¿Qué es una GPU? Explicación de las unidades de procesamiento de gráficos

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Los gráficos por computadora son una parte esencial de cualquier sistema informático moderno, incluso las computadoras portátiles livianas. «GPU» significa unidad de procesamiento de gráficos y es la parte de la PC responsable de las imágenes en pantalla que ve.

Que hace la GPU

Si solo usa su computadora para lo básico (navegar por la web o usar software de escritorio y aplicaciones de escritorio), no tiene mucho que saber sobre la GPU. Esta es la parte de la PC que es responsable de lo que ve en su monitor, y eso es todo.

Sin embargo, para los jugadores o cualquier persona que haga un trabajo que pueda ser acelerado por GPU como renderizado 3D, codificación de video, etc., la GPU hace mucho más trabajo. Estas personas necesitan aprovechar al máximo sus GPU, así que profundicemos.

Los diferentes tipos de GPU

Hay dos tipos principales de GPU que puede obtener para una PC moderna: integrada y discreta. Esto último no tiene nada que ver con evitar la atención. Discreto en este sentido significa que es separado o distinto.

Una tarjeta gráfica AMD Radeon.

Una GPU AMD Radeon discreta. AMD

Las tarjetas gráficas suelen ser componentes grandes y voluminosos para equipos de escritorio con uno, dos o, a veces, tres ventiladores. Estas tarjetas contienen el chip del procesador de gráficos, así como RAM para manejar cargas de gráficos más altas, como los videojuegos. Los ventiladores mantienen fríos los componentes.

Las tarjetas gráficas de escritorio se encuentran entre los componentes más fáciles de actualizar. Todo lo que necesita hacer es colocar la tarjeta en una ranura PCIe x16, conectar un cable a la fuente de alimentación (si es necesario) y luego instalar los controladores.

Las computadoras portátiles también pueden tener GPU discretas. Sin embargo, en lugar de una tarjeta voluminosa, una GPU discreta para computadora portátil es solo un chip soldado a la placa base. A diferencia de los de una computadora de escritorio, no son tan fáciles de actualizar.

Un procesador Core i7 instalado en un zócalo de la placa base.El procesador Core i7-8700 cuenta con gráficos Intel UHD 630. yishii / Shutterstock

Luego están los gráficos integrados, que se integran directamente en el procesador. No todos los procesadores tienen esto. Los procesadores Ryzen de escritorio insignia de AMD, por ejemplo, son conocidos por carecer de gráficos integrados. Sin embargo, la compañía fabrica procesadores de escritorio con gráficos integrados llamados unidades de procesamiento acelerado (APU).

Los chips Intel Core de escritorio con números de modelo que terminan en «F» también carecen de gráficos, al igual que los procesadores Core X-Series con números de modelo que terminan en «X». Debido a que estos procesadores no tienen GPU, se venden a un precio más bajo.

Un procesador sin gráficos es solo una preocupación para los equipos de escritorio. Nuevamente, las computadoras portátiles vienen en un paquete, por lo que requieren una GPU discreta o gráficos integrados integrados en el procesador.

Los procesadores modernos con gráficos integrados pueden ser sorprendentemente poderosos. Algunos pueden ejecutar algunos títulos AAA más antiguos a velocidades de cuadro reproducibles cuando se reducen los ajustes de gráficos.

Es una opción económica para aquellos que aún no pueden pagar la tarjeta gráfica de sus sueños. Cualquiera que quiera jugar en serio, sin embargo, necesitará una GPU separada.

Para que sirve una GPU

Un fantástico telón de fondo con un caballero sosteniendo armas mágicas en primer plano apuntando a la pared de una fortaleza de madera.La Tierra Media: Shadow of War WB Games

La forma más sencilla de entender lo que hace una GPU es hablar de videojuegos. En un juego, podemos ver una imagen generada por computadora de una persona, un paisaje o un modelo finamente detallado de un objeto 3D. Todo lo que vemos es gracias a la unidad de procesamiento de gráficos.

Los videojuegos son negocios complejos que requieren muchos cálculos matemáticos en paralelo para mostrar imágenes en la pantalla. Una GPU está especialmente diseñada para procesar información gráfica, incluida la geometría, el color, el sombreado y las texturas de una imagen. Su RAM también está especializada para almacenar una gran cantidad de información que ingresa a la GPU y datos de video, conocidos como framebuffer, que llegan a su pantalla.

