O que é uma GPU? Explicação das unidades de processamento gráfico

A computação gráfica é uma parte essencial de qualquer sistema de computador moderno, até mesmo de laptops leves. “GPU” significa unidade de processamento gráfico e é a parte do PC responsável pelas imagens na tela que você vê.

O que a GPU faz

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 a GPU. É a parte do PC que é responsável pelo que você vê no monitor, e é isso.

No entanto, para jogadores ou qualquer pessoa que faça trabalhos que podem ser acelerados por GPU, como renderização 3D, codificação de vídeo e assim por diante, a GPU faz muito mais trabalho. Essas pessoas precisam obter muito mais da GPU, então vamos mergulhar mais fundo.

Os diferentes tipos de GPUs

Existem dois tipos principais de GPUs que você pode obter para um PC moderno: integrado e discreto. O último nada tem a ver com evitar atenção. Discreto neste sentido significa que é separado ou distinto.

Placas de vídeo são normalmente componentes de encaixe grandes e volumosos para PCs de mesa que têm um, dois ou, às vezes, três ventiladores. Essas placas contêm o chip do processador gráfico real, bem como RAM para lidar com cargas gráficas mais altas, como videogames. Os ventiladores mantêm os componentes frios.

As placas gráficas de desktop são alguns dos componentes mais fáceis de atualizar. Basta colocar a placa em um slot PCIe x16, conectar um cabo à fonte de alimentação (se necessário) e instalar os drivers.

Os laptops também podem ter GPUs discretas. Em vez de uma placa volumosa, porém, uma GPU discreta para laptop é apenas um chip soldado na placa-mãe. Ao contrário daqueles em um desktop, eles não são tão fáceis de atualizar.

Depois, há 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 desktop 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 laptops são vendidos como um pacote, portanto, eles exigem uma GPU discreta 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 quadro reproduzíveis quando as configurações de gráficos são reduzidas.

Eles são uma escolha econômica para aqueles que ainda não podem pagar a placa de vídeo dos seus sonhos. Qualquer um que queira fazer jogos sérios, entretanto, precisará de uma GPU separada.

O que uma GPU faz

A maneira mais fácil de entender 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 intrincadamente detalhado de um objeto 3D. Seja o que for que estamos vendo, tudo graças à unidade de processamento gráfico.

Os videogames são empreendimentos complexos que requerem 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 RAM também é especializada para armazenar 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 processamento 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 podem ser usadas outras formas, 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.

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 próximos esses objetos deveriam estar da parede.

Um computador não pode fazer essas chamadas de julgamento e requer coordenadas para colocação. Essa é uma das razões pelas quais, às vezes, as coisas dão muito errado em videogames e, de repente, você vê um objeto no ar.

Depois que a cena é definida, a GPU começa a descobrir a perspectiva com base em 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 ultra-rápidas, exigindo cálculos pesados, razão pela qual uma unidade de processamento separada é necessária em primeiro lugar.

A GPU é construída especificamente para processamento gráfico, o que requer muitos cálculos matemáticos que acontecem em paralelo. Esse foco mais pesado em cálculos e operações paralelas é o motivo pelo qual os primeiros defensores do Bitcoin se voltaram para plataformas cheias de GPUs para gerar a matemática necessária para extrair moedas de criptomoeda. As CPUs, por sua vez, não são tão especializadas e são de uso mais geral.

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 a maioria dos jogos. Já está executando seu sistema operacional, outros programas e processos em segundo plano. Também ajuda a executar o jogo com cálculos físicos, operações de IA e outras tarefas.

Qual GPU você precisa?

Agora você sabe o básico do que uma GPU 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 de vídeo apropriada para a resolução do seu monitor, como 1080p, 1440p ou 4K. Os recursos do videogame estão constantemente avançando e exigindo novo hardware. Isso significa que as placas gráficas tendem a se tornar obsoletas mais rapidamente do que outros componentes. Os proprietários de desktops devem comprar algo lançado nos últimos dois ou três anos.

Para jogos em um laptop, tenha muito, muito cuidado. Muitos laptops para jogos têm GPUs discretas de até duas gerações e custam tanto (ou quase tanto) quanto um laptop com uma GPU mais recente.

Se você está focado em edição de vídeo entusiasta, uma CPU potente é mais importante, mas uma placa de vídeo discreta (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.

---

Se estiver curioso, você pode verificar qual GPU você possui em seu PC com Windows 10 .