Tarjetas gráficas

Informática. Vídeo. Resolución. Colores. Refresco. Conectores. Memoria

  • Enviado por: Bigdick
  • Idioma: castellano
  • País: España España
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Índice

Introducción página 2

Pequeña historia de las tarjetas de vídeo página 2

La resolución y el número de colores página 4

La velocidad de refresco página 5

Memoria de vídeo página 5

Conectores: PCI, AGP página 6

Cómo elegir una tarjeta gráfica página 7

Definiciones página 7

Tarjetas de TV página 8

Introducción

De manera resumida, es lo que transmite al monitor la información gráfica que debe presentar en la pantalla. Con algo más de detalle, realiza dos operaciones:

• Interpreta los datos que le llegan del procesador, ordenándolos y calculando para poder presentarlos en la pantalla en forma de un rectángulo más o menos grande compuesto de puntos individuales de diferentes colores (pixels).

• Coge la salida de datos digitales resultante de ese proceso y la transforma en una señal analógica que pueda entender el monitor.

Estos dos procesos suelen ser realizados por uno o más chips: el microprocesador gráfico (el cerebro de la tarjeta gráfica) y el conversor analógico-digital o RAMDAC, aunque en ocasiones existen chips accesorios para otras funciones o bien se realizan todas por un único chip.

El procesador gráfico puede ser muy potente y avanzado, tanto o más que el propio procesador del ordenador; incluso los hay con arquitecturas de 256 bits (las tarjetas actuales), el cuádruple que la familia Pentium.

Pequeña historia de las tarjetas de vídeo

En el principio, los ordenadores eran ciegos; todas las entradas y salidas de datos se realizaban mediante tarjetas de datos perforadas, o mediante el teclado y primitivas impresoras. Un buen día, alguien pensó que era mucho más cómodo acoplar una especie de televisor al ordenador para observar la evolución del proceso y los datos, y surgieron los monitores, que debían recibir su información de cierto hardware especializado: la tarjeta gráfica o de vídeo.

- MDA

En los primeros ordenadores, los gráficos brillaban... por su ausencia. Las primeras tarjetas de vídeo presentaban sólo texto monocromo, generalmente en un agradable tono ámbar o verde fosforito que dejaba los ojos hechos polvo en cuestión de minutos. De ahí que se las denominase MDA, Monochrome Display Adapter.

- CGA

Luego, con la llegada de los primeros PCs, surgió una tarjeta de vídeo capaz de presentar gráficos: la CGA (Computer Graphics Array, dispositivo gráfico para ordenadores). Tan apasionante invento era capaz de presentar gráficos de varias maneras:

Resolución (horizontal x vertical) Colores

320x200 4

640x200 2 (monocromo)

Lo cual, aunque parezca increíble, resultó toda una revolución. Aparecieron multitud de juegos que aprovechaban al máximo tan exiguas posibilidades, además de programas más serios, y los gráficos se instalaron para siempre en el PC.

- Hercules

Se trataba ésta de una tarjeta gráfica de corte profundamente profesional. Su ventaja, poder trabajar con gráficos a 720x348 puntos de resolución, algo alucinante para la época; su desventaja, que no ofrecía color. Es por esta carencia por la que no se extendió más, porque jugar sin color no es lo mismo, y el mundo PC avanza de la mano de los diseñadores de juegos.

- EGA

Otro inventito exitoso de IBM. Una tarjeta capaz de:

Resolución (horizontal x vertical) Colores

320x200 16

640x200 16

640x350 16

Estas cifras hacían ya posible que los entornos gráficos se extendieran al mundo PC (los Apple llevaban años con ello), y aparecieron el GEM, el Windows y otros muchos.

- VGA

El estándar, la pantalla de uso obligado desde hace ya 10 años. Tiene multitud de modos de vídeo posibles, aunque el más común es el de 640x480 puntos con 256 colores, conocido generalmente como "VGA estándar" o "resolución VGA".

