Un acelerador de gráficos (también conocido como acelerador de video o GPU) es un microprocesador especializado o parte de un sistema informático diseñado para realizar operaciones relacionadas con el procesamiento de gráficos y video.
La tarea principal del acelerador de gráficos es procesar y mostrar datos gráficos en la pantalla, lo que incluye renderizar gráficos 2D y 3D, mapeo de texturas, realizar efectos gráficos complejos y conversión de imágenes.
El dispositivo del acelerador de gráficos
Los aceleradores de gráficos constan de los siguientes componentes:
- núcleos informáticos. Los aceleradores de gráficos contienen muchos núcleos informáticos (de varios cientos a miles) que funcionan en paralelo. Estos núcleos son capaces de realizar muchas operaciones informáticas simples simultáneamente;
- memoria. Los aceleradores de gráficos generalmente tienen su propia memoria de alta velocidad: VRAM. Se utiliza para almacenar datos gráficos, texturas, búferes de cuadros y resultados de cálculos intermedios;
- la arquitectura SIMD. Las GPU suelen tener una arquitectura SIMD (Instrucción única, datos múltiples). Esto significa que pueden ejecutar la misma instrucción simultáneamente en múltiples elementos de datos;
- una unidad textural. Los aceleradores de gráficos contienen unidades de textura especiales que procesan texturas y las aplican a la superficie de los objetos;
- shaders. Los sombreadores son programas ejecutados en la GPU que controlan el proceso de renderizado y proporcionan la implementación de diversos efectos, iluminación y materiales;
- rasterizador. Un rasterizador es una parte de la GPU que convierte datos vectoriales como vértices, líneas y triángulos en una imagen de mapa de bits que se puede mostrar en la pantalla.;
- salida a la pantalla. Los aceleradores de gráficos pueden controlar la salida de información gráfica a la pantalla, que incluye el control de salidas de video, monitores y otros dispositivos de salida.
Ventajas del acelerador de gráficos
En comparación con los gráficos integrados, los aceleradores de gráficos tienen una serie de ventajas.
- Eficiencia. Los aceleradores de gráficos están diseñados para resolver tareas complejas de procesamiento de gráficos y tienen un mayor rendimiento en comparación con los gráficos integrados.
- Memoria. A diferencia de los gráficos integrados, que utilizan memoria compartida con el procesador, los aceleradores de gráficos tienen memoria dedicada, lo que le permite procesar gráficos de manera más rápida y eficiente.
- Calidad. Los aceleradores de gráficos admiten resoluciones más altas y reproducen imágenes más detalladas y realistas, proporcionando una mejor experiencia visual.
El impacto de los aceleradores de gráficos en la computación visual
Los aceleradores de gráficos han influido significativamente en la computación visual debido al alto rendimiento y las capacidades de computación paralela, lo que hace posible procesar y mostrar gráficos y videos complejos de manera eficiente.
Estos son algunos de los aspectos principales del impacto de los aceleradores gráficos en la computación visual.
- Gráficos y Aceleración del Juego. Los aceleradores de gráficos mejoran el rendimiento en juegos y aplicaciones con gráficos exigentes. Pueden manejar modelos 3D complejos, renderizado, iluminación y efectos.
- Mejora de la calidad visual. Los aceleradores de gráficos le permiten mejorar la calidad de los gráficos y el video procesando texturas, suavizando bordes, filtrando anisotrópicos y otras técnicas gráficas.
- Procesamiento de video y multimedia. Los aceleradores de gráficos tienen capacidades especializadas para procesar datos de video, incluida la decodificación y codificación de varios formatos, así como la aplicación de filtros y efectos al video.
- Visualizaciones científicas y de ingeniería. En el campo de la informática científica y de ingeniería, los aceleradores gráficos se utilizan para crear visualizaciones de datos complejos y resultados de cálculo.
- Realidad virtual y aumentada. Los aceleradores de gráficos desempeñan un papel clave en la creación de efectos visuales atractivos en realidades virtuales y aumentadas.
- Visualización médica y científica. Los aceleradores gráficos se utilizan en la investigación médica y científica para visualizar datos médicos y simular procesos biológicos.