Guía: cómo entender las especificaciones técnicas de la tarjeta gráfica (GPU)

Hardware

Cuando se presenta una nueva tarjeta gráfica, los fabricantes dan una serie de especificaciones y características sobre sus nuevos modelos que nos sirven para compararlos con los previos y poder conocer en detalle qué ha empaquetado el fabricante en cada una de ellas. El problema es que al final son tantos los números que nos cuesta poder discernir qué efectos tiene en el rendimiento que una gráfica tenga más CUDA Cores, o que la memoria sea HBM o GDDR5X. Por ello, vamos a explicar en detalle cada uno de los aspectos de las tarjetas gráficas.

Modelos

Para tarjetas gráficas de portátiles, hasta ahora existía una distancia de que el modelo para portátiles acababa en M (GTX 960 y GTX 960M, por ejemplo). Eso significaba que la gráfica tenía un rendimiento de alrededor de la mitad del modelo “completo”. Eso ha cambiado con las nuevas tarjetas gráficas de NVIDIA de la serie 1000, ya que los modelos serán iguales que los de sobremesa. Mientras, AMD no sabemos si hará lo mismo con las nuevas AMD Vega.

nvidia-amd-radeon

Por otro lado, en NVIDIA encontramos que, en una gráfica, como puede ser la GTX 1060, el 10XX significa la generación de tarjeta gráfica. La anterior fue la 900, y ahora estamos en la 1000. XX6X se refiere al orden de la tarjeta gráfica dentro de esa serie. La 1080 será mejor que la 1060. En el caso de AMD la nomenclatura es similar, siendo una RX 480 mejor que una RX 470, y que serán sustituidas por la serie RX 500 en los próximos meses. En resumen, para vuestro PC tenéis que fijaos en las gráficas de la serie GTX de NVIDIA, así como las RX en el caso de AMD.

Conexión a la placa base (Interfaz)

El conector a la placa base de todas las gráficas del mercado de los últimos 8 años es PCI Express (abreviado como PCI-E). En concreto, usan PCI Express 3.0 x16 debido a la gran cantidad de ancho de banda que generan las tarjetas gráficas actuales. Si conectas la tarjeta a un PCI Express 2.0 u otro más lento, la gráfica sufrirá cuello de botella y no rendirá al máximo.

 

El “x16” hace referencia al número de líneas máximas con el que es compatible. Muchas placas base utilizan el mismo tamaño para puertos PCI-E x16 y x8. Estos puertos se pueden diferenciar a simple vista, viendo los pines que tiene cada conector. Como podemos ver en la foto anterior, los pines del puerto x8 se “cortan” a mitad de recorrido.

Máxima resolución

Este es un aspecto que ambos fabricantes destacan en sus tarjetas gráficas. La máxima resolución que puede mostrar una tarjeta gráfica viene directamente determinada por el puerto a través del que lo hagamos. Normalmente, esta cifra suele ser más elevada a través del puerto DisplayPort, que es el más avanzado en términos de resolución y hercios.

Core Speed, velocidad del procesador o frecuencia

La velocidad del núcleo, más conocida como frecuencia, es la velocidad a la que el núcleo de la tarjeta gráfica (GPU) opera. En las tarjetas gráficas actuales esto se mide en MHz o GHz, siendo más común usar la primera, aunque la cifra supere los 1.000 MHz para leerlo más fácil, sobre todo a la hora de hacer overclock.

Subir la frecuencia de reloj es lo que se suele hacer cuando realizamos overclock a una tarjeta gráfica. Hacerlo supondrá que ésta sea más rápida, pero también consumirá más electricidad y generará más calor, además del riesgo de romper la tarjeta si no lo hacemos con cuidado.

Boost Speed, o frecuencia boost

Al igual que ocurre con el Turbo Boost en los procesadores Intel, la frecuencia boost de una gráfica es un valor temporal de overclock que puede alcanzar el chip para subir la frecuencia y ganar algo de rendimiento. Esta frecuencia se utiliza cuando la GPU tiene margen de temperatura o consumo.

