Procesamiento de paralelo. SLI y CRossfire

El proceso en paralelo es un método para conectar dos o más tarjetas de vídeo (tarjetas gráficas) PCIe y que produzcan una sola señal de salida que incremente el poder de procesamiento.

En un proncipio, las dos tarjetas a utilizar deberían ser idénticas, mismo fabricante, modelo, memoria, GPU, etc; pero en la actualidad no es necesario que las tarjetas gráficas sean exactamente iguales y del mismo suministrador, siempre que se empleen las últimas versiones de los controladores gráficos suministradas por los fabricantes o diseñadores de chips. Ni siquiera la cantidad de memoria debe ser la misma para todas las tarjetas, aunque se recomienda que lo sea, ya que el excedente de memoria no se utiliza en el funcionamiento conjunto.

• SLI (Scalable Link Interface), de la empresa nVIDIA.
• CROSSFIRE, de la empresa ATI/AMD.

                                   SLI                                           Crossfire



Alimentación y tamaño

             
                                                               Alimentación
Hasta ahora, la alimentación electrónica de las tarjetas gráficas no había supuesto un gran problema; sin embarga, la tendencia actula de las nuevas cajas es consumir cada vez más energía. Aunque las fuentes de alimentación son cada día más potentes, es necesario, a la hora de instalar una tarjeta gráfica, comprobar que la potencia de la fuente de alimentación del equipo sea suficiente.

Por ejemplo, la ATI ASUS HD470 PCX DDR5 DVI-HDMI de 512 Mb necesita como mínimo una fuente de alimentación de 500W.

 

Tamaño

Podría definirse tamaño como el número de ranuras de ezxpansión que ocupa la tarjeta gráfica. Hasta hace poco, todas las tarjetas ocupaban una única ranura de expansión, fueron PCI, AGP o PCIe, pero en la actualidad, y debido al aumento de temperatura y de potencia de estas, hay en el mercado tarjetas gráficas que ocupan dos ranuras de expansión (una para la gráfica y otra para el ventilador), tapando e inutilizando el slot de expansión que esté adyacente en la placa base.





Dispositivos refrigerantes

Debido a  las cargas de trabajo a las que son sometidas, las tarjetas gráficas alcanzan temperaturas muy altas. Si esto no se tiene en cuenta el calor generado puede hacer fallar, bloquear o incluso averiar el componente. Para evitarlo se incorporan dispositivos refrigerantes que eliminan el calor excesivo de la tarjeta. Se distinguen dos tipos:

• Disipador: dispositivo pasivo; compuesto de material conductor del calor que lo extrae de la tarjeta. Su eficacia va en función de la estructura, el material y la superficie total, por lo que son bastante voluminosos.

• Ventilador: dispositivo activo (conpartes moviles); aleja el calor emanodo de la tarjeta al mover el aire cercano. Es menos eficiente que un disipador y produce ruido, al tener partes móviles

Aunque diferentes, ambos tipos de disipadores son compatibles entre sí y se suelen montar juntos en las tarjetas gráficas; un disipador sobre la GPU (el componente que más calor genera en la tarjeta) extrae el calor, y un ventilador sobre él aleja el aire caliente del conjunto.

Ademas de los dispositivos refrigerantes propios de la tarjeta, se pueden instalar en el ordenador otros ventiladores externos para ayudar a la disipación del calor, como por ejemplo de la sihuiente figura, que ocupa dos ranuras de expansión.

Adaptadores e intyerfaces con la placa base

Adaptadores

Dada la diversidad de conectores exixtentes en el mercado y la necesidad de compatibilizar la salida de la tarjeta gráfica con el cable de datos del monitor o televisor/proyector, se ha desarrollado todo tipo de adaptadores. DVI <-> DB 15, HDMI <-> DVI, etcétera.



Interfaces con la placa base

Existen varios tipos de interfaces que se utilizan para conectar las tarjetas gráficas, aunque en la actualidad se tiende a que desaparezcan los formatos PCI y AGP y se estandarice el uso del PCI Express x16 (tambien llamado PCIe o PCX).

Salidas / conectores de la tarjeta gráfica

SVGA: (Super Video Graphic Array-Super VGA). Conjunto de estándares gráficos diseñados en la década de 1990 para dispositivos CRT; sufre de ruido eléctrico y distorsión por la conversión de digital a analógico. El conector utilizado es el D-sub de 15 pines (DB-15).



