La evolución tecnológica representa uno de los principales avances de la sociedad que han permitido llegar a nuevos niveles de diseños y arquitectura e incluso avances médicos. Cabe destacar que esto se ha logrado por el trabajo continuo de partes mecánicas que colaboran con el mismo, entre ellos conoceremos qué es el GPU, un dispositivo encargado de ejecutar diseños gráficos fundamentales para los equipos electrónicos, conozcamos un poco sobre ellos.

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GPU

Las computadoras consisten en un dispositivo informático que tiene la capacidad de recibir, almacenar y procesar información digital, por ello está compuesta por operaciones aritméticas que tienen un proceso automático para desarrollar funciones. Estos equipos están compuestos por elementos básicos como memoria RAM, memoria ROM, tarjeta madre, microprocesadores, disco duros, entre otros más que permiten su buen funcionamiento.

Existen también otros elementos que permiten desarrollar sus funciones de forma adecuada conocidos como GPU, consiste es la unidad de procesamientos gráficos, representa uno de los componentes secundarios del computador con mayor importancia, debido que permite la construcción de gráficos para el desarrollo de funciones, es principalmente visto en los video y dispositivos con los mismos.

Para algunas personas es clasificado como parte del hardware novato, incluye aquellas partes fundamentales que un computador necesita para desarrollar sus funciones de forma adecuada, por ello es fundamental tener conocimiento de todas los elementos principales que componen a los ordenadores, destacando en este caso las encargadas de llevar a cabo los diseños gráficos.

El diseño de gráficos consiste en un instrumento para construir objetos visuales que satisfacen las necesidades  de las personas, permitiendo recrear situaciones y objetos que atraen la atención de las personas y satisfacen las necesidades básicas  de comunicación visual, con el pasar del tiempo estas unidades gráficas han llegado adquirir auge y fuerza para la gestión de productos y redes.

Las unidades de procesamiento de los gráficos conocido por sus siglas como GPU, consiste en un coprocesador encargado de desarrollar sus gráficos y operaciones que se encuentran en coma flotante, encargados de aligerar una carga dentro del procesador central para ejecutar gráficos. Representa un componente esencial para ser parte de un CPU por lo que está ubicado en la inteligencia artificial y mecánica del equipo.

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Diferencia entre el CPU y el GPU

La GPU se encarga de aligerar la carga de toda la información que debe ser procesada dentro de la unidad central del computador y permitiendo un trabajo eficiente. Es un tipo de coprocesador que está especializado en los gráficos que serán llevados a cabo en el ordenador, en ciertas ocasiones puede llegar a ser confundido con el CPU y tienden en buscar a sustituir uno por el otro.

Los GPU se encargan de implementar las operaciones gráficas que poseen las llamadas primitivas para el procesamiento gráfico, por ejemplo está encargado de ejecutar los procesos gráficos 3D que suaviza los bordes de las figuras y de esa manera darles un aspecto más realista. Al evolucionar se redujeron las formas triangulares, circulares y otros, mediante este procesador se ofrecen tarjetas gráficas.

En cambio la unidad central de procesamiento (CPU) consiste en un tipo de hardware que ofrece un ordenador con dispositivos de programas para llegar a interpretar los diferentes sistemas informáticos  que llevan a cabo las operaciones básicas, aritméticas, lógicas y externas. Son considerados como un multiprocesador constituido con un circuito integrado (chip) con un multinúcleo que posee dispositivos periféricos para funcionar con el sistema operativo del computador.

La diferencia de la arquitectura entre el CPU y el GPU radica en sus principales diseños, donde ambos son muy similares y desarrollando funciones prácticas para los ordenadores. Los GPU están construidos de una manera muy eficiente y permiten un cálculo de información gráfica para ser procesados por el equipo, mientras que el CPU se encarga de optimizar este tipo de condición actuando como un procesador convencional  respetando la labor del mismo y procesándolo por las horas necesarias.

Características del GPU

Los GPU son conocidos como las unidades de procesamiento gráfico, básicamente consiste en un chip de silicio que está compuesto por millones de transistores que se encuentran con el diseño específico según la arquitectura del ordenador.  Las características técnicas dependen directamente del modelo de GPU que se tenga en mano.

Los mismos poseen un tamaño superior al del CPU donde no bajan de los cien milímetros cuadrados, incluso incluyen procesadores litográficos avanzados. Incluye sustratos del tamaño de una ronda triple y cuádruple al chip convencional, permitiendo la respectiva conexión con ella. Todo esto permite que actúen como un interposer básico para cablear conexiones con el propio chip.

Son dispositivos que están altamente segmentados y ofrece cantidad de unidades funcionales que están divididos en vértices que procesan los diferentes píxeles para ser manejados por estos procesadores. Los GPU se encargan de llevar la información al CPU, recibiendo vértices de información que realizan la transformación de rotación y el movimiento de las figuras que están siendo analizadas.