- SVGA, XGA y superiores

El éxito del VGA llevó a numerosas empresas a crear sus propias ampliaciones del mismo, siempre centrándose en aumentar la resolución y el número de colores disponibles. Entre ellos estaban:

- Modo de vídeo

- Máxima resolución y máximo número de colores

- SVGA 800x600 y 256 colores

- XGA 1024x768 y 65.536 colores

- IBM 8514/A 1024x768 y 256 colores (no admite 800x600)

De cualquier manera, la frontera entre unos estándares y otros es sumamente confusa, puesto que la mayoría de las tarjetas son compatibles con más de un estándar, o con algunos de sus modos. Además, algunas tarjetas ofrecen modos adicionales al añadir más memoria de vídeo.

La resolución y el número de colores

En el contexto que nos ocupa, la resolución es el número de puntos que es capaz de presentar por pantalla una tarjeta de vídeo, tanto en horizontal como en vertical. Así, "800x600" significa que la imagen está formada por 600 rectas horizontales de 800 puntos cada una. Para que nos hagamos una idea, un televisor (de cualquier tamaño) tiene una resolución equivalente de 800x625 puntos.

En cuanto al número de colores, resulta casi evidente: los que puede presentar a la vez por pantalla la tarjeta. Así, aunque las tarjetas EGA sólo representan a la vez 16 colores, los eligen de una paleta de 64 colores.

La combinación de estos dos parámetros se denomina modo de vídeo; están estrechamente relacionados: a mayor resolución, menor número de colores representables, y a la inversa. En tarjetas modernas (SVGA y superiores), lo que las liga es la cantidad de memoria de vídeo (la que está presente en la tarjeta, no la memoria general o RAM). Algunas combinaciones posibles son:

Memoria Máxima resolución (en 2D) Máximo número de colores

512 Kb 1024x768 a 16 colores 256 a 640x480 puntos

1 MB 1280x1024 a 16 colores 16,7 millones a 640x480

2 MB 1600x1200 a 256 colores 16,7 millones a 800x600

4 MB 1600x1200 a 65.536 colores 16,7 millones a 1024x768

Se han colocado los modos más comunes, ya que no todas las tarjetas admiten todos los modos, aparte de que muchas no permiten ampliar la memoria de vídeo. Para los curiosos, el cálculo de la memoria necesaria es: (Res. Vert.)x(Res. Horiz.)x(Bits de color)/8.

Cabe destacar que el modo de vídeo elegido debe ser soportado por el monitor, si no éste podría dañarse si no es muy moderno, ya que los monitores actuales se desactivan automáticamente al detectar una configuración incompatible. Esto depende de las características del mismo, en concreto de la Frecuencia Horizontal.

Por otra parte, los modos de resolución para gráficos en 3D (fundamente juegos) suelen necesitar bastante más memoria, en general unas 3 veces más; por ello, jugar a 800x600 puntos con 16 bits de color (65.536 colores) suele requerir al menos 4 MB de memoria de vídeo.

La velocidad de refresco

El refresco es el número de veces que se dibuja la pantalla por segundo (como los fotogramas del cine); evidentemente, cuanto mayor sea menos se nos cansará la vista y trabajaremos más cómodos y con menos problemas visuales.

Se mide en hertzios (Hz, 1/segundo), así que 70 Hz significa que la pantalla se dibuja cada 1/70 de segundo, o 70 veces por segundo. Para trabajar cómodamente necesitaremos esos 70 Hz. Para trabajar ergonómicamente, con el mínimo de fatiga visual, 75-80 Hz o más. El mínimo absoluto son 60 Hz; por debajo de esta cifra los ojos sufren muchísimo, y unos minutos bastan para empezar a sentir escozor o incluso un pequeño dolor de cabeza.

Antiguamente se usaba una técnica horrible denominada entrelazado, que consiste en que la pantalla se dibuja en dos pasadas, primero las líneas impares y luego las pares, por lo que 70 Hz entrelazados equivale a poco más de 35 sin entrelazar, lo que cansa la vista sobremanera. Afortunadamente la técnica está en desuso, pero en los monitores de 14" se ha usado hasta hace unos años.

