Anatomía de una tarjeta gráfica

Casi todas las PC de escritorio tienen una. Tienen miles de millones de transistores, pueden usar cientos de vatios de potencia y pueden costar más de mil dólares. Son obras maestras en ingeniería electrónica y crean extremos en la lealtad y el desdén de los productos … y, sin embargo, la cantidad de cosas que suelen hacer se puede contar con una mano. ¡Bienvenido al mundo de las tarjetas gráficas!

Las tarjetas gráficas se encuentran entre los componentes de PC que pasamos más tiempo en TechSpot, por lo que definitivamente necesitan una disección adecuada. Vamos a reunir al equipo y dirigirnos hacia la mesa de operaciones. Es hora de profundizar en lo que constituye una tarjeta gráfica, dividir sus diversas partes y ver qué hace cada bit.

TechSpots Anatomy of Pc {Hardware} Sequence

Puede tener una computadora de escritorio en el trabajo, la escuela o el hogar. Es posible que pueda usar uno para preparar declaraciones de impuestos o jugar los últimos juegos; incluso puede estar en el proceso de construir y refinar computadoras. Pero, ¿qué tan bien conoce los componentes que componen una PC?

Entra en el dragón

Ah, la humilde tarjeta gráfica, o para darle un título más completo: la tarjeta de expansión de expansión de video . Diseñados y producidos por compañías globales multimillonarias, a menudo son el componente más grande y más caro de una PC de escritorio.

En este momento en Amazon, los 10 productos más vendidos varían de $ 53 a $ 1,200, con un peso de 1.5 kg (1.5 kg) y más de 31 cm (12 pulgadas) longitud. ¿Y todo esto para hacer qué, exactamente? Use chips de silicio en una placa de circuito para crear, para la mayoría de los usuarios, gráficos 2D y 3D y señales de video de código / decodificación.

Parece mucho metallic, plástico y dinero para hacer algunas cosas, así que es mejor que nos quedemos atrapados en uno y veamos por qué son así. Para esta pieza de anatomía, utilizamos una tarjeta gráfica hecha por XFX, una Radeon HD 6870 como la que probamos en octubre de 2010.

La primera mirada no revela mucho: es bastante larga con casi 7 cm (22 cm), pero la mayor parte parece ser de plástico. Podemos ver un soporte de metallic para mantenerlo en su lugar en la computadora, un gran ventilador rojo y un conector de placa de circuito.

Vamos a darle la vuelta y ver si hay más para ver en el otro lado: [19659002]

Lo primero que notas es otro soporte de metallic que enmarca una amplia gama de componentes electrónicos . El resto de la placa de circuito está razonablemente vacía, pero podemos ver una gran cantidad de cables de conexión procedentes de la sección central, por lo que obviamente hay algo importante allí, y tiene que ser bastante complejo.

Como resultado, la mayoría de las tarjetas gráficas están ocultas bajo algún tipo de sistema de enfriamiento, y la nuestra no es la excepción. Fuera con los destornilladores y con un evidente desprecio por las pegatinas de advertencia con una garantía, este es un dispositivo bastante viejo de todos modos.

Este sistema de enfriamiento se conoce generalmente como un soplador & # 39; tipo: aspira aire del inside de la carcasa de la computadora y lo conduce sobre un gran trozo de metallic antes de que salga de la carcasa.

En la imagen de arriba, podemos ver el bloque de metallic, y adheridos a él se encuentran los restos de una sustancia en ejecución generalmente conocida como pasta térmica . Su trabajo es llenar los espacios microscópicos entre el procesador de gráficos (también GPU) y el bloque de metallic para que el calor se transfiera de manera más eficiente.

También podemos ver Three tiras azules llamadas almohadillas térmicas ya que el materials blando y blando proporciona un mejor contacto entre algunas partes de la placa de circuito y la parte inferior del enfriador (que también es de metallic). Sin estas tiras, estas partes apenas tocarían la placa de metallic, si es que lo hacen, y no se enfriarían.

Echemos un vistazo más de cerca a la pieza de metallic más importante: en nuestro ejemplo, es un bloque de cobre, con Three tubos de cobre que salen de él, en varias filas de aletas de aluminio. El nombre de todo esto es un disipador de calor.

Los tubos son huecos y sellados en ambos extremos; En el inside hay una pequeña cantidad de agua (en algunos modelos es amoníaco) que absorbe el calor del bloque de cobre. Finalmente, el agua se calienta tanto que se convierte en vapor y se aleja de la fuente de calor, hacia el otro extremo de la tubería.

Allí, transfiere calor a las aletas de aluminio, enfría el tratamiento y vuelve a ser líquido. La superficie interna de los tubos es rugosa y una acción capilar (también llamada que absorbe ) transporta el agua a través de esta superficie hasta que alcanza nuevamente la placa de cobre.

Heatpipes como se les llama a menudo, no aparecen en todas las tarjetas gráficas. Un modelo económico de lavanda no produce mucho calor y, por lo tanto, no los necesita. Los mismos modelos a menudo no usan cobre para el disipador de calor para ahorrar dinero, como se muestra en la imagen a continuación.

Esta Asus GeForce GT 710 muestra el enfoque típico del mercado de tarjetas gráficas de baja potencia y baja potencia. Dichos productos raramente consumen más de 20 W de energía eléctrica, y aunque la mayoría termina en calor, simplemente no es suficiente para molestar al chip que se esconde debajo del refrigerador.

