¿Qué es la placa de video?

La placa de video es un componente electrónico necesario para generar una señal de video que se envía a la pantalla del monitor por medio de un conductor (cable). La placa de video Interpreta los datos que le llegan del procesador, ordenándolos y calculando para poder presentarlos en la pantalla del monitor en forma de un rectángulo más o menos grande compuesto de puntos individuales de diferentes colores (pixeles). Luego toma la salida de datos digitales resultante de ese proceso y la transforma en una señal analógica que pueda entender el monitor.

Estos procesos mencionados anteriormente suelen ser realizados por uno o más chips: el microprocesador gráfico (el cerebro de la tarjeta gráfica) y el conversor analógico-digital o RAMDAC, aunque en ocasiones existen chips accesorios para otras funciones o bien se realizan todas por un único chip.

Una placa gráfica se compone, básicamente, de un controlador de video, de la memoria de video RAM, el generador de caracteres, y en la actualidad algunas también poseen un acelerador gráfico. El controlador de video va leyendo a intervalos la información almacenada en la RAM video y la transfiere al monitor en forma de señal de video, el número de veces por segundo que el contenido de la RAM es leído y transmitido al monitor en forma de señal de video se conoce como frecuencia de refresco de la pantalla. Entonces, como ya dijimos antes, la frecuencia depende en gran medida de la calidad de la placa de video.

Placa de video

Los tipos de placas de video

MDA (Adaptador de Pantalla Monocromo)

Las primeras PC's solo visualizaban textos. El MDA contaba con 4KB de memoria de video RAM que le permitía mostrar 25 líneas de 80 caracteres cada una con una resolución de 14x9 puntos por carácter.

Placa gráfica Hércules:

Con ésta placa se podía visualizar gráficos y textos simultáneamente. En modo texto, soportaba una resolución de 80x25 puntos. En tanto que en los gráficos lo hacía con 720x350 puntos, dicha placa servía sólo para gráficos de un solo color.
La placa Hércules tenía una capacidad total de 64k de memoria video RAM. Poseía una frecuencia de refresco de la pantalla de 50HZ.

CGA (Color Graphics Adapter)

La CGA utiliza el mismo chip que la Hércules y aporta resoluciones y colores distintos. Los tres colores primarios se combinan digitalmente formando un máximo de ocho colores distintos. La resolución varía considerablemente según el modo de gráficos que se esté utilizando, como se ve en la siguiente lista:

· 160 x 100 puntos con 16 colores.

· 320 x 200 puntos con 4 colores.

• 640 x 200 puntos con 2 colores.

EGA (Enchanced Graphics Adapter)

Se trata de una placa gráfica superior a la CGA. En el modo texto ofrece una resolución de 14x18 puntos y en el modo gráfico dos resoluciones diferentes de 640x200 y 640x350 a 4 bits, lo que da como resultado una paleta de 16 colores, siempre y cuando la placa esté equipada con 256KB de memoria de video RAM.

VGA (Video Graphics Adapter)

Significó la aparición de un nuevo estándar del mercado. Esta placa ofrece una paleta de 256 colores, dando como resultado imágenes de colores mucho más vivos. Las primeras VGA contaban con 256KB de memoria y solo podían alcanzar una resolución de 320x200 puntos con la cantidad de colores mencionados anteriormente. Primero la cantidad de memoria video RAM se amplió a 512KB, y más tarde a 1024KB, gracias a ésta ampliación es posible conseguir una resolución de, por ejemplo, 1024x768 pixeles con 8 bits de color. En el modo texto la VGA tiene una resolución de 720x400 pixeles, además posee un refresco de pantalla de 60HZ, y con 16 colores soporta hasta 640X480 puntos.

SVGA (Super Video Graphics Adapter)

La placa SVGA contiene conjuntos de chips de uso especial, y más memoria, lo que aumenta la cantidad de colores y la resolución.

· El acelerador gráfico:

La primera solución que se encontró para aumentar la velocidad de proceso de los gráficos consistió en proveer a la placa de un circuito especial denominado acelerador gráfico. El acelerador gráfico se encarga de realizar una serie de funciones relacionadas con la presentación de gráficos en la pantalla, que de otro modo, tendría que realizar el procesador. De esta manera, le quita tareas de encima a este último, y así se puede dedicar casi exclusivamente al proceso de datos.

· El coprocesador gráfico:

Posteriormente, para lograr una mayor velocidad se comenzaron a instalar en las placas de video otros circuitos especializados en el proceso de comandos gráficos, llamados coprocesadores gráficos. Se encuentran especializados en la ejecución de una serie de instrucciones específicas de generación de gráficos. En muchas ocasiones el coprocesador se encarga de la gestión del mouse y de las operaciones tales como la realización de ampliaciones de pantalla.

