[Guia de Compras] Placa de vídeo

Chegamos a um assunto que sempre gera muitas discussões. NVIDIA ou ATI? Mais memória ou maior poder de processamento? Estas são algumas das dúvidas que aparecem na cabeça de quem vai comprar uma placa de vídeo. Sem dúvidas Bey não possui a intenção de explicar tudo sobre placas de vídeo (até porque o assunto é tão longo que deixaria o post maior do que já está) :P. O objetivo é passar algumas informações para facilitar e orientar a compra de sua nova placa de vídeo. Vamos lá!

Placa de Vídeo – A definição

Placa de vídeo nada mais é do que o dispositivo que transforma o monte de bits existentes no computador em imagens que podemos ver e interpretar. Utilizando um outro ponto de vista podemos falar que a placa de vídeo envia sinais para o monitor definindo como e o que exibir.

Independência do sistema principal

Uma das principais características das placas de vídeo modernas é a independência do sistema principal para processar e armazenar dados relacionados à gráficos. Por isso é que a VGA (Video Graphics Accelerator) conta com um processador e memória dedicada. O “processador” da placa de vídeo também é conhecido como GPU (Graphics Processing Unit ou Unidade de Processamento Gráfico).

Uma dúvida muito comum é: minha placa mãe trabalha com DDR2. Será que posso ter uma placa de vídeo com DDR3? A resposta é sim, afinal de contas a VGA é independente do sistema principal.

Exceção a Regra

O video onboard é uma solução utilizada em placas mãe de baixo e médio custo que visa a economia. Trata-se de um chip de vídeo integrado ao chipset da placa mãe que utiliza recursos do sistema (principalmente processador e memória) para prover os sinais de vídeo para o monitor.

Ao contrário do que muitos pensam, o video onboard não é ruim. Porém ele deve ser utilizado nas aplicações corretas. Não adianta utilizar um video onboard para rodar jogos porque não vai ficar bom. Mas ele atende perfeitamente a demanda de escritórios, por exemplo.

Nomenclatura das Placas de Vídeo

Veremos alguns nomes como NVIDIA e ATI neste guia. Vamos entender um pouco mais sobre eles.

Muita gente vai assustar ao ler isso mas… lá vai: GeForce NÃO é placa de vídeo.

Não pode ser!!! O Bey esta ficando louco??? Como GeForce não é placa de vídeo?
Calma! Eu explico 😀

Na realidade GeForce é um CHIP de vídeo, um processador de vídeo ou ainda um GPU fabricado pela empresa NVIDIA. A Radeon HD também é um chip de vídeo porém este é fabricado pela ATI.

Empresas como NVIDIA e ATI revendem estes chips para montadoras de placas como XFX, Evga, Sapphire, GeCube, Asus, MSI e etc confeccionarem as placas de vídeo em si.

Barramento de memória

A principal característica que as pessoas verificam na hora de compra uma VGA é a quantidade de memória que ela possui. Realmente é um ponto que deve ser analisado, mas existe outra característica tão importante quanto ou até mais importante: o barramento da memória. O problema é que essa informação é desconhecida do público geral e acaba sendo jogada para escanteio na hora da decisão.

Saber a respeito do barramento nos permite saber a quantidade de dados que a memória pode trocar com o GPU. Quanto maior o valor da taxa de transferência maior será o poder da placa de vídeo.

O barramento da memória é medido em bits e quanto maior seu valor melhor é. Mas o que são estes bits? Para responder essa pergunta e outros questionamentos que virão a seguir irei utilizar como exemplo uma 9600GT da PNY que possui 512MB de memória funcionando a 1,8 GHz e barramento de 256bits.

Didaticamente podemos falar que existem 256 vias que interligam a memória ao GPU na 9600GT. Todas as informações trocadas entre memória e GPU trafegam através dela com certa velocidade. Essa velocidade é definida pela freqüência de operação das memórias da placa de vídeo.

