Scheda grafica: tutto ciò che devi sapere

Nell'era dei computer da gioco, la scheda grafica ha acquisito molta o quasi più importanza della CPU. In effetti, molti utenti evitano di acquistare potenti CPU per investire denaro in questo importante componente che è responsabile dell'elaborazione di tutto ciò che ha a che fare con trame e grafica. Ma quanto ne sai di questo hardware? Bene qui spieghiamo tutto, o qualcosa di meno tutto ciò che consideriamo più importante.

Indice dei contenuti

La scheda grafica e l'era dei giochi

Indubbiamente, il termine più usato per nominare le GPU è quello di una scheda grafica, sebbene non sia esattamente la stessa e lo spiegheremo. Una GPU o un'unità di elaborazione grafica è fondamentalmente un processore creato per gestire la grafica. Il termine suona ovviamente molto simile alla CPU, quindi è importante distinguere tra i due elementi.

Quando stiamo parlando di una scheda grafica, stiamo davvero parlando del componente fisico. È costruito da un PCB indipendente dalla scheda madre e dotato di un connettore, normalmente PCI-Express, con il quale verrà collegato alla scheda madre stessa. Su questo PCB abbiamo installato la GPU e anche la memoria grafica o VRAM insieme a componenti come VRM, porte di connessione e dissipatore di calore con le sue ventole.

Il gioco non esisterebbe se non fosse per le schede grafiche, specialmente se stiamo parlando di computer o PC. All'inizio, tutti sapranno che i computer non avevano un'interfaccia grafica, avevamo solo uno schermo nero con la richiesta di inserire i comandi. Queste funzioni di base sono tutt'altro che attuali nell'era dei giochi, in cui disponiamo di apparecchiature con una perfetta interfaccia grafica e di enormi risoluzioni che ci consentono di gestire ambienti e personaggi quasi come se fosse la vita reale.

Perché separare GPU e CPU

Per parlare di schede grafiche proprietarie, dobbiamo prima sapere cosa ci portano e perché sono così importanti oggi. Oggi, non potremmo concepire un computer da gioco senza CPU e GPU fisicamente separate.

Cosa fa la CPU

Qui l'abbiamo abbastanza semplice, perché tutti possiamo avere un'idea di cosa fa il microprocessore in un computer. È l'unità centrale di elaborazione, attraverso la quale passano tutte le istruzioni generate dai programmi e gran parte di quelle inviate dalle periferiche e dall'utente stesso. I programmi sono formati da una serie di istruzioni che verranno eseguite per generare una risposta basata su uno stimolo di input, può essere un semplice clic, un comando o il sistema operativo stesso.

Ora arriva un dettaglio che dobbiamo ricordare quando vediamo cos'è la GPU. La CPU è composta da core e di grandi dimensioni possiamo dire. Ognuno di essi è in grado di eseguire un'istruzione dopo l'altra, più core, poiché è possibile eseguire più istruzioni contemporaneamente. Esistono molti tipi di programmi su un PC e molti tipi di istruzioni che sono molto complessi e suddivisi in più fasi. Ma la verità è che un programma non genera un gran numero di queste istruzioni in parallelo. Come possiamo assicurarci che la CPU "comprenda" qualsiasi programma che installiamo? Ciò di cui abbiamo bisogno sono pochi nuclei, molto complessi e che sono molto veloci per eseguire rapidamente le istruzioni, quindi noteremo che il programma è fluido e risponde a ciò che chiediamo.

Queste istruzioni di base sono ridotte a operazioni matematiche con numeri interi, operazioni logiche e anche alcune operazioni in virgola mobile. Questi ultimi sono i più complicati poiché sono numeri reali molto grandi che devono essere rappresentati in elementi più compatti usando la notazione scientifica. Il supporto della CPU è la RAM, memoria veloce che consente di salvare i programmi in esecuzione e le loro istruzioni per inviarli alla CPU tramite un bus a 64 bit.

E cosa fa la GPU

Proprio la GPU è strettamente correlata a queste operazioni in virgola mobile di cui abbiamo parlato in precedenza. In effetti, un processore grafico trascorre praticamente tutto il suo tempo a eseguire questo tipo di operazioni, poiché hanno molto a che fare con le istruzioni grafiche. Per questo motivo, viene spesso chiamato coprocessore matematico, infatti ce n'è uno all'interno della CPU, ma molto più semplice della GPU.

Di cosa è fatto un gioco? Bene, fondamentalmente il movimento dei pixel grazie a un motore grafico. Non è altro che un programma incentrato sull'emulazione di un ambiente o mondo digitale in cui ci muoviamo come se fosse il nostro. In questi programmi la maggior parte delle istruzioni ha a che fare con i pixel e il loro movimento per formare trame. A loro volta, queste trame hanno colore, volume 3D e proprietà fisiche del riflesso della luce. Tutto ciò è fondamentalmente operazioni in virgola mobile con matrici e geometrie che devono essere eseguite contemporaneamente.

