{"id":13180,"date":"2021-04-23T08:00:44","date_gmt":"2021-04-23T11:00:44","guid":{"rendered":"https:\/\/www.meupositivo.com.br\/doseujeito\/?p=13180"},"modified":"2021-12-22T21:28:57","modified_gmt":"2021-12-22T23:28:57","slug":"o-que-e-placa-de-video-gpu","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.meupositivo.com.br\/doseujeito\/tecnologia\/o-que-e-placa-de-video-gpu\/","title":{"rendered":"O que \u00e9 e como funciona uma placa de v\u00eddeo (GPU)?"},"content":{"rendered":"

Mais do que processador<\/a>, mem\u00f3ria RAM<\/a> ou qualquer outra pe\u00e7a, a placa de v\u00eddeo \u00e9 o componente mais desejado por quem gosta de jogar no computador. Tamb\u00e9m chamada de\u00a0 GPU, ela \u00e9 projetada para trabalhar com imagens em 3D<\/a>. Atualmente h\u00e1 uma enorme variedade de modelos produzidos por empresas como AMD, Intel e NVIDIA.
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\nHoje mostraremos o que \u00e9 e como funciona uma GPU. Explicaremos por que ela \u00e9 t\u00e3o diferente de um processador (CPU) e como ela vem sendo utilizada nos mais diferentes segmentos da computa\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

O que \u00e9 a GPU?<\/h2>\n

As GPUs s\u00e3o as pe\u00e7as respons\u00e1veis pelo processamento de imagem nos nossos computadores. Elas possuem componentes de hardware especializados em trabalhar com imagens 2D ou 3D, em opera\u00e7\u00f5es como c\u00e1lculo de geometria, mapeamento de texturas, transforma\u00e7\u00e3o de pixels, entre outros.
\nAs imagens 3D que vemos nos jogos e aplicativos s\u00e3o tradicionalmente criadas a partir do que chamamos de gr\u00e1ficos vetoriais. A GPU plota uma s\u00e9rie de coordenadas (chamadas de v\u00e9rtices), utilizando a conex\u00e3o entre esses pontos para formar os pol\u00edgonos de uma cena. No processo, ela aplica texturas, ilumina\u00e7\u00e3o e uma s\u00e9rie de detalhes complementares a essas formas.
\nDepois de calcular toda a cena no espa\u00e7o virtual, a GPU realiza o processo de rasteriza\u00e7\u00e3o, convertendo a cena em dados de pixels. Essas informa\u00e7\u00f5es s\u00e3o ent\u00e3o enviadas para os nossos monitores, onde a imagem final \u00e9 exibida. Esse processo se repete in\u00fameras vezes por segundo.<\/p>\n

Quem criou o termo GPU?<\/h3>\n

A sigla GPU significa Graphics Processing Unit, <\/i>ou Unidade de Processamento Gr\u00e1fico. Ela\u00a0 foi utilizada pela primeira vez em meados de 1970 para descrever processadores gr\u00e1ficos que trabalhavam independentemente da CPU. Inicialmente falava-se Unidade Processadora de Gr\u00e1ficos.
\nMais tarde, em 1994, a Sony utilizou novamente a sigla para falar da unidade de processamento gr\u00e1fico do videogame PlayStation<\/a>. Em 1999, a NVIDIA lan\u00e7ou a placa GeForce 256, popularizando o significado de GPU que utilizamos at\u00e9 hoje.<\/p>\n

GPU ou placa de v\u00eddeo? Qual \u00e9 o correto?<\/h2>\n

Existem duas modalidades principais de GPUs, que s\u00e3o as do tipo onboard e offboard. As onboard (embarcadas) s\u00e3o aquelas embutidas no mesmo circuito integrado da CPU. Elas utilizam recursos compartilhados, aproveitando a mem\u00f3ria RAM do sistema para armazenar as informa\u00e7\u00f5es em uso.
\nAs GPUs do tipo offboard s\u00e3o aquelas instaladas em um PCB pr\u00f3prio, formando as placas de v\u00eddeo dedicadas. Repare que o termo GPU se refere apenas \u00e0 unidade de processamento e n\u00e3o \u00e0 placa de v\u00eddeo como um todo!
\nEssas placas, al\u00e9m de carregarem uma GPU, possuem um conjunto pr\u00f3prio de componentes, incluindo sistemas de alimenta\u00e7\u00e3o, conectores para sa\u00edda de imagem e um tipo de mem\u00f3ria de v\u00eddeo espec\u00edfico para opera\u00e7\u00f5es gr\u00e1ficas, que chamamos de VRAM ou Video RAM (a gera\u00e7\u00e3o atual utiliza o padr\u00e3o GDDR6 de mem\u00f3ria gr\u00e1fica).
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Placa de v\u00eddeo GeForce RTX 3080, da NVIDIA<\/p><\/div>
\nAs placas de v\u00eddeo dedicadas s\u00e3o instaladas em slots especiais da placa-m\u00e3e, chamados de PCI Express. Eles fazem uma ponte direta para a troca de informa\u00e7\u00f5es com o processador.<\/p>\n

