Tarjetas gráficas de última generación


Tarjeta Grafica


Las posibilidades para jugar en casa con una calidad «decente», entendida como la que permite usar resoluciones elevadas de alta definición y efectos visuales avanzados, pasan por el uso de una consola de videojuegos (como Xbox 360, PlayStation 3 o Wii) por un lado, o de un Mac o PC por otro. El debate consola vs PC está siempre latente en cualquier análisis del mercado de los videojuegos, pero en la práctica hay argumentos válidos para defender tanto uno como otro sistema.

Las consolas son más «convenientes» en tanto en cuanto prácticamente solo hay que pulsar un botón, esperar un tiempo breve, encender la tele o la pantalla y con el mando de juegos empezar a disfrutar en modo individual, cooperativo o multijugador con una calidad más que aceptable. Los PC (el gaming en los Mac es aún marginal) son menos cómodos de poner en marcha. Generalmente están en una habitación separada de las zonas de ocio comunes en la casa, conectados a una pantalla más o menos buena (pero más pequeña en general que la tele del salón) y con un proceso de arranque para los juegos más tedioso, donde primero hay que pasar por el sistema operativo y luego lanzar el juego.

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Un juego, distintas experiencias lúdicas
Un problema asociado con el PC es la fuerte dependencia que hay entre la configuración de hardware y las posibilidades reales para jugar con un título. En una consola, el hardware es esencialmente idéntico para un mismo modelo, ya sea la Xbox 360 o la PS3, por ejemplo. Pero en un PC cambia desde el procesador a la memoria o la tarjeta gráfica. Todos estos componentes influyen en la forma en la que un juego funciona en un PC, pero sobre todo es la tarjeta de vídeo la que define el grado de satisfacción que se tendrá a la hora de disfrutar de un título. Se podría entrar en un debate acerca de si es justo que un usuario con la configuración de hardware mínima pague lo mismo por un juego que otro con un equipo de última generación cuando en la práctica la experiencia lúdica va a ser peor. Lo ideal sería que hubiera distintos precios para distintas calidades de gráficos, aunque de momento es complicado diseñar un sistema de pago que dependa de ese tipo de consideraciones. Lo importante aquí es quedarse con la idea de que a mejor hardware, mejor será la experiencia de juego tanto en fluidez como en detalle gráfico y realismo.
Los desarrolladores de juegos tienen una complicada tarea llegados a este punto, pues deben diseñar sus títulos para que sean «jugables» con la mayor diversidad de configuraciones posibles, y no solo para que aprovechen las tecnologías más modernas. Así pues, la tecnología de programación de juegos irá siempre un poco por detrás de la tecnología implementada en las tarjetas de vídeo, pues antes de que aparezcan masivamente títulos diseñados para aprovechar las novedades tecnológicas, los estudios «esperan» a que haya un número suficiente de potenciales usuarios interesados en esas novedades.


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DirectX 11 y 3D
Con DirectX 11, el repertorio de juegos compatibles con ella es aún modesto. Y, en cualquier caso, el máximo potencial de estas nuevas tecnologías gráficas solo se consigue pasados bastantes meses tras su lanzamiento, cuando también se logran optimizar los controladores y los programadores se han familiarizado con el desarrollo correspondiente, y cuando los motores de los juegos se han actualizado de modo que la implementación de DirectX 11 sea menos laboriosa. Además, las mejoras gráficas y cinemáticas, generalmente no se manifiestan de un modo radicalmente distinto a como lo hacen las tecnologías anteriores, como DirectX 10.1, DX10 o DX9. Más bien se trata de una mejora en elementos concretos o localizados dentro de los títulos.
Otros ejemplos de tecnologías que contribuyen a mejorar la experiencia lúdica en los juegos son las que aceleran la física o añaden una tercera dimensión mediante el uso de gafas y monitores especiales. En estos dos casos, es NVIDIA la compañía que abandera estas mejoras, mientras que AMD ha sido la primera en lanzar las tarjetas gráficas Evergreen compatibles con DirectX 11.
El apartado de la física es más controvertido que otros, sobre todo por las decisiones de NVIDIA (propietaria de PhysX tras la compra de Ageia) para impedir que en un sistema con una tarjeta gráfica de AMD se pueda usar una de NVIDIA para acelerar la física a través de PhysX, o para bloquear la aceleración mediante tarjetas AMD directamente. Además, pone a los usuarios en una complicada posición al impedir que consigan combinar DirectX 11 con PhysX, por ejemplo. En cuanto a 3D, NVIDIA es la compañía más avanzada, con su sistema 3D Vision, que precisa de unas gafas especiales, junto con un monitor preparado para esta tecnología (con una frecuencia de 120 Hz o mayor), una tarjeta NVIDIA y un ordenador con Windows Vista o Windows 7.


