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Informática en general => Hardware => Mensaje iniciado por: Bios en Junio 18, 2012, 08:58:00 am

Título: Todo sobre La Tarjeta Gráfica (parte 1)
Publicado por: Bios en Junio 18, 2012, 08:58:00 am
Buenas esta fuente la saque de T!. pero la verdad esta Demaciado buena..asi que mis respetos a el autor "Saimon17"

Un factor clave en la PC
 
Es uno de los componentes sensibles de una PC, que se encarga de que todo lo que es procesado por el micro pueda verse en el monitor.

 
(http://3.bp.blogspot.com/_jOq9Ar1JN8Q/SqiGGV3_rRI/AAAAAAAAAlQ/IgHHpKBBw5E/s320/tarjeta+grafica.jpg)

 
 
Antes de entrar de lleno al funcionamiento de este dispositivo, es necesario definir con claridad algunos conceptos que nos ayudarán a adquirir los conocimientos necesarios para alcanzar un buen diagnóstico. Un buen dispositivo de video, también conocido como placa de video, tiene como función recibir y transmitir datos que provienen del microprocesador de la PC, transformándolos en información factible de ser interpretada y ser representada por un monitor o, en algunos casos, por un aparato de televisión. Básicamente, es el componente de la PC responsable de que podamos ver los resultados de un determinado proceso, que en este caso son gráficos, videos y texto, entre otros.
 
Existen diversos dispositivos de video, tales como el integrado al motherboard, la tarjeta de video externa o de expansión, y también las placas capturadoras de video y sintonizadoras de TV. Más adelante, conoceremos en detalle cada una.
 
En un principio -hace ya más de 40 años- fueron desarrolladas con el objetivo de colaborar en el reemplazo de impresoras por monitores como formato de visualización de datos. las encargadas de lograr tal cometido eran, y serían de allí en más, las placas de video. Los tipos más comunes son aquellas compatibles con las computadoras personales, legadas de las originarias de IBM, aunque también usadas por las Macintosh, de Apple, en sus múltiples versiones; y  por las consolas de videojuegos, como PlayStation o X-Box.
 
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Los dispositivos de video integrados no eran recomendables hace algunos años, porque, además de un bajo rendimiento y escasa memoria de video,generaban altas temperaturas.
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Los dispositivos de video se componen, básicamente, de la GPU (unidad de procesamiento gráfico), un procesador similar al que tienen las PCs, pero orientado a gráficos, cuya misión es alivianar al micro de tales tareas. También cuentan con una memoria de video que, dependiendo de si el dispositivo es integrado o externo, tomará de la memoria RAM de la máquina o tendrá una propia. Hay, además, un RAMDAC, que, a grandes rasgos, es un conversor digital en analógico, encargado de transformar la señal digital producida por la computadora en una señal analógica que pueda verse en el monitor. Por último, están los dispositivos físicos de salida, tales como SVGA, DVI o S-Video.
 
Los principales tipos que podemos encontrar se diferencian a partir de si la placa está integrada al motherboard o si es de expansión. En el primer caso, denominado onboard, el dispositivo forma parte de la placa madre y, por eso, le resta funcionamiento, pero gna en costos. Eso se debe a que el gasto al adquirir una computadora nueva con un dispositivo de este tipo es sensiblemente menor. en cambio, una placa externa amplía mucho el rendimiento de una máquina, y se usa, principalmente, para hacer funcionar juegos de toda clase. Otros tipos de placas son las sintonizadoras de TV y las capturadoras de video, que, dicho sea de paso, no son lo mismo. Están orientadas y dedicadas, principalmente, a facilitar la labor de profesionales que desarrollan tareas relacionadas con el mundo audiovisual. Por otro lado, en la actualidad se está extendiendo el uso de dos o más placas trabajando en forma simultánea, gracias a tecnologías como SLI, perteneciente a NVIDIA; y Crossfire, de ATI.
 
(http://resim.donanimhaber.com/upfiles/373922/0E2A3020468E4289BE672476FFA74B81.jpg)

El dispositivo de video integrado suele estar asociado al puente norte, debajo del disipador de temperatura. El conector de video se encuentra soldado al panel trasero.
 
 
 
La historia
 
El desarrollo a través del tiempo
 
Mucho camino se ha recorrido desde las primeras placas de video, hasta la tecnología digital de hoy. Conoceremos la historia y la evolución de este vital componente.

 
Las primeras placas de video fueron desarrolladas a fines de la década de 1960, cuando se buscó reemplazar las impresoras como formato de visualización de datos, por monitores, para lo cual se creó este imprescindible dispositivo. Sin embargo, ésa fue apenas la prehistoria de las actuales tarjeta gráficas, ya que el desarrollo al nivel de las computadoras personales comenzó en 1981, cuando IBM dio a luz la tecnología MDA, Monochrome Display Adaptaer, que trabajaba en modo texto y sólo podía representar en pantalla 25 líneas de 80 caracteres.
 
Poseía una memoria de apenas 4 KB. A partir de ese punto, comenzaron a desarrollarse diversas tecnologías en cadena, tales como CGA (Color Graphics Adapter), la primera placa gráfica en color de IBM; y HGC (Hercules Graphics Card), que soportaba un modo de texto en alta resolución y un solo modo de gráficos, que en su momento resultó ampliamente utilizada. En 1984 se conoció el modo EGA (Enhanced Graphics Adapter), que fue la evolución de CGA. Pero ninguna logró la aceptación que tuvo la salida de VGA (Video Graphics Array), en 1987.
 
(http://www.ixbt.com/video2/images/x700-4/gecube-x700agp-front.jpg)

Una ATI Radeon x700con 256 MB de memoria de video DDR3 vista desde arriba, donde podemos apreciar en todo su esplendor el complejo entramado de chips y capacitores que conforman una placa de video, además del fan cooler que se encarga de evitar recalentamientos inoportunos.
 
 
(http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/archive/6/6e/20081020160716%213dfx_voodoo2.jpg)

Una auténtica reliquia: una de las primeras placas aceleradoras 3D que hicieron su aparición a mediados de la década de 1990, la Voodoo2 de 3dfx, revolucionaria para la época. Hoy las aceleradoras 3D fueron asimiladas por las placas comunes.
 