DVI: Sustituto del anterior, fue diseñado para obtener la máxima calidad de visualización en las pantallas digitales, como las LCD o proyectores. Evita la distorsión y el ruido al corresponder directamente un píxel a representar con uno del monitor en su resolución nativa. Este sistema está basado en una tecnología denominada TMDS (Transition Minimized Differential Signaling), que utiliza cuatro canales de datos para la transmisión de la señal. En los tres primeros se conduce la información de cada uno de los tres colores básicos (rojo, verde y azul: RGB) y los datos de sincronización vertical y horizontal necesarios, y se reserva el cuarto canal para transmitir la señal del reloj de ciclos.

Gracias a este sistema, el ancho de banda disponible es lo suficiente grande como para transportar sin ningún tipo de compresión todos los formatos provistos de señales de vídeo en altas definición y resoluciones informáticas de 1600 x 1200 puntos. El DVI también tiene implementado un sistema de mayor envergadura denominado DVI Dual-Link, que utiliza en el mismo conector un enlace TMDS adicional que comparte la señal de reloj y que permite resoluciones de 2048 x 1536 píxeles.

Además de los datos TMDS, el estándar DVI maneja otro tipo de señales denominadas DCC (Display Data Channel). En este canal se establece una comunicación entre la fuente y la pantalla, que permite, entre otras cosas, identificar la resolución soportada por el monitor, la relación nativa e este, el tipo de señal que envía, etcétera.



S-Vídeo: Es una abreviatura de vídeo por separado y también es conocido como el S/C. Se trata de una señal de vídeo analógico que lleva el vídeo de datos como dos señales separadas: las de luminancia (brillo) y crominancia (color). Normalmente, se incluye para dar soporte a televisiones, a reproductores de DVD, a vídeos y a consolas de juegos.





HDMI (High-Definition Multi-media Interface multimedia de alta definición): Ha sido desarrollado por los principales fabricantes de electrónica de consumo. Se trata de una interfaz capaz de transmitir señal de vídeo estándar, mejorado o de alta definición, así como audio de alta definición (de hasta ocho caracteres). Actualmente se está desarrollando la versión 1.3.

Las especificaciones de este tipo de conector permiten un ancho de banda de 340 MHz (10,2 Gbit/s), con ocho canales/192 kHz/24 bit audio. Asimismo, tiene soporte para formatos de audio usados en HD-DVD y Blu-Ray Disc.

El conector estándar de HDMI tipo A (que es el que se utiliza actualmente) tiene 19 pines. Se ha definido también una versión de 29 pines (tipo B), que permite llevar un canal de vídeo expandiendo para pantallas de alta resolución, superiores a las del formato 1080 p. El HDMI tipo A es conectar a un monitor HDMI, o al contrario, una tarjeta gráfica con salida HDMI puede conectarse a un monitor con entrada DVI. Todo ello por medio de un adaptador o cable adaptador, pero solo conseguiremos que se transmita la imagen.



RAMDAC

Se utiliza en la transformación de sañales digitales (con las que tarjeta gráfica) a señales analógicas (para poder ser interpretadas por el monitor); es decir, lee los datos de la memoria de vídeo, los convierte a señales analógicas y los envía por el cable hacia el monitor para su refresco del monitor (se recomienda trabajar a partir de 75 Hz, nunca con menos de 60). Dada la creciente popularidad de los monitores digitales y que parte de su funcionalidad se ha transferido a la placa base, el RAMDAC está quedando obsoleto.
La frecuencia de actualización (o velocidad de refresco) es el número de veces que se dibuja la imagen en la pantalla por segundo. Se mide en hercios.
Así, por ejemplo, 72 Hz significa que la pantalla se dibuja 72 veces por segundo. El valor mínimo es 60 Hz; por debajo de esta cifra los ojos sufren.



Memoria de video

En el caso de que la tarjetas gráfica esté integrada en la placa base, se utilizará la memoria RAM propia del ordenador, y si se instala como tarjeta de expansión, la tarjeta gráfica dispondrá de una memoria propia. Dicha memoria es la memoria de vídeo o VRAM. Su tamaño oscila entre los 128 Mb y 1Tb. La memoria actual está basada en tecnología DDR, destacando DDR2, GDDR3, GDDR4 y la nueva GDDR5. La frecuencia de reloj de la memoria se encuentra en la mayoría de las tarjetas actuales entre 400 MHz y 3,6 GHz

La tarjeta gráfico ha de tener memoria suficiente para almacenar la información de los datos de una pantalla. La memoria de vídeo está formada por bits dispuestos en tres dimisiones:

• Altura: número de píxeles desde la parte inferior a la parte superior de la pantalla.
• Anchura: número de píxeles desde la parte izquierda a la parte derecha de la pantalla.
• Profundidad del color (o solo profundidad, por abreviar): es el número de bits usados para cada píxel o la cantidad de colores que puede mostrar una imagen. Cuantos más colores mejor calidad, y por ello mayor fidelidad con el original.