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AMD y NVIDIA
De todas estas iniciativas, y a pesar de la importancia de PhysX o la tecnología 3D, donde NVIDIA con sus productos tangibles y AMD con sus proyectos e iniciativas van avanzando paso a paso, la única que responde a un estándar es DirectX 11. Open GL también, pero el mayor protagonismo lo tiene DX11. La implementación de las sucesivas versiones de DirectX supone un trabajo conjunto de software y hardware. DirectX define lo que tiene que hacer el hardware para poder calificarse como compatible, aunque el diseño de la arquitectura y los controladores queda en manos de los fabricantes (AMD, NVIDIA e Intel).
De los modestos requerimientos de DX7, que apenas exigía un procesado básico y fijo de triángulos e iluminación, se ha pasado a DX11, con la posibilidad de ejecutar complejos shaders y procesar ingentes cantidades de información en paralelo, medidas estas cantidades en TeraFLOPS.
Con DirectX 11 se introducen algunas novedades de gran interés práctico, y no solo teórico:
Teselación
La posibilidad de crear geometría de forma dinámica y automática está presente desde DirectX 9, aunque su implementación práctica era problemática. Ahora es una realidad y un requerimiento de DirectX 11 que además es relativamente fácil de implementar en los juegos. El nivel de detalle de los objetos y personajes «teselados» mejora notablemente sin que suponga una carga para la CPU del sistema ni para la tarjeta (al menos en exceso).

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Renderizado multithread
Esta novedad permite que en un equipo con múltiples núcleos no solo uno se encargue de realizar el procesamiento de las llamadas DirectX a la tarjeta gráfica. De este modo, se pueden paralelizar las llamadas DX en la CPU de modo que se aproveche mejor el paralelismo de la GPU, con una potencia de procesamiento mayor que la de una CPU (una CPU como un Core i7 965 consigue en torno a los 70 GFLOPS, frente a los 2,7 TFLOPS de una AMD Radeon HD 5870).

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DirectCompute
Mediante este API, es posible hacer accesibles los recursos de hardware de las tarjetas gráficas DX11 a aplicaciones de propósito general. La transcodificación de archivos, por ejemplo, o cálculos matemáticos complejos, se beneficiarán de esta tecnología contemplada dentro de DirectX 11. De todos modos, tanto AMD como NVIDIA disponen de tecnologías relacionadas que permiten ya aprovechar este paralelismo. NVIDIA CUDA o ATI Stream exponen a los desarrolladores el hardware para realizar cálculos complejos con mayor rapidez que la CPU. DirectCompute, junto con Windows 7, se suma a otras iniciativas como Open CL (de carácter abierto), CUDA de NVIDIA o ATI Stream de AMD.
En principio, otra aplicación susceptible de «estandarizarse» mediante DirectCompute es la de la física en los juegos, aunque de momento no hay demasiado movimiento en esta dirección, con PhysX de NVIDIA como única tecnología para aceleración (no sin letra pequeña) de la física. De todos modos, hay bastante más margen para aprovechar DirectCompute y acelerar efectos gráficos, como el denominado Order Independent Transparency o transparencia independiente del orden, donde directamente en la tarjeta gráfica se calcula la posición de las distintas capas involucradas en la generación de transparencias sin necesidad de ir a la CPU para realizar los cálculos, lo cual demoraría mucho la generación de este tipo de efecto.

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Consumo energético mínimo
En realidad, esta no es una característica relacionada con DirectX 11, aunque es una mejora relevante si se compara con las tarjetas de generaciones anteriores tanto de NVIDIA como de AMD. El consumo en reposo es muy bajo y el medido en máximo rendimiento está por debajo de las tarjetas de generaciones anteriores. Sin ir más lejos, el modelo 5870 no necesita conectores de 8 pines, aunque el rendimiento está por encima del obtenido en tarjetas con un consumo más elevado.
Estas son algunas de las características principales de DirectX 11 implementadas en la actualidad en las familias 5xxx o Evergreen de AMD y 400 de NVIDIA. No obstante, esta última compañía ha lanzado su nueva microarquitectura meses más tarde que ATI debido, probablemente, a dificultades relacionadas con su aproximación monolítica para el diseño de los chips gráficos. AMD ha optado por diseñar chips menos ambiciosos, que luego puede combinar para crear soluciones de muy alto rendimiento.
Por su parte, NVIDIA sigue diseñando chips gigantescos. Fermi tiene 3.000 millones de transistores que, a pesar de estar fabricados con tecnología de 40 nm, siguen siendo muchos transistores. AMD ha optado por integrar «solo» 2.000 millones con tecnología de 40 nm. También ha tenido problemas con la disponibilidad, pero, aun así, ha conseguido vender más de 800.000 productos DirectX 11 sin contabilizar las tarjetas equipadas con los chips Redwood y Cedar de las gamas media y baja.