 
Esta placa logró altos niveles de utilización y consenso, casi unánimes,  lo que llevó a las compañías predominantes de ese momento -ATI, S3 Graphics y Cirrus Logic- a adoptarla como estándar, y a trabajar sobre ella para mejorar la resolución de gráficos y el número de colores que se podían visualizar. Así se logró, en 1989, el SVGA, tecnología con la cual se llega a 2 MB de memoria de video, como así también a 1024 x 768 de resolución, a 256 colores, toda una revolución para la época.
 
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Las placas de video han evolucionado la tecnología de sus procesadores gráficos y sus memorias en función de las necesidades de un software en particular: los juegos de video. En la actualidad, un juego tiene requerimientos muy altos para funcionar.
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La vigencia de SVGA se mantuvo durante los años siguientes, hasta que en 1955 se produjo una segunda ruptura, cuando se dieron a conocer las primeras placas 2D/3D, fabricadas por Matrox, Creative, S3 y ATI. Su principal innovación era cumplir con los estándares SVGA, al tiempo que incorporaban operaciones y funciones de gráficos 3D. Cabe aclarar que en esa época, las placas de video 3D, también llamadas aceleradores, no coincidían con las comunes, sino que se gestionaban en una tarjeta separada.
 
En 1997, 3dfx lanzó el chip gráfico Voodoo, que contaba con una gran potencia de cálculo, así como con efectos 3D novedosos, tales como Mip Mapping, Z-Buffering y AntiAliasing. A partir de este momento, se sucedieron una serie de lanzamientos de placas muy potentes para la época, como Voodoo2, de 3dfx<<, y TNT y TNT2, de NVIDIA.
 
El rendimiento alcanzado por dichas tarjetas fue tal, que el puerto PCI, el protocolo de conexión que usaban todas las placas de video hasta ese entonces, quedó atrás y debió ser reemplazado. Intel picó en punta en esa tarea y desarrolló el puerto AGP (Accelerated Graphics Port), que logró solucionar y corregir los cuellos de botella generados entre el microprocesador y las placas de ese entonces.
 
Durante los últimos años del siglo pasado y el comienzo de éste, NVIDIA absorbiendo incluso a 3dfx, legendaria compañía del rubro, con su ya clásica línea Geforce. Durante ese periodo, las mejoras se orientaron, principalmente, a desarrollar los algoritmos 3D y la velocidad de los procesadores gráficos, sin descuidar las memorias, que también necesitaban mejorar su velocidad, por lo que se logró incorporar las de tipo DDR (Double Data Rate) a las placas gráficas, También durante este tiempo las capacidades de memoria de video se duplicaron, pasando de los 32 MB de Geforce, a los 64 y 128 MB de Geforce 4.
 
Los últimos años se han ido en una constante carrera por superar la velocidad y el rendimiento de las placas. NVIDIA continua manteniendo un amplio dominio del mercado, pero desde que AMD la adquirió en 2005, ATI ha resurgido con fuerza, a bordo de la línea Radeon, para disputarle una porción importante del mercado a las Geforce.
 
(http://www.productwiki.com/upload/images/amd_hd_radeon_4870_x2_1.jpg)

Las placas de video actuales son radicalmente diferentes de las que se usaban hace unos años, y han cambiado su estructura interna y factor de forma.
 
 
Tal lucha comenzó a manifestarse también en las tecnologías utilizadas: NVIDIA presentó en 2006 su plataforma SLI, capaz de hacer funcionar dos o más placas en forma simultánea, lo cual mejora el rendimiento a nivel de gráficos; mientras que ATI contraatacó con Crossfire, similar a la tecnología de la competencia, y, según los expertos, de mejor rendimiento.
 
(http://cmapspublic.ihmc.us/rid=1G5GVKLJV-GG80XS-LJ3/Pci-slots.jpg)

El slot PCI es uno de los más antiguos, y su permanencia se debe a la versatilidad de expansión para diferentes dispositivos, que van desde placas de video hasta módems dial-ip.
 
 
Puertos de conexión
 
Una cuestión de mucha relevancia al hablar de placa de video es el puerto que permite la conexión entre ella y el motherboard, Un largo recorrido ha habido desde entonces, comenzando con la aparición del slot ISA (Industry Standard Architecture), que tenía una arquitectura de bus de 16 bits a 8 MHz, y que logró dominar la década de 1980, de la mano de IBM. Luego llegó el turno de MCA (Micro Channel Architecture), creado por la misma empresa con la intensidad de 10 MHz. En la práctica, resultó casi un fiasco, porque era incompatible con los puertos anteriores y necesitaba tarjetas de expansión especialmente diseñadas para su propia estructura.
 
(http://www.legitreviews.com/images/reviews/243/UltraPCIslots.jpg)

En esta imagen podemos apreciar la evolución en el factor de forma de los puertos PCI: desde abajo, tres puertos PCI convencionales, un PCI-E 16x y dos PCI-E 1x.
 
 
Luego de la tecnología MCA, en 1988 apareció EISA (Extended Industry Standard Architecture), una respuesta de la competencia, que poseía 32 bits a 8,33 MHz y era compatible con placas de video previas, además de que permitía que más de una CPU compartiera el bus. Fue desarrollada por el grupo de los 9 -AST, Compaq, Epson, Hewlett-Packard, NEC Corporation, Olivetti, Tandy, Wyse y Zenith-, vendedores de computadoras denominadas, por ese entonces, como clones.
 
El desarrollo prosiguió con VESA (Video Electronics Standard Association). Se trataba, básicamente, de una extensión de ISA que logró solucionar la restricción de los 16 bits, al mejorar la insuficiencia del flujo de datos, duplicar el tamaño del bus y tener una velocidad que alcanzaba 33 MHz. Pero el concenso generalizado llegó recién con PCI (Pheripheral Component Interconnect), un tipo de bus que desplazó a los anteriores a partir de 1993 y que servía para conectar no sólo placas de video, sino también otros periféricos.
 
Tenía un tamaño de 32 bits y una velocidad de 33 MHz, y permitía una configuración dinámica de los dispositivos conectados sin necesidad de ajustarlos manualmente mediante jumpers, una metodología muy extendida en años previos. PCI-X fue una versión corregida que aumentó el tamaño del bus hasta 64 bits e incrementó la velocidad hasta 133 MHz, a partir de un cambio de protocolo que traía PCI. Sin embargo, pronto que quedó obsoleto ante los cambios que sucedieron en la tecnología, por lo que el nuevo avance fue imprescindible.
 