Retomando o exemplo da 9600GT da PNY, vamos calcular qual taxa de transferência máxima oferecida pelo barramento desta VGA. Para calcular a taxa de transferência devemos sempre utilizar a seguinte fórmula:

[Taxa de Trasnf. Max.] = [Freqüência efetiva da memória] X [Barramento da memória] / 8

Logo teremos:

[Taxa de Trasnf. Max.] = 1,8 Ghz X 256 bits / 8 = 57,6 GB/s

Ou seja, a 9600GT da PNY possui uma largura de banda máxima de 57,6 GB/s. Esse cálculo pode ajudá-lo quando encontrar placas de vídeo de mesmo modelo, porém de fabricantes diferentes. Assim você conseguirá verificar com é o modelo mais interessante mesmo sendo semelhantes.

OBS: O cálculo informado acima deve utilizar a freqüência efetiva da memória, que é obtida pela multiplicação da freqüência real pelo número de transferências realizadas por pulso de clock. Bey não entrará em detalhes sobre as diferenças entre freqüência efetiva e real para não fugir do tema proposto pelo guia.

Sempre fique ligado na freqüência e nos barramentos das memórias da placa de vídeo. Eles chegam a ser mais importantes do que a quantidade de memória. E lembre-se: não adianta a placa de vídeo possuir muita memória se não consegue utilizá-la.

Processadores Stream

Nos primórdios da informática quando o mundo 3D estava apenas engatinhando todos os efeitos gráficos eram processados pelo sobrecarregado GPU. Com o tempo veio a primeira evolução: unidades de processamento dedicado. Certas tarefas que eram delegadas ao GPU começaram a ser encaminhadas para unidades secundárias que possuíam funções únicas. Alguns exemplos: Unidades de Pixel Shader (somente processavam este efeito), Unidades de Vertex Shader etc.

Sem dúvidas descentralizar do GPU o processamento de alguns efeitos que eram muito utilizados foi um grande passo. Porém, com o tempo novos problemas apareceram. Algumas unidades secundárias eram mais utilizadas do que outras causando sobrecarga em algumas delas e ociosidade em outras. Aí que entra a grande revolução das placas de vídeo atuais: os processadores stream.

Os processadores Stream nada mais são do que pequenos processadores extremamente versáteis que podem ser programados conforme a necessidade geral da placa de vídeo. Foi assim que as unidades secundárias acabaram e deram espaço a uma nova e mais eficiente solução. Logicamente quanto mais processadores Stream a placa de vídeo possuir melhor ela é. Por exemplo, a 9600GT da PNY que estamos utilizando como comparação possui 64 processadores stream.

Interfaces

Existem atualmente duas interfaces de comunicação entre placa de vídeo e placa mãe. Ambas são bem conhecidas, mas mesmo assim confusões ainda acontecem.

AGP

Accelerated Graphics Port ou Porta Gráfica Acelerada foi o primeiro slot dedicado para placas de vídeo. Atualmente está quase que totalmente descontinuado visto o sucesso da interface PCI-Express.

Inicialmente o AGP contava com um canal de 32bits funcionando a 66MHz, o que lhe permitia uma taxa de transferência máxima de 266MB/s. No final de sua época o AGP continuava com um canal de 32 bits funcionando a 66Mhz mas agora podendo realizar 8 transferências por pulso do clock (daí seu nome: AGP 8x) o que permitia uma taxa de transferência de 2.133MB/s.

PCI-E

Devido a necessidade de uma interface de comunicação rápida que superasse o já estagnado AGP um grupo de companhias auto denominados PCI-SIG criaram o PCI-Express.

O padrão PCI-Express, ao contrário de seu antecessor PCI, trabalha com comunicação serial em altas velocidades. Um recurso importante deste padrão e conseguir utilizar vários canais de comunicação serial simultaneamente. Cada canal trabalha a 2,5Ghz e transfere 8bits por pulso de clock (quatro em cada direção) o que permite uma taxa de transferência de 250MB/s. Ou seja o PCI Express 1x trabalha com um canal (1x) logo possui taxa de transferência de 250MB/s. Já o PCi Express 16x opera com 16 canais o que permite a ele possuir uma taxa de transferência de 4.000MB/s ou 4GB/s.

Recentemente foi lançada a versão 2.0 da iterface PCI-Express que traz como novidade o aumento da freqüência de 2,5GHz para 5,0GHz o que permite sobrar a taxa de transferência de cada canal. Sendo assim o PCI-Express 16X v2.0 pode funcionar com taxa de transferência de 8GB/s.

