa base

Bus	Anchura (bits)	Frecuencia (MHz)	Ancho de banda (MB/s)	Puerto
ISA XT	8	4,77	8	Paralelo
ISA AT	16	8,33	16	Paralelo
MCA	32	10	20	Paralelo
EISA	32	8,33	32	Paralelo
VESA	32	40	160	Paralelo
PCI	32 - 64	33 - 100	132 - 800	Paralelo
AGP 1x	32	66	264	Paralelo
AGP 2x	32	133	528	Paralelo
AGP 4x	32	266	1000	Paralelo
AGP 8x	32	533	2000	Paralelo
PCIe x1	1*32	25 / 50	100 / 200	Serie
PCIe x4	1*32	25 / 50	400 / 800	Serie
PCIe x8	1*32	25 / 50	800 / 1600	Serie
PCIe x16	1*32	25 / 50	1600 / 3200	Serie
PCIe x16 2.0	1*32	25 / 50	3200 / 6400	Serie

En orden cronológico, los sistemas de conexión entre la tarjeta gráfica y la placa base han sido, principalmente:

• Slot MSX : bus de 8 bits usado en los equipos MSX
• ISA: arquitectura de bus de 16 bits a 8 MHz, dominante durante los años 1980; fue creada en 1981 para los IBM PC.
• Zorro II usado en los Commodore Amiga 2000 y Commodore Amiga 1500.
• Zorro III usado en los Commodore Amiga 3000 y Commodore Amiga 4000
• NuBus usado en los Apple Macintosh
• Processor Direct Slot usado en los Apple Macintosh
• MCA: intento de sustitución en 1987 de ISA por IBM. Disponía de 32 bits y una velocidad de 10 MHz, pero era incompatible con los anteriores.
• EISA: respuesta en 1988 de la competencia de IBM; de 32 bits, 8.33 MHz y compatible con las placas anteriores.
• VESA: extensión de ISA que solucionaba la restricción de los 16 bits, duplicando el tamaño de bus y con una velocidad de 33 MHz.
• PCI: bus que desplazó a los anteriores a partir de 1993; con un tamaño de 32 bits y una velocidad de 33 MHz, permitía una configuración dinámica de los dispositivos conectados sin necesidad de ajustar manualmente los jumpers. PCI-X fue una versión que aumentó el tamaño del bus hasta 64 bits y aumentó su velocidad hasta los 133 MHz.
• AGP: bus dedicado, de 32 bits como PCI; en 1997 la versión inicial incrementaba la velocidad hasta los 66 MHz.
• PCIe: interfaz serie que desde 2004 empezó a competir contra AGP, llegando a doblar en 2006 el ancho de banda de aquel. Sufre de constantes revisiones multiplicando su ancho de banda, ya existiendo la versión 3.0. No debe confundirse con PCI-X, versión de PCI.

En la tabla adjunta se muestran las características más relevantes de algunas de dichas interfaces.

Dispositivos refrigerantes

Conjunto de disipador y ventilador.

 

Debido a las cargas de trabajo a las que son sometidas, las tarjetas gráficas alcanzan temperaturas muy altas. Si no es tenido en cuenta, el calor generado puede hacer fallar, bloquear o incluso averiar el dispositivo. Para evitarlo, se incorporan dispositivos refrigerantes que eliminen el calor excesivo de la tarjeta. Se distinguen dos tipos:

• Disipador: dispositivo pasivo (sin partes móviles y, por tanto, silencioso); compuesto de un metal muy conductor del calor, extrae este de la tarjeta. Su eficiencia va en función de la estructura y la superficie total, por lo que a mayor demanda de refrigeración, mayor debe ser la superficie del disipador.
• Ventilador: dispositivo activo (con partes móviles); aleja el calor emanado de la tarjeta al mover el aire cercano. Es menos eficiente que un disipador, siempre que nos refiramos al ventilador sólo, y produce ruido al tener partes móviles.

Aunque diferentes, ambos tipos de dispositivo son compatibles entre sí y suelen ser montados juntos en las tarjetas gráficas; un disipador sobre la GPU (el componente que más calor genera en la tarjeta, y en muchas ocasiones, de todo el PC) extrae el calor, y un ventilador sobre él aleja el aire caliente del conjunto.

• Refrigeración Líquida: La refrigeración líquida o watercooling es una técnica de enfriamiento utilizando agua en vez de disipadores de calor y ventiladores (dentro del chasis), logrando así excelentes resultados en cuanto a temperaturas, y con enormes posibilidades en overclock. Se suele realizar con circuitos de agua estancos.

El agua, y cualquier líquido refrigerante, tienen mayor capacidad térmica que el aire. A partir de este principio, la idea es extraer el calor generado por los componentes de la computadora usando como medio el agua, enfriarla una vez fuera del gabinete y luego reintroducirla.