Pertanto, una GPU non ha 4 o 6 core, ma migliaia di essi, per fare tutte queste operazioni specifiche in parallelo più e più volte. Certo, questi core non sono così "intelligenti" come i core della CPU, ma possono fare molte più operazioni di questo tipo contemporaneamente. La GPU ha anche una sua memoria, GRAM, che è molto più veloce della normale RAM. Ha un bus molto più grande, tra 128 e 256 bit per inviare molte più istruzioni alla GPU.

Nel video che ti lasciamo collegato, i cacciatori di miti emulano il funzionamento di una CPU e una GPU e in termini di numero di core quando si tratta di dipingere un'immagine.

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Cosa fanno insieme CPU e GPU

A questo punto potresti aver già pensato che nei computer da gioco la CPU influenzi anche le prestazioni finali del gioco e il suo FPS. Ovviamente, e ci sono molte istruzioni che sono di responsabilità della CPU.

La CPU è responsabile dell'invio di dati sotto forma di vertici alla GPU, in modo che "capisca" quali trasformazioni fisiche (movimenti) deve fare alle trame. Questo si chiama Vertex Shader o fisica del movimento. Successivamente, la GPU ottiene informazioni su quale di questi vertici sarà visibile, rendendo il cosiddetto pixel clipping mediante rasterizzazione. Quando conosciamo già la forma e il suo movimento, allora è il momento di applicare le trame, in Full HD, UHD o qualsiasi risoluzione, e i loro effetti corrispondenti, sarebbe il processo Pixel Shader.

Per lo stesso motivo, maggiore è la potenza della CPU, più istruzioni vertici può inviare alla GPU e meglio la bloccherà. Quindi la differenza chiave tra questi due elementi sta nel livello di specializzazione e nel grado di parallelismo nell'elaborazione per la GPU.

Che cos'è un APU?

Abbiamo già visto cos'è una GPU e le sue funzioni in un PC e le relazioni con il processore. Ma non è l'unico elemento esistente in grado di gestire la grafica 3D, ed è per questo che abbiamo l' APU o l'accelerated processor unit.

Questo termine è stato inventato da AMD per nominare i suoi processori con una GPU integrata nello stesso pacchetto. In effetti, ciò significa che all'interno del processore stesso abbiamo un chip o, per meglio dire, un chipset composto da più core in grado di lavorare con la grafica 3D allo stesso modo di una scheda grafica. In effetti, molti dei processori di oggi hanno questo tipo di processore, chiamato IGP (Integrated Graphics Processor) al suo interno.

Ma ovviamente, a priori non possiamo confrontare le prestazioni di una scheda grafica con migliaia di core interni con un IGP integrato nella CPU stessa. Quindi la sua capacità di elaborazione è ancora molto più bassa, in termini di potenza lorda. A questo aggiungiamo il fatto di non avere una memoria dedicata veloce come il GDDR delle schede grafiche, essendo sufficiente con una parte della memoria RAM per la sua gestione grafica.

Chiamiamo schede grafiche indipendenti schede grafiche dedicate, mentre chiamiamo schede grafiche interne IGP. I processori Intel Core ix hanno quasi tutti una GPU integrata chiamata Intel HD / UHD Graphics, tranne i modelli con la "F" alla fine. AMD fa lo stesso con alcune delle sue CPU, in particolare la Ryzen della serie G e l'Athlon, con una grafica chiamata Radeon RX Vega 11 e Radeon Vega 8.

Un po 'di storia

Sono lontani i vecchi computer di solo testo che abbiamo ora, ma se qualcosa è stato presente in tutte le età è il desiderio di creare mondi virtuali sempre più dettagliati per immergerci all'interno.

Nelle prime apparecchiature di consumo generali con Intel 4004, 8008 e processori aziendali, avevamo già schede grafiche o qualcosa di simile. Questi si limitavano a interpretare il codice e visualizzarlo su uno schermo sotto forma di testo in chiaro di circa 40 o 80 colonne, e ovviamente in bianco e nero. In effetti, la prima scheda grafica è stata chiamata MDA (Monocrome Data Adapter). Aveva una propria RAM non inferiore a 4KB, per rendere la grafica perfetta sotto forma di testo semplice a 80 × 25 colonne.

Dopo ciò arrivarono le schede grafiche CGA (Color Graphics Adapter), nel 1981 IBM iniziò a commercializzare la prima scheda grafica a colori. Era in grado di eseguire il rendering di 4 colori contemporaneamente da una tavolozza di 16 interni con una risoluzione di 320 × 200. In modalità testo è stato in grado di aumentare la risoluzione a 80 × 25 colonne o pari a 640 × 200.

Continuiamo ad andare avanti, con la HGC o la scheda grafica Hercules, il nome promette! Una scheda monocromatica che ha aumentato la risoluzione a 720 × 348 ed è stata in grado di lavorare insieme a una CGA per avere fino a due diverse uscite video.