Historia

El GPU es considerado un descendiente moderno de los chips gráficos monolíticos que iniciaron en los años 80, destacando gran relevancia en la actualidad por ser parte de la evolución tecnología consumida en la sociedad, este tipo de dispositivo está presente en cualquier computador, Tablet, ordenador, videojuegos entre otros. Gracias a ello se permiten observar figuras, escritos, videos, imágenes y diseños muy definidos que han suplido la necesidad de la sociedad en tener acceso virtuales más realistas, principalmente en los jóvenes que consumen productos de videojuegos o programas.

Los primeros precursores de este tipo de dispositivo son aquellos de procesamiento gráfico que radica desde la época de los 80. Siendo un conjunto de chips controladores que están muy parecidos para ser empleados con la conectividad de Ethernet, Bluetooth o Wifi. Estos equipos protoGPUs son bastantes básicas siendo limitados por llegar a poseer una forma de sprites (un soporte de todo), pero no poseían un soporte de dibujos y figuras adecuadas.

Se centra en desarrollar un puñado de funciones que son consideradas como demasiado pequeñas para poder ser parte de las unidades principales partes del computador, llegando a ejecutar acciones básicas como ejecutar las listas de display y emplea el DMA para reducir la carga de los procesadores de anfitrión, a pesar de eso eran muy limitadas las acciones para llegar a ser una parte relevante del ordenador, donde se destacan las capacidades del procesamiento según sea lo necesario.

Entre las primeras tarjetas gráficas se destaca el modelo iSBX 275 de Intel, representa un modelo que está en el mercado desde el año 1983, basándose en el controlador 82720 GDC uno de los principales coprocesadores son los ANTIC de los Atari 800 y el Atari 5200 que fue muy popular en esa época, despertando el interés de muchas personas jóvenes. A mediados del año 85 se llegó a emplear el Commodore Amiga donde se empezó a contar con los GPU propios y a mediados del año 86 empezó la empresa Texas Instruments a desarrollar los procesadores con mayor capacidad de desarrollo gráfico.

Estos representaron los precursores de los SoC que representaron una base fundamental en la industria informática. A mediados de los años 90 llegó a cumplir funciones que incrementan con la evolución tecnológica, donde se aplicaron principios gráficos conocidos como 2D donde los objetos empezaron a tomar acciones y no solo a tomar movimientos de forma horizontal dentro del eje X, además de simular movimientos hacia adelante y atrás, también en el eje Y hacia arriba y hacia abajo.

Con el tiempo evolucionaron este tipo de dispositivos llegaron adquirir propiedades 3D, donde se enfoca a un diseño tridimensional donde se llegan a respetar hasta tres dimensiones donde cada punto del eje se ve influenciado y añadiendo uno nuevo conocido como z. Con ello se llega abarcar un nuevo espacio físico con la anchura, altura y profundidad; este tipo de herramienta fue fundamental para el alcance tecnológico a nivel mundial, llegando a nuevos estándares que sobrepasaron límites en el mundo de la informática, además de ofrecer nuevas perspectivas.

Desde entonces el GPU se consideró como dispositivos obligatorios y necesarios para ser parte de los equipos electrónicos de cualquier índole, principalmente de computadoras. Con ello ingresaron nuevas empresas que apostaron a las inversiones informáticas y desarrollaron métodos para poder tener dispositivos con nuevas influencias ópticas, ofreciendo cada vez mayores gráficos en sus equipos, entre ellos apareció el PlayStation original y el Nintendo 64 estos dispositivos involucraron a una nueva generación dentro del mundo computacional y a crecer con la influencia de los aparatos electrónicos.

Desde entonces ha existido un complejo proceso de evolución, debido que la era del 3D perduró por aproximadamente una década ofreciendo oportunidades y avances en diferentes campos tecnológicos; existiendo mejoras de capacidades y estableciendo estándares con ello surgió la empresa OpenGL y Direct3D donde puede llegar a facilitar el uso de programadores que procesaban nuevos niveles de exigencia y mayor capacidad de diseños gráficos para los ordenadores de la época.

Actualmente los diseños tecnológicos se han visto influenciados por GPU donde son empleados desde pequeños teléfonos móviles, juegos electrónicos, en los videos de computador, entre otros. Gracias a ello podemos disfrutar de comodidades virtuales muy vinculadas a la realidad y permitiendo la conexión del usuario de forma cómoda y realista. Este componente es sumamente necesario y normalmente está visto en la mayoría de los dispositivos electrónicos.

Tipos de GPU

El GPU es conocido como la unidad de procesamiento de gráficos que permite acelerar el funcionamiento de las aplicaciones con un aprendizaje profundo, permitiendo un nuevo nivel de análisis y mejorar la ingeniería de los equipos. Este dispositivo está presente en la mayoría de las plataformas  y permite el comportamiento adecuado de una inteligencia artificial que está presente dentro de una era de computación que ha alcanzado la creación de drones, nuevos diseños de automóviles e incluso creación de robots.