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La tecnología AGP (Accelerated Graphics Port) comprendía un bus dedicado de 32 bits, como PCI, pero en 1997, en su versión inicial, incrementó la velocidad hasta 66 MHz.
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Y así llegó AGP (Accelerate Graphics Port), que comprendía un bus dedicado de 32 bits, como PCI, pero en 1997, en su versión inicial, incrementó la velocidad hasta 66 MHz.
 
El puerto AGP fue desarrollado por Intel a partir de la necesidad de solucionar los problemas de congestión que afectaban a los PCI. Partió de las especificaciones adoptadas por PCI 2.1 pero, a diferencia de aquél, contaba con 8 canales adicionales de acceso a la memoria RAM, pudiendo acceder a ésta a través del northbridge, emulando así la memoria de video en la RAM. Es utilizado, exclusivamente,, para tarjetas de video, y cuenta con diferentes modos de funcionamiento, como por ejemplo:
• AGP 1x; Psee una velocidad de 66 MHz y una tasa de transferencia de 266 MB/s, funcionando a un voltaje de 3,3 V.
• AGP 2x: Tiene una velocidad de 133 MHz, una tasa de transferencia de 532 MB/s, y funciona a 3,3 V.
• AGP 4x: Logra una velocidad de 266 MHz, una tasa de transferencia de 1 GB/s y funciona a un voltaje de 3,3 o 1,5 V, para adaptarse a las diversas placas existentes.
• AGP 8x: Su velocidad es de 533 MHz, con una tasa de transferencia de 2 GB/s y un voltaje de 0,7 V o 1,5 V.
 
Es necesario destacar que los puertos de aceleración gráfica evolucionaban tanto en su forma física como en el voltaje necesario para funcionar. El cambio en el factor de forma generaban iincompatibilidades entre los modelos previos y los posteriores. La ventaja de esto era que no se podía utilizar una placa de expansión en un slot que trabajara con más voltaje. Así, resultaba imposible quemar las placas aceleradoras por un descuido.
 
La última revolución dentro de los puertos de conexión ha sido la aparición de una interfaz que, en 2004, empezó a competir contra AGP y llegó a duplicar, en 2006, el ancho de banda de ésta. En concreto, hablamos de PCI Express, popularmente conocida como PCI-E, un nuevo desarrollo del viejo puerto PCI, basándose en un sistema de comunicación en serie mucho más veloz que los anteriores. Debido a que se basa en el bus PCI, las placas actuales pueden ser reconvertidas a PCI-E cambiando sólo la capa física. La velocidad superior alcanzada por PCI-E permitió, paulatinamente, reemplazar casi todos los demás buses, AGP y PCi incluidos; este último se conserva como método de conexión de módems y tarjetas de sonido. Es usado, principalmente, para conectar tarjetas gráficas.
 
Cada slot de expansión lleva 1, 2, 4, 8, 16 o 32 enlaces de datos entre la placa madre y las tarjetas conectadas, cada uno de los cuales corresponde a un tipo preciso de PCI-E, tal como 1x, de enlace simple; y 16x, para una tarjeta de 16 enlaces. En el uso más común, x16, se proporciona un ancho de banda de 4 GB/s (250 MB/s x16) en cada dirección.
 
Otra de las novedades que se comenzaron a implementar después de la aparición de PCI-E fue la posibilidad de contar con más de una placa de video para el procesamiento simultáneo de gráficos. Este tema será tratado más adelante.
 
(http://www.pcstats.com/articleimages/200301/PCI/atimaxx/furymaxx_board.gif)

Las primeras placas de video AGP sólo soportaban 4x como máximo; sin embargo, estos dispositivos eran mucho más rápidos que los PCI convencionales.
 
 
 
¿Integrada o externa?
 
Dos tipos de video
 
Éste parece ser el dilema cuando nos llega el momento de armar una computadora. Aquí, una breve guía que nos permitirá tomar la decisión adecuada.

 
Una de las cuestiones más importantes a la hora de comprar una computadora es decidir qué tipo de dispositivo de video incorporar. A grandes rasgos, existen dos: el más común -y el que imperó por durante muchos años- es una placa externa que se conecta a la PC mediante uno de los tantos puertos físicos de conexión ya mencionado; el otro es el que comenzó a popularizarse en los últimos años, a partir de la necesidad de abaratar costos y permitir el acceso de mayor cantidad de personas a una PC: una placa integrada al motherboard, a partir de la modificación de chipset de ésta. Las diferencias entre éstos tipos no se reducen a lo mero físico, sino que se extienden a distintos planos, como el rendimiento del dispositivo y el de la computadora en general. Para conocerlos y compararlos, primero haremos un recorrido por las características de cada uno.
 
(http://www.nvnews.net/reviews/bfg_geforce_6800_ultra_oc/images/bfg6800uoc_sm.jpg)
Aquí podemos apreciar una placa aceleradora de 8x con conectores DVI, memoria DDR3, pero con conector AGP, lo que la hace obsoleta frente a las PCI Express 16x.

 
 
Esquema de funcionamiento de una placa de video
 
El proceso primario para que todo se pueda ver correctamente en el monitor es que el procesador envíe información hacia la memoria de video. Luego, cada placa gestiona la búsqueda de esa información, de modo tal que se pueda pasar y codificar, para después hacerla visible en la pantalla. Toda esta operación, desde que el procesador ingresa algún dato en la memoria hasta que se muestra algo en la pantalla, toma alrededor de 0,2 a 0,016 segundos. Cabe aclarar que, a la vez, este proceso depende también de la velocidad de refresco del monitor que se esté usando.
 
Una placa tiene varios componentes principales. El buffer de video es considerado como la parte más relevante del sistema. Por su parte, la memoria RAM de ésta se encuentra dentro del espacio de direcciones accesible por el procesador, lo que se conoce como memoria superior. La placa puede tomarla de la memoria general del sistema, en caso de que sea integrada; si no, posee una propia, como sucede en el caso de las placas externas. Luego está el decodificador de atributos, que se encargar de convertir todos los atributos asociados a los datos del buffer, en señales codificadas que pueden emitirse por el monitor. El generador de caracteres alfanuméricos se ocupa de convertir el código ASCII en caracteres que podrán verse en pantalla; y el controlador CRT genera las señales de temporización horizontales y verticales necesarias para la correcta presentación en el monitor. Aquí puede seleccionarse una porción del buffer de video para que sólo ésta pueda visualizarse.
 