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Habilidades multimedia
Siguiendo la tradición de ATI en este aspecto, AMD ha mejorado algo más las características multimedia de sus tarjetas gráficas. A la aceleración en la descodificación de códecs de vídeo de alta definición, se suma la compatibilidad con audio digital como Dolby TrueHD o DTS Master Audio. Gracias a la presencia de una conexión HDMI 1.3a, se puede llevar el audio de contenidos como Blu-ray hacia decodificadores de sonido externos a través de PCI Express primero y luego de la tarjeta gráfica y la mencionada salida HDMI 1.3a.
Por otro lado, la tecnología EyeFinity permite que una única tarjeta gráfica controle hasta 6 monitores con una resolución máxima de 8.192 x 8.192 píxeles. Hay una edición especial EyeFinity que integra seis conexiones DisplayPort, cada una de ellas capaz de alimentar una pantalla de 2.560 x 1.600 píxeles, y las ediciones «normales» integran por lo general dos salidas DVI, una HDMI y una Display Port. Así pues, incluso en las ediciones convencionales se pueden crear configuraciones multimonitor sumamente flexibles para vistas extendidas o bien para configurar espacios específicos para ciertas ventanas y aplicaciones.


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Configuraciones multitarjeta
La tecnología CrossFire X sigue siendo el método preferido para aumentar rendimiento gráfico sin tener que cambiar de tarjeta. Tan solo hay que añadir una segunda (o tercera) tarjeta, configurar el panel de control de Catalyst y conectar las fajas de conexión CrossFire para obtener un aumento de rendimiento que dependerá de distintos factores y no será constante en todos los juegos, pero que de media supone mejorar notablemente el comportamiento gráfico de los juegos. De hecho, el modelo 5970 sustenta sus prestaciones en la tecnología Crossfire, aunque en este caso de manera interna en la propia tarjeta.
En breve publicaremos un análisis detallado de la microarquitectura, capacidades multimedia y rendimiento de la familia 400 de NVIDIA compatible con DirectX 11. Estamos ultimando las pruebas pertinentes; en cuanto concluyamos, os ofreceremos los resultados.
La familia Evergreen
En el momento del lanzamiento, AMD presentó en sociedad el chip Cypress, que equipa a los modelos Radeon HD5870 y HD5850. Juniper, por su parte, está detrás de los modelos HD 5770 y HD 5750. Redwood y Cedar son las propuestas para los usuarios que quieren gastar lo justo para poder usar gráficos con más solvencia que los de tipo integrado pero con un precio reducido y unas habilidades multimedia decentes. Hemlock, por su parte, se refiere a la solución con doble procesador gráfico orientada a los «gamers» y los entusiastas, tanto por precio, como por requisitos de potencia energética o de espacio en la caja debido a sus dimensiones.
AMD, con esta nueva familia de tarjetas gráficas, apenas ha tenido que hacer nada salvo optimizar una arquitectura muy bien pulida en la generación anterior 4xxx. El mayor obstáculo está en manos de TSMC, la compañía que se encarga de fabricar los chips, con un proceso poco optimizado para la tecnología de 40 nm que no ofrece los «yields» esperados. Pero en todo caso, la evolución es progresiva hacia un volumen bastante más aceptable que garantice el abastecimiento de las tiendas especializadas. Los modelos 5770 y 5750 son más fácilmente localizables que los 5870 y 5850, sobre todo por la diferencia de transistores entre uno y otro chip.

Glosario

* GPGPU (General-Purpose Computation on Graphics Processing Units): O, lo que es lo mismo, una aplicación de la potencia de cálculo de las tarjetas gráficas para la resolución de tareas informáticas de propósito general y no solo para acelerar juegos. Es un segmento que mueve ingentes cantidades de dinero en mercados profesionales y que ahora empieza a adentrarse en la parcela de consumo.
* SLI y CrossFire: Tecnologías para conectar varias tarjetas gráficas en un mismo equipo. Se necesita que los controladores gráficos identifiquen las dos o tres tarjetas pinchadas en el equipo y conectadas mediante cables especiales. En principio tienen que ser iguales para obtener el resultado óptimo. Las tarjetas de dos cores usan estas tecnologías internamente.