Un problema con el enfriador tipo ventilador es que el ventilador se usa para soplar aire sobre las aletas metálicas (y luego fuera de la carcasa de la PC), tiene un trabajo difícil de hacer y, por lo basic, no son más anchos que la tarjeta gráfica. Esto significa que tienen que girar bastante rápido y genera mucho ruido .

La solución común a este problema es el refrigerador abierto : aquí el ventilador solo dirige el aire hacia las aletas y el resto del plástico / metallic que rodea el ventilador simplemente deja que este aire caliente entre caja del PC. La ventaja de esto es que los ventiladores pueden ser más grandes y girar más lentamente, lo que generalmente resulta en una tarjeta gráfica más silenciosa. La desventaja? La tarjeta es más voluminosa y la temperatura interna de la computadora será mayor.

Por supuesto, no necesitas usar aire para usar todo Netflix y relajarte con tu tarjeta gráfica. El agua es realmente buena para absorber el calor antes de que aumente la temperatura (aproximadamente Four veces mejor que el aire), por lo que, naturalmente, puede comprar kits de enfriamiento de agua e instalarlos, o vender uno o dos riñones, y comprar una tarjeta gráfica con una ya instalada.

La tarjeta anterior es GeForce RTX 2080 Ti KiNGPiN GAM de EVGA: el enfriador de ventilador es solo para RAM y otros componentes de la placa de circuito; El chip de tratamiento más importante es refrigerado por agua. Todo por un recorte de $ 1,800.

Es posible que se sorprenda al saber que el RTX 2080 Ti tiene un & # 39; regular & # 39; Consumo de energía máximo de 250 W, que es menos que RX 5700 XT, mencionamos un poco antes.

Tales sistemas de enfriamiento excesivo no existen para las configuraciones cotidianas que son corrientes: utilizará una de estas configuraciones si desea elevar el voltaje y las velocidades del reloj a niveles ridículos, y escupir fuego como un verdadero dragón.

El cerebro detrás de la fuerza muscular: entra en la GPU

Ahora que hemos eliminado el sistema de enfriamiento de nuestra tarjeta gráfica, veamos lo que tenemos: una placa de circuito con un chip grueso en el medio, rodeado de chips negros más pequeños y una abundancia de Componentes eléctricos en cualquier otro lugar.

Independientemente de la tarjeta gráfica que tenga, todas tienen el mismo tipo de piezas y siguen un diseño related. Incluso si nos remontamos a 1998 y vemos una vieja tarjeta gráfica de ATi Applied sciences, aún puede ver casi lo mismo:

Al igual que nuestro HD 6870 desmontado, hay un gran chip en el medio, algo de memoria y muchos componentes para mantenerlo todo en funcionamiento.

El procesador grande tiene muchos nombres: adaptador de video, acelerador 2D / 3D, chip gráfico solo por nombrar algunos. Pero en estos días, tendemos a llamarlo unidad de procesamiento de gráficos o GPU, en resumen. Estas Three letras han estado en uso durante décadas, pero Nvidia afirmará que las usaron primero.

No es que importe hoy. Todas las GPU tienen básicamente la misma estructura dentro del chip que vemos:

Este procesador está diseñado por AMD y fabricado por TSMC; tiene nombres en clave como TeraScale 2 para la arquitectura basic y Barts XT para la variante de chip. Empaquetado en 255 mm 2) de silicio hay 1.7 billones de transistores.

Este sorprendente número de interruptores electrónicos constituyen los diversos ASIC ( circuitos integrados específicos de la aplicación ) que las GPU son deportivas. Algunos simplemente establecen operaciones matemáticas, como multiplicar y sumar dos números; otros leen valores en la memoria y los convierten en una señal digital para una pantalla.

Las GPU están diseñadas para muchas cosas al mismo tiempo, por lo que un gran porcentaje de la estructura del chip consiste en bloques repetidos de unidades lógicas. Puede verlos claramente en la siguiente imagen (muy procesada) de la serie precise de GPU Navi de AMD:

¿Ve cómo hay 20 copias del mismo patrón? Estas son las unidades de cálculo más importantes en el chip y realizan la mayor parte del trabajo de producción de gráficos 3D en juegos. La franja, que corre aproximadamente por el medio, es principalmente caché – memoria interna de alta velocidad para almacenar instrucciones y datos.

En los bordes, superior e inferior, están los ASIC que manejan la comunicación del chip RAM en la tarjeta, y la extrema derecha del procesador aloja circuitos para hablar con el resto de la computadora y codificar / decodificar señales de video.

Puede leer acerca de los últimos diseños de GPU de AMD y Nvidia, así como de Intel si desea una mejor comprensión del intestino de la GPU. Por ahora, solo tenemos que señalar que si quieres jugar los últimos juegos o usar el código de aprendizaje automático, necesitas un procesador de gráficos.

Sin embargo, no todas las GPU vienen en una placa de circuito que usted fija en su PC de escritorio. Muchas CPU tienen un pequeño procesador de gráficos incorporado; a continuación se muestra una foto de prensa de Intel (de ahí la naturaleza bastante borrosa) de un Core i7-9900Okay.

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