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Modelo por modelo, los dispositivos integrados o de expansión ofrecen casi el mismo rendimiento, salvo por la cantidad de memoria RAM que toman para utilizar el proceso.
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En los modos de texto, también se pueden controlar el tamaño y la posición del cursor. Luego está el control de modo de video, que, como su nombre lo indica, maneja el modo de operación de los componentes de la tarjeta al establecer un modo de video predeterminado. Entre éstos podemos encontrar al secuenciador, que direcciona secuencialmente la memoria de video, atendiendo a las temporizaciones atendidas por el controlador CRT; el controlador de gráficos, que administra el flujo de datos entre el búffer, el procesador y el controlador de atributos y, por último, el generador de caracteres alfanuméricos.
 
Una vez que hemos conocido el esquema de funcionamiento básico de una placa, podemos analizar las ventajas y desventajas de cada tipo de dispositivo.
 
Diferencias
 
La más notoria resalta a simple vista: la cuestión física. Una placa externa es una típica placa de expansión, con chips, conectores externos e internos y, ocasionalmente, un cooler acompañado de un disipador de calor, que servirá para bajar la temperatura de la placa. En cambio, una onboard viene incluida en el motherboard, a través del circuito de chips que conforman el chipset del mother y, a lo sumo, tiene un disipador de calor que la hace apenas visible. Pero esto no es lo relevante en este caso, sino que importan más las diferencias a nivel de rendimiento, costos, temperatura y el uso que se le dará a la PC.
 
En cuanto al rendimiento, lo más relevante en este caso es el hecho de que una placa externa posee una memoria RAM propia, mientras que una onboard toma la suya del sistema -es decir, la comparte-, lo que va en detrimento del funcionamiento de la PC. Cuando el video es integrado físicamente, la memoria de video es restada de la RAM y, entonces, durante el volcado de datos de la memoria de video hacia el chip y de éste al monitor, no sólo se ocupa el bus, sino también el dispositivo en sí. Esto hace que, durante este proceso, la memoria total del sistema no esté disponible; es decir, el sistema completo se paraliza al efectuarse estas transferencias. Cuando se manejan gráficos avanzados, como OpenGL o algún efecto 3D poderoso, la situación empeora, debido a que, en cada transformación que se haga, están involucrados físicamente el chip de video, el bus y la memoria.
 
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OpenGL
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OpenGl es una especificación estándar que define una API multilenguaje y multiplataforma para escribir aplicaciones que produzcan gráficos 2D y 3D. Fue desarrollada por Silicon Graphics Inc.  (SGI) en 1992. Su nombre viene del inglés Open Graphics Library, cuya traducción es biblioteca de gráficos abierta. OpenGL se utiliza en campos como CAD, realidad virtual, representación científica y de información, simulación de vuelo y desarrollo de videojuegos. En este último, su principal competidor es Direct3D, de Microsoft Windows.
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(http://www.agrupa.es/productos_imagenes/2054/xfx-hd-5770-1gb-fenix-fan-radeon-ati_0_640.jpg)

Debido a la velocidad de proceso de las GPUs, los fabricantes se ven obligados a instalar disipadores y coolers para refrigerar el chip.
 
 
Con una placa de video externa la cuestión es radicalmente diferente, ya que ésta posee su propia memoria, que es mapeada de manera similar, pero también lo es por el micro de video; esto quiere decir que la memoria es accesible desde la CPU partiendo desde la dirección de datos y desde la GPU. Esto hace posible que la memoria de video sea accedida por el chip sin usar el canal de datos principal, que queda libre, y haciendo que el micro de la computadora pueda usar la memoria común y seguir trabajando sin interrupciones. Sólo cuando el procesador necesite actualizar la pantalla, se ocupará el canal de datos general, pero el volcado de memoria, el trabajo con gráficos 3D, texturas y transformaciones, se hará de manera directa desde el chip de memoria al chip de video, y de éste al monitor, sin involucrar el bus de datos. Se cree que, usando una placa externa, el desarrollo general de una máquina aumenta hasta un 30% más que una placa integrada. En cuanto a costos, en general, tener una placa de video integrada abarata la compra de una PC, ya que se ahorra el gasto de la placa dedicada, además de que las mothers con video integrado son, en general, más económicos que los otros, al requerir componentes de menor calidad y poderío. Esto repercute en el tema de la temperatura, porque en el chipset de las placas onboard todo está integrado, también el chip de video, y esto hace que la temperatura sea superior. Pero las placas dedicadas tampoco se salvan de sufrir problemas de calentamiento, al correr juegos muy pesados y demandantes.
 
En lo que respecta al uso que se le dará, resulta evidente que una placa integrada basta y sobra para tareas relacionadas con herramientas de oficina, Internet y reproducción de música en forma hogareña, mientras que una placa externa resulta imprescindible para juegos -en especial, sin son nuevos y de gran rendimiento- y para trabajos de diseño gráfico 3D, como así también para edición de video a nivel profesional.
 
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Qué es una API
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Una API representa una interfaz de comunicación entre componentes de software. Se trata del conjunto de llamadas a ciertas bibliotecas que ofrecen acceso a servicios desde los procesos, y representa un método para conseguir abstracción en la programación, generalmente, entre los niveles o capas inferiores y los superiores del software. Uno de los principales propósitos de una API consiste en proporcionar un conjunto de funciones de uso general, por ejemplo, para dibujar ventanas o iconos en la pantalla. De esta forma, los programadores se benefician de las ventajas de la API haciendo uso de su funcionalidad, y así se evita la tarea de programar todo desde el principio.
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La API DirectX
 
DirectX es una colección de APIs creadas para facilitar las complejas tareas relacionadas con multimedia, en especial, la programación de juegos y video en la plataforma Microsoft Windows. Consta de las siguientes APIs:
• Direct3D: Utilizado para el procesado y programación de gráficos en tres dimensiones (una de las características más usadas en DirectX).
• Direct Graphics: Para dibujar imágenes en dos dimensiones (planas) y para representación de imágenes en 3D.
• DirectInput: se usa para procesar datos del teclado, mouse, joysitck y otros controles para juegos.
• DirectPlay: Para comunicaciones en red.
• DirecSound: Para la reproducción y grabación de sonidos de ondas.
• DirectMusic: Reproduce pistas musicales compuestas con DirectMusic Producer.
• DirectShow: Para reproducir audio y video con transparencia de red.
• DirectSetup: Para la instalación de componentes DirectX.
 