Il salto alle carte con una ricca grafica

O piuttosto EGA, Enharced Graphics Adapter che è stata creata nel 1984. Questa è stata la prima scheda grafica stessa, in grado di funzionare con 16 colori e risoluzioni fino a 720 × 540 per i modelli ATI Technologies, ti suona familiare, giusto?

Nel 1987 viene prodotta una nuova risoluzione e il connettore video ISA viene abbandonato per adottare la porta VGA (Video Graphics Array), chiamata anche Sub15-D, una porta seriale analogica che è stata utilizzata fino a poco tempo fa per CRT e persino pannelli. TFT. Le nuove schede grafiche hanno aumentato la tavolozza dei colori a 256 e la memoria VRAM a 256 KB. A quel tempo, i giochi per computer hanno iniziato a svilupparsi con molta più complessità.

Era il 1989 quando le schede grafiche smisero di usare le tavolozze dei colori e iniziarono a usare l' intensità del colore. Con lo standard VESA come connessione alla scheda madre, il bus è stato ampliato a 32 bit, quindi erano già in grado di funzionare con diversi milioni di colori e risoluzioni fino a 1024x768p grazie ai monitor con la porta SuperVGA. Le carte iconiche come ATI Match 32 o Match 64 con un'interfaccia a 64 bit erano tra le migliori del tempo.

Lo slot PCI arriva e con esso la rivoluzione

Lo standard VESA era un inferno di un grande bus, quindi nel 1993 si è evoluto allo standard PCI, quello che abbiamo oggi con le sue diverse generazioni. Questo ci ha permesso di avere carte più piccole e molti produttori si sono uniti al gruppo come Creative, Matrox, 3dfx con i loro Voodoo e Voodoo 2 e un Nvidia con i suoi primi modelli RIVA TNT e TNT2 rilasciati nel 1998. A quel tempo apparvero le prime librerie specifiche per l'accelerazione 3D, come DirectX di Microsoft e OpenGL di Silicon Graphics.

Presto il bus PCI divenne troppo piccolo, con schede in grado di indirizzare 16 bit e grafica 3D con una risoluzione di 800x600p, così fu creato il bus AGP (Advanced Graphics Port). Questo bus aveva un'interfaccia simile a PCI a 32 bit ma aumentava il suo bus di 8 canali aggiuntivi per comunicare più velocemente con la RAM. Il suo bus funzionava a 66 MHz e 256 Mbps di larghezza di banda, con un massimo di 8 versioni (AGP x8) che raggiungevano fino a 2, 1 GB / s e che nel 2004 sarebbero state sostituite dal bus PCIe.

Qui abbiamo già stabilito molto bene le due grandi società di schede grafiche 3D come Nvidia e ATI. Una delle prime carte che segnò la nuova era fu la Nvidia GeForce 256, che implementava la tecnologia T&L (calcoli di illuminazione e geometria). Quindi posizionarsi al di sopra dei suoi concorrenti per essere il primo acceleratore grafico poligonale 3D e compatibile con Direct3D. Poco dopo ATI rilascerà il suo primo Radeon, modellando così i nomi di entrambi i produttori per le sue schede grafiche di gioco che durano fino ad oggi, anche dopo l'acquisto di ATI da parte di AMD.

Il bus PCI Express e le attuali schede grafiche

E finalmente arriviamo all'era attuale delle schede grafiche, quando nel 2004 l'interfaccia VGA non funzionava più e fu sostituita da PCI-Express. Questo nuovo bus ha consentito trasferimenti fino a 4 GB / s contemporaneamente su e giù (250 MB x16 corsie). Inizialmente sarebbe stato collegato al ponte nord della scheda madre e avrebbe usato parte della RAM per i video, con il nome TurboCaché o HyperMemory. Ma più tardi con l'incorporazione del ponte nord nella CPU stessa, queste 16 corsie PCIe sarebbero andate in comunicazione diretta con la CPU.

L'era di ATI Radeon HD e Nvidia GeForce è iniziata, diventando i principali esponenti delle schede grafiche di gioco per computer sul mercato. Nvidia avrebbe presto preso il comando con una GeForce 6800 che supportava DirectX 9.0c rispetto a ATI Radeon X850 Pro che era un po 'indietro. Successivamente, entrambi i marchi hanno continuato a sviluppare l' architettura unificata dello shader con la loro Radeon HD 2000 e la loro serie GeForce 8. In effetti, la potente Nvidia GeForce 8800 GTX era una delle carte più potenti della sua generazione, e anche quelle che la seguirono, essendo il salto decisivo di Nvidia verso la supremazia. Nel 2006 fu quando AMD acquistò ATI e le loro carte furono ribattezzate AMD Radeon.

Finalmente stiamo su schede compatibili con le librerie DirectX 12, Open GL 4.5 / 4.6, la prima è la Nvidia GTX 680 e la AMD Radeon HD 7000. Le generazioni successive sono arrivate dai due produttori, nel caso di Nvidia abbiamo le architetture Maxwell (GeForce 900), Pascal (GeForce 10) e Turing (Geforce 20), mentre AMD ha Polaris (Radeon RX), GCN (Radeon Vega) e ora RDNA (Radeon RX 5000).

