Entenda o que é GPU e o que ela faz no seu PC

Explicando a Unidade de Processamento Gráfico

Os gráficos de computador são uma parte essencial de qualquer sistema de computador moderno, até mesmo laptops leves. Mas o que é GPU? Vamos entender

Quando se pensa em comprar um computador gamer ou notebook para jogos, você quer que a sua máquina possa rodar os melhores jogos com capacidade gráficas no máximo. Quer os melhores jogos e as melhores resoluções e tudo o que você possa desejar para explorar ao máximo o seu jogo. E para isso você precisa de uma boa placa-mãe, um bom processados e uma boa GPU. GPU significa Unidade de Processamento Gráfico (do inglês ‘‘central processing unit’’) e é a parte do PC responsável pelas imagens na tela que você vê.

Resumindo: É a sua placa de vídeo!

Se você usa seu computador apenas para o básico – navegar na web ou usar software de escritório e aplicativos de desktop – não há muito mais que você precisa saber sobre o que é GPU. É a parte do PC que é responsável pelo que você vê no monitor, e é isso. Não é necessário uma placa de vídeo para que isso seja projetado na tela.

O que é gpu?
Jogar Minecraft assim não é para qualquer GPU

No entanto, para jogadores ou qualquer pessoa que faça trabalhos que podem ser acelerados por uma GPU, como renderização em 3D, codificação de vídeo e assim por diante, a GPU faz muito mais trabalho. Essas pessoas precisam tirar muito mais proveito de sua GPU. Mas, para entender melhor como ela funciona e o que ela faz, vamos dar uma pincelada nessa tecnologia cada dia mais essencial para os jogos modernos e com gráficos cada vez mais avançados.

-- Publicidade --

O que é GPU?

Entenda o que é gpu e o que ela faz no seu pc | b6a8caa0 middle earth shadow of war imagem via steam | married games tecnologia, análises | amd, hardware, notebook, nvidia, pc | o que é gpu
Middle-earth: Shadow of War (Imagem via Steam)

Se pensarmos em uma unidade de processamento central (CPU ou Processador) como a seção de “pensamento lógico do cérebro de silício” de um computador, então a unidade de processamento gráfico (GPU ou Placa de Vídeo) é seu lado criativo, ajudando a transformar as interfaces gráficas do usuário em ícones e designs visualmente atraentes, em vez de resmas de linhas pretas e brancas, parecido com aquele código do Matrix.

Enquanto muitas CPUs vêm com alguma forma de GPU integrada para garantir que o Windows possa ser exibido em uma tela conectada, há uma infinidade de tarefas baseadas em gráficos mais intensos, como renderização de vídeo e design auxiliado por computador (CAD) que muitas vezes requerem um GPU dedicado ou discreto, principalmente na forma de uma placa de vídeo.

Quando se trata deste último, Nvidia e AMD são os dois principais fabricantes de hardware dedicado, enquanto os próprios GPUs integrados Iris Plus e UHD da Intel tendem a se limitar muitos trabalhos leves em laptops sem gráficos dedicados. Na parte móvel, empresas como Qualcomm e MediaTek fornecem GPUs leves para dispositivos mobile, embora muitas vezes venham em designs de sistema em um chip (SoC) em que a GPU está no mesmo chip que a CPU e outro chipset móvel principal dos componentes.

Pode ser fácil pensar em uma GPU como algo em que apenas pessoas interessadas em jogos de PC Gamer ou para trabalho com vídeos pesados estão interessadas, mas uma GPU oferece muito mais do que apenas gráficos bonitos.

Componentes de uma placa gráfica

Aqui estão os componentes mais importantes de uma placa gráfica.

-- Publicidade --
Entenda o que é gpu e o que ela faz no seu pc | 7b35d232 placa | married games tecnologia, análises | amd, hardware, notebook, nvidia, pc | o que é gpu

GPU (Unidade de Processamento Gráfico)

A unidade de processamento gráfico ou comumente conhecida como GPU é o coração da placa gráfica. É o principal componente da placa gráfica onde ocorre todo o processamento gráfico. Ao contrário da CPU que tem apenas 2 a 16 núcleos, um processador GPU é composto por centenas ou milhares de pequenos núcleos ou unidades que funcionam em paralelo para realizar operações gráficas complexas. 