Onboard ou Offboard, qual \u00e9 melhor?<\/h2>\n

As GPUs onboard s\u00e3o uma excelente solu\u00e7\u00e3o para PCs compactos e notebooks, onde \u00e9 necess\u00e1rio o m\u00e1ximo de integra\u00e7\u00e3o entre os componentes para aproveitamento de energia e dura\u00e7\u00e3o de bateria. Contudo, o compartilhamento da RAM e o espa\u00e7o restrito no chip do processador fazem com que o desempenho seja limitado em rela\u00e7\u00e3o a placas de v\u00eddeo dedicadas.
\nDispositivos como tablets e smartphones tamb\u00e9m costumam utilizar GPUs onboard. A diferen\u00e7a \u00e9 que nesses aparelhos ela est\u00e1 integrada ao que chamamos de SoC (System on a chip). Essa pe\u00e7a cont\u00e9m praticamente todos os componentes necess\u00e1rios para o processamento de dados, incluindo processador, GPU, mem\u00f3ria RAM, entre outros.
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Processador Intel\u00ae Core™ i7-11700, com GPU integrada Intel\u00ae UHD Graphics 750<\/p><\/div><\/p>\n

As vantagens da placa de v\u00eddeo dedicada<\/h3>\n

As placas de v\u00eddeo dedicadas s\u00e3o as mais indicadas para quem quer alto desempenho (principalmente quando falamos de jogos e outros aplicativos 3D). Elas acomodam unidades de processamento gr\u00e1fico mais poderosas e grandes quantidades de mem\u00f3ria de v\u00eddeo, sem ter que disputar espa\u00e7o e outros recursos com a CPU.
\nPlacas dedicadas recebem energia pelos slots PCI Express da placa-m\u00e3e<\/a> e da fonte do computador, por meio de cabos espec\u00edficos. Isso permite \u00e0s fabricantes construir GPUs mais complexas, que operam em alt\u00edssimas velocidades, de modo est\u00e1vel e sem interferir no funcionamento dos demais componentes.
\nOutra vantagem importante das placas de v\u00eddeo dedicadas \u00e9 que elas est\u00e3o separadas fisicamente do restante das pe\u00e7as do PC. Isso possibilita a instala\u00e7\u00e3o de sistemas de resfriamento extremamente robustos, que ajudam a sustentar alto desempenho por per\u00edodos prolongados.
\nTanto AMD quanto Intel possuem linhas de processadores com chips gr\u00e1ficos onboard. As principais fabricantes de placas de v\u00eddeo dedicadas hoje s\u00e3o a AMD e a NVIDIA. Ambas oferecem modelos de GPUs para praticamente todos os segmentos de mercado, incluindo mobile, desktop e profissionais (workstation).<\/p>\n

Por dentro da GPU<\/h2>\n

Se voc\u00ea olhar para a superf\u00edcie de uma GPU, ver\u00e1 apenas uma folha de \u201cmetal\u201d. Mas a verdade \u00e9 que as GPUs s\u00e3o estruturas muito complexas. Dentro do chip principal existem milhares de n\u00facleos e unidades menores, respons\u00e1veis por fazer todo o processamento gr\u00e1fico e os c\u00e1lculos matem\u00e1ticos exigidos.
\nAlguns modelos, como a NVIDIA GeForce 3090, possuem assustadores 28,3 bilh\u00f5es de transistores, operando em velocidades que frequentemente ultrapassam os 1.700 MHz.
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Foto da GPU de uma NVIDIA GeForce 1070 (Imagem: WCCFTech<\/a>)<\/p><\/div>
\nCada fabricante desenvolve a sua arquitetura pensando de forma estrat\u00e9gica em quais tipos de recursos, efeitos e t\u00e9cnicas ser\u00e3o mais utilizadas pelos jogos e demais aplicativos que fazem o uso da acelera\u00e7\u00e3o gr\u00e1fica. Essa \u00e9 a raz\u00e3o pela qual \u00e9 t\u00e3o dif\u00edcil comparar diretamente o funcionamento de uma placa da AMD com uma da NVIDIA, por exemplo, n\u00e3o cabendo a discuss\u00e3o sobre qual tem mais clock ou mais n\u00facleos.
\nEnquanto AMD utiliza uma nomenclatura como Stream Processors ou Compute Units, por exemplo, a NVIDIA utiliza Cuda Cores, mas essas partes n\u00e3o se equivalem entre si.<\/p>\n