Tamaño del chip (die), o el tamaño de la GPU

El “die” es el tamaño que ocupa el chip, en este caso el de la GPU, y suele entenderse por el tamaño del chip al completo. Este varía con los procesos de fabricación de cada tarjeta gráfica y su potencia. En el caso de la GTX 1070 tenemos un tamaño de 314 mm2, mientras que la GTX 1080 Ti ocupa 471 mm2, estando ambas tarjetas basadas en la misma arquitectura Pascal.

amd-gpu-chip-grafico

Stream Processors o CUDA Cores (NVIDIA)

El número de Stream Processors de una tarjeta gráfica son los núcleos que ésta tiene disponibles. Cada uno de ellos contribuye al rendimiento en conjunto de la tarjeta gráfica. Cuanto mayor sea el número, más potente será la gráfica. Cada fabricante utiliza diferentes arquitecturas, y no es un buen dato para comparar un mismo modelo de fabricantes distintos, pues, aunque una tarjeta de AMD tenga más Stream Processors que otra de NVIDIA, el rendimiento de esta última puede ser mejor.

Por ejemplo, la RX 480 tiene 2304 Stream Processors, frente a los 1920 de la GTX 1070, y esta última es mejor.

ROPs

Los ROPs (Render Output Units) se encargan de gestionar la salida de píxeles y de ordenadores en tu pantalla (conocido como rasterizado), así como otras tareas básicas de renderizado y el antialiasing.

Shaders

Los shaders afectan a la habilidad de la tarjeta gráfica para generar y procesar diversos tipos de sombras en juegos o en entornos 3D. Hay tres tipos de shaders: Pixel, Vertex y Geometry. Los primeros son más primitivos y simples, mientras que los Vertex calculan posiciones en 3D, y los geométricos son más complejos y se utilizan sobre todo en juegos.

Texture y Pixel Fillrate

El Texture Fillrate es la cantidad de píxeles que son texturizados y renderizados por segundo en la pantalla. El proceso de poner los píxeles en la pantalla y asociarle una textura se conoce como mapeado de texturas, y de ello se encargan las Texture Mapping Units, conocidas como TMU.

El Pixel Fillrate es la cantidad de píxeles que la GPU puede dibujar en la pantalla por segundo. La GTX 1080 Ti tiene un Texture Fillrate de 332 GTexel/s, mientras que tiene un Pixel Fillrate de 130,2 Gpixel/s.

Cantidad de memoria VRAM

Al igual que ocurre con la memoria RAM y los procesadores, las tarjetas gráficas tienen su propia memoria RAM dentro de la tarjeta gráfica. El máximo actual en las tarjetas para consumidores lo tiene la GTX Titan X Pascal con 12 GB de VRAM, frente a los 11 GB que equipa la 1080 Ti. Esta memoria RAM actúa como almacenamiento temporal de los datos cuando están siendo procesados por la gráfica, como pueden ser las texturas de un juego.

tarjeta grafica nvidia geforce gtx 1080 ti titan x

Siempre hay que intentar buscar que una tarjeta gráfica tenga suficiente VRAM de cara al futuro, pues suele ser uno de los puntos que genera cuello de botella. Cuanta más VRAM tengamos, mejor podremos jugar con resoluciones altas, con texturas de mayor resolución, así como evitar problemas conforme los juegos vayan requiriendo más memoría.

Tipo de Memoria VRAM

Aquí tenemos cinco principales protagonistas: GDDR5, GDDR5X, HBM, HBM2 y GDDR6. Los 3 primeros los tenemos en las tarjetas gráficas actuales, como es el caso de la GTX 1070, mientras que en la 1080 Ti encontramos GDDR5X. Sólo contadas gráficas de AMD usan memoria HBM, como la R9 Fury X.

Usar un tipo u otro de memoria tiene que ver con la velocidad, el consumo y la cantidad de memoria que pueden almacenar. Así, la memoria GDDR6 tendrá un 60% más de capacidad que GDDR5 con un 20% menos de consumo energético. HBM, o High Bandwidth Memory, busca mejorar también este ancho de banda y la densidad de cada chip, pudiendo mover la información de manera más rápida que la memoria GDDR5.

Frecuencia e interfaz de la memoria VRAM

La frecuencia de la memoria es la velocidad que tiene ésta. Esta sirve para calcular el ancho de banda total de la memoria, permitiendo cargas gráficas más intensivas. Por otro lado, la interfaz de la memoria suele ser 128, 256 o 384 bits, siendo esta representativa del ancho de banda que puede gestionar la tarjeta gráfica (la anchura de la tubería, por decirlo gráficamente).