A pesar de ser desarrollada exclusivamente para la plataforma Windows, una implementación de su API se encuentra en progreso para sistemas UNIX (en particular, Linux) y X Windows System. Se trata de Cedega, creada por la empresa de software Transgaming y orientada a la ejecución de juegos programados para Windows bajo sistemas UNIX.
 
 
La placa de video
 
Los detalles elementales
 
Como mencionamos anteriormente, las placas de video poseen un procesador gráfico (GPU), módulos de memoria, disipadores y cooler, que pueden apreciarse en esta guía visual.

 
(http://i25.tinypic.com/2lw0qc0.png)

 
1. DVI: son los conectores donde se coloca el cable que transmite los datos hacia el monitor.
2. Súper Video: Es un conector que permite utilizar un televisor como salida de video alternativa.
3. Puente SLI: En estos pequeños contactos se coloca el puente para que dos placas de las mismas características puedan trabajar en paralelo.
4. Disipador de GPU: El procesador gráfico de la placa de video se encuentra casi siempre oculto bajo un disipador. Su función es mantener las temperaturas estables.
5. Conectores de alimentación extra para el trabajo de funcionamiento en paralelo.
6- Regulador de voltaje: Está compuesto por capacitores electrolíticos, resistencias y microfusibles.
7. Traba: Es la base que funciona como tope y traba para mantener la placa en la posición adecuada.
8. Interfaz de comunicación con el motherboard: Puede ser ISA, VESA, PCI, AGP o PCI-E. Cumple con la función de proveer a la placa de una vía para el cambio de datos, las cargas de información y los accesos a la memoria RAM.
9. Traba frontal: Ésta es la traba que queda fija en el panel trasero del gabinete; en la parte superior se ajusta con un tornillo.
10. Memoria RAM de video: Cumple con la función de proveer a la GPu de espacio para almacenar sus cálculos y organizar la imagen que se mostrará en pantalla.
11. GPU: Es la unidad de procesamiento de gráficos de la placa de video; su función es realizar todo el trabajo de proceso.
 
 
 
Sintonizadoras de TV
 
Dispositivos de video específicos
 
La familia de las tarjetas de video excede a las aceleradoras; es decir, existen otros tipos más específicos que nos permiten ver la TV y capturar video en la PC.

 
 
No sólo para reproducir videos o gráficos sirve una computadora: también es capaz de desarrollar funciones mucho más complejas de las que habitualmente se llevan a cabo en un hogar. Y para tales fines, es imprescindible acompañarla de un hardware acorde, que facilita y simplifique lo que se pretende hacer. Dentro de este rubro, encontramos las placas aceleradoras de video, integradas o externas; las placas sintonizadoras de video, que gestiona la posibilidad de ver en nuestra PC los canales que disfrutamos habitualmente en el aparato de televisión; y las capturadoras y editoras de video, que se encargan, como su nombre lo indica, de tomar video desde distintas fuentes analógicas, para luego digitalizarlo y colaborar en su edición. Veamos cada una en detalle.
 
 
Placas aceleradoras de video
 
Se desarrollan a mediados de la década de los '90, a partir de la necesidad creciente de que cada computadora pudiera reproducir, además de gráficos comunes, aquellos que tenían efectos 3D. Durante esos años, estas placas se vendían por separado de las tarjetas gráficas comunes, situación que se mantuvo, incluso hasta los primeros años de esta década, tras lo cual la gigantesca evolución tecnológica que caracteriza a este tiempo llevó a que estas placas fueran integradas a las placas gráficas de uso común. Por lo tanto, hoy todas las placas de video sonaceleradoras de 3D, obviamente, con sutiles diferencias entre ellas, así se trate de una onboard o de una externa, de gama baja o de alto rendimiento.
 
Las primeras aceleradoras fueron las legendarias Voodoo de 3dfx, competidoras directas por ese entonces de las TNT de NVIDIA. Luego de esa primera etapa, poco a poco se fue buscando la opción de integrar las aceleradoras de 3D a las placas comunes, y se puso el acento en los algoritmos 3D, la velocidad de los microprocesadores gráficos y la ampliación de las capacidades de memoria.
 
(http://img.confronte.com/productos/big/6/60501.jpg)

Sintonizadora con interfaz PCI, Plug & Play, conector S-Video de entrada (capaz de ver video a través de la TV), VCD, DVD y videocámara.
 
 
(http://ai.pricegrabber.com/pi/5/52/31/55231816_640.jpg)

Las notebooks también pueden contar con un dispositivo para sintonizar y capturar video.
 
 
¿Qué hace, concretamente, una aceleradora 3D? Es fundamental a la hora de crear un entorno en tres dimensiones en la PC, para cuyo fin la cantidad de cálculos matemáticos necesarios es inmensa. Técnicamente, es muy complejo y costoso lograr el realismo y la velocidad requeridos para que en un combate en un juego sea verosímil, o para que generar una vista en un programa de diseño gráfico en 3D no tarde una eternidad.
 
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Las placas capturadoras son un dispositivo de uso más específico que las sintonizadoras, ya que se utilizan en la edición de video a nivel profesional y casi no se instalan en computadoras de escritorio convencionales.
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No se puede esperar que el microprocesador de la PC se ocupe de aquellas tareas, además de las que ya está ejecutando, como mantener el sistema operativo en funcionamiento, desarrollar la inteligencia de los personajes que no son manejados por el jugador, y muchas más.
 
La aceleradora 3D también tiene que calcular el aspecto de los objetos que se ven en pantalla, sus texturas (ropa, pelo, superficie de madera, cemento u otros materiales), la forma en que la luz incide sobre los personajes, sombras transparencias y numerosos efectos especiales de gran resolución. Si el personaje de un juego se mueve, si la cámara cambia su perspectiva frente a un escenario o un objeto hecho en una aplicación, la aceleradora tiene que volver a calcular cómo se ven los elementos, qué cosas quedan tapadas por otras, cuál será el aspecto de esos objetos, etc. Todo esto debe de realizarse en cada cuadro, con juegos que están pensados para funcionar correctamente a 60 cuadros por segundo.
 
