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Placa de vídeo

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Placa de vídeo
Placa de vídeo
Nvidia GeForce RTX 3090 Eagle
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Placa de vídeo, também chamada placa gráfica[1] ou aceleradora gráfica,[2] é uma placa de expansão que gera uma saída de alimentação de imagens para um dispositivo de exibição (como um monitor de computador). É responsável por gerar e renderizar gráficos tanto 2D quanto 3D. Frequentemente, estas são anunciadas como placas gráficas discretas ou dedicadas, enfatizando a distinção entre elas e as placas gráficas integradas.

A maioria das placas gráficas não se limita à simples saída de exibição. Seu processador gráfico integrado (GPU) pode realizar processamento adicional, removendo esta tarefa do processador central do computador.[3] Por exemplo, Nvidia e AMD (anteriormente ATI) produziram placas que tornam os dutos gráficos OpenGL e DirectX no nível de hardware.[4] Nos últimos anos da década de 2010, houve também uma tendência de usar as capacidades computacionais do processador gráfico para resolver tarefas não-gráficas, o que pode ser feito através do uso de OpenCL e CUDA. As placas gráficas são usadas extensivamente para treinamento IA, mineração de moedas criptográficas e simulação molecular.[4][5][6]

Normalmente, a placa gráfica é feita na forma de uma placa de circuito impresso (placa de expansão) e inserida em um slot de expansão, universal ou especializado (AGP, PCI Express).[7] Alguns foram feitos usando caixas dedicadas, conectadas ao computador através de uma estação de acoplamento ou de um cabo. Estes são conhecidos como eGPUs.[8]

História

A 3dfx Interactive foi uma das primeiras empresas a desenvolver uma GPU com aceleração 3D (com a série Voodoo, lançada em novembro de 1996) e a primeira a desenvolver um chipset gráfico dedicado ao 3D, mas sem suporte 2D (o que exigiu, portanto, a presença de uma placa 2D para funcionar).[9][10] Agora a maioria das placas gráficas modernas são construídas com chips gráficos de origem AMD ou Nvidia.[10]

Na indústria, as placas gráficas são às vezes chamadas placas adicionais gráficas, abreviadas como AIBs.[10]

Gráficos integrados e dedicados

Como alternativa ao uso de uma placa gráfica, o hardware de vídeo pode ser integrado a CPU,[11] placa-mãe (comumente chamada onboard)[12] ou System-on-a-chip,[13] entretanto, os gráficos integrados possuem uma potência menor, além de compartilharem a mesma memória do sistema principal, diferentemente de uma dedicada que consta com RAM e ventoinha exclusiva para o resfriamento.[11] Os gráficos integrados são usados principalmente em laptops, tablets e smartphones por terem tamanhos compactos e baixo custo.[11]

Tanto a AMD quanto a Intel introduziram CPUs e chipsets de placas-mãe que suportam a integração de uma GPU no mesmo molde que a CPU. A AMD comercializa CPUs com gráficos integrados sob a marca comercial Accelerated Processing Unit (APU),[14] enquanto a Intel comercializa tecnologia semelhante sob a marca "Intel HD Graphics". Com os processadores de 8.ª geração, a Intel anunciou a série Intel UHD Graphics para melhor suporte de monitores 4K.[15] Embora ainda não sejam equivalentes ao desempenho de soluções dedicadas, a plataforma HD Graphics da Intel fornece desempenho que se aproxima de gráficos dedicados de médio alcance, e a tecnologia AMD APU foi adotada pelos consoles de jogos eletrônicos PlayStation 4 e Xbox One.[16][17][18]

Demanda de energia e tamanho

Como o poder de processamento das placas gráficas aumentou, também aumentou sua demanda por energia elétrica. As atuais placas gráficas de alto desempenho tendem a consumir grandes quantidades de energia.[19] Por exemplo, o thermal design power (TDP) para a GeForce Titan RTX é de 280 watts.[20] Enquanto os fabricantes de CPU e de fontes de alimentação se moveram recentemente para uma maior eficiência, as demandas de energia das GPUs continuaram a aumentar, por isso as placas gráficas podem ter o maior consumo de energia de qualquer parte individual em um computador.[21][22][23] Embora as fontes de alimentação também estejam aumentando sua potência, o gargalo é devido à conexão PCI-Express, que se limita a fornecer 75 watts.[24] As placas gráficas modernas com um consumo de energia superior a 75 watts geralmente incluem uma combinação de tomadas de seis pinos (75 W) ou oito pinos (150 W) que se conectam diretamente à fonte de alimentação.[25][24]

As placas gráficas para computadores desktop vêm em um dos dois perfis de tamanho, o que pode permitir que uma placa gráfica seja adicionada até mesmo a PCs de pequeno porte. Algumas placas gráficas não são do tamanho habitual, assim categorizadas como sendo low profile (tradução literal: baixo perfil).[26]