La resolución es el número de puntos (o píxeles) que es capaz de presentar una tarjeta de vídeo en la pantalla, tanto en horizontal como en vertical. Así, <<800 x 600>> significa que la imagen está formada en total por 600 líneas horizontales de 800 puntos cada una.

Para calcular la cantidad de memoria de una tarjeta gráfica, multiplicamos la anchura por la altura por el número de bits (es decir, la resolución por la profundidad) para representar cada píxel, y lo devidimos entre 8 para convertir bits en bytes. Para calcular kilobytes, volvemos a dividir por 1024.

En la actulidad, una tarjeta de gama media/alta suele soportar una resolución máxima de 2048 x 1536.

GPU (Procesador tarjeta grafica)

GPU:
La GPU -acrónimo de Graphics Processing Unit, que significa <<Uniodad de procesado de gráficos>>- es un procesador (como la CPU) dedicado específicamente al procesamiento de gráficos; su tarea es disminuir la carga de trabajo del procesador central y está optimizada para el cálculo en coma flotante, predominante en las funciones 3D. De esta forma, mientras gran parte de lo relacionado con los gráficos se procesa en la GPU, la CPU puede dedicarse a otro tipo de cálculos.

Una GPU implementa ciertas operaciones gráficas llamadas primitivas, optimizadas para el procesamiento gráfico. Una de las primitivas más comunes para el procesamiento gráfico en 3D es el antialiasing, que suaviza los bordes de las figuras para darles un aspecto más realista. Adicionalmente, existen primitivas para dibujar rectángulos, triángulos, círculos y arcos. Las GPU actualmente disponen de gran cantidad de primitivas, buscando mayor realismo en los efectos.

Una de las características de la GPU ofrecida en la especificación de una tarjeta gráfica se refiere a la frecuencia de reloj del núcleo o Núcleo grafico (Core), que oscila entre los 400MHz y los 900 MHz.

En la actualidad, dos empresas copan el mercado de fabricación de GPU; son nVIDIA y ATI (comprada por AMD). Las empresas que fabrican tarjetas gráficas, como pueden ser ASUS, MSI, POWERCOLOR, GIGABYTE, etc., optan por utilizar estos componentes y ya tienen en el mercado tarjetas gráficas que van equipadas con dos GPU, como pueden ser la ATI ASUS 3870 X2.

Tarjetas gráficas

La tarjeta gráfica, también conocida como tasrjetas de video, tarjetas aceleradora de gráficos o adaptador de pantalla, es una de las más importantes del equipo, al ser la responsable de mostrar texto, imágenes y gráficos en el monitor. Algunas placas base actuales integran esta función; sin embargo, la mayoría de los ordenadores utilizan tarjetas gráficas para potenciar y mejorar la salida de datos hacia el monitor.

La tarjeta gráfica controla la apariencia, el movimiento, el color, el brillo y la claridad de las imágenes mostradas en el monitor o la televisión, procesando cada bit de datos enviado.

La mayoría de las tarjetas gráficas actuales están diseñadas para la ranura PCI Express x16; las tarjetas PCI y AGP están prácticamente en vía de extinción.

Tarjetas de expansión, graficas, red y multimedia

Las tarjetas de expansión se utilizan en los equipos actuales para añadir una nueva función al ordenador o para mejorar una existente. Su misión es comunicar los didpositivos periféricos tanto internos (por ejemplo, un discoduro) como externos (por ejemplo, el monitor) con el sistema de bus del ordenador.

Estas tarjetas de expansión suelen ser de tipo PCI, PCI Express o AGP (casi obsoletas) y se instalarán físicamente en su slot correspondiente. Una vez insertadas en el ordenador, será necesaria su configuración en el sistema operativo mediante controladores o drivers y la instalación del software del fabricante. Aunque también existen tarjetas Plug-and-Play, que se configuran automáticamente con ayuda del sistema operativo

Las tarjetas de expansión más comunes son:

• Tarjeta gráfica.
• Tarjeta de red: LAN o Wi-Fi.
• Tarjetas multimedia: sonido, captura vídeo, televisión.

Además de estas, es posible ampliar nuestro equipo con tarjetas de módem, de puertos USB, en serie o paralelo, controladoras de discos, adaptadoras, etcétera.