El uso que se le da, en general, a una aceleradora es, como ya dijimos, los juegos, y también la edición de video o diseño gráfico 3D. Y de acuerdo con ese uso, habrá que elegir una aceleradora acorde. Es necesario conocer algunas características que, si bien son comunes a todas las placas de video, resaltan mucho más en una aceleradora, ya que nos permitirán hacer una correcta evaluación de tales dispositivos.
 
Primero están los pipelines, que determinan el rendimiento de la placa gráfica al utilizar altas resoluciones, efectos gráficos y filtros varios, tales como antialiasing o anisotroping. Los pipelines están relacionados con la tasa de relleno que la placa es capaz de ofrecer. Luego, hay que prestar especial atención a las velocidades de esa placa, que afectan sustancialmente al rendimiento general de ese dispositivo y, por ende, el de la computadora. Obviamente, a mayores velocidades, mayor es el rendimiento y también es mayor la temperatura que se genera, lo cual implica un costo mayor en coolers y una fuente de poder adecuada para no sufrir ninguna experiencia desagradable.
 
Básicamente, existen dos componentes en los cuales medir la velocidad en MHz: uno es la memoria, un punto igual de importante que los demás y que genera controversia con respecto a si es más relevante la capacidad de las memorias o la frecuencia a la que funcionan. El otro es el ancho de bus, otro aspecto que afecta el rendimiento general y que también está relacionado con las memorias. El ancho del bus influye directamente en la capacidad de la placa para pasar información desde la memoria de video hasta el procesador gráfico, la GPU.
 
 
 
Placas sintonizadoras de TV
 
Tal como lo indica su nombre, sirven para convertir al monitor en algo más que una pantalla para abrir aplicaciones o juegos, para así aprovechar al máximo sus capacidades, al poder ver la televisión de la misma forma que en un aparato común e, incluso, dándoles la capacidad de actuar como videograbadoras digitales, igual de programables que las popularmente conocidas. Se conectan, por lo general, a un puerto PCI común y necesitan de un software especial que permita la total compatibilidad con el sistema operativo.
 
(http://img.hexus.net/v2/internationalevents/computex2007/e800_large.jpg)

En la actualidad, contamos con placas específicas para colocar en los puertos PCI-E.
 
 
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FPS
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Uno de los conceptos que más veremos cuando se trata de analizar dispositivos de video es el de FPS, frames por segundos. Se denomina frame, en inglés, a un fotograma o cuadro, una imagen particular dentro de una sucesión de imágenes que componen una animación. La continua sucesión de estos fotogramas produce a la vista una sensación de movimiento, fenómeno dado por aquellas pequeñas diferencias que hay entre cada uno de ellos. La frecuencia es el número de fotogramas por segundo necesarios para crear movimiento.
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Software específico
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Las sintonizadoras se distribuyen junto con sus drivers, y un software que permite la sintonización, memorizado, visualización y grabación directa o programada de los canales. También hay software gratuito de terceros que funcionan con cualquier tarjeta sintonizadora y que, en muchos casos, mejora la calidad de la visualización y de la grabación obtenida por el programa original de la placa.
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Entre las múltiples funcionalidades que poseen las placas sintonizadoras podemos encontrarnos con que permiten sintonizar canales de televisión, tanto de antenas de aire como de conexiones por cables, como así también la emisión de radios de frecuencia modulada (FM), la grabación de cualquier señal de video o audio que reciban, la posibilidad de grabar un programa de televisión mientras se mira otro, y también la programación para comenzar y detener una grabación determinada en cualquier momento.
 
Uno de los aspectos de mayor relevancia en lo que respecta a este tipo de placas es la necesidad de cada usuario de apreciar la imagen con la nitidez y la claridad deseadas, o sea, todo lo que implica la calidad de la imagen. Es por eso que resulta necesario buscar placas que soporten altas resoluciones. A nivel de las entradas de señales, casi todas admiten la posibilidad de señales de audio y video comunes, ya sea televisión por cable, S-Video o video compuesto; y tanto señales analógicas como digitales. Muchas también incluyen la posibilidad de manejar todo a distancia, gracias al uso de un control remoto.
 
Placas capturadoras y editoras de video
 
En los últimos años, han sido prácticamente asimiladas una a la otra, por lo que su compresión en un solo ítem resulta pertinente. Su función más básica es capturar video desde cualquier fuente analógica -una videograbadora, una cámara de video, etc.-, para luego editarlo.
 
Las marcas más comunes en este sentido son las Pinnacle, Matrox, Miró y Quadro. Pueden capturar video en alta definición o en calidad DVD, y también se manejan sin problemas, tanto con señales analógicas como con señales digitales.
 
(http://tampico.pcdomino.com/Computers/graphics/00000001/pinnacle%20studio%20moviebox%20med.jpg)

Vemos aquí un dispositivo capturador y editor externo de la empresa Pinnacle, uno de los mejores del mercado a nivel semiprofesional, que se conecta a la computadora a través de los puertos USB o FireWire, y sirve para digitalizar video desde diversas fuentes analógicas.
 
 
Un punto de especial interés, y algo controversial, es la compatibilidad que ofrecen con el resto del hardware de una PC, ya que muchas veces presentan ciertos problemas a la hora de utilizarlas. Por eso es necesario poner especial atención en el momento de la compra, como así también conseguir los drivers adecuados para la placa elegida.
 
Otro punto de relevancia es la discusión generada en torno de la influencia que tienen estos dispositivos a la hora de colaborar en la renderización (es decir, la conversión de video). por un lado, están sus detractores, quienes postulan que para tal tarea, lo más importante es contar con un micro muy potente, ya que estas placas no inciden demasiado en esta función. Por otro lado, están quienes proclaman que estas placas aceleran sensiblemente el tiempo de renderización de un video, en especial, aquellas que aceptan ciertas funciones vía hardware. permiten conexiones USB 2.0 y también FireWire.
 
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La función de las placas capturadoras es tomar video desde cualquier fuente analógica -una videograbadora, una videocámara, etc.-, para luego permitir su edición.
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Placa sintonizadora
 
Características del hardaware

 
(http://i30.tinypic.com/33kb292.jpg)

 
 
 
SLI vs. Crossfire
 
La primera batalla del nuevo siglo
 
Entre estas novedosas tecnologías se dirime la última gran lucha de los gigantes de las placas de video, NVIDIA y ATI. Aquí analizaremos las características de cada una.