El motivo de tanto entrelazado y no entrelazado es que construir monitores que soporten buenas velocidades de refresco a alta resolución es bastante caro, por lo que la tarjeta de vídeo empleaba estos truquitos para ahorrar a costa de la vista del usuario. Sin embargo, tampoco todas las tarjetas de vídeo pueden ofrecer cualquier velocidad de refresco. Esto depende de dos parámetros:

• La velocidad del RAMDAC, el conversor analógico digital. Se mide en MHz, y debe ser lo mayor posible, preferiblemente superior a 300 MHz.

• La velocidad de la memoria de vídeo, preferiblemente de algún tipo avanzado como WRAM, SGRAM o SDRAM. Lo último es la DDR SDRAM.

Memoria de vídeo

Como hemos dicho, su tamaño influye en los posibles modos de vídeo (cuanta más exista, más opciones tendremos); además, su tipo determina si conseguiremos buenas velocidades de refresco de pantalla o no. Los tipos más comunes son:

• DRAM: en las tarjetas más antiguas, ya descatalogadas. Malas características; refrescos máximos entorno a 60 Hz.

• EDO: o "EDO DRAM". Hasta hace unos cuatro años, estándar en tarjetas de calidad media-baja. Muy variables refrescos dependiendo de la velocidad de la EDO, entre 40 ns las peores y 25 ns las mejores.

• VRAM y WRAM: bastante buenas, aunque en desuso; en tarjetas de calidad, muy buenas características.

• MDRAM: un tipo de memoria no muy común, pero de alta calidad.

• SDRAM, DDR SDRAM : actualmente utilizadas mayoritariamente, muy buenas prestaciones. La DDR SDRAM duplica el ancho de banda de la SDRAM al duplicar la transferencia de datos. DDR significa Double Data Rate y lo que la diferencia es la capacidad de mandar y recibir datos simultáneamente.

• SGRAM: SDRAM especialmente adaptada para uso gráfico, en teoría incluso un poco mas rápida, pero está en desuso debido a su alto precio y bajo rendimiento comparado con la DDR SDRAM.

Conectores: PCI, AGP

La tarjeta gráfica, como añadido que es al PC, se conecta a éste mediante un slot o ranura de expansión. Muchos tipos de ranuras de expansión se han creado precisamente para satisfacer a la ingente cantidad de información que se transmite cada segundo a la tarjeta gráfica.

• ISA: el conector original del PC, poco apropiado para uso gráfico; en cuanto llegamos a tarjetas con un cierto grado de aceleración resulta insuficiente. Usado hasta las primeras VGA "aceleradoras gráficas", aquellas que no sólo representan la información sino que aceleran la velocidad del sistema al liberar al microprocesador de parte de la tarea gráfica mediante diversas optimizaciones.

• VESA Local Bus: más que un slot un bus, un conector íntimamente unido al microprocesador, lo que aumenta la velocidad de transmisión de datos. Una solución barata usada en muchas placas 486, de buen rendimiento pero tecnológicamente no muy avanzada.

• PCI: el estándar para conexión de tarjetas gráficas hasta hace poco (actualmente se conectan otros múltiples periféricos). Suficientemente veloz hasta hace un par de años y actualmente para quien no requiera una gran potencia de cálculo en 3D, ordenadores destinados, por ejemplo, a tareas ofimáticas.

• AGP: tampoco un slot, sino un puerto (algo así como un bus local), pensado únicamente para tarjetas gráficas que transmitan una enorme cantidad de MB/s de información, típicamente las 3D. Presenta poca ganancia en prestaciones frente a PCI, pero tiene la ventaja de que las tarjetas AGP pueden utilizar memoria del sistema como memoria de vídeo (lo cual, sin embargo, penaliza mucho el rendimiento).

En cualquier caso, el conector sólo puede limitar la velocidad de una tarjeta, no la eleva, lo que explica que algunas tarjetas PCI sean muchísimo más rápidas que otras AGP más baratas o peor fabricadas. Debido a sus limitaciones, luego aparecieron el AGP 2X y 4X elevando la velocidad inicial del bus desde los 33 Mhz iniciales a 133 Mhz.