Parti e hardware di una scheda grafica

Vedremo le parti principali di una scheda grafica al fine di identificare quali elementi e tecnologie dobbiamo sapere al momento dell'acquisto. Naturalmente la tecnologia avanza molto, quindi aggiorneremo gradualmente ciò che vediamo qui.

Chipset o GPU

Sappiamo già abbastanza bene qual è la funzione del processore grafico di una scheda, ma sarà importante sapere cosa abbiamo dentro. È il nucleo di esso, e al suo interno troviamo un numero enorme di core che sono responsabili dell'esecuzione di diverse funzioni, in particolare nell'architettura attualmente utilizzata da Nvidia. All'interno troviamo i rispettivi core e la memoria cache associata al chip, che normalmente ha L1 e L2.

All'interno di una GPU Nvidia troviamo i core CUDA o CUDA, che sono, per così dire, incaricati di eseguire i calcoli generali in virgola mobile. Questi core nelle schede AMD sono chiamati Stream Processors. Lo stesso numero su schede di produttori diversi non significa la stessa capacità, poiché dipenderanno dall'architettura.

Inoltre, Nvidia include anche core Tensor e RT. Questi core sono destinati al processore con istruzioni più complesse sul ray tracing in tempo reale, una delle funzionalità più importanti della scheda di nuova generazione del produttore.

Memoria GRAM

La memoria GRAM ha praticamente la stessa funzione della memoria RAM del nostro computer, memorizzando le trame e gli elementi che verranno elaborati nella GPU. Inoltre, troviamo capacità molto grandi, con oltre 6 GB attualmente in quasi tutte le schede grafiche di fascia alta.

È una memoria di tipo DDR, proprio come la RAM, quindi la sua frequenza effettiva sarà sempre il doppio della frequenza di clock, qualcosa da tenere a mente quando si tratta di overclocking e dati delle specifiche. Attualmente la maggior parte delle schede utilizza la tecnologia GDDR6, se come senti, DDR6, mentre nella RAM normale sono DDR4. Queste memorie sono molto più veloci della DDR4, raggiungendo frequenze fino a 14.000 MHz (14 Gbps) in modo efficace con un clock a 7.000 MHz. Inoltre, la loro larghezza del bus è molto maggiore, raggiungendo talvolta 384 bit su Nvidia gamma superiore.

Ma c'è ancora un secondo ricordo che AMD ha usato per il suo Radeon VII, nel caso dell'HBM2. Questa memoria non ha velocità fino a GDDR6, ma ci offre invece una brutale larghezza del bus fino a 2048 bit.

VRM e TDP

Il VRM è l'elemento responsabile della fornitura di energia a tutti i componenti della scheda grafica, in particolare la GPU e la sua memoria GRAM. Consiste degli stessi elementi del VRM di una scheda madre, con i suoi MOSFET che fungono da raddrizzatori di corrente CC-CC, i suoi strozzatori e i suoi condensatori. Allo stesso modo, queste fasi sono divise in V_core e V-SoC, per GPU e memoria.

Sul lato TDP, significa anche esattamente come su una CPU. Non si tratta della potenza consumata dal processore, ma della potenza sotto forma di calore che genera il carico massimo di lavoro.

Per alimentare la scheda è necessario un connettore di alimentazione. Attualmente per le schede vengono utilizzate configurazioni a 6 + 2 pin, poiché lo slot PCIe stesso è in grado di fornire un massimo di 75 W, mentre una GPU può consumare più di 200 W.

Interfaccia di connessione

L'interfaccia di connessione è il modo per collegare la scheda grafica alla scheda madre. Attualmente tutte le schede grafiche dedicate funzionano tramite il bus PCI-Express 3.0 tranne le nuove schede AMD Radeon XR 5000, che sono state aggiornate al bus PCIe 4.0.

A fini pratici, non noteremo alcuna differenza, poiché la quantità di dati attualmente scambiati su questo bus a 16 linee è molto inferiore alla sua capacità. Per curiosità, PCIe 3.0 x16 è in grado di trasportare simultaneamente 15, 8 GB / s su e giù, mentre PCIe 4.0 x16 raddoppia la capacità a 31, 5 GB / s. Presto tutte le GPU saranno PCIe 4.0, questo è ovvio. Non dobbiamo preoccuparci di avere una scheda PCIe 4.0 e una scheda 3.0, poiché lo standard offre sempre compatibilità con le versioni precedenti.

