Nossos computadores são estruturados a partir de uma série de componentes, que juntos conseguem rodar sistemas operacionais, armazenar arquivos e processar os comandos que disparamos.

Uma das partes mais importantes para os computadores atuais, principalmente para quem gosta de jogar, são as GPUs. Elas são mais conhecidas como placas de vídeo. Explicaremos o que significa a sigla GPU, o esses chips fazem e qual o impacto deles para os games.

O que é GPU?

As GPUs são mais conhecidas como placas de vídeo. A sigla significa Graphics Processing Unit, ou Unidade de processamento gráfico. O termo foi criado pela Sony para designar o chip gráfico do PlayStation, por volta de 1994.

Contudo, a NVIDIA foi a responsável por difundi-lo em 1999, anunciando a sua linha de placas de vídeo GeForce 256 com o slogan “A primeira GPU do mundo”. 

A NVIDIA adotou essa estratégia pelo fato de as suas placas terem sido lançadas com mais recursos do que as rivais, permitindo o uso de efeitos avançados de transformação e iluminação de polígonos. 

GPUs são compostas por diversos núcleos (muitas vezes centenas deles), especializados em processar elementos gráficos 2D ou 3D. São elas as responsáveis por gerar as imagens que chegam até o seu monitor, desenhar a interface do Windows e fazer jogos como Fortnite rodar em velocidade adequada. 

GPUs são compostas por vários núcleos especializados em processar elementos gráficos.

A arquitetura das GPUs é balanceada pelas fabricantes de acordo com aquilo que é mais utilizado em um dado momento. Elas podem priorizar questões como processamento de shaders, texturas, anti-aliasing, entre outros. 

Um novo espetáculo a cada geração

As tecnologias gráficas estão em constante evolução. Além dos shaders, uma das técnicas mais estudadas atualmente é o Ray Tracing. Essa tecnologia de renderização simula a trajetória que os raios de luz percorrem em uma cena, trazendo de volta à origem todas as informações sobre luz, coloração, reflexos e tantos outros detalhes.

O resultado são cenas dotadas de alto nível de realismo, dando nova vida até mesmo a jogos com gráficos mais simples, como Minecraft e Quake II. Não acredita? Dê uma olhada nos vídeos abaixo.

Apesar de o resultado ser maravilhoso, o ray tracing possui um peso computacional absurdo, o que fez com que ele ficasse restrito à indústria de cinema e design por muitos anos. 

Para trazer esse recurso aos games, a NVIDIA investiu na linha RTX de placas de vídeo, que vêm de fábrica com Tensor Cores, núcleos dedicados exclusivamente ao ray tracing, capazes de processar tudo em tempo real, fornecendo aos jogadores desempenho adequado e um espetáculo visual. Você pode ler mais sobre o que é o Ray Tracing e como ele funciona.

O coração da placa de vídeo

Muitas vezes tratado como sinônimo de placa de vídeo, o termo GPU também pode ser utilizado para descrever apenas o chip de processamento, soldado ao PCB, passando a trabalhar em conjunto com memórias dedicadas do tipo GDDR (Graphics DDR) e demais componentes. 

Há também as GPU onboard, chips gráficos embarcados dentro das CPUs. É o caso de diversos modelos de processadores Intel e AMD. A linha Intel® Core™, por exemplo, trabalha com a série de chips gráficos Intel HD, variando em poder de processamento de acordo com as tecnologias adotadas e o número de núcleos.

Muitas placas-mãe vêm com portas HDMI para permitir a conexão integrada com a GPU

É por essa razão que muitas das placas-mãe vêm com portas HDMI, permitindo a conexão direta com a GPU integrada para renderizar o sistema operacional e até mesmo alguns dos jogos mais modernos, ainda que com desempenho bem inferior ao apresentado pelas placas de vídeo dedicadas. 

Qual a diferença entre GPU e CPU?

A CPU é a unidade central de processamento do computador, o chip responsável por calcular e processar a maioria das instruções do computador, fazendo com que nossos sistemas operacionais e programas funcionem adequadamente.

O processador é frequentemente tratado como o “Cérebro” do computador, especializado em cálculos matemáticos. Você pode entender melhor o que é CPU aqui.

Se a CPU é o cérebro, alguns dizem que a GPU é a alma. Suas estruturas internas também fazem cálculos, mas voltados ao processamento de imagem, principalmente em 3D.

As GPUs costumam ter dezenas ou centenas de núcleos, focados em paralelismo e alto volume de saída de dados. 

A GPU vai muito além dos jogos

Já houve um tempo em que as placas de vídeo eram aproveitadas apenas para os jogos. Com o passar dos anos, a indústria cinematográfica e industrial passou a utilizar as capacidades de renderização 2D e 3D das GPUs para acelerar projetos de grande porte. 

NVIDIA e AMD vendem modelos profissionais com recursos adicionais.

Fabricantes como NVIDIA e AMD inclusive vendem modelos considerados profissionais, com recursos adicionais e arquitetura otimizada para o fluxo de trabalho exigido por aplicativos como Maya Render e Adobe After Effects.

A área da medicina também vêm utilizando o poder das GPUs para entender o funcionamento de microorganismos e suas possíveis evoluções, além do diagnóstico computadorizado de imagens. 

No campo da robótica, as GPUs auxiliam no processo de Deep Learning e inteligência artificial, interpretando em tempo real os dados fornecidos por câmeras, sensores de proximidade e muitos outros circuitos. 

Na área da indústria automotiva, as GPUs podem fazer a aceleração gráfica das interfaces mais modernas, disponíveis em carros como Tesla e Audi, além de serem as grandes responsáveis pelo processamento de dados para as tecnologias de pilotos automáticos, cada vez mais presentes em países como os Estados Unidos. 

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Fonte (s): NVIDIA, IT PRO e HW Bot