Memória

A memória é o lugar onde todas as texturas complexas e outras informações gráficas são armazenadas. A GPU busca as texturas da memória, processa-as, manda de volta para a RAM e depois manda para o RAMDAC e depois para a tela LCD ou monitor. RAMDAC é um conversor de memória de acesso aleatório digital para analógico que converte a imagem em sinal analógico e os envia para seu monitor ou tela LCD por meio de um cabo de vídeo.

Interface Interna

A interface interna é aquela através da qual sua placa gráfica se conecta à placa-mãe. As placas de vídeo mais antigas usam a interface AGP (Accelerated Graphics Port) para se conectar à placa-mãe, mas agora ela foi substituída por uma interface PCI Express 2.0 x16 muito mais rápida e eficiente. A placa-mãe também deve ter o slot PCI Express x16, caso contrário você não poderá usar a placa. Algumas placas-mãe têm dois slots PCI Express x16 lado a lado, para que você possa usar placas de vídeo conectadas no modo SLI ou Crossfire para aumentar o desempenho.

Dissipador de calor e ventilador

Dissipador de calor e ventoinha formam a parte de resfriamento da placa de vídeo, que é usada para diminuir a temperatura da GPU e da RAM (em algumas placas). O dissipador de calor é um dispositivo de resfriamento passivo feito de cobre ou alumínio e seu objetivo principal é tirar o calor da GPU e dissipá-lo nos arredores. Ventilador é um dispositivo de resfriamento ativo que sopra ar no dissipador de calor para fazer o dissipador esfriar mais rápido, de modo que possa dissipar rapidamente o calor dos componentes.

DVI / HDMI / VGA Ports

Eles formam a interface externa da placa gráfica. Eles são usados ​​para conectar seu monitor ou tela LCD à sua placa gráfica por meio de um cabo apropriado. As placas de vídeo de baixo custo têm apenas portas VGA e DVI (Digital Video Interface), enquanto as de alto desempenho possuem DVI e HDMI (High-Definition Multimedia Interface). Tanto DVI quanto HDMI são interfaces digitais, mas em HDMI o sinal de áudio ou som pode ser transmitido por ela.

-- Publicidade --

O que uma GPU faz

A maneira mais fácil de entender o que é GPU e o que uma GPU faz é falar sobre videogames. Em um jogo, podemos ver uma imagem gerada por computador de uma pessoa, uma paisagem ou um modelo incompreensivelmente detalhado de um objeto 3D. Seja o que for que estamos vendo, tudo graças à unidade de processamento gráfico.

Os videogames são aparelhos complexos que exigem muitos cálculos matemáticos em paralelo para exibir imagens na tela. Uma GPU foi desenvolvida para processar informações gráficas, incluindo a geometria, cor, sombreamento e texturas de uma imagem. Sua Memória RAM também é especializada em lidar com uma grande quantidade de informações que chegam à GPU e dados de vídeo, conhecidos como framebuffer, que vão para sua tela.

A GPU obtém todas as instruções para desenhar imagens na tela da CPU e, em seguida, as executa. Este processo de ir das instruções para a imagem acabada é chamado de renderização ou pipeline de gráficos. A unidade básica para começar a criar gráficos 3D é o polígono. Mais especificamente, triângulos. Quase tudo que você vê em um videogame típico começa como uma enorme coleção de triângulos. Também pode haver outras formas usadas, mas a grande maioria são triângulos.

Essas formas básicas, além de outras linhas e pontos, são conhecidas como “primitivas”. Eles são construídos para fazer objetos reconhecíveis, como uma mesa, árvore ou mago segurando um cajado. Quanto mais polígonos você usa para um objeto, mais detalhadas suas imagens acabadas podem se tornar. Veja o clipe acima, como exemplo de figuras com poucos polígonos.

Cada objeto tem seu próprio conjunto de coordenadas a serem definidas em uma cena. Se um humano estivesse desenhando uma sala de jantar, por exemplo, usaríamos nosso próprio “julgamento” sobre onde a mesa e as cadeiras deveriam estar, ou quão perto esses objetos deveriam estar da parede. Nossa mente, nossa parte criativa ou nossa “GPU” definiu tudo isso e mandou para o papel, ou “tela”, através da capacidade de processamento do nosso “hardware”, no caso, nossa mãe e um lápis.