Porte video

Ultimo ma non meno importante, abbiamo i connettori video, quelli di cui abbiamo bisogno per collegare il nostro monitor o monitor e ottenere l'immagine. Nel mercato attuale abbiamo quattro tipi di connessione video:

• HDMI: l'interfaccia multimediale ad alta definizione è uno standard di comunicazione per dispositivi multimediali audio e di immagini non compressi. La versione HDMI influenzerà la capacità dell'immagine che possiamo ottenere dalla scheda grafica. L'ultima versione è HDMI 2.1, che offre una risoluzione massima di 10K, riproducendo 4K a 120Hz e 8K a 60Hz. Mentre la versione 2.0 offre 4K @ 60Hz in 8 bit. DisplayPort: è anche un'interfaccia seriale con audio e immagini non compressi. Come prima, la versione di questa porta sarà molto importante e avremo bisogno che sia almeno 1.4, poiché questa versione ha il supporto per riprodurre contenuti in 8K a 60 Hz e in 4K a 120 Hz con non meno di 30 bit. e in HDR. Senza dubbio il migliore di tutti oggi. USB-C: USB Type-C sta raggiungendo sempre più dispositivi, grazie alla sua alta velocità e alla sua integrazione con interfacce come DisplayPort e Thunderbolt 3 a 40 Gbps. Questa USB ha la modalità alternativa DisplayPort, essendo DisplayPort 1.3, con supporto per la visualizzazione di immagini in risoluzione 4K a 60 Hz. Allo stesso modo Thunderbolt 3 è in grado di riprodurre contenuti in UHD nelle stesse condizioni. DVI: è improbabile un connettore per trovarlo nei monitor attuali, essendo l'evoluzione del VGA in un segnale digitale ad alta definizione. Se possiamo evitarlo, meglio che meglio, il più diffuso è il DVI-DL.

Quanto è potente una scheda grafica

Per fare riferimento alla potenza di una scheda grafica, è necessario conoscere alcuni concetti che di solito compaiono nelle sue specifiche e nei benchmark. Questo sarà il modo migliore per conoscere a fondo la scheda grafica che vogliamo acquistare e anche per confrontarla con la concorrenza.

Tasso di FPS

L'FPS è il framerate o frame al secondo. Misura la frequenza con cui lo schermo mostra le immagini di un video, un gioco o ciò che è rappresentato su di esso. L'FPS ha molto a che fare con il modo in cui percepiamo il movimento in un'immagine. Più FPS, più fluida sarà la sensazione che ci darà un'immagine. A una velocità di 60 FPS o superiore, l'occhio umano in condizioni normali apprezzerà un'immagine completamente fluida, che simulerebbe la realtà.

Ma ovviamente, tutto non dipende dalla scheda grafica, poiché la frequenza di aggiornamento dello schermo segnerà l'FPS che vedremo. L'FPS è uguale a Hz e se uno schermo è 50 Hz, il gioco verrà visualizzato a un massimo di 60 FPS, anche se la GPU è in grado di riprodurlo a 100 o 200 FPS. Per sapere quale sarebbe la massima velocità FPS che la GPU sarebbe in grado di rappresentare, dobbiamo disabilitare la sincronizzazione verticale nelle opzioni di gioco.

Architettura della tua GPU

Prima di vedere che le GPU hanno un certo numero di core fisici che potrebbero portarci a pensare che più prestazioni ci porteranno. Ma non è esattamente così, poiché, come per l'architettura della CPU, le prestazioni possono variare anche con la stessa velocità e gli stessi core. Chiamiamo questo IPC o Istruzioni per ciclo.

L'architettura delle schede grafiche si è evoluta nel tempo con prestazioni semplicemente spettacolari. Sono in grado di supportare risoluzioni 4K su 60Hz o persino risoluzioni 8K. Ma soprattutto, è la sua grande capacità di animare e rendere trame con la luce in tempo reale, proprio come fanno i nostri occhi nella vita reale.

Attualmente abbiamo Nvidia con la sua architettura Turing, che utilizza transistor FinFET a 12 nm per costruire i chipset del nuovo RTX. Questa architettura ha due elementi differenziali che finora non esistevano nelle apparecchiature di consumo, la funzionalità Ray Tracing in tempo reale e il DLSS (Deep Learning Super Sampling). La prima funzione cerca di simulare ciò che accade nel mondo reale, calcolando come la luce influisce sugli oggetti virtuali in tempo reale. Il secondo, è una serie di algoritmi di intelligenza artificiale con cui la scheda esegue il rendering delle trame a una risoluzione inferiore per ottimizzare le prestazioni del gioco, è come una sorta di antialiasing. L'ideale è combinare DLSS e Ray Tracing.

Da AMD, ha anche rilasciato l'architettura, anche se è vero che coesiste con quelli immediatamente precedenti per avere una vasta gamma di carte che, sebbene sia vero, non sono al livello della gamma superiore di Nvidia. Con RDNA, AMD ha aumentato l'IPC delle sue GPU del 25% rispetto all'architettura a metano, raggiungendo così il 50% in più di velocità per ogni watt consumato.

Frequenza di clock e modalità turbo

Insieme all'architettura, due parametri sono molto importanti per vedere le prestazioni di una GPU, che sono quelle della sua frequenza di clock di base e l'aumento della modalità turbo o overclocking di fabbrica. Come per le CPU, anche le GPU sono in grado di variare la frequenza di elaborazione grafica in base alle esigenze in qualsiasi momento.