· Aceleradores gráficos 3D:

Los gráficos en tres dimensiones son una representación gráfica de una escena o un objeto a lo largo de tres ejes de referencia, X, Y, Z, que marcan el ancho, el alto y la profundidad de ese gráfico. Para manejar un gráfico tridimensional, éste se divide en una serie de puntos o vértices, en forma de coordenadas, que se almacenan en la memoria RAM. Para que ese objeto pueda ser dibujado en un monitor de tan sólo dos dimensiones (ancho y alto), debe pasar por un proceso que se llama renderización.

La renderización se encarga de modelar los pixeles (puntos), dependiendo de su posición en el espacio y su tamaño. También rellena el objeto, que previamente ha sido almacenado como un conjunto de vértices. Para llevar a cabo ésta tarea, se agrupan los vértices de tres en tres, hasta transformar el objeto en un conjunto de triángulos. Estos procesos son llevados a cabo entre el microprocesador y el acelerador gráfico. Normalmente, el microprocesador se encarga del procesamiento geométrico, mientras que el acelerador gráfico del rendering.

En pocas palabras, el microprocesador genera el objeto, y el acelerador gráfico lo "pinta". El gran problema que enfrenta el microprocesador es que al construir los objetos 3D a base de polígonos, cuanto más curvados e irregulares se tornan los bordes del objeto, mayor es la cantidad de polígonos que se necesitan para aproximarse a su contextura. El problema es aún peor si además dicho objeto debe moverse, con lo cuál hay que generarlo varias decenas de veces en un lapso de pocos segundos.

Tipos de memorias que se usan en las placas de video

La memoria usada en una placa de video es un elemento extremadamente importante, ya que afecta el rendimiento del producto en cuanto a alta resolución y cantidad de colores se refiere.

· DRAM (Dynamic Random Access Memory):

El termino Dynamic significa que la memoria será accedida dinámicamente, es decir cada períodos cortos de tiempo, para no perder información. Esto se denomina refresco. Para acceder a este tipo de memoria se debe especificar la fila, la columna y si se desea realizar una lectura o una grabación.

· FPM (Fast Page Mode):

Son capaces de trabajar más rápidamente que las memorias de la tecnología anterior. Para acceder a este tipo de memoria se debe especificar la fila (página) y seguidamente la columna. Para los sucesivos accesos de la misma fila solo es necesario especificar la columna quedando la fila seleccionada desde el primer acceso. Esto hace que el tiempo de acceso en la misma fila (página) sea mucho más rápido.

· EDO (Extended Data Out):

La ventaja de la memoria EDO es que mantienen los datos en la salida hasta el siguiente acceso a memoria. Esto permite al procesador ocuparse de otras tareas sin tener que atender a la lenta memoria. Esto es, el procesador selecciona la posición de memoria, realiza otras tareas y cuando vuelva a consultar la DRAM los datos en la salida seguirán siendo válidos.

· SDRAM (Synchronous DRAM):

Con la introducción de procesadores más rápidos, las tecnologías FPM y EDO han empezado a quedar lentas. La memoria más eficiente es la que trabaja a la misma velocidad que el procesador. Las velocidades de la DRAM FPM y EDO son de 80, 70 y 60 ns, lo cual es suficientemente rápido para velocidades inferiores a 66MHz.

La SDRAM esta constituida en dos bancos independientes. Esto permite que mientras a un banco está accediendo a la posición de memoria el otro banco, simultáneamente, esté seleccionando la posición siguiente.

· WRAM y VRAM (Windows RAM):

Estas últimos se denominan de puerto dual, lo que significa una velocidad de transmisión de datos mayor, lo cual hace que la pantalla pueda ser “redibujada” más rápido.
Esto es posible porque la tecnología de puerto dual permite al procesador leer y redibujar la pantalla simultáneamente, eliminando el problema del puerto simple, que sólo puede usar un ciclo para leer o escribir en memoria, con lo cual el motor gráfico debía esperar cada vez que la pantalla era actualizada. El uso de memorias de puerto dual es especialmente importante en aplicaciones que requieran alta resolución y rápida actualización de pantalla. La tecnología de puerto simple para estos casos dejaría mucho que desear.

La velocidad de refresco

El refresco es el número de veces que se dibuja la pantalla por segundo, cuanto mayor sea menos se nos cansará la vista y trabajaremos más cómodos y con menos problemas visuales.

Se mide en hertzios (Hz, 1/segundo), así que 70 Hz significa que la pantalla se dibuja cada 1/70 de segundo, o 70 veces por segundo. Para trabajar cómodamente necesitaremos esos 70 Hz. Para trabajar ergonómicamente, con el mínimo de fatiga visual, 80 Hz o más. El mínimo absoluto son 60 Hz; por debajo de esta cifra los ojos sufren muchísimo