La GPU obtiene todas las instrucciones para dibujar imágenes en la pantalla desde la CPU y luego las ejecuta. Este proceso de pasar de las instrucciones a la imagen terminada se llama procesamiento o canalización de gráficos.

La unidad básica para comenzar a crear gráficos 3D es el polígono. Más precisamente, triángulos. Casi todo lo que ves en un videojuego típico comienza con una enorme colección de triángulos. También se pueden utilizar otras formas, pero la gran mayoría son triángulos.

Estas formas básicas, además de otras líneas y puntos, se denominan «primitivas». Están diseñados para crear objetos reconocibles, como una mesa, un árbol o un ayudante sosteniendo un palo. Cuantos más polígonos use para un objeto, más detalladas serán sus imágenes terminadas.

Cada objeto tiene su propio conjunto de coordenadas para definir en una escena. Si un humano hiciera un dibujo de un comedor, por ejemplo, usaríamos nuestro propio juicio en cuanto a dónde deberían estar la mesa y las sillas, o qué tan lejos deberían estar esos objetos de la pared.

Una computadora no puede tomar estas decisiones y requiere información de contacto para la ubicación. Esta es una de las razones por las que a veces las cosas van muy mal en los videojuegos, y de repente verás un objeto en el aire.

Una vez que se establece la escena, la GPU comienza a determinar la perspectiva en función de dónde está mirando la escena la «cámara». Una batalla callejera, por ejemplo, será muy diferente si tu personaje está parado encima de un autobús estacionado mirando el caos en lugar de robar miradas furtivas mientras se agacha detrás de un taxi volcado. Una vez más, se están realizando muchos cálculos matemáticos para determinar los ángulos de visión.

Después de un poco más de refinamiento, las imágenes obtienen las texturas, sombras, colores y sombras que dan vida a todo.

Todo este procesamiento de gráficos ocurre a velocidades súper rápidas, lo que requiere cálculos pesados, razón por la cual se necesita una unidad de procesamiento separada en primer lugar.

La GPU está diseñada específicamente para el procesamiento de gráficos, lo que requiere muchos cálculos matemáticos que se realizan en paralelo. Este mayor enfoque en la computación y las operaciones paralelas es la razón por la que los primeros defensores de Bitcoin recurrieron a plataformas llenas de GPU para generar las matemáticas necesarias para extraer monedas de criptomonedas. Los procesadores, por otro lado, no son tan especializados y son más versátiles.

Técnicamente, podría confiar en un procesador para los gráficos, pero eso no sería eficiente y el resultado final nunca sería tan visualmente impresionante. El procesador simplemente no tiene los recursos para la mayoría de los juegos. Ya está ejecutando su sistema operativo, otros programas y procesos en segundo plano. También ayuda a ejecutar el juego con cálculos físicos, operaciones de IA y otras tareas.

¿Qué GPU necesitas?

La computadora portátil para juegos Alienware m15 con una imagen de Halo en la pantalla.Alienware

Ahora conoce los conceptos básicos de lo que hace una GPU y los diferentes tipos que existen. Entonces, ¿cómo sabes cuál necesitas? Si juegas en una computadora de escritorio, necesitas una tarjeta gráfica, y hay todo un mundo de reseñas para ayudarte a elegir la mejor.

Como regla general, asegúrese de tener una tarjeta gráfica que sea adecuada para la resolución de su monitor, como 1080p, 1440p o 4K. La funcionalidad de los videojuegos está en constante evolución y requiere nuevo hardware. Esto significa que las tarjetas gráficas tienden a volverse obsoletas más rápido que otros componentes. Los propietarios de computadoras de escritorio deberían comprar algo lanzado en los últimos dos o tres años.

Para jugar en una computadora portátil, tenga mucho, mucho cuidado. Muchas computadoras portátiles para juegos tienen GPU discretas que tienen hasta dos generaciones de antigüedad y cuestan tanto (o casi tanto) como una computadora portátil con una GPU más nueva.

Si se está enfocando en la edición de video ávida, un procesador potente es más importante, pero también se necesita una tarjeta gráfica discreta (incluso de algunas generaciones).

Para todos, los gráficos integrados funcionarán. No necesita una tarjeta gráfica para la transmisión de video, los juegos web básicos o incluso la edición básica de fotos. Solo asegúrese de que su CPU tenga una GPU incorporada. De lo contrario, podría recibir una sorpresa frustrante al intentar iniciar esta nueva versión de escritorio.

Si tiene curiosidad, puede verificar qué GPU tiene en su PC con Windows 10.

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