En el año 2004, NVIDIA presentó su más reciente desarrollo, la tecnología SLI, Scalable Link Interface. Se supo en seguida que la respuesta de la competencia no se haría esperar. Apenas un tiempo después, ATI contraatacó con CrossFire, su sistema para compartir procesadores gráficos múltiples que le permitió reposicionarse frente a la ventaja tomada por NVIDIA por aquel entonces. ¿Qué son, concretamente, SLI y CrossFire) ¿En qué se asemejan y en qué se diferencian? Todos esos interrogantes básicos que nos asaltan son los que trataremos de develar en esta sección acerca de la primera gran batalla del siglo en lo que respecta a placas de video.
 
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El software para SLI se ocupa de distribuir la carga de trabajo de dos formas posibles. Una se denomina SFR (Split Frame Rendering), que analiza la imagen por desplegar en un cuadro y divide la carga equitativamente entre los dos procesadores.
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En forma general, tanto SLI como CrossFire son similares; es decir, son sistemas que permiten la conexión de dos o más placas de video en un mismo motherboard, para producir la misma señal de salida. También se los conoce como sistemas de GPU múltiple y, básicamente, son métodos de procesamiento paralelo para gráficos que incrementan el poder disponible. Se utilizan con puertos PCI-E 16x y, según el modelo de mother elegido, permiten conectar hasta cuatro placas trabajando en forma simultánea.
 
La primera en picar en punta en este sentido fue 3dfx, antigua empresa del rubro que fue absorbida hace unos años por NVIDIA y que había presentado una primera versión de SLI llamada Scan Line Interleave, en el año de 1998, usada por los procesadores gráficos Voodoo 2. En su momento, el proyecto fue abandonado debido a la preponderancia adquirida por AGP, que sólo permitía la conexión de una placa en cada mother. Seis años después, NVIDIA logró relanzar esa tecnología, pero mejorada, para usar con los por entonces novedosos puertos PCI-E; así se abrió el camino a este tipo de tecnología. Veamos ahora las características centrales de cada una.
 
Tecnología SLI
 
Deriva, como ya dijimos, de de la desarrollada por 3dfx hace varios años. A partir de su uso, es posible aumentar en forma notoria la potencia de una PC a nivel gráficos, agregando una segunda tarjeta gráfica igual a la primera. Se pueden usar dos desde el comienzo; o poner sólo una y, luego, agregar la segunda placo cuando se necesite mayor poder de procesamiento.
 
(http://www.blogcdn.com/www.joystiq.com/media/2007/05/geforce_8800_ultra_sli_425px.jpg)

Dos placas de video NVIDIA 8800 Ultra conectadas en SLI. En la parte superior podemos apreciar el conector que permite la perfecta sincronización entre ambas.
 
 
 
Las dos tarjetas se conectan mediante un pequeño conector de circuito impreso, que sirve de enlace para transmitir datos de sincronización, visualización y píxeles entre los dos procesadores gráficos, proporcionando información entre los dos procesadores a velocidades que llegan a 1 GB/s; todo esto sin consumir ancho de banda del bus PCI-E. El software se encarga de distribuir la carga de trabajo de dos maneras posibles. Una se denomina SFR (Split Frame Rendering), que analiza la imagen por desplegar en un cuadro y divide la carga equitativamente entre los dos procesadores.
 
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La mayoría de los programas gráficos y juegos más recientes son ideados para aprovechar las características de la modalidad SLI o CrossFire.
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La otra manera se denomina AFR (Alternate Frame Rendering), en la que cada cuadro es procesado por una GPU de manera alternada; es decir, un cuadro es procesado primero por una GPU, y el siguiente, por la otra. Cuando se despliega un cuadro, la imagen se manda a través de la conexión SLI hasta la GPU principal, que lo envía a la salida. Se supone que esto reduciría el tiempo de procesamiento a la mitad, pero el tiempo real es un poco mayor.
 
En sus comienzos, era necesario que las placas fueran exactamente iguales -es decir, de la misma marca, modelo y capacidad-, aunque con el correr del tiempo esta situación ha cambiado, y hoy es posible utilizar dos placas de distinto fabricante, siempre y cuando tengan la misma GPU, además de que se utilice siempre la misma versión de drivers para ellas, proporcionado por sus fabricantes. Ni siquiera debe ser idéntica la cantidad de memoria de cada una, aunque se recomienda que lo sea, porque el excedente que queda de memoria en tal caso no se usa en el funcionamiento del sistema, y se desaprovecha. Incluso, las placas pueden estar ocerclockeadas de manera diferente, sin que esto afecte el funcionamiento del sistema.
 
Es preciso tener en cuenta el hecho de que, para aprovechar al máximo este sistema, hay que utilizarlo con juegos y aplicaciones cuyo código haya sido diseñado específicamente para alcanzar la potencia máxima de cada procesador, y la tecnología SLI. En caso de no hacerlo, la mejora no será notaria, y le restará poder. Se cree que las aplicaciones y los juegos que fueron desarrollados para usar las bondades máximas de cada GPU pueden ver incrementado su rendimiento, teóricamente, hasta un 100%. Por suerte para quienes poseen esa tecnología, la mayoría de los programas gráficos y juegos más recientes son desarrollados para aprovechar las características de la modalidad SLI.
 
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¿Qué tecnología es mejor?
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Más allá de las diferencias en cuanto a la metodología que utilizan para lograr el objetivo en cada caso, las similitudes entre ambas tecnologías son amplias. Es por eso que la mayoría de los expertos no decreta la supremacía de un sistema sobre otro, sino que necesita la paridad existente. Y de esto deriva que la principal forma de diferenciación entre las dos pase por las placas que se conectan a ella, ya que no es lo mismo comparar un sistema SLI con dos placas de gama baja, que un CrossFire equipado con dos tarjetas de gama alta. Allí radica la potencia y los beneficios de cada sistema, en las placas que se van a conectar.
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Tecnología CrossFire
 
Éste es el nombre que ATI -una compañía que en 2005 fue comprada por el gigante de los procesadores, AMD- les dio a su tecnología de conexión de múltiples procesadores gráficos. A grandes rasgos, es similar a SLI, con lo cual comparte muchos de los recursos que utiliza, aunque la mayor diferencia pasa por el sistema que cada una aplica para llegar al mismo fin. Al igual que SLI, ATI sólo funcione con puertos PCI-E 16x y, en el caso de CrossFire, también requiere que la placa madre y las placas a las que se conecta sean certificadas en CrossFire.
 