Se guardi, le frequenze delle schede grafiche sono molto più basse di quelle dei processori, intorno ai 1600-2000 MHz. Questo perché il maggior numero di core fornisce la necessità di una frequenza più elevata, al fine di controllare il TDP della scheda.

A questo punto sarà essenziale sapere che nel mercato abbiamo modelli di riferimento e carte personalizzate. I primi sono i modelli rilasciati dai produttori stessi, Nvidia e AMD. In secondo luogo, i produttori fondamentalmente prendono GPU e memorie per assemblare le proprie con componenti e dissipatori di calore ad alte prestazioni. Il caso è che anche la sua frequenza di clock cambia e questi modelli tendono ad essere più veloci di quelli di riferimento.

TFLOPS

Insieme alla frequenza di clock abbiamo i FLOPS (Operazioni in virgola mobile al secondo). Questo valore misura le operazioni in virgola mobile che un processore è in grado di eseguire in un secondo. È una figura che misura la potenza lorda della GPU e anche delle CPU. Attualmente non possiamo semplicemente parlare di FLOSP, di TeraFLOPS o TFLOPS.

Non dovremmo essere confusi nel pensare che più TFLOP significheranno che la nostra scheda grafica è migliore. Questo è normalmente il caso, poiché dovresti essere in grado di spostare le trame più liberamente. Ma altri elementi come la quantità di memoria, la sua velocità e l'architettura della GPU e della sua cache faranno la differenza.

TMU e ROP

Questi sono i termini che appariranno su tutte le schede grafiche e ci danno una buona idea della velocità di lavoro delle stesse.

TMU è l' acronimo di Texture Mapping Unit. Questo elemento è responsabile del dimensionamento, della rotazione e della distorsione di un'immagine bitmap per posizionarla in un modello 3D che fungerà da trama. In altre parole, applica una mappa dei colori a un oggetto 3D che a priori sarà vuota. Maggiore è il TMU, maggiori sono le prestazioni di texturing, più veloci saranno i pixel che riempiranno e più FPS otterremo. Le TMU attuali includono le unità di direzione delle trame (TA) e le unità di filtro delle trame (TF).

Ora passiamo a vedere i ROP o le unità raster. Queste unità elaborano le informazioni texel dalla memoria VRAM ed eseguono operazioni di matrice e vettoriale per dare un valore finale al pixel, che sarà la sua profondità. Questo si chiama rasterizzazione e sostanzialmente controlla l'antialias o l'unione dei diversi valori di pixel situati nella memoria. DLSS è precisamente un'evoluzione di questo processo da generare

Quantità di memoria, larghezza di banda e larghezza del bus

Sappiamo che esistono diversi tipi di tecnologie per la memoria VRAM, di cui attualmente la più utilizzata è GDDR5 e GDDR6, con velocità fino a 14 Gbps per quest'ultima. Come per la RAM, maggiore è la memoria, maggiore è il numero di pixel, testo e dati di testo che è possibile memorizzare. Ciò influenza notevolmente la risoluzione con cui giochiamo, il livello di dettaglio nel mondo e la distanza di visione. Attualmente una scheda grafica avrà bisogno di almeno 4 GB di VRAM per funzionare con i giochi di nuova generazione in Full HD e risoluzioni più elevate.

La larghezza del bus di memoria rappresenta il numero di bit che possono essere trasmessi in una parola o istruzione. Questi sono molto più lunghi di quelli utilizzati dalle CPU, con lunghezze comprese tra 192 e 384 bit, ricordiamo il concetto di parallelismo nell'elaborazione.

La larghezza di banda della memoria è la quantità di informazioni che è possibile trasferire per unità di tempo e misurata in GB / s. Maggiore è la larghezza del bus e maggiore è la frequenza di memoria, maggiore sarà la larghezza di banda che avremo, poiché maggiore è la quantità di informazioni che possono attraversarlo. È proprio come Internet.

Compatibilità API

Un'API è fondamentalmente un insieme di librerie che vengono utilizzate per sviluppare e lavorare con diverse applicazioni. Significa programmazione delle applicazioni ed è il mezzo con cui diverse applicazioni comunicano tra loro.

Se ci spostiamo nel mondo multimediale, abbiamo anche API che consentono il funzionamento e la creazione di giochi e video. Il più famoso di tutti sarà DirectX, che è alla sua dodicesima versione dal 2014, e negli ultimi aggiornamenti ha implementato Ray Tracing, MSAA programmabile e funzionalità di realtà virtuale. La versione open source è OpenGL, che è la versione 4.5 ed è anche utilizzata da molti giochi. Finalmente abbiamo Vulkan, un'API appositamente sviluppata per AMD (il suo codice sorgente era di AMD ed è stato trasferito a Khronos).

Funzionalità di overclocking

Prima abbiamo parlato della frequenza turbo delle GPU, ma è anche possibile aumentarla oltre i suoi limiti overcloccandola. Questa pratica sta fondamentalmente cercando di trovare più FPS nei giochi, più fluidità per migliorare la nostra risposta.