Diferença de banda entre as interfaces:

Interfaces de Saída

A forma como a placa de vídeo transmite informação para o monitor também é importante. Logicamente seu monitor também deve suportar o padrão compatível com sua placa de vídeo.

VGA (Video Graphics Array)

Interface de saída analógia criada pela IBM em 1987. Utiliza o conector DB-15 que normalmente possui a coloração azul. Com o passar do tempo sofreu várais atualizações e assim foram aparecendo subpadrões como o SVGA, WXGA, etc…

Maiores informações neste link.

DVI (Digital Video Interface)

Devido às limitações do VGA, existiu a necessidade de criar um padrão mais robusto. Então, um conjunto de fabricantes se uniu e criou o padrão DVI em 1999. Este padrão possui três variantes: DVI-D (transmissão digital), DVI-A (transmissão analógica) e DVI-I (transmissão digital e analógica).

Maiores informações neste link.

HDMI (High-Definition Multimedia Interface)

Padrão mais recente presente no mercado. Sua grande vantagem é poder transmitir áudio e video no mesmo barramento.

Maiores informações neste link.

API – DirectX e OpenGL

Imagina como seria a vida dos programadores de games se eles tivessem que preparar o código dos jogos conforme o hardware de cada usuário. Seria uma grande bagunça.

Para salvar as vidas dos programadores existem as APIs ou Application Programming Interface (ou Interface de Programação de Aplicativos). Assim, o programador pode preparar seu programa para uma API em específico e a partir daí basta que o hardware do usuário seja certificado para funcionar com esta API.

Um exemplo prático: um determinado jogo possui como requerimento o DirectX 9.0c para ser executado. A placa de vídeo dele deve ser certificada para trabalhar com está API ou com alguma outra versão mais atual.

OpenGL

API gráfica open source desenvolvida pela Silicon Graphics nos anos 80. É muito difundida entre profissionais gráficos e profissionais CAD. Sua versão mais atual é a OpenGL 3.0.

DirectX

API desenvolvida pela gigante Microsoft. Ao contrário do que muitos pensam não é uma API gráfica e sim uma API Multimídia. Dentro do DirectX existe uma API gráfica chamada Direct 3D. A versão mais recente do DirectX é a 10.1.

Outras definições

Nessa seção Bey irá falar de algumas tecnologias que estão presentes na VGA. Porém não vamos aprofundar muito nelas pois não são todas as placas que possuem estes recursos.

SLI

Tecnologia existente em algumas placas de vídeo com chip da Nvidia que permite a ligação de duas ou três placas em paralelo para aumentar o desempenho gráfico da máquina. A placa mãe da máquina também deve suportar essa tecnologia. Maiores informações (in English):

http://www.slizone.com/page/slizone_learn.html

Crossfire

Tecnologia semelhante à SLI, porém aplicadas as placas de vídeo com chip da ATI. Maiores informações (in English too):

http://game.amd.com/us-en/crossfirex_about.aspx

Hypermemory e TurboCache

São tecnologias que permitem placas low end a utilizarem a memória do sistema principal como se fossem dela. Sinceramente não gosto e não aconselho a utilização destas tecnologias por motivos bem simples:

– A economia obtida na utilização destas tecnologias não é considerável.

– Lojas de informática, por falta de informação ou por falta de ética, vendem placas de vídeo com estas tecnologias como se tivessem mais memória do realmente possuem.

– Acaba que estas tecnologias permitem transformar uma placa de vídeo offboard em onboard. Existe alguma lógica nisso? Bey é testemunha de uma 7200SE com 4MB de memória que chegava a 256MB utilizando-se de recursos do sistema. E era vebdida come se tivesse 256MB…

As tecnologias em si possuem uma proposta interessante, mas como são utilizadas da forma incorreta ludibriando os consumidores desinformados tornam-se vilãs.

Hypermemory está sob tutela da ATI sendo usada por esta em suas placas. Já a tecnologia Turbocache pode ser vista nas placas da Nvidia.

Alimentação e Temperatura

As atuais placas de vídeo de altíssimo desempenho são verdadeiras máquinas de consumir energia. Por isso o quesito fonte é fundamental quando for escolher uma placa de vídeo. Por exemplo, uma GTX 295 pode requerer a bagatela de 290W no pior cenário. Logo fica claro o quão importante uma fonte de qualidade pode ser vital.