Escala multi-cartão

Algumas placas gráficas podem ser ligadas entre si para permitir o escalonamento do processamento gráfico em várias placas. Isto é feito usando ou o barramento PCIe na placa mãe, ou mais comumente, uma ponte de dados. A maioria das placas de baixa potência não são capazes de ser ligadas desta forma.[27] AMD e Nvidia têm ambos métodos proprietários de escalonamento, CrossFireX para AMD, e SLI (desde a geração Turing, substituída pela NVLink) para Nvidia. Cartões de diferentes fabricantes de chipset ou arquiteturas não podem ser usados em conjunto para escalonamento multi-cartão. Se uma placa gráfica tiver diferentes tamanhos de memória, será utilizado o valor mais baixo, sendo que os valores mais altos serão desconsiderados. Geralmente o escalonamento em cartões de grau de consumo pode ser feito utilizando até quatro cartões.[28][29][30]

Indústria e mercado

A AMD e Nvidia são as principais fornecedoras do mercado de GPUs.[31][10] No terceiro trimestre de 2013, a AMD teve uma participação de mercado de 35,5% enquanto a Nvidia teve uma participação de mercado de 64,5%.[32]

As remessas de cartões gráficos atingiram um total de 114 milhões em 1999. Em contraste, totalizaram 14,5 milhões de unidades no terceiro trimestre de 2013, uma queda de 17% em relação aos níveis do terceiro trimestre de 2012,[32] e 44 milhões no total em 2015. As vendas de placas gráficas tiveram tendência decrescente devido a melhorias nas tecnologias gráficas integradas; gráficos de alta qualidade integrados à CPU podem proporcionar desempenho competitivo com placas gráficas de baixa qualidade. Ao mesmo tempo, as vendas de placas gráficas cresceram no segmento high-end, já que os fabricantes mudaram seu foco para priorizar o mercado de jogos e entusiastas.[33][34]

Além dos segmentos de jogos e multimídia, as placas gráficas têm sido cada vez mais utilizadas para computação de uso geral, tais como grandes processamentos de dados.[35] O crescimento da criptomoeda coloca uma grande demanda em placas gráficas de alta qualidade, especialmente em grandes quantidades, devido às suas vantagens no processo de mineração. Em janeiro de 2018, as placas gráficas de médio e alto nível sofreram um grande aumento de preço, com muitos varejistas tendo escassez de estoque devido à significativa demanda entre este mercado.[36][34][37] As empresas de cartões gráficos lançaram cartões específicos para mineração, projetados para funcionar 24 horas, sete dias por semana, e sem portas de saída de vídeo.[6] A indústria de placas gráficas sofreu um revés devido à escassez de chips em 2020-2021.[38][39]Em julho de 2022, os preços finalmente começaram a cair.[40][41][42] Esse fenômeno se deve a volta da disponibilidade das placas de vídeo no mercado global em fevereiro de 2022, entretanto o fator mais impactante para os preços despencarem, foi a repressão do governo à mineração de criptomoedas na China, país este que alimenta quase 80% do comércio mundial de criptomoedas.[43][44] Junto desta ação do governo Chinês, houve a queda geral do valor do Bitcoin devido à queda da participação deste país que é tão impactante neste ramo, em que este fator também ajudou na redução dos preços das placas de vídeo por afetar a mineração a nível global.

Partes

Uma placa gráfica é uma placa de circuito impresso constituída de vários componentes, sendo os seus principais: processador gráfico (GPU), memória de vídeo, conversor digital para analógico de memória de acesso aleatório (RAMDAC), chip de sistema de entrada/saída (BIOS) e o software do drive, além de geralmente possuírem um dissipador de calor e/ou ventilador.[45][46]

Elas se conectam a placa-mãe através de PCI Express x16 e x1, PCI, AGP. Geralmente a saída de vídeo é por D-Sub/VGA, DVI, HDMI e DisplayPort/Mini-DisplayPort.[47]