Lectores de tarjetas y Pendrives

Aunque estas tarjetas están muy extendidas, numerosos ordenadores de sobremesa no disponen de las ranuras necesarias para leerlas; en cambio, casi todos los portatiles que se venden hoy en día disponen de una ranura que permite leer varios tipos de tarjetas. Para solventar estos problemas, en el mercado existen numerosos lectores y adaptadores de tarjetas bastante económicos que se conectan al ordenador normalmente a través del puerto USB. También existen adaptadores para leer las tarjetas mayores.

También existen frontales con diferentes ranuras para diferentes modelos d etarjetas que se pueden acoplar a la caja del ordenador, como muestra la siguiente imagen.

Pendrives

Tambien conocidos como <<llave>>, <<lápiz>>, <<pincho>>, <<memoria USB>>... Es un pequeño dispositivo que se conecta al puerto USB para poder transferir datos sin complicaciones. Al conectarlos, el ordenador detectará un nuevo dispositivo de almacenamiento. No se necesitan drivers para Windows XP, 2000, Me, Vista, etc.; pero sí para Windows 98. Actualmente los encontramos en el mercado con una capacidad que supera los 16 Gb. Es el medio extraíble más utilizado.



Formatos de memorias flash

Existen muchosformatos, y cada vez tienen mayor capacidad de almacenamiento. Tenen una forma similar: un rectángulo de plastico y casi siempre de color negro. Sin embargo, existen muchos modelos. Los más populares son:

• CompactFlash (CF). Fue el primer tipo de memoria flash que se hizo popular en el comienzo. Actualmente hay dos tipos: CF I, de 43 x 36 mm y 3,3 mm de grosor, y CF II de 43 x 36 mm y 5,5 mm de grosor, está última menos utilizada para memoria flash. La velocidad varía dependiendo del estándar CF. La especificación 2.0 define 16 Mb/s; la 3.0, 66 Mb/s; la especificación 4.0, 133 Mb/s. La capacidad de almacenamiento puede llegar hasta los 137 Gb.



•  SmartMedia Card (SMC): Muy similar a la anterior pero algo más fina, de menor coste y de distinto fabricante. Su capacidad máxima e de 128 Mb y actualmente está en extinción.



• Memory Stick (MS) y Memory Stick PRO: Formato utilizado por Sony en sus cámaras digitales, PDA, y reproductores de música digital. Es carácteristica su forma de barrita fina rectangular; su capacidad máxima original era de 128 Mb. Posteriormente se desarrolló la tarjeta Memory Strick PRO y versiones de tamaño reducido como Memory Stick PRO Duo, con una capacidad actual de 16 Gb, y Memory Stick Micro / M2, con una capacidad actual de 8 Gb. Reciente, se ha desarrollado Memory Stick PRO HG, que permite alcanzar velocidades de 30 Mb/s.



• Secure Digital o SD: Es un tipo de memoria de peso y tamaño muy reducido (24,0 x 32,0 mm x 2,1 mm de espesor y 2 g de peso), pero su capacidad de almacenamiento es muy elevada. Suelen disponer de una pestaña de seguridad que evita sobrescribir la información guardada, similar a la de los disquetes. Algunas variedades de SD son las tarjertas SDIO (SD input / output), que son pequeños dispositivos, como módems, conectores inalámbricos WiFi o Bluetooth, cámaras, GPS, etc., que podemos conectar usando la ranura SD.

• Secure Digital High Capacity (SDHC): La revisión 2.0 del estándar SD dio lugar a las tarjetas SDHC físicamente iguales a las SD, pero con velocidades de entre 2 y 32 Gb. Se distinguen varias clases para diferenciar la velocidad de transferencia:

- Clase 2: velocidad ménima garantizada de 2 Mb/s.

- Clase 4: velocidad ménima garantizada de 4 Mb/s

- Clase 6: velocidad ménima garantizada de 6 Mb/s

Hemos de tener en cuenta que los dispositivos compartibles con tarjetas SDHC aceptan tarjetas SD, pero no a la inversa.





• Multimedia Card o MMC: Son similares a la SD pero de menor espesor; también carecen de la pestaña de seguridad. Las tarjetas MMC puras llegaban hasta los 256 Mb. Actualmente existen tarjetas, como la MMCplus y la MMCmobil (tamaño mini) basadas en la especificación 4.0 de MMC, que ofrecen velocidades hasta 52 Mb/s, y aunque tienen distintoas conexiones, son compatibles con las MMC clásicas. Actualmente, la capacidad de almacenamiento máximo es de 4Gb.



