Tarxeta gráfica

Unha tarxeta gráfica é o compoñente físico do ordenador encargado de converter a información dixital (sinais eléctricos) que lle chega dende o microprocesador en información comprensible e representable pola pantalla do ordenador, para que poida ser vista polo usuario.

Conéctase xeralmente a algunha das rañuras de expansión (segundo a época de fabricación; ISA, VLB, PCI, AGP, PCI EXPRESS...), aínda que tamén pode ir integrada na placa base.

As tarxetas gráficas non son dominio exclusivo dos PCs; tamén as incluían dispositivos como os Commodore Amiga (conectadas mediante os slots Zorro II e Zorro III), Apple II, Apple Macintosh, Spectravideo SVI-328, equipos MSX e, por suposto, as videoconsolas.

Estrutura da tarxeta gráfica
As tarxetas gráficas levan un chip GPU especializado en operacións gráficas, e incluso un procesador de apoio propio para poder realizar operacións gráficas coa máxima eficiencia posible, así como unha memoria para almacenar tanto a imaxe como outros datos que se usan nesas operacións. Algunhas tarxetas profesionais contan con varias GPUs con capacidade de traballar en paralelo e/ou dar saída da imaxe por varios monitores.

Compoñentes
Os compoñentes principais que forman a tarxeta gráfica son:
 a GPU (procesador gráfico).
A GPU é un procesador (como a CPU) dedicado o procesamento de gráficos; a súa razón de ser é alixeirar a carga de traballo do procesador central, por iso está optimizada para o cálculo en coma flotante, predominante nas funcións 3D. A maior parte da información ofrecida na especificación dunha tarxeta gráfica refírese ás características da GPU, xa que é a parte máis importante da tarxeta. As dúas características máis importantes de entre elas son:

- a frecuencia de reloxo do núcleo, que en 2006 oscilaba entre 250 MHz nas tarxetas da gama baixa e 650 MHz nas da gama alta, e

- o número de pipelines (vertex e fragment shaders), encargadas de traducir unha imaxe 3D composta por vértices e liñas na imaxe 2D composta por píxeles.

 a memoria RAM gráfica (na que se almacena os datos a amosar na pantalla)
 o xerador de caracteres alfanuméricos (converte o código ASCII en puntos para amosar na pantalla)
 o decodificador de atributos (traduce o contido pola memoria de vídeo
 o controlador TRC (que xera os sinais de sincronismo).

Saídas
Os sistemas de conexión máis habituais entre a tarxeta gráfica e o dispositivo visualizador (como un monitor ou un televisor) son: SVGA, S-Vídeo e DVI.

SVGA: estándar analóxico dos anos 1990; deseñado para dispositivos CRT, sofre de ruído eléctrico e distorsión pola conversión de dixital a analóxico e o erro de mostraxe ó avaliar os píxeles a enviar ao monitor. 
DVI: substituído do anterior, deseñouse para obter a máxima calidade de visualización nas pantallas dixitais como os LCD ou proxectores. Evita a distorsión e o ruído ao corresponder directamente un píxel a representar cun do monitor na resolución nativa do mesmo. 
S-Vídeo: incluído para dar soporte a televisores, reprodutores de DVD, vídeos, e videoconsolas.

Outras non tan estendidas en 2007 son:

Vídeo Composto: analóxico de moi baixa resolución mediante conector RCA. 
Vídeo por compoñentes: utilizado tamén para proxectores; de calidade comparable a da SVGA, dispón de tres caravillas (Y, Cb e Cr). 
HDMI: tecnoloxía dixital emerxente en 2007 que pretende substituír a todas as demais.

Historia
Orixinalmente, os circuítos (chips) encargados de canalizar a imaxe eran moi sinxelos, e incluso en equipos baseados en tarxetas podían estar situados en calquera lugar. Nos primeiros ordenadores domésticos os chips de vídeo adoitaban ir integrados na placa base.

As primeiras tarxetas que ampliaron a funcionalidade adoitaban ser tarxetas de 80 columnas, que engadían un modo de texto de 80x24 ou 80x25 caracteres  (como as dos Apple II e Spectravideo SVI-328). Pese a non ser aínda tarxetas gráficas propiamente ditas, estas, xunto coas tarxetas que engadían un modulador de TV foron as primeiras en recibir o termo "tarxeta gráfica". A primeira tarxeta gráfica, que foi lanzada cos primeiros IBM PC,  foi desenvolta por IBM en 1981.  A MDA (Monochrome Graphics Adapter) traballaba no modo de texto  e era capaz de representar 25 liñas de 80 caracteres na pantalla. Contaba cunha memoria de vídeo de 4KB, polo que só podía traballar cunha páxina de memoria. Usábase con monitores monocromo, de tonalidade normalmente verde.

A aparición dos IBM PC, co seu deseño aberto herdado dos Apple II, marca o inicio do uso dunha tarxeta de ampliación especializada en mostrar gráficos. Os seus competidores Amiga 2000 e Apple Macintosh reservaron en cambio esa posibilidade a ampliacións destinadas a usos profesionais, integrando case sempre a GPU básica (que batía en potencia ás tarxetas gráficas dos PCs do momento) nas súas placas base. Esta situación se perpetúa ata a aparición do Bus PCI, que sitúa as tarxetas do PC a nivel dos buses internos dos seus competidores, o eliminar as dificultades de transmisión do Bus ISA.

Aínda que os principais activos dunha tarxeta gráfica son a(s) GPU(s) que integran a cantidade, calidade e rapidez da súa VRAM (o que determina as resolucións que soporta, o número de cores que é capaz de mostrar simultaneamente e as operacións de aceleración 3D, que é capaz de realizar por segundos), deben terse en conta tamén o tipo de bus de conexión utilizado, a capacidade de mostrar imaxes por varios monitores, o tipo de contador utilizado e o seu número e a posibilidade de conectalo a pantalla de TV. Aínda o camiño actual (2006) acabará coa desaparición da conexión por modulador de TV ou de vídeo composto, e a máis longo prazo de toda a conexión analóxica, aínda queda un parque de vellos equipos que presentan incluso unha duración superior aos actuais monitores, polo que a posibilidade de conexión directa ou mediante un adaptador de baixo custo seguirá sendo un punto a considerar.

As tarxetas controladoras de gráficos VGA tiveron unha aceptación masiva, o que levou a compañías como ATI, Cirrus Logic e S3 Graphics, a traballar sobre a tarxeta gráfica para mellorar a resolución e o número de cores. Así naceu o estándar SVGA (Super VGA). Con dito estándar  alcanzáronse os 2 Mb de memoria de vídeo, así como resolucións de 1024 x 768 puntos a 256 cores.

Estándares gráficos

MDA.
CGA.
Hercules.
EGA.
MCGA.
VGA.
SVGA.
XGA.
SXGA.
UXGA.

 Véxase tamén 
 Outros artigos 
Aceleración gráfica
Direct 3D
Monitor
Glide
OpenGL
Frecuencia de anovado

Categoría:Hardware