La capacità di overclocking delle CPU è di circa 100 o 150 MHz, anche se alcuni sono in grado di supportare qualcosa in più o in meno, a seconda dell'architettura e della frequenza massima.

Ma è anche possibile overlockare le memorie GDDR e anche molto. Una memoria GDDR6 media che funziona a 7000 MHz supporta upload fino a 900 e 1000 MHz, raggiungendo così fino a 16 Gbps effettivi. In effetti, è l'elemento che aumenta maggiormente il tasso FPS del gioco, con aumenti anche di 15 FPS.

Alcuni dei migliori programmi di overclocking sono Evga Precision X1, MSI AfterBurner e AMD WattMan for Radeons. Sebbene molti produttori ne abbiano uno proprio, come AORUS, Colorful, Asus, ecc.

I benchmark di test per la scheda grafica

I benchmark sono test di stress e prestazioni a cui alcuni integratori hardware del nostro PC vengono sottoposti per valutare e confrontare le loro prestazioni con altri prodotti sul mercato. Naturalmente ci sono benchmark per valutare le prestazioni delle schede grafiche e persino il set CPU-grafica.

Questi test mostrano quasi sempre un punteggio senza dimensioni, cioè può essere acquistato solo con quelli generati da quel programma. Sul lato opposto ci sarebbero gli FPS e ad esempio TFLOPS. I programmi più utilizzati per i benchmark delle schede grafiche sono 3DMark, che presenta numerosi test diversi, PassMark, VRMark o GeekBench. Tutti hanno una propria tabella delle statistiche per acquistare la nostra GPU con la concorrenza.

Le dimensioni contano… e anche il dissipatore di calore

Naturalmente importa agli amici, quindi prima di acquistare una scheda grafica, il minimo che possiamo fare è andare alle sue specifiche e vedere cosa misura. Quindi andiamo al nostro telaio e misuriamo lo spazio a nostra disposizione.

Le schede grafiche dedicate hanno GPU molto potenti con TDP di oltre 100 W in tutte. Ciò significa che diventeranno piuttosto caldi, in effetti, anche più caldi dei processori. Per questo motivo, tutti hanno grandi dissipatori di calore che occupano quasi l'intero PCB dell'elettronica.

Nel mercato possiamo trovare sostanzialmente due tipi di dissipatori di calore.

• Ventilatore: questo tipo di dissipatore di calore è ad esempio quello che ha i modelli di riferimento AMD Radeon RX 5700 e 5700 XT o il precedente Nvidia GTX 1000. Un singolo ventilatore aspira aria verticale e lo fa fluire attraverso il dissipatore alettato. Questi dissipatori di calore sono molto male, perché richiede poca aria e la velocità di passaggio attraverso il dissipatore di calore è bassa. Flusso assiale: sono i fan di una vita, situati verticalmente nel dissipatore di calore e spingendo l'aria verso le pinne che successivamente usciranno dai lati. È utilizzato in tutti i modelli personalizzati per essere quello che offre le migliori prestazioni. Raffreddamento uniforme del liquido: alcuni modelli top di gamma dispongono di dissipatori che incorporano un sistema di raffreddamento a liquido, ad esempio l'Asus Matrix RTX 2080 Ti.

Carte personalizzate

Chiamiamo i modelli grafici assemblati da produttori di hardware generico come Asus, MSI, Gigabyte, ecc. Questi acquistano direttamente i chip grafici e le memorie dal produttore principale, AMD o Nvidia, e poi li montano su un PCB realizzato da loro insieme a un dissipatore di calore anch'esso creato da loro.

La cosa positiva di questa scheda è che vengono overcloccati in fabbrica, con una frequenza più alta rispetto ai modelli di riferimento, quindi si esibiranno un po 'di più. Anche il suo dissipatore di calore è migliore e il suo VRM, e anche molti hanno RGB. La cosa brutta è che di solito sono più costosi. Un altro aspetto positivo è che offrono molti tipi di dimensioni, per chassis ATX, Micro ATX o persino ITX, con schede molto piccole e compatte.

Come è la GPU o la scheda grafica di un laptop da gioco

Sicuramente a questo punto ci chiediamo se un laptop può anche avere una scheda grafica dedicata, e la verità è che lo fa. In effetti, nella recensione professionale analizziamo un numero enorme di laptop da gioco con una GPU dedicata.

In questo caso, non verrà installato su una scheda di espansione, ma il chipset verrà saldato direttamente sul PCB principale del laptop e molto vicino alla CPU. Questi disegni sono generalmente chiamati Max-Q perché non hanno un dissipatore alettato e hanno una regione specifica nella piastra di base per loro.

In questa zona, il re indiscusso è Nvidia, con i suoi RTX e GTX Max-Q. Sono chip ottimizzati per laptop e che consumano 1/3 rispetto ai modelli desktop e sacrificano solo il 30% delle loro prestazioni. Ciò si ottiene diminuendo la frequenza di clock, a volte rimuovendo alcuni core e rallentando il GRAM.