-- Publicidade --

Um computador não pode fazer sozinho (ainda) essas chamadas de “julgamento” e precisa das coordenadas certas para a colocação das mesas e cadeiras nos lugares corretos. Depois que a cena é definida, a GPU começa a descobrir a perspectiva com base onde a “câmera” está olhando para a cena. Uma batalha na rua, por exemplo, vai parecer muito diferente se seu personagem estiver em cima de um ônibus estacionado, olhando para o caos, em vez de roubar olhares furtivos, enquanto está agachado atrás de um táxi capotado. Novamente, há muita matemática acontecendo para descobrir os ângulos de visão.

Depois de um pouco mais de refinamento, as imagens ganham as texturas, sombras, cores e sombras que dão vida a tudo. Todo esse processamento gráfico está acontecendo em velocidades ultrarrápidas, exigindo cálculos pesados, razão pela qual uma unidade de processamento separada é necessária em primeiro lugar. Se algo nesse processo dá errado em videogames, por exemplo, você de repente vê um objeto no ar.

Entenda o que é gpu e o que ela faz no seu pc | 6081ae83 mamute | married games tecnologia, análises | amd, hardware, notebook, nvidia, pc | o que é gpu
Tudo bem que é um mundo com magia, mas acho que esse mamute não devia estar aí

A GPU é construída especificamente para fazer esse processamento gráfico, o que requer muitos cálculos matemáticos que acontecem em paralelo, tirando essa “obrigação” da CPU e permitindo que mais coisas aconteçam ao mesmo tempo. Enquanto a CPU está calculando diversas outras coisas, fazendo novas e diferentes tarefas no computador, a GPU cuida especificamente da parte gráfica dos jogos e processamento de objetos 3D e vídeo.

Você poderia, tecnicamente, contar com uma CPU para os gráficos, mas não seria eficiente e o resultado final nunca seria tão impressionante visualmente. A CPU simplesmente não possui os recursos para lidar sozinha com a maioria dos jogos e já está executando seu sistema operacional, outros programas e processos em segundo plano. Também está ajudando a executar o jogo com cálculos físicos, operações de IA e outras tarefas.

(Esse foco mais pesado em cálculos e operações paralelas é o motivo pelo qual os mineradores de Bitcoins se voltaram para plataformas cheias de GPUs para gerar a matemática necessária para minerar moedas de criptomoeda. As CPUs, por sua vez, não são tão especializadas nisso e são de uso mais geral.)

-- Publicidade --
Tom Petersen da nVidia explicando sobre (ligue a legenda)

Embora as GPUs tendam a ser geralmente associadas a gráficos realistas em videogames de alta qualidade, outras indústrias também as usam.

Por exemplo, em aplicativos de negócios como AutoCAD, as GPUs oferecem o benefício de renderizar modelos 3D. Como este tipo de software exige mudanças constantes em pouquíssimo tempo, o PC no qual o modelo é renderizado deve ser capaz de suportar o processo de edição. Neste exemplo, uma GPU facilita a renderização dos modelos 3D.

Além disso, outro uso popular das GPUs é na edição de vídeo. Isso é muito importante ao trabalhar com grandes quantidades de arquivos de alta resolução, como vídeos em 360° graus ou 4K. Às vezes, pode ser problemático editar esses tipos de arquivos para a maioria das GPUs padrão, que é exatamente a razão pela qual uma GPU de última geração é muito útil graças à sua capacidade de transcodificar os arquivos de vídeo a uma velocidade razoável.

Além disso, as GPUs são extremamente úteis quando se trata de criação de redes neurais e processamento de funções de aprendizado de máquina . Esta é outra tarefa que pode ser opressora para uma CPU devido à grande quantidade de dados envolvidos no processo.

O que é Ray Tracing?