Existen diferentes tipos de GPU (Unidad de Procesamiento Gráfico) está encargado en desarrollar los diseños para los dispositivos electrónicos y ser empleado con la mayor tecnología posible, en este caso se destacan tres tipos de GPU que se encuentran presentes en el mercado y en la mayoría de los dispositivos. Permitiendo desarrollar arquitecturas que son implementadas en los diferentes aparatos:

Tarjetas Dedicadas

Consiste en un tipo de unidad gráfica que está habilitada para ofrecer mayor potencia, posee una serie de especificaciones que están compuestas por diseños que permiten llevar a cabo tareas específicas llegando a ser las más eficientes del mercado. Las tarjetas dedicadas están integradas por tarjetas madres que se encuentran ubicadas en un puerto aparte, en ocasiones son vistas dentro del mismo dispositivo.

Las tarjetas dedicadas se destacan por poseer una memoria RAM independiente que permite el uso adecuado del GPU, trabajando simultáneo para un mejor proceso de diseños gráficos. Con ello se cumplen los requisitos necesarios de que esté integrada dentro de una placa base  e incluso dentro del CPU interno del equipo.

Integrados Gráficos

Los integrados gráficos se destacan por estar completamente integrados dentro de la memoria que es empleada dentro del sistema del computador participando en las funciones básicas necesarias de los sistemas operativos.  Por ello, difieren a las tarjetas dedicadas que están externas o poseen un sistema particular para ser anexadas al equipos, en cambio este tipo de GPU viene instalado dentro del computador, normalmente es un factor de fábrica que la misma casa tecnológica instala al armar sus equipos.

Consiste en un tipo de solución común para los ordenadores modernos, este tipo de GPU está presente en un 90% de las computadoras e incluyendo dispositivos como las tablets, smartphones y la mayoría de PCs. El núcleo central de este tipo de GPU está ubicado dentro de las tarjetas madres siendo recientemente lo más cambiado es el AMD Intel que están integrados dentro de los procesadores, siendo denominados como Accelerated Processing Unit e Intel HD Graphics.

Híbridos

Como el nombre lo dice está compuesta de diferentes formatos, nació con la necesidad de mantener precios relativamente bajos pero también dando garantía de potencias adecuadas, manteniendo un nivel de calidad estándar para todos sus clientes y usuarios, garantizando un diseño gráfico estable y seguro según lo demandado en el mercado.

Las unidades gráficas híbridas destacan por compartir la memoria del sistema, es decir poseen un comportamiento en contacto con el diseño interno de los sistemas operativos, interactuando para realizar un efectivo diseño de figuras dentro del computador. Todo ello se encarga de ofrecer una disminución de tiempo en latencia, integrando una limitada cantidad de memoria propia junto con el espacio ofrecido de la memoria interna, con esto se llevan a cabo las labores inmediatas. Este tipo de Unidad de Procesamiento Gráfico es muy vista en los ordenadores portátiles como laptos y tablets, desarrollando las funciones básicas del mismo e incluso cumpliendo como aquellas tarjetas dedicadas.

Cómo Funciona un GPU

La GPU responde a las siglas de Unidad de Procesamiento de Gráficos, como muy bien su nombre lo indica es el encargado de llevar a cabo el procesamiento de todos los gráficos. Actuando como un coprocesador que está ubicado junto al CPU, encargando de aligerar las cargas del microprocesador central, actuando de manera eficiente y el rendimiento del equipo informático sea mucho más elevado y agradable para la vista de los usuarios.

A diferencia de los procesadores centrales, este tipo de dispositivo está diseñado con pocos núcleos que posee alta frecuencias como de reloj, pero también existen diseños que poseen grandes cantidades de núcleos de procesamientos pero con bajas frecuencias de reloj. Actualmente la mayoría de los núcleos permiten llevar a cabo el procesamiento que están dirigidos por vértices que desarrollan las funciones de procesamiento de vértices y con los píxeles.

El procesamiento de vértices es un procedimiento sencillo que permite adquirir nuevas unidades de procesamiento gráfico empleados en la actualidad, provocando que sea la menor cantidad de recursos que son consumidos dentro del computador. Este tipo de procedimiento trata de obtener la información de los vértices que circulan en las partes eléctricas del equipo, el mismo se ejecuta por cálculos previos que son ejecutados por el CPU, donde se ejecuta el procesamiento de ordenamiento espacial, incuso rotación y hace referencia a los segmentos del vértice que son gráficamente visibles, con ello pasa al nivel de pixelado.

A continuación se procede a la sección de ejecutar pixeles, corresponde a la sección de diseño y aporte colorido a las figuras que están siendo reflejadas, permitiendo que las imágenes sean observadas como tal. Este tipo de proceso es considerado complejo y requiere alta carga de procesamiento para llegar aplicar en diferentes capas informáticas, generando efectos que crean texturas complejas para poder tener gráficos lo más realistas posibles.  Al culminar, una vez procesada toda la información gráfica se encarga de ser llevada al monitor digital o al analógico pasando previamente por un convertidor.

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