(http://www.legitreviews.com/images/reviews/379/crossfire.gif)

Dos ATI Radeon conectadas a un mother con certificación CrossFire. En las imágenes se aprecia que , debido a los problemas de temperatura que pueden surgir, fueron instaladas junto a un poderoso sistema de cooler y disipador de calor.
 
(http://www.awd-it.co.uk/ProdImages/5114_Gigabyte_GA-EX58-UD5_Intel_X58_Crossfire__xl.jpg)

Podemos observar un motherboard de alta gama que soporta tecnología CrossFire. A simple vista, no se diferencia de SLI, pero el chip controlador es distinto.
 
 
En un principio, esta tecnología permitió que ambos procesadores compartieran la carga de trabajo en la renderización de las imágenes, pero el resto de las labores son manejadas por cada GPU por separado. Para la distribución del proceso de renderización, ATI diseñó tres formatos diferentes. Primero nos encontramos con AFR (Alternate Frame Rendering), un método que proporciona un mayor incremento en el rendimiento y consiste en que cada tarjeta gráfica renderiza fotogramas alternos, exactamente de la misma forma que uno de los sistemas empleados por SLI, que incluso lleva el mismo nombre. Luego está Scicorring, que divide cada frame en dos partes, que no tienen por qué ser iguales, porque la extensión de imagen que renderiza cada tarjeta se asigna dinámicamente. Por último, está STB (Super Tile Borrad), que divide la imagen en pequeñas proporciones de 32 x 32 píxeles, para crear una especie de malla o tablero.
 
En este caso, cada tarjeta renderiza pequeños cuadros alternos de la imagen dividida, superponiendo después las imágenes generadas por cada tarjeta, para crear así la imagen que se mostrará en pantalla.
 
Con el fin de que la comunicación entre las distintas placas se lleve a cabo de forma exitosa, CrossFire plantea tres posibilidades. Una es usada para placas de gama baja, poco demandantes en cuanto a recursos, que utiliza el propio bus PCI-E para transmitir los datos visuales entre los dos procesadores gráficos. Este tipo de conexión fue descartada para las tarjetas de gama alta, las llamadas high-end, debido a que se consumía un excesivo ancho de banda de PCI-E para resoluciones muy grandes, y esto propiciaba un marcado descenso en el rendimiento total del sistema.
 
La forma más extendida de montar CrossFire es utilizando una tarjeta master y otra slave; la primera sustituye una de sus conexiones DVI por una conexión especial que, mediante un cable externo, permite conectar ambas tarjetas entre sí y, a la vez, con el monitor.
 
La última opción, la más novedosa, evita tener que buscar una placa CrossFire master (que escasean en el mercado), y consiste en algo muy parecido al puente al que estamos habituados a ver en los sistemas de NVIDIA, en el que cada placa de video posee dos conectores que se enlazan mediante dos puentes. Así se consigue una tasa de transferencia de casi el doble de potencia que con el único puente de SLI. Esto, además de evitar el incómodo cable externo, simplifica el montaje del sistema CrossFire, al no tener que buscar versiones master de la tarjeta deseada. hasta el momento, este método sólo está siendo utilizando en las tarjetas de la serie Pro.
 
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Críticas al sistema
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En cuanto a las críticas, la mayoría apunta a dos aspectos muy controversiales. Uno, el tema de la temperatura, ya que el hecho de poner a funcionar dos procesadores de gran poderío, uno al lado del otro, en un gabinete cerrado, ocasiona un incremento de la temperatura del sistema en grandes proporciones, que obliga a tomar otros recaudos, tales como la inclusión de coolers y disipadores de mayor rendimiento. Esto deriva en un aumento de costo de tales equipos, porque se necesita un mother de alta gama que soporte ese desempeño, una fuente de poder muy potente, de watts reales, que pueda hacer arrancar un sistema tan demandante, y un microprocesador acorde. Es por eso que muchos recomiendan, antes de utilizar una de estas tecnologís, comprar una placa de video mucho más potente.
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Título: Re:Todo sobre La Tarjeta Gráfica (parte 1)
Publicado por: Calantra en Junio 18, 2012, 09:40:17 am
Muy bueno, si señor, un reportaje completo, desde los primero días de la técnologia de video hasta los sitemas actuales.
Yo estuve allí!, bueno no en los primeros días, pero sí fuí testigo de los avances en las primeras aceleradoras graficas en la decada de los 90. De la guerra entre Nvidia y 3dfx,  que acabó con esta última siendo absorvida por su competidora. He tenido (y puede que aun tenga alguna) muchas tarjetas graficas, desde las SVGA de trident y OAK de 1 mega de memoria, pasando por las primeras aceleradoras 3d: S3, Matrox, Voodo,riva tnt, hasta las más actuales como son las radeon y las gforce, de Ati y Nvidia.

Un saludo.
Título: Re:Todo sobre La Tarjeta Gráfica (parte 1)
Publicado por: theowyn en Diciembre 21, 2018, 02:39:34 pm
Buah, muchísimas gracias BIOS, el tema es antiguo pero es que la información es tan buena que se mantiene atemporal.
No obstante, y lo digo como una pequeña corrección y no por ser tiquismiquis, creo que las primeras tarjetas gráficas no se empezaron a fabricar en el año 1960 como dices en el post, sino en el 1981.
La información respecto a los puertos de conexión es brillante, la estuve consultando y lo has redactado perfectamente. Sobretodo en la parte de las tecnologías crossfire.

Revisa cuando puedas la información que te dije, la del año 1960, por lo menos y en base a esta fuentes de referencia estás equivocado, https://tarjetasgraficas.online/

De nuevo muchísimas gracias por el post, insisto, es de muy buena calidad los moderadores hacen un trabajo excelente al permitir este tipo de artículos.
Título: Re:Todo sobre La Tarjeta Gráfica (parte 1)
Publicado por: Pablolit en Abril 11, 2019, 05:11:17 pm
Muy bueno el apore, amigo!