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* DirectX, OpenGL, DirectCompute: Éstas y otras son APIs (conjunto de normas y reglas) definidas con el propósito de facilitar a los programadores el trabajo de creación de juegos y aplicaciones. De este modo, se pueden usar lenguajes de programación de alto nivel en vez de introducir código máquina de bajo nivel. Las APIs definen reglas, de modo que, si un programador quiere pintar un círculo, pueda usar una instrucción como pintar.circulo en vez de tener que mapear cada punto y ubicación de los puntos del mismo. El hardware tiene que ser capaz de interpretar los conjuntos de instrucciones de estas APIs. Sin ir más lejos, las tarjetas AMD son compatibles con DirectX 11, mientras que NVIDIA sigue con DX10 y DX 10.1
La opinión de PC Actual: DirectX, mejor si es 11

AMD ha tomado la delantera en lo que respecta a la implementación de DirectX 11. Además, lo ha hecho de un modo limpio y eficaz, con una tecnología muy mejorada en aspectos como el consumo energético. Asimismo, es capaz desde el primer momento de ofrecer productos de gama alta, media y extrema. Y en pocos meses habrá otros de gama baja y para integración en portátiles. Siempre es deseable contar con una tecnología más moderna, pero tampoco el rendimiento en los juegos de última generación no va a ser espectacular en modelos de gamas básicas. De todos modos, los de generaciones anteriores sí se mueven bien con casi todo lo que supere los 100 euros de precio.


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Siguen el diseño de AMD
Modelos como el Sapphire 5870 Vapor-X han conseguido combinar su tecnología de refrigeración con los 5870, aunque a costa de sacrificar disponibilidad, que es realmente escasa. Por su lado, Asus ha logrado introducir el overclocking subiendo voltaje en el chip, aunque solo usando los controladores de Asus. Por lo demás, las propuestas siguen siendo esencialmente las derivadas del diseño de referencia de AMD. Así pues, solo diferencias como el bundle de juegos o el precio serán clave para tomar una decisión de compra.
La pena es la incompatibilidad con aceleración de la física (sobre todo tras el bloqueo por parte de NVIDIA que imposibilita tener una tarjeta AMD para el juego y otra NVIDIA exclusiva para la física). La tecnología 3D, incipiente aún, está en manos de NVIDIA también. Aunque es de esperar que AMD mueva ficha en este aspecto a no mucho tardar. En cualquier caso, NVIDIA aún tiene que conformarse con la compatibilidad con DirectX 10.1 en los modelos más recientes, con Fermi sin fecha definitiva para su comercialización. La fabricación de tarjetas con tecnología de 40 nm no es sencilla, y menos en Fermi, que tendrá unos 3.000 millones de transistores frente a los 2.000 y pico de las nuevas tarjetas de AMD.
DirectX 11 trae mejoras notables como la teselación o la compatibilidad con APIS como Open CL o Direct Compute para la paralelización no solo de juegos, sino también de aplicaciones, y el número de aplicaciones compatibles con estas tecnologías aumenta. Sin olvidar las habilidades multimedia, con una gestión multimonitor fantástica mediante EyeFinity, o la integración de audio de alta calidad a través de HDMI.
Lo mejor: Compatibilidad con DirectX 11
Puede parecer redundante, pero lo cierto es que AMD ha conseguido una transición limpia desde DirectX 10.1. DirectX 11 permite implementar mejoras como la teselación, que no por simples dejan de ser una beneficio notable para los juegos. Además, la gestión energética es excelente, con un consumo más razonable que las tarjetas de la generación anterior o que las tarjetas de NVIDIA.


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Lo peor: Sin aceleración para física y sin 3D
El punto negativo está en la ausencia de compatibilidad con física o con 3D (de momento). En el CES que se acaba de celebrar ha habido demostraciones por parte de AMD en lo que a Blu-ray 3D se refiere, y esta misma tecnología podrá aplicarse a juegos. Pero, por ahora, los juegos estereoscópicos y la física son patrimonio de NVIDIA. La disponibilidad es otro punto negativo. Desde luego es mejor que la de NVIDIA, que ni siquiera tiene «silicio» de Fermi presentado en sociedad, pero es mejorable.