Alimentación

Hasta ahora la alimentación eléctrica de las tarjetas gráficas no había supuesto un gran problema, sin embargo, la tendencia actual de las nuevas tarjetas es consumir cada vez más energía. Aunque las fuentes de alimentación son cada día más potentes, la insuficiencia energética se encuentra en la que puede proporcionar el puerto PCIe que sólo es capaz de aportar una potencia por sí sólo de 75 W. Por este motivo, las tarjetas gráficas con un consumo superior al que puede suministrar PCIe incluyen un conector (PCIe power connector) que permite una conexión directa entre la fuente de alimentación y la tarjeta, sin tener que pasar por la placa base, y, por tanto, por el puerto PCIe.

Aun así, se pronostica que no dentro de mucho tiempo las tarjetas gráficas podrían necesitar una fuente de alimentación propia, convirtiéndose dicho conjunto en dispositivos externos.

Tipos antiguos de tarjetas gráficas

Tarjeta MDA

"Monochrome Display Adapter" o Adaptador monocromo. Fue lanzada por IBM como una memoria de 4 KiB de forma exclusiva para monitores TTL (que representaban los clásicos caracteres en ámbar o verde). No disponía de gráficos y su única resolución era la presentada en modo texto (80x25) en caracteres de 14x9 puntos, sin ninguna posibilidad de configuración.

Básicamente esta tarjeta usa el controlador de vídeo para leer de la ROM la matriz de puntos que se desea visualizar y se envía al monitor como información serie. No debe sorprender la falta de procesamiento gráfico, ya que, en estos primeros PC no existían aplicaciones que realmente pudiesen aprovechar un buen sistema de vídeo. Prácticamente todo se limitaba a información en modo texto.

Este tipo de tarjeta se identifica rápidamente ya que incluye (o incluía en su día) un puerto de comunicación para la impresora ¡Una asociación más que extraña a día de hoy!

Tarjeta CGA

"Color Graphics Array" o "Color graphics adapter" según el texto al que se recurra. Aparece en el año 1981 también de la mano de IBM y fue muy extendida. Permitía matrices de caracteres de 8x8 puntos en pantallas de 25 filas y 80 columnas, aunque solo usaba 7x7 puntos para representar los caracteres. Este detalle le imposibilitaba el representar subrayados, por lo que los sustituía por diferentes intensidades en el carácter en cuestión.En modo gráfico admitía resoluciones de hasta 640x200. La memoria era de 16 KiB y solo era compatible con monitores RGB y Compuestos. A pesar de ser superior a la MDA, muchos usuarios preferían esta última dado que la distancia entre puntos de la rejilla de potencial en los monitores CGA era mayor. El tratamiento del color, por supuesto de modo digital, se realizaba con tres bits y uno más para intensidades. Así era posible lograr 8 colores con dos intensidades cada uno, es decir, un total de 16 tonalidades diferentes pero no reproducibles en todas las resoluciones tal y como se muestra en el cuadro adjunto.

Esta tarjeta tenía un fallo bastante habitual y era el conocido como "snow". Este problema era de carácter aleatorio y consistía en la aparición de "nieve" en la pantalla (puntos brillantes e intermitentes que distorsionaban la imagen). Tanto era así que algunas BIOS de la época incluían en su SETUP la opción de eliminación de nieve ("No snow").

Tarjeta HGC

"Hercules Graphics Card" o más popularmente conocida como Hércules (nombre de la empresa productora), aparece en el año 1982, con gran éxito convirtiéndose en un estándar de vídeo a pesar de no disponer del soporte de las rutinas de la BIOS por parte de IBM. Su resolución era de 720x348 puntos en monocromo con 64 KiB de memoria. Al no disponer de color, la única misión de la memoria es la de referenciar cada uno de los puntos de la pantalla usando 30,58 KiB para el modo gráfico (1 bit x 720 x 348) y el resto para el modo texto y otras funciones. Las lecturas se realizaban a una frecuencia de 50 HZ, gestionadas por el controlador de vídeo 6845. Los caracteres se dibujaban en matrices de 14x9 puntos.

Diseñadores, Fabricantes y ensambladores

	Diseñadores de GPU
	AMD	nVIDIA
Ensambladores de Tarjetas	GECUBE	POINT OF VIEW
	CLUB3D	CLUB3D
	POWERCOLOR	EVGA
	MSI	MSI
	XFX	GAINWARD
	ASUS	ASUS
	SAPPHIRE	ZOTAC
	GIGABYTE	GIGABYTE
	HIS	ECS ELITEGROUP
	DIAMOND	PNY
	-	SPARKLE
	-	GALAXY
	-	PALIT

En el mercado de las tarjetas gráficas hay que distinguir tres tipos de fabricantes:

• Diseñadores de GPU: diseñan y generan exclusivamente la GPU. Los dos más importantes son:
  • AMD, anteriormente conocida como ATi
  • nVIDIA
• GPU integrado en el chipset de la placa base: también destaca Intel además de los antes citados nVIDIA y AMD.