O que uma GPU profissional tem de diferente?<\/h2>\n

A maioria das placas de v\u00eddeo dispon\u00edveis no mercado \u00e9 voltada ao p\u00fablico gamer. Modelos como as NVIDIA GeForce RTX e as AMD Radeon RX s\u00e3o otimizadas para entregar o m\u00e1ximo de desempenho e qualidade de imagem nos jogos, trazendo recursos pensados para este p\u00fablico, como ferramentas de streaming, overclock autom\u00e1tico, entre outros.
\nH\u00e1, no entanto, uma categoria diferenciada de placas de v\u00eddeo no mercado, que s\u00e3o as profissionais (Workstation). Elas s\u00e3o desenvolvidas especialmente para aplica\u00e7\u00f5es como arquitetura, engenharia, computa\u00e7\u00e3o gr\u00e1fica, Intelig\u00eancia artificial, telecomunica\u00e7\u00f5es, finan\u00e7as em larga escala e pesquisas cient\u00edficas.
\nApesar de serem constru\u00eddas muitas vezes sobre a mesma arquitetura das irm\u00e3s gamer, as placas de v\u00eddeo profissionais possuem uma s\u00e9rie de diferenciais, come\u00e7ando pelo driver testado, otimizado e certificado para ambientes de trabalho, nos quais a estabilidade \u00e9 uma das pe\u00e7as mais importantes.
\nMuitos modelos tamb\u00e9m v\u00eam equipados com mem\u00f3ria especial, capaz de corrigir erros operacionais. Alguns modelos ainda s\u00e3o constru\u00eddos no formato de racks industriais, permitindo a instala\u00e7\u00e3o em massa, dentro de servidores dedicados (algo especialmente \u00fatil para tarefas como renderiza\u00e7\u00e3o e pesquisas complexas).
\nAs placas profissionais da AMD geralmente s\u00e3o chamadas de Radeon PRO. J\u00e1 os modelos NVIDIA pertencem \u00e0 linha Quadro.<\/p>\n

CPU x GPU: entenda a diferen\u00e7a<\/h2>\n

Apesar de o processador (CPU) e a GPU serem constru\u00eddos a partir de bilh\u00f5es de transistores, a forma como eles s\u00e3o estruturados internamente e suas fun\u00e7\u00f5es se diferem consideravelmente.
\nOs processadores (CPUs) precisam lidar com uma s\u00e9rie de tarefas distintas e geralmente n\u00e3o repetitivas, que v\u00e3o desde planilhas de excel \u00e0s mais variadas rotinas do sistema operacional. Isso exige versatilidade e uma compatibilidade mais ampla. A execu\u00e7\u00e3o desses processos tamb\u00e9m acontece de forma seriada, uma por vez.
\nJ\u00e1 as placas de v\u00eddeo s\u00e3o unidades extremamente especializadas. Sua fun\u00e7\u00e3o \u00e9 primordialmente o processamento gr\u00e1fico (2D ou 3D). Para isso, ela usa centenas de unidades de processamento menores, todas trabalhando em fun\u00e7\u00f5es similares, como a renderiza\u00e7\u00e3o de pol\u00edgonos, texturas e a convers\u00e3o das informa\u00e7\u00f5es em pixels.
\nAs GPUs atacam um grande volume de tarefas simultaneamente, executando aquilo que chamamos de processamento paralelo. Confira uma tabela comparativa da NVIDIA sobre as diferen\u00e7as entre CPU e GPU:
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*Comparativo dispon\u00edvel em Blog NVIDIA<\/a><\/p><\/div>
\nPara ilustrar a diferen\u00e7a entre essas duas pe\u00e7as no que diz respeito \u00e0 renderiza\u00e7\u00e3o de imagens, a equipe do Mythbusters fez uma demonstra\u00e7\u00e3o bem divertida, que voc\u00ea confere a seguir:<\/p>\n