HDG explica qué es una GPU?

La GPU o Unidad de procesamiento gráfico es un microchip dedicado que está diseñado para realizar específicamente tareas relacionadas con los gráficos a una velocidad mucho más rápida que una CPU o Unidad Central de procesamiento. 

En general, las GPU manejan el lado visual de los videojuegos, así como el software de edición de video, el diseño gráfico, el diseño 3D y otras herramientas similares. Recientemente, las GPU también se han utilizado haciendo ciertas tareas no gabráticas como la minería de criptomonedas, que funciona bien con su diseño interno único.

Sin embargo, las GPU modernas tienen una filosofía de diseño muy diferente. En lugar de un pequeño número de núcleos de procesamiento de funciones completas complejas, tienen cientos o miles de núcleos de procesadores simples diseñados para ejecutar instrucciones en paralelo, específicamente relacionados con gráficos.

Por ejemplo, una instrucción para sombrear un píxel en la imagen de cierta manera. Las pantallas de computadora modernas tienen millones de píxeles. Renderizar y animar gráficos 3D realistas a velocidades de cuadro suaves exige este poder de procesamiento paralelo masivo. Entonces, si desea procesar muchos y muchos comandos simples al mismo tiempo, desea una GPU.

¿Son las GPU y las tarjetas gráficas lo mismo??

Se vuelve común usar los términos "GPU" y "Tarjeta gráfica" indistintamente. Lo que conduce a situaciones en las que alguien dirá que su computadora no tiene una GPU, pero lo que realmente quiere decir es que la computadora no tiene una tarjeta gráfica.

¿Qué es una GPU?? La GPU se refiere específicamente al microprocesador en sí, pero, por supuesto, una GPU no puede funcionar por sí misma. Necesita otros componentes para hacer su trabajo. Así que repasemos las diferentes formas en que las GPU están empaquetadas.

Tarjetas gráficas

Una tarjeta gráfica es un dispositivo discreto que se conecta a una ranura estándar en la placa base de su computadora. Consiste en la placa de circuito impreso, la GPU, la memoria, los conectores de visualización, los conectores de alimentación y otros componentes diversos que la GPU necesita.

Las tarjetas gráficas también tienen sistemas de enfriamiento dedicados que ayudan a mantener la GPU dentro de una temperatura de funcionamiento segura. El principal beneficio de las tarjetas gráficas es que pueden reemplazarse fácilmente con modelos más nuevos sin la necesidad de reemplazar toda la computadora o placa base.

GPU integradas

Las GPU integradas están integradas en la misma carcasa que una CPU. Por lo tanto, una computadora equipada con una de ellas no necesita una tarjeta gráfica separada para trabajar. Los conectores de visualización son proporcionados por la placa base y la GPU comparte el mismo grupo de memoria que la CPU. Por supuesto, la CPU y la GPU también comparten el mismo sistema de enfriamiento y fuente de alimentación.

Las GPU integradas son bastante poderosas en estos días y algunas incluso se pueden usar para gráficos de videojuegos modestos, pero su principal ventaja es el costo y el ahorro de espacio. Por eso son una solución popular en muchas computadoras portátiles.

Las tabletas y los teléfonos inteligentes también tienen GPU integradas, pero estos son parte de un paquete de "sistema en un chip". En las computadoras, solo la CPU y la GPU comparten el mismo paquete en el caso de SOC, la RAM, el almacenamiento, los controladores periféricos y otros componentes que componen todo el sistema están en el mismo paquete de silicio.

GPU dedicado

Una GPU dedicada es distinta de una tarjeta gráfica y GPU integradas. Es más fácil pensar en ella como una tarjeta gráfica que se ha integrado en la computadora. Las computadoras portátiles son los dispositivos principales que usan GPU dedicadas.

Al igual que con una tarjeta gráfica, la GPU tiene su propia memoria y enfriamiento, pero a diferencia de una tarjeta gráfica, no puede cambiar o actualizar su GPU dedicada. Hay un pequeño número de computadoras portátiles que usan módulos de GPU intercambiables, pero esta es una rara excepción.

Tarjetas gráficas externas

Un desarrollo reciente, tarjetas gráficas externas, utilizando puertos de alta velocidad en computadoras modernas. Thunderbolt 3 sobre USB C es la solución de elección. Las tarjetas externas pueden ser una solución integrada, o simplemente un recinto que puede usar con cualquier tarjeta gráfica que se ajuste.

Esta es una buena solución para los usuarios de computadoras portátiles que desean una solución de GPU más poderosa cuando están en un escritorio. Puede leer más sobre GPU externos en nuestro artículo sobre ellos.

Comprender las especificaciones de GPU

Si desea saber cómo elegir entre diferentes tarjetas gráficas, eche un vistazo a la guía del comprador de nuestra tarjeta gráfica para una explicación detallada de las especificaciones de GPU. Si solo desea un resumen rápido, aquí están los números clave que importan cuando se trata de GPU:

• El número de procesadores
• La cantidad de memoria
• El ancho de banda de memoria total
• Características especiales, como el trazado de rayos de hardware

Desafortunadamente, conocer estos números o detalles no le dirá mucho sobre cómo funcionará una GPU o una tarjeta gráfica determinada. Al final, lo que más importa es el rendimiento con las aplicaciones que desea ejecutar, que puede encontrar fácilmente en puntos de referencia publicados en línea.

Tareas generales de computación de GPU

La última cosa importante que debe saber sobre las GPU modernas es que pueden usarse para ciertas tareas no gabráticas. Dado que las GPU están esencialmente compuestas por un número masivo de procesadores simples, cualquier trabajo que necesita muchos cálculos en paralelo puede beneficiarse de la ejecución de una GPU.

Por ejemplo, la marca de tarjetas NVIDIA funciona con instrucciones CUDA (Arquitectura de dispositivo unificado de computa). Puede escribir software utilizando CUDA para que utilice el diseño único de la GPU para acelerar ciertos tipos de cálculos.

También está OpenCl, que no está adjunto a una marca específica de tarjeta. Las GPU se aplican al análisis de big data, el aprendizaje automático, el aprendizaje profundo, la minería de criptomonedas y una lista cada vez mayor de trabajos avanzados que habrían necesitado supercomputadoras en el pasado.

Puedo ver claramente ahora

Estos son los hechos más importantes que necesita saber sobre qué son las GPU. Ahora sabes para qué son, para qué se usan y cómo son diferentes de otros tipos de procesadores. Todos deberíamos agradecer a las GPU. Usar computadoras sería mucho menos colorido y amigable sin ellas!