Ver também

Referências

  1. ↑ «Placa gráfica». Infopédia - Dicionários Porto Editora. Porto. Consultado em 21 de outubro de 2021. Cópia arquivada em 26 de janeiro de 2014 
  2. ↑ «Placa aceleradora gráfica». Infopédia - Dicionários Porto Editora. Porto. Consultado em 21 de outubro de 2021. Cópia arquivada em 13 de junho de 2012 
  3. ↑ «Hardware». www.explainingcomputers.com. Consultado em 8 de setembro de 2021. Cópia arquivada em 26 de fevereiro de 2021 
  4. ↑ a b «OpenGL vs DirectX». www.cprogramming.com. Consultado em 8 de setembro de 2021. Cópia arquivada em 26 de julho de 2021 
  5. ↑ «Powering Change with NVIDIA AI and Data Science». NVIDIA (em inglês). Consultado em 8 de setembro de 2021 
  6. ↑ a b «Need A Dedicated Graphics Card For Mining? Here's What You Can Buy». Digital Trends (em inglês). 10 de julho de 2017. Consultado em 8 de setembro de 2021 
  7. ↑ «Graphic Card Components». pctechguide.com (em inglês). 23 de setembro de 2011. Consultado em 8 de setembro de 2021 
  8. ↑ «What is an eGPU?». HardSoft (em inglês). 28 de abril de 2020. Consultado em 21 de outubro de 2021 
  9. ↑ «History of the Modern Graphics Processor, Part 2». TechSpot (em inglês). Consultado em 10 de setembro de 2021 
  10. ↑ a b c d «Add-in board-market down in Q2, AMD gains market share». www.jonpeddie.com. 15 de agosto de 2013. Consultado em 10 de setembro de 2021 
  11. ↑ a b c Betts, Andy (13 de dezembro de 2019). «Integrated vs. Dedicated Graphics Card: 7 Things You Need to Know». MUO (em inglês). Consultado em 10 de setembro de 2021 
  12. ↑ «O que é placa de vídeo onboard e offboard e qual a diferença entre elas?». TechTudo. Consultado em 10 de setembro de 2021 
  13. ↑ Cipoli, Pedro. «O que é um SoC?». Canaltech. Consultado em 10 de setembro de 2021 
  14. ↑ «What is an Accelerated Processing Unit (APU)? — Definition by Techslang». Techslang — Tech Explained in Simple Terms (em inglês). 30 de agosto de 2019. Consultado em 10 de setembro de 2021 
  15. ↑ «Intel UHD Graphics: The Ultimate Guide to Improve Performance». www.techcenturion.com (em inglês). 26 de novembro de 2020. Consultado em 10 de setembro de 2021 
  16. ↑ March 2017, Sherri L. Smith 07 (7 de março de 2017). «Intel HD Graphics Guide». LaptopMag (em inglês). Consultado em 10 de setembro de 2021 
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  18. ↑ «Hardware Info - hardware reviews en vergelijken». nl.hardware.info. Consultado em 10 de setembro de 2021 
  19. ↑ Walton, Jarred (5 de abril de 2021). «Graphics Card Power Consumption and Efficiency Tested». Tom's Hardware (em inglês). Consultado em 10 de setembro de 2021 
  20. ↑ «NVIDIA TITAN RTX Specs». TechPowerUp (em inglês). Consultado em 10 de setembro de 2021 
  21. ↑ «Faster, Quieter, Lower: Power Consumption and Noise Level of Contemporary Graphics Cards - X-bit labs». xbitlabs.com. 30 de julho de 2006. Consultado em 10 de setembro de 2021. Arquivado do original em 4 de setembro de 2011 
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  23. ↑ Hruska, Joel. «How Much Power Do GPUs Actually Consume?». www.extremetech.com. Consultado em 10 de setembro de 2021 
  24. ↑ a b «Power-Supply Management Solution for PCI». www.maximintegrated.com. Consultado em 10 de setembro de 2021 
  25. ↑ «Extra Power Needed by Some PCI Express». Intel (em inglês). Consultado em 10 de setembro de 2021 
  26. ↑ «5 Best Low Profile Graphics Card in 2020 → What is a Low Profile Graphics Card?». www.outletapex.com (em inglês). Consultado em 12 de setembro de 2021 
  27. ↑ «O que é CrossFireX e SLI?». Canaltech. Consultado em 12 de setembro de 2021 
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  30. ↑ «Head to Head: Quad SLI vs. Quad CrossFireX». maximumpc.com. 9 de janeiro de 2012. Consultado em 12 de setembro de 2021. Arquivado do original em 22 de março de 2016 
  31. ↑ Hamann, Renan. «AMD vs NVIDIA: entenda a guerra que começou há muito tempo». www.tecmundo.com.br. Consultado em 12 de setembro de 2021 
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  35. ↑ Chanthadavong, Aimee. «Nvidia touts GPU processing as the future of big data». ZDNet. Consultado em 12 de setembro de 2021 
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  40. ↑ «Placas de vídeo estão baratas? Chegou a hora de comprar?». Adrenaline. 1 de julho de 2022. Consultado em 21 de julho de 2022 
  41. ↑ «NVIDIA prepara corte no preço de placas RTX 30 de alto desempenho». Adrenaline. 14 de julho de 2022. Consultado em 21 de julho de 2022 
  42. ↑ «Preços de placas de vídeo vem caindo rapidamente no mercado global». Adrenaline. 5 de julho de 2021. Consultado em 21 de julho de 2022 
  43. ↑ «A oferta mundial de placas de vídeo melhora, mas os preços altos permanecem». Adrenaline. 23 de fevereiro de 2022. Consultado em 21 de julho de 2022 
  44. ↑ «Repressão da mineração de criptomoedas na China derruba bitcoin». ISTOÉ DINHEIRO. 21 de junho de 2021. Consultado em 21 de julho de 2022 
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Ligações externas

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