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Hardware Gráfico
Tarjeta gráfica
• Hardware responsable de crear la imagen que
se muestra en el monitor
• Con el incremento de las necesidades
multimedia y 3D, su importancia ha crecido
hasta el nivel de que son co-procesadores muy
potentes específicos
• Su avance desde los 90 ha sobrepasado los
avances de casi todas las tecnologías del PC
conempresas como 3dfx, ATI, Matrox, nVidia o
S3.
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Resolución
• Detalle de la imagen visual
• Se trata de una función soporte del monitor que
depende de dos factores:
– Beam size (tamaño)
– Dot pitch o Line pitch
• Pixel: Es la menor parte de la pantalla que se puede
controlar de forma independiente (Color e intensidad)
• La resolución de pantalla es el número máximo de pixels
que se pueden mostrar
• Existen resoluciones predefinidas, en la siguiente tabla
se muestran los standards
Standards de resolución
Date
Standard
1981
CGA
1984
Description
Resolution
No. colours
Colour Graphics Adapter
640x200
160x200
None
16
EGA
Enhanced Graphics Adapter
640x350
16 from 64
1987
VGA
Video Graphics Array
640x480
320x200
16 from 262,144
256
1990
XGA
Extended Graphics Array
1024x768
16.7 million
SXGA
Super Extended Graphics Array
1280x1024
16.7 million
UXGA
Ultra XGA
1600x1200
16.7 million
2
SVGA Standars
Monitor/
Resolución
800x600
1024x768
15in
YES
YES
17in
19in
21in
YES
1152x882
1280x1024
1600x1200
YES
YES
YES
YES
YES
YES
YES
1800x1440
YES
Profundidad de color (Colour depth)
• Cada pixel se representa por la
combinación de tres señales de
color(Red,Green,Blue)
• Bit depth: Cuantós más bits usemos para
representar la información de color más
detalle de color tendremos.
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Profundidades de color
Colour depth
Description
No. of colours
Bytes per pixel
4-bit
Standard VGA
16
0.5
8-bit
256-colour mode
256
1.0
16-bit
High colour
65,536
2.0
24-bit
True colour
16,777,216
3.0
• Actualmente para True Color se suelen usar 32 bits, ya
que se usan 8 bits para el canal alfa (transparencia)
• Para el modo de 256 colores se utiliza una paleta
• Dithering: Técnica que permite representar un color que
no disponemos en nuestro sistema mediante la
combinación de otros disponobles. (Ejemplo:
representar una imagen de 65000 colores con una
paleta de 256 colores)
Componentes
• Los principales componentes son:
– El procesador gráfico
– La memoria de video
– RAMDAC: Random access memory digital-to analogue
converter
– Bus
– Software driver
• Las primeros sistemas VGA eran lentos debido a:
– Todo el proceso gráfico se realizaba en la CPU del computador
– La cantidad de datos que se transmitían a través del bus con la
tarjeta eran muy altos y los buses lentos
– La RAMDAC tenía memoria DRAM y por tanto no se puede leer
y escribir a la vez
4
Componentes
5
Procesador gráfico
•
•
•
•
•
•
“Chip dedicado” para acelerar
operaciones gráficas
La CPU envía una serie de
instrucciones de dibujo que son
interpretadas por el driver de la
tarjeta gráfica y ejecutadas por la
GPU (Graphic Processor Unit)
Se evita enviar toda la información
de la imagen, el trafico en el bus
es mucho menor (PCI o AGP)
Hoy en dia las texturas se envían
por el bus AGP debido a su
incremento de velocidad
La GPU escribe la información de
la imagen en el frama buffer
Se reduce la carga en el PC
debido a:
– Se reduce el tráfico en el bus
– Se ejecutan muchas menos
operaciones en la CPU
6
Ejemplo ATI Radeon 8500
7
Memoria de video o Frame Buffer
•
•
•
•
•
Es la memoria destinada a contener la información de la
imágen.
Se han utilizado distintas tecnologías:
– DRAM,VRAM,WRAM,EDO RAM, SDRAM, SGRAM, DRDRAM,, etc
Unified Memory Architecture Systems: El frame buffer es parte
de la memoria del computador (normalmente en sistemas con
tarjeta gráfica integrada en placa base). Es menos efectivo
La información almacenada en el frame buffer es un bitmap
digital que representa la imágen, y debe ser convertida a una
señal analógica para ser enviada al monitor (excepto en
conexiones DVI)
La señal analógica lleva la información de dónde, cuándo y con
qué intensidad se debe activar el cañón de electrones.