Cómo elegir una tarjeta gráfica

Evidentemente, no es lo mismo elegir una tarjeta gráfica para trabajar en Word en un monitor de 15" que para hacer diseño gráfico en uno de 21". Nótese que siempre se hace referencia al monitor con el que van a trabajar, porque una tarjeta muy buena no puede demostrarlo en un mal monitor, ni a la inversa.

• Ofimática: tarjetas en formato PCI o AGP, con microprocesadores de 128 bits buenos en 2D, sin necesidades 3D muy potentes; para trabajar a 1024 x 768 pixels de resolución ; con unos 8 ó 16 MB; y con buenos refrescos, entorno a 75 u 85 Hz. Un ejemplo es la Matrox G450, las ATI Rage 128 o las Nvidia Riva TNT.

• Juegos: con micros especiales para 3D de 256 bits, con mucha memoria (32 o 64 MB DDR SDRAM), siempre AGP. Por ejemplo, las tarjetas basadas en chips GeForce 2 o 3, las ATI Radeon. Suficiente para hacer correr aplicaciones 3D en un monitor de 17” a altas resoluciones y a 100 Hz. de refresco

• Imágenes, CAD en 3D y diseño gráfico: con chips de 256 bits, memorias ultrarrápidas, capaces de llegar a 1600 x 1200 puntos a 100 Hz o más, con 64 MB o más, DDR SDRAM y un RAMDAC de 350 MHz o más. Y un buen monitor de 21”.

En general, actualmente el tema radica en saber si se necesita o no soporte 3D; la aceleración 2D, es decir, la de Windows, ofimática, Internet, etc, hace mucho que está más que conseguida; casi todas las tarjetas dan cifras espectaculares y casi indistinguibles en cualquier test 2D.

Definiciones

- Tarjeta gráfica. Es la que se encarga de convertir las señales que recibe de la placa base a las que la pantalla es capaz de mostrar. Ver Aceleradora Gráfica.

- Aceleradora gráfica. Una aceleradora es una serie de chips que ayudan a los cálculos. En generación de gráficos es el procesador el que lleva la parte "dura" del cálculo, y éstas sirven de apoyo para aliviar el trabajo y por lo tanto acelerar la creación de imágenes. Las tarjetas gráficas preparadas para 3D llevan su propio juego de chips que hacen funciones que haría el procesador. Pero eso depende, hay placas capaces de dibujar millones de polígonos (en 3D se descompone todo en polígonos simples), pero estos han de ser tratados previamente por el procesador, en cambio, modelos superiores de tarjetas, incluyen chips que lo hacen todo (en las tarjetas domésticas actuales, este sistema es el transform and lightning creado por Nvidia para las Geforce y adoptado posteriormente por otras empresas).

- AGP. Accelerated Grafic Port, instalado en la placa base, como una ranura más, donde se conectan las tarjetas de aceleración gráfica. No existe bus, como sería lógico en los componentes PCI, es una conexión directa. La ventaja es que la tasa de transmisión (Mb/sg) es muy superior. Depende del juego de chips de la placa, con lo que puede funcionar independiente del procesador, con la ventaja que esto supone, especialmente en 3D. Esto es así en todas las placas actuales.

- AGP (tarjetas). Nos dan las características gráficas, evidentemente, del PC. Lo principal a tener en cuenta en el momento de adquirir una es la memoria y el chip que incorpora.

Tarjetas de TV

Las tarjetas sintonizadoras de TV son tarjetas de expansión (normalmente para slot PCI) capaces de sintonizar los diferentes canales de televisión a partir de la señal localizada en un cable coaxial de TV (sea cual sea la procedencia física de la señal, haya venido por cable coaxial, HFB, por antena parabólica, etc.). Esta señal se introduce en la tarjeta de TV por medio del conector BNC exterior de modo que la tarjeta se encargue de sintonizar un determinado canal de TV de la gama de canales modulados en frecuencia que recibamos en nuestra instalación local. De todo esto se encargan los drivers y programas que vienen en la tarjeta, normalmente únicamente en versión Microsoft Windows.

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