O ray tracing é uma técnica de renderização que pode produzir efeitos de iluminação incrivelmente realistas. Essencialmente, um algoritmo pode rastrear o caminho da luz e, em seguida, simular a maneira como a luz interage com os objetos virtuais que finalmente atinge no mundo gerado por computador. Vimos os efeitos de iluminação no jogo se tornarem cada vez mais realistas com o passar dos anos, mas os benefícios do ray tracing são menos sobre a luz em si e mais sobre como ela interage com o mundo. 

-- Publicidade --

O rastreamento de raios permite sombras e reflexos dramaticamente mais realistas, junto com translucidez e dispersão muito aprimoradas. O algoritmo leva em consideração onde a luz atinge e calcula a interação e interação de maneira muito semelhante ao que o olho humano processaria luz real, sombras e reflexos, por exemplo. A maneira como a luz atinge os objetos no mundo também afeta as cores que você vê. 

Com suficiente poder computacional disponível, é possível produzir imagens CG incrivelmente realistas que são quase indistinguíveis da vida real. Mas esse é o problema: até mesmo um PC para jogos bem equipado tem uma quantidade limitada de GPU para trabalhar, quanto mais um console de jogo moderno.

Quem são as maiores empresas de GPU?

Nvidia

A Nvidia é uma empresa de tecnologia norte-americana com sede na Califórnia, fundada em 1993, que projeta GPUs para jogos e mercados profissionais, bem como unidades de sistema em um chip (SoCs) para os mercados de computação móvel e automotivo. Sua linha de GPU primária é a GeForce, que é uma concorrente direta da Radeon da AMD.

Algumas de suas GPUs mais conhecidas incluem a GeForce RTX 3080 , a Nvidia Titan V e a Nvidia RTX A6000 . No momento, devido à escassez mundial de placas de vídeo, graças a alta procura de placas para mineração de bitcoins, pode ser complicado colocar as mãos em uma de suas GPUs, especialmente em suas placas GeForce RTX 3070 .

Em julho de 2021, a Nvidia ativou o que alegou ser o supercomputador mais rápido do Reino Unido, o Cambridge-1, que continha várias GPUs NVIDIA A100 Tensor Core .

-- Publicidade --

AMD

A Advanced Micro Devices, também conhecida como AMD, foi fundada em 1969 e é outra empresa de tecnologia dos Estados Unidos com sede na Califórnia. Ela desenvolve processadores de computador e outros produtos para os mercados comerciais e de consumo. Originalmente, ela fabricava semicondutores antes de separar essa divisão em 2008, que foi então transformada em GlobalFoundries .

Os principais produtos da AMD incluem chipsets de placa-mãe, microprocessadores, processadores gráficos e processadores integrados. Alguns de seus produtos incluem a série de gráficos AMD Radeon e a linha de processadores Ryzen .

Em março, a empresa anunciou que lançaria a série Ryzen 5000 Pro de processadores móveis para laptops corporativos finos e leves. Este consiste em três chips: Ryzen 7 Pro 5850U, Ryzen 5 Pro 5650U e Ryzen 3 5450U. O 5850 é a especificação mais alta dos três, apresentando um design de 16 threads de oito núcleos, cache de 20 MB e frequência de clock base e boost de 1,9 GHz e 4,4 GHz, respectivamente. A AMD afirmou que o chip é o único processador com oito núcleos de alto desempenho projetados para laptops finos e leves.

GPUs dedicas e integradas

O que é gpu
Uma GPU AMD Radeon dedicada (Imagem via AMD)

Existem dois tipos principais de GPUs que você pode ter para um PC moderno: integradas e dedicadas. As placas de vídeo são normalmente componentes de encaixe grandes e volumosos para PCs de mesa que têm uma, duas ou, às vezes, três ventoinhas. Essas placas contêm o chip do processador gráfico real, bem como uma memória RAM para lidar com cargas gráficas mais altas, como os videogames. Os ventiladores mantêm os componentes frios. Resumindo: É como se você tivesse um computador dentro do seu computador.

Placas de vídeo para desktop são alguns dos componentes mais fáceis de atualizar (se você tiver o dinheiro para ficar comprando elas sempre que quiser). Basta colocar a placa em um slot PCIe x16, conectar um cabo à fonte de alimentação (se necessário) e instalar os drivers.