Otros fabricantes como Matrox o S3 Graphics tienen una cuota de mercado muy reducida. Todos ellos contratan y encargan a fabricantes ciertas unidades de chips a partir de un diseño.

• Fabricantes de GPU: Son quienes fabrican y suministran las unidades extraídas de las obleas de chips a los ensambladores. TSMC y Global Foundities son claros ejemplos.

• Ensambladores: integran las GPUs proporcionadas por los fabricantes con el resto de la tarjeta, de diseño propio. De ahí que tarjetas con el mismo chip tengan formas o conexiones diferentes o puedan dar ligeras diferencias de rendimientos, en especial tarjetas gráficas modificadas u overclokeadas de fábrica.

En la tabla adjunta se muestra una relación de los dos diseñadores de chips y algunos de los ensambladores de tarjetas con los que trabajan.

API para gráficos

A nivel de programador, trabajar con una tarjeta gráfica es complicado; por ello, surgieron interfaces que abstraen la complejidad y diversidad de las tarjetas gráficas. Los dos más importantes son:

• Direct3D: lanzada por Microsoft en 1996, forma parte de la librería DirectX. Funciona sólo para Windows, ya que es privativa. Utilizado por la mayoría de los videojuegos comercializados para Windows. Actualmente van por la versión 11.1
• OpenGL: creada por Silicon Graphics a principios de los años 1990; es gratuita, libre y multiplataforma. Utilizada principalmente en aplicaciones de CAD, realidad virtual o simulación de vuelo. Actualmente está disponible la versión 4.1

OpenGL está siendo desplazada del mercado de los videojuegos por Direct3D, aunque haya sufrido muchas mejoras en los últimos meses.

Efectos gráficos

Algunas de las técnicas o efectos habitualmente empleados o generados mediante las tarjetas gráficas pueden ser:

• Antialiasing: retoque para evitar el aliasing, efecto que aparece al representar curvas y rectas inclinadas en un espacio discreto y finito como son los píxeles del monitor.
• Shader: procesado de píxeles y vértices para efectos de iluminación, fenómenos naturales y superficies con varias capas, entre otros.
• HDR: técnica novedosa para representar el amplio rango de niveles de intensidad de las escenas reales (desde luz directa hasta sombras oscuras). Es una evolución del efecto Bloom, aunque a diferencia de éste, no permite Antialiasing.
• Mapeado de texturas: técnica que añade detalles en las superficies de los modelos, sin aumentar la complejidad de los mismos.
• Motion Blur: efecto de emborronado debido a la velocidad de un objeto en movimiento.
• Depth Blur: efecto de emborronado adquirido por la lejanía de un objeto.
• Lens flare: imitación de los destellos producidos por las fuentes de luz sobre las lentes de la cámara.
• Efecto Fresnel (reflejo especular): reflejos sobre un material dependiendo del ángulo entre la superficie normal y la dirección de observación. A mayor ángulo, más reflectante.
• Teselado: Consiste en multiplicar el número de polígonos para representar ciertas figuras geométricas y no se vean totalmente planas. Esta característica fue incluida en la API DirectX 11

Errores comunes

• Confundir a la GPU con la tarjeta gráfica. Aunque muy importante, no todas las GPU y adaptadores de gráficos van en tarjeta ni son el único determinante de su calidad y rendimiento. Es decir, las GPU sí determinan el rendimiento máximo de la tarjeta, pero su rendimiento puede ser capado por tener otros elementos que no estén a su altura, por ejemplo un ancho de banda pequeño.
• Considerar el término tarjeta de vídeo como privativo del PC y compatibles. Esas tarjetas se usan en equipos no PC e incluso sin procesador Intel o AMD y sus chips en videoconsolas.
• Confundir al fabricante de la GPU con la marca de la tarjeta. Actualmente los mayores fabricantes de chip gráficos de PC en el mercado son NVIDIA y AMD (anteriormente ATi Tecnologies). Esto se debe a que se encargan solamente, de diseñar los chip gráficos (GPU). Luego, empresas como TSMC o Global Fundities fabrican las GPU y más tarde son ensambladas en PCBs con memorias por ASUS, POV, XFX, Gigabyte, Sapphire y demás ensambladoras para su venta al público.
• Saliendo del círculo de PCs, para otros dispositivos como Smartphones, la mayoría de las GPU vienen integradas en "System on Chip" junto al procesador y el controlador de memoria.