O slot PCI Express pode fornecer até 75W de potência para um placa de vídeo. Caso a placa supere essa marca deverá ser utilizado um conector extra de energia. Conhecido como conector PCI Express ele possui duas variantes: o conector de 6 pinos que oferece até 75W de potência e o conector de 8 pinos que pode fornecer até 150W.

Qual fonte escolher?

Vamos utilizar como exemplo a GTX 295 que consome 290W de energia. Será que uma fonte de 350W pode resolver? Uai, 350W é maior que 290W logo a resposta é …… NÃO.

Alguns outros pontos devem ser notados. Primeiramente devemos lembrar que a fonte não alimenta somente a VGA e sim vários outros componentes do computador. Além disso, devemos lembrar de onde a placa de vídeo puxa toda essa energia: da linha de +12V. De nada adiante pegar uma fonte de 1000W se 950W destes estão na linha de +5V.

O que uma fonte precisa para ter suportar um GTX 295?

– Possuir mais que 290W na linha de 12V.

Quer dizer que uma fonte que tenha 290W na linha de 12V resolve? Mais uma vez a resposta é não. É necessário saber qual a potência total será requisitada na linha de 12V. Infelizmente é difícil precisar essa informação, mas uma dica interessante é realizar uma simulação de consumo. Um dos sites que oferece este serviço é o eXtremeOutervision.

Temperatura

Dissipando uma potência de 290W não é difícil concluir o quanto uma GTX 295 esquenta. Em full está placa pode superar os 100ºC. Dá até pra fritar ovo 😛

Muito embora estas placas estejam certificadas para trabalhar nesta temperatura o ideal é sempre tentar refrigerar bem sua máquina para não ter problemas de super aquecimento.

Diferença nas estruturas

Comparar diretamente placas da ATI e da NVIDIA atualmente é algo imprudente. Não podemos dizer que uma placa de vídeo da NVIDIA que funciona a X MHz é melhor ou pior que uma placa da ATI que funciona a Y MHz. Não podemos concluir isso porque suas arquiteturas são totalmente diferentes.

Por exemplo, na arquitetura NVIDIA os processadores stream funcionam com um clock muito mais elevado que a GPU da placa em si. Já nas placas da ATI os processadores stream funcionam na mesma velocidade do GPU.

A melhor forma de comparar placas de vídeo na atualidade é acessando reviews e comparativos. Segue um bom site para realizar estes comparativos (in English):

http://www.guru3d.com/category/vga_charts/

Conclusão

Sintetizando este guia, segue abaixo alguns passos para fazer uma boa compra:

– Para VGAs mais básicas, no mínimo uma memória com barramento de 128bits. Se possível, 256bits.
– Para a grande maioria dos aplicativos, 512MB de memória é mais do que suficiente e acima disso geralmente não temos ganho de performance;
– Veja se sua placa-mãe tem a interface (AGP, PCI-E) da VGA que voce vai comprar, e se tem slot livre.
– Procure escolher modelos que suportem as APIs mais modernas (OpenGL 2.1 e 3.0, DirectX 10 e 10.1).
– Se possível, evite VGAs com as tecnologias como HyperMemory e Turbo Cache, pois elas geralmente representam um desempenho inferior;
– Consulte o consumo energético da VGA e veja se sua fonte consegue fornecer a potência necessária;
– Prefira modelos que tenham conector DVI e, se possível, uma conexão HDMI.
– Para VGAs maiores (HD 4870, GTX260, GTX295, etc) verifique se as dimensões da placa de vídeo são compatíveis com seu gabinete;

Embate da Semana: GP-GPU vs Tecnologia 3D

Chegamos ao fim de mais um tópico… Espero que tenha conseguindo expressar o assunto com clareza e objetividade. Infelizmente não temos como falar mais sobre placas de vídeo nesse post. Afinal ele já está por demais comprido…

Então que Bey teve a brilhante idéia de lançar um embate. Qual destes assuntos vocês preferem ver no próximo post? GP-GPU e Cuda ou tecnologias utilizadas no processamento 3D (tecnologias como Pixel Shader, Vertex Shader, Anti Alising, Ansiotropic Filter).

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