Ancho de bus de la memoria (Memory Bus Width)

Aunque es importante que el tipo de memoria de nuestra tarjeta gráfica sea rápida, también lo es el ancho de banda de la tarjeta. El ancho de banda de la memoria es la cantidad de datos a los que la tarjeta puede acceder en cada ciclo. Por ello, cuanta más memoria usemos, más bus de memoria necesitaremos.  Normalmente se mide en GB/s.

Teraflops

Las operaciones de coma flotante por segundo, más conocidas como FLOPs, son un gran reflejo del rendimiento de un dispositivo y la cantidad de operaciones que puede realizar, y es muy común verlo utilizado en tarjetas gráficas. Normalmente se mide en Teraflops, y ya hablamos largo y tendido sobre este concepto en el siguiente artículo. La GTX 1080 Ti alcanza 10,6 TFLOPs.

Alimentación y pines

Las tarjetas gráficas necesitan obtener electricidad para funcionar, y lo pueden hacer desde dos sitios. Las tarjetas gráficas más eficientes y de menor consumo, como las GTX 1050, se alimentan enteramente del puerto PCI de la placa base, no necesitando ningún conector para la fuente de alimentación.

pines-conectores-tarjeta-grafica

Por otro lado, las tarjetas gráficas más potentes necesitan un cable dedicado a la fuente de alimentación, que puede ser de entre 4 hasta incluso 18 pines en las que más consumen. La GTX 1070 usa un cable de 6 pines, mientras que la 1080 Ti necesita uno de 8 pines y otro de 6.

TDP, o consumo

El TDP es el consumo máximo de la tarjeta gráfica medido en vatios (W). Normalmente, las tarjetas gráficas no suelen consumir más de 300 vatios, siendo lo normal entre 170 y 200 vatios para las tarjetas de gama alta.

Conectores

Son cuatro los conectores que puede traer una tarjeta gráfica moderna: HDMI, DisplayPort, DVI y VGA (este último ya casi desaparecido).

El límite de resolución de los cables VGA es de 2048 x 1536 píxeles a 85 Hz, y cada vez se usa menos debido a que es un conector analógico que no ofrece ninguna ventaja frente a los conectores más modernos. Para que una gráfica pueda usarlo, se necesita que ésta tenga un RAMDAC( (Random Access Memory Digital-to-Analog Converter)
gpu-parte-traseraDVI es utilizado todavía debido a su versatilidad para usar señales analógicas en el caso de usar un DVI-I. El problema es que actualmente las últimas gráficas, de incluir un puerto de este tipo, es DVI-D, de conexión únicamente digital. La máxima resolución de este puerto es 2560 x 1600 píxeles a 60 Hz.

En el caso de necesitar conectar una pantalla analógica, siempre existe la posibilidad de usar conversores de DisplayPort a VGA. DisplayPort es un estándar abierto y que ofrece las mejores prestaciones de resolución y frecuencia en la actualidad, y es el que hay que utilizar en monitores de 144 Hz. Es el cable encargado de soportar la resolución máxima de algunas tarjetas, que suele ser 7680 x 4320 píxeles.

Por último, tenemos HDMI, que es el más utilizado en conexiones digitales, y que en su último estándar ya alcanza resoluciones 4K a 120 Hz y es compatible con HDR. Tiene la ventaja respecto a los otros cables de que puede transmitir audio hasta DTS-HD o Dolby Digital Plus.

Escrito por Alberto García

Fuente > ADSLZone

Continúa leyendo
  • TTFH

    ” Si conectas la tarjeta a un PCI Express 2.0 u otro más lento, la gráfica sufrirá cuello de botella y no rendirá al máximo.”

    De hecho un puerto PCI-E 2.0 no genera ningun cuello de botella en una Titan X, el problema es si tienes varias graficas de AMD en Crossfire que se conectan mediante este puerto.

    • Alberto García Guillén

      La diferencia es marginal, de apenas un 2 o 3%, pero haberla la hay.

      http://static.betazeta.com/www.chw.net/up/2012/01/PCIe3-BF3.png

      • Jose Sanz

        Pues si es una diferencia marginal, pon eso, y no que la tarjeta sufre cuello de botella y que no rendirá al máximo. ¿No crees?

      • Josh

        no veo mucha diferencia. habria que probarlo en mas juegos.

  • BMZ

    Buen artículo

  • Josh

    mejor detallado no puede estar . aunque la nomenclatura y el significado de los 128 o 256 bits es algo engorroso cuando se trata de profundisar en el. pero como todos los novatos, entre mas mejor . gracias por el articulo