• xD-Picture Card (xD): Es un tipo de memoria creada por Fujifil y Olimpus que la utilizan en sus cámaras digitales. Hay tres tipos: xD estándar, xD Tipo M y xD Tipo H, que difieren en capacidad y velocidad de escritura, siendo el de más velocidad el último tipo. Al ser un modelo propietario, hace que esté menos extendido que otro tipo de tarjetas.



• Tarjetas mini: Casi todos los tipos de tarjetas vistos anteriormente disponen de formatos de menor tamaño para dispositivos reducidos, como terléfonos móviles o PDA. Los más comunes son:

- Reduced Size MultimediaCard (RS-MMC).                                             -MMCmobile.

                                                    

                -MiniSD.                                                                          -Micro SD

                  

            

         -Memory Stick Duo.                                                                  -Memory Stick Micro/M2

                                                   

Tarjetas de memoria flash

Son unos dispositivos portátiles de pequeño tamaño, con gran capacidad de almacenamiento, bastante resistentes a golpes y bajo consumo. Las utilizan numerosos dispositivos, como teléfonos móviles, PDA, reproductores de audio, pero, sin duda, los más populares son las cámaras digitales.

La memoria flash es un tipo de memoria EEPROM (Electrically-Erasable Programable, Read-Only Memory, ROM programable y borrable eléctricamente), y es una memoria no volátil; es decir, conserva los datos cuando se apaga el dispositivo que la alimenta. La velocidad de transferencia de datos dependerá del chip de memoria, del controlador y de la interfaz.

Tipos de Blu-Ray y aplicaciones

Actualmente, hay tres tipos de discos Blu-Ray:

• BD-ROM. Solo lectura; se usa para películas, videojuegos, software, etcétera.
• BD-R. Grabable una vez.
• BD-RE. Regrabable, grabable más de una vez.

Hay que añadir que todos los reproductores, e incluso los grabadores, son compatibles con los formatos de CD y DVD. Por ejemplo, con lector BD-ROM se podrán leer DVD+RW/ +R DL/+R, DVD-RW/-R, DVD-RAM, DVD-ROM, DVD-Vídeo, DVD-Audio, CD-RW/-R, CD-ROM, CD-ROM XA, etcétera.

Aplicaciones

Algunas aplicaciones de la tecnología Blu-ray son las sifuientes:

• La televisión de alta definición (HDTV-High Definition Television): HDTV se caracteriza por emitir las señales televisivas con una calidad digital superior. Esto hace que aumente la necesidad de espacio para registrar una señal de televisión de alta definición sin pérdida de calidad. Los discos Blu-Ray proporcionan capacidad suficiente para grabar con resolución HDTV los programas de televisión fvoritos.
• Almacenamiento de datos y backups.
• Desarrollo de videojuegos: La Playstation 3 de SONY es la primera consola de videojuegos que dispone de reproductor de Blu-Ray.
• Estudios de cine/TV: Las producciones de cine y televisión trabajarán en el futuro con vídeos HD (High Definition) de alta definición, y para ello necesitarán medios de almacenamiento fiables, con mayor capacidad y tiempo más rápido de acceso.
• Home Computing: Poco a poco, se van introduciendo reproductores Blu-Ray en los ordenadores personales; los usuarios podrán disfrutar de sus ventajas tanto en el trabajo como en el hogar. 

 

 

BLU-RAY y sus caracteristicas

El Blu-Ray Disc o BD, como semuestra en siguiente imagen, es un formato de disco óptico pensado para almacenar vídeo de alta definición y datos. Su capacidad de almacenamiento es de 25 Gb para el modelo básico de una capa y de 50 Gb para el modelo de doble capa. Actualmente se está trabajando en la tecnología multicapa, de forma que se llegarán a capacidad superiores a los 400 Gb.



Caracteristicas

Las características más comunes son:

• Utiliza tecnología de láser azul-violeta (de 405 nanómetros), mucho más fino que el láser rojo usando en los CD o DVD (750 o 650 nanómetros, respectivamente), de ahí su nombre (Blue Ray es Rayo azul en español) (un nanómetro equivale a 1 x 10-9 metros). Esto hace que  en un soporte del mismo tamaño quepa más información.
• Soporte de vídeo de alta resolución (HD), máximo 1920 x 1080 píxeles, a una velocidad de 24 imágenes por segundo de modo progresivo.
• Soporta los formatos de compresión de imagen MPEG-2, MPEG-4 y VC-1.
• La velocidad de transferencia de datos supera cualquier otro formato, 54 Mbps.