CRT connector
DVI connector
Tamaño de memoria de video
Video memory
Resolution
Colour depth
No. colours
1Mb
1024x768
800x600
8-bit
16-bit
256
65,536
2Mb
1024x768
1280x1024
800x600
8-bit
16-bit
24-bit
256
65,536
16.7 million
4Mb
1024x768
24-bit
16.7 million
6Mb
1280x1024
24-bit
16.7 million
8Mb
1600x1200
32-bit
16.7 million
8
RAMDAC
•
•
•
•
•
Lee el contenido de la memoria de video (información digital) la
convierte en una señal analógica RGB y la envía a trvás del cable de
video al monitor
Utiliza una tabla para convertir la señal digital a un nivel de voltaje
para cada color
La velocidad con la que realiza esa operación determina la velocidad
de refresco de imágen que la tarjeta gráfica puede soportar.
También determina el número de colores disponibles a una
resolución.
Cuanto mayor sea su frecuencia, mayor es su capacidad de refresco
de pantalla. (300-360MHz)
BUS
• Es el método a través del cual la tarjeta gráfica
interacciona con la placa base
• Tipos:
– PCI
– AGP (Advanced Graphic Port)
• Ventajas del AGP:
– Mayor ancho de banda (permite pasar más información y a
mayor velocidad desde la CPU a la tarjeta gráfica
– El bus PCI comparte el bus del sistema con otros dispositivos,
reduciendo el ancho de banda efectivo de la tarjeta gráfica,
mientras que el AGP no comparte el ancho de banda con otros
dispositivos
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Datos técnicos de tarjetas
ATI Rade on 9 7 0 0
PRO
N VI DI A GeFor ce 4
Ti4 8 0 0
N VI DI A GeFor ce FX
5800
N VI DI A GeFor ce FX 5 8 0 0
Ult ra
Chip Technology
256-bit
256-bit
256-bit
256-bit
Process
0.15 Micron
0.15 Micron
0.13 Micron
0.13 Micron
Transistors
~107 Million
63 Million
125 Million
125 Million
Memory Bus
256-bit DDR
128-bit DDR
128-bit DDR2
128-bit DDR2
Memory Bandwidth
19.8 GB/s
10.4 GB/s
12.8 GB/s
16 GB/s
Pixel Fillrate
2.6 Gigapixel/s
1.24 Gigapixel/s
~3.2 Gigapixel/s
~4 Gigapixel/s
Anti Aliased Fillrate
15.6 Billion AA Samples/s
4.8 Billion AA Samples/s
~12.8 Billion AA Samples/s
~16 Billion AA Samples/s
Max FSAA Mode
6x
4x
8x
8x
Triangle Transform
Rate
325 M Triangles/s
69 M Triangles/s
280 M Triangles/s
350 M Triangles/s
AGP Bus
1x/2x/4x/8x
1x/2x/4x/8x
1x/2x/4x/8x
1x/2x/4x/8x
Memory
128/256MB
128MB
128/256MB
128/256MB
GPU Clock
325 MHz
300 MHz
~400 MHz
~500 MHz
Memory Clock
310 MHz (620 DDR)
325 MHz (650 DDR)
400 MHz (800 DDR2)
500 MHz (1000 DDR2)
Memory
BGA 2.9 ns
BGA 2.8ns
?
BGA 2.0ns
Vertex Shader
4
2
FP Array
FP Array
Pixel Pipelines
8
4
8
8
ATI Rade on 9 7 0 0
PRO
N VI DI A GeFor ce 4
Ti4 8 0 0
N VI DI A GeFor ce FX
5800
N VI DI A GeFor ce FX 5 8 0 0
Ult ra
Texture Units Per
Pipe
1
2
1
1
Textures per Texture
Unit
8
4
16
16
Vertex S. Version
2
1.1
2.0+
2.0+
Pixel S. Version
2
1.3
2.0+
2.0+
DirectX Generation
9
8
9.0 (+)
9.0 (+)
FSAA Modi
MultiSampling
MultiSampling
MultiSampling
MultiSampling
Memory
Optmizations
Hyper Z III
LMA II
LMA II Optimized
Color Compression
LMA II Optimized
Color Compression
Display Outputs
2
2
2
2
Chip Internal
Ramdacs
2 x 450 MHz
2 x 350 MHz
2 x 400 MHz
2 x 400 MHz
Chip External
Ramdacs
-
-
-
-
Bits per Color
Channel
10
8
10
10
Special
TV Encoder On-Chip;
FullStream
Adaptive Filtering
-
TV Encoder On-Chip
Extended
Progammability
Adaptive Filtering
TV Encoder On-Chip
Extended Progammability
Adaptive Filtering
Estimated Price
$399
~ $200-300
Not specified
$399
10
Las tarjetas gráficas de bajo coste
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12
13
Referencias
•
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•
•
•
•
•
http://www.pctechguide.com
http://www6.tomshardware.com/
http://www.nvidia.com
http://www.ati.com
http://guru3d.com/
http://www.forefront.com
http://www.karbosguide.com/
…
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