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TECNOLOGIA EM ADAPTADORES DE VÍDEO

Antonio Vilhena - 18/04/2001

A performance de um sistema é determinada por uma combinação de fatores, nele incluído o subsistema gráfico que controla o vídeo. Uma arquitetura de sistema balanceada é a chave para sistemas de alta performance, desde o processador, memória, etc., até o adaptador gráfico.

Entendendo os conceitos básicos do subsistema gráfico irá ajudá-lo a tomar decisões e compreender melhor como retirar o máximo do seu sistema, sem ter esperas demasiadas em atualização de tela, etc.

Cores:
Seu sistema pode mostrar um intervalo de 16 até 4.3 bilhões de cores. O número de bits utilizados e o número de cores que eles podem produzir são:

  • 4 bits = 24 = 16 cores

  • 8 bits = 28 = 256 cores

  • 16 bits = 216 = 65.536 cores

  • 24 bits = 224 = 16.777.216 cores

  • 32 bits = 232 = 4.294.967.296 cores

 Muitas vezes 32 bits apenas endereçam 16.777.216 cores. Neste caso, os 8 bits extras podem ser utilizados para um canal alfa (transparências) ou são simplesmente descartados.

Memória de Vídeo:
O endereçamento e número de cores que você consegue em uma combinação em particular, é diretamente dependente de quanto de memória é dedicado para o subsistema de vídeo. Você pode utilizar uma formula simples para calcular a quantidade de memória necessária para a combinação desejada.

(resolução horizontal) x (resolução vertical) = número total de pixels
(número total de pixels) x (número de bits por pixel)/8 = número de bytes de memória necessário

Por exemplo, se você deseja 16,7 milhões de cores com uma resolução de 640 x 480, você necessitará de 1 MB de memória de vídeo. Vejamos porque:

640 x 480 = 307.200 | 307.200 x 24/8 = 921.600 bytes de memória requerida

E se você desejar uma resolução de 1280 x 1024 com 16.7 milhões de cores:

1280 x 1024 = 1.310.720 | 1.310.720 x 24/8 = 3.932.160 bytes de memória requerida

Se total de memória disponibilizada para o subsistema de vídeo é maior que a necessária para a resolução utilizada, o restante da memória é usada para cache de informações para o chip de vídeo.

Tipos de memória de vídeo:
Vamos realizar uma breve comparação dos 5 tipos mais populares de memória de vídeo utilizada em subsistemas de vídeo. DRAM (dynamic Random Access Memory), é a mesma memória utilizada na memória RAM normal do sistema. Single-ported quer dizer que o sistema pode apenas ler do processador ou escrever no vídeo mas não é capaz de faze-lo ao mesmo tempo. Dual-ported quer dizer que o sistema é capaz de escrever no display ao mesmo tempo que lê dados do processador. Max. throughput refere-se a quantidade máxima de dados que podem ser processados por unidade de tempo (expressa em Mbytes por segundo - MBps).

  Fast Page / Extended Data Out
(EDO) DRAM
Video RAM
(VRAM)
Windows RAM
(WRAM)
Synchronous Dynamic RAM
(SDRAM)
Synchronous Graphic RAM
(SGRAM)
Rambus
(RDRAM)
Max. throughput 400 MBps 400 MBps 960 MBps 800 MBps 800 MBps 600 MBps
Dual ou Single-ported single dual dual single single single
Banda de dados típica (bits) 64 64 64 64 64 8
Velocidade 50-60ns 50-60ns 50-60ns 10-15ns 8-10ns 330MHz - clock speed 
Descrição Mesmo tipo de memória utilizada como memória RAM do sistema Similar à DRAM, exceto que é dual-ported  Mesmo que VRAM, mas também suporta características adicionais que resultam em melhor performance nos chips gráficos que suportam estas características adicionais Similar à DRAM exceto que a memória e os chips gráficos rodam em um mesmo clock. Isto permite que a SDRAM rode mais rápido que a DRAM normal Similar à SDRAM mas também suporta escrever em bloco e escrever por bit o que resulta em melhor performance em chips gráficos que suportam estas características RDRAM são memórias de uso geral. Suportam "BitMask" e "BlockMask" com transferência a cada 2ns, resultando em melhora de performance.

Opções de Barramento (PCI e AGP):
O barramento provê o link entre o chip gráfico e a CPU. Nos sistemas atuais, encontramos mais comumente para o adaptador de vídeo, a utilização de barramentos PCI e AGP. Ambos usam transferência em 32 bits, mas enquanto o PCI geralmente funciona a 33 MHz e suporta um máximo de 132 MBps, o AGP roda a 66 MHz e a velocidade de até 528 MBps. Outra grande diferença impactante na performance, é como cada barramento transfere dados e endereços. O PCI multiplexa os dois como 1 string, mas o AGP, opcionalmente implementa tecnologia de-multiplexadora para transferências concorrentes (com o uso de 8 linhas de endereço extras). Isto permite que o chip gráfico faça requisições de endereço e dados ao mesmo tempo que continua movendo dados.

Acelerador Gráfico:
O chip de acelerador gráfico pega informações da memória de vídeo, formata e envia para o vídeo. Muitas operações podem ser feitas pela CPU ou pelo acelerador gráfico, como por exemplo desenhar uma linha ou um arco, ou preencher uma área. Quando estas operações são realizadas pelo acelerador por hardware elas são feitas mais rápido e liberam a CPU para realizar outras operações.

Gráfico 2D/3D e OpenGL:
OpenGL é uma versátil biblioteca de funções gráficas padrão da indústria, incluindo desde simples diagramas 2D até renderizações superfícies complexas em 3D. O OpenGL provê capacidade gráfica avançada que são necessárias quando a visualização de dados em 3D é importante.

A API do OpenGL endereça uma grande variedade de técnicas de renderização como mapeamento de textura (a capacidade de aplicar uma imagem em uma superfície gráfica), anti-aliasing, transparências, neblina, luzes (capacidade de calcular a colorização quando diferentes modelos de luzes são aplicados em uma superfície a partir de uma ou mais fonte de luz), sombreamento (habilidade de calcular efeitos de sombra quando a luz incide sobre uma superfície através de um angulo que resulta em cores diferentes ao longo da superfície), efeitos de movimento e transformações.

Se o seu subsistema de vídeo não contém um chip gráfico que suporte chamadas de funções da API OpenGL, então as funções terão que ser realizadas por software, o que comprometerá a performance.

CONCLUSÃO:
Bom, vimos uma série de informações e conceitos sobre o subsistema de vídeo do seu micro, mas é sempre bom lembrar que sempre haverão lançamentos, novidades, e novas tecnologias endereçadas a melhorar cada vez mais a performance do seu sistema.

 
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