-- Publicidade --
Entenda o que é gpu e o que ela faz no seu pc | d7075266 cpu core i7 8700 inclui graficos uhd 630 da intel imagem via intel | married games tecnologia, análises | amd, hardware, notebook, nvidia, pc | o que é gpu
CPU Core i7-8700 inclui gráficos UHD 630 da Intel (Imagem via Intel)

Os notebooks também podem ter GPUs dedicadas, mas em vez de uma placa grandona, a GPU dedicada para notebooks é só um chip soldado na placa-mãe. Ao contrário daqueles em um desktop, eles não são tão fáceis de atualizar. Só computadores gamers mais caros costumam ter a opção de atualizar uma placa de vídeo ou qualquer outro componente.

Depois, há chips gráficos integrados, que são embutidos no processador. Nem todas as CPUs têm isso. As CPUs Ryzen para desktop da AMD, por exemplo, são famosas por não possuírem nenhuma placa de vídeo integrada. No entanto, a empresa fabrica processadores para desktop com gráficos integrados, chamados de Unidades de Processamento Acelerado (APUs). Os chips Core para desktops da Intel, com números de modelo que terminam em “F”, também não têm gráficos, assim como os CPUs Core X-Series com números de modelo que terminam com “X”. Como esses processadores não têm GPU, eles são vendidos a um preço mais baixo.

Um processador sem gráficos é apenas uma preocupação para desktops. Novamente, os notebooks são vendidos como um pacote, portanto, eles exigem uma GPU dedicada ou uma placa de vídeo integrada embutida no processador.

Processadores modernos com gráficos integrados podem ser surpreendentemente poderosos. Alguns são capazes de executar títulos AAA mais antigos, selecionados em taxas de quadros razoáveis, quando as configurações de gráficos são reduzidas. Ou seja, você conseguirá jogar os games, mas não com a qualidade gráfica no alto ou no ultra, mas vai poder aproveitar o jogo com tranquilidade.

Esses modelos são uma escolha econômica para aqueles que ainda não podem pagar a placa de vídeo dos seus sonhos. Qualquer pessoa que queira fazer um trabalho sério, no entanto, precisará saber o que é GPU e, consequentemente, uma GPU separada.

-- Publicidade --

Qual GPU você precisa?

Entenda o que é gpu e o que ela faz no seu pc | eedda2cb laptop | married games tecnologia, análises | amd, hardware, notebook, nvidia, pc | o que é gpu
(Imagem via Alienware)

Agora você sabe o básico sobre o que é GPU, o que ela faz e os diferentes tipos que existem. Então, como você sabe de qual você precisa? Se você está jogando em um desktop, precisa de uma placa de vídeo e há todo um mundo de análises para ajudá-lo a escolher a melhor. Geralmente, certifique-se de obter uma placa gráfica apropriada para a resolução do seu monitor, como 1080p, 1440p ou 4K.

Os recursos dos jogos estão em constante evolução e exigem novo hardware. Isso significa que as placas de vídeo tendem a se tornar obsoletas mais rapidamente do que outros componentes. Os proprietários de desktops devem comprar algo lançado nos últimos dois a três anos. Para jogos em um notebook, tenha muito, muito cuidado. Muitos notebooks para jogos têm GPUs dedicadas de até duas gerações e custam tanto (ou quase tanto) quanto um notebook com uma GPU mais recente.

Se você está focado na edição de vídeo para entusiastas, uma CPU potente é mais importante, mas uma placa de vídeo dedicada (mesmo que tenha algumas gerações) também é necessária. Para todos os outros, gráficos integrados bastarão. Não há necessidade de obter uma placa gráfica para streaming de vídeo, jogos básicos da web ou mesmo edição básica de fotos. Apenas certifique-se de que sua CPU realmente possui uma GPU integrada. Caso contrário, você pode ter uma surpresa frustrante ao tentar inicializar aquele novo desktop.

Agora, deixe nos comentários: Quais são as melhores GPU para você? Prefere as GPU da Nvidia ou AMD? Usa alguma no seu PC? Fale conosco e aproveite para ler mais sobre tecnologia no nosso site.

-- Publicidade --
Avatar of paulo fabris

Paulo Fabris é um jornalista, escritor, RPGista, gamer, cosplayer, nerd e fã de animes desde a época da TV Manchete.