Quale CPU devo montare in base alla mia scheda grafica

Per giocare, oltre a svolgere tutti i tipi di attività sul nostro computer, dobbiamo sempre trovare un equilibrio nei nostri componenti per evitare colli di bottiglia. Riducendo questo al mondo dei giochi e delle nostre schede grafiche, dobbiamo raggiungere un equilibrio tra GPU e CPU, in modo che nessuno dei due sia inferiore e l'altro usi eccessivamente. La nostra somma è in gioco e non possiamo acquistare un RTX 2080 e installarlo con un Core i3-9300F.

Il processore centrale ha un ruolo importante nel lavorare con la grafica, come abbiamo già visto nelle sezioni precedenti. Quindi dobbiamo assicurarci che abbia abbastanza velocità, core e thread di elaborazione per lavorare con la fisica e il movimento del gioco o del video e inviarli alla scheda grafica il più velocemente possibile.

In ogni caso, avremo sempre la possibilità di modificare le impostazioni grafiche del gioco per ridurre l'impatto di una CPU troppo lenta per le esigenze. Nel caso della GPU è facile compensare la sua mancanza di prestazioni, solo abbassando la risoluzione otterremo grandi risultati. Con la CPU è diverso, poiché, sebbene ci siano meno pixel, la fisica e il movimento rimarranno quasi gli stessi e la riduzione della qualità di queste opzioni può influenzare notevolmente la corretta esperienza di gioco. Ecco alcune opzioni che influenzano la CPU e altre sulla GPU:

Influenzano la GPU	Influiscono sulla CPU
In generale, le opzioni di rendering	In generale, le opzioni fisiche
antialiasing	Movimento del personaggio
Ray Tracing	Elementi visualizzati sullo schermo
Textures	particelle
tassellazione
postprocessing
risoluzione
Occlusione ambientale

Vedendo questo, possiamo fare un bilancio più o meno generale classificando le apparecchiature in base allo scopo per cui sono costruite. Ciò faciliterà il raggiungimento di specifiche più o meno equilibrate.

Attrezzature multimediali e per ufficio economiche

Iniziamo con il più semplice, o almeno quello che consideriamo più semplice, a parte i mini PC con Celeron. Presumibilmente, se stessimo cercando qualcosa di economico, la cosa migliore sarebbe andare ai processori Athlon AMD o al Pentium Gold di Intel. In entrambi i casi abbiamo una grafica integrata di buon livello, come la Radeon Vega nel primo caso, o la UHD Graphics nel caso di Intel, che supportano alte risoluzioni e prestazioni decenti in attività poco impegnative.

In questo campo è del tutto inutile acquistare una scheda grafica dedicata. Sono CPU con due core che non produrranno abbastanza per ammortizzare il costo di una carta. Inoltre, la grafica integrata ci offrirà prestazioni simili a quelle che offrirebbe una GPU dedicata di 80-100 euro.

Attrezzature per scopi generici e giochi di fascia bassa

Possiamo considerare un'apparecchiatura per tutti gli usi che risponderà bene in molte circostanze diverse. Ad esempio, navigare, lavorare in ufficio, fare piccole cose nel design e persino modificare video a livello amatoriale e giocare occasionalmente in Full HD (non possiamo venire qui e chiedere molto di più).

In quest'area , spiccerà Intel Core i3 a 4 core e ad alta frequenza, in particolare AMD Ryzen 3 3200G e 5 3400G con grafica Radeon RX Vega 11 integrata e un prezzo molto adeguato. Questi Ryzen sono in grado di spostare un gioco di ultima generazione con dignità in bassa qualità e Full HD. Se vogliamo qualcosa di un po 'meglio, passiamo al prossimo.

Computer con scheda grafica per giochi di fascia media e alta

Trattandosi di giochi di fascia media, potremmo già permetterci un Ryzen 5 2600 o un Core i5-9400F per meno di 150 euro e aggiungere una GPU dedicata come Nvidia 1650, 1660 e 1660 Ti o AMD Radeon RX 570, 580 o 590. Non sono cattive opzioni se non vogliamo spendere più di 250 euro su una scheda grafica.

Ma ovviamente, se vogliamo di più, dobbiamo fare sacrifici, e questo è quello che vogliamo se vogliamo ottenere un'esperienza di gioco ottimale in Full HD o 2K in alta qualità. In questo caso, i processori commentati sono ancora un'ottima opzione per essere a 6 core, ma potremmo arrivare al Ryzen 5 3600 e 3600X e all'Intel Core i5-9600K. Con questi, ne varrà la pena l' aggiornamento a RTX 2060/2070 Super di Nvidia e RX 5700/5700 XT di AMD.

Entusiasta squadra di gioco e design

Qui ci saranno molte attività di rendering e giochi in esecuzione con i filtri al massimo, quindi avremo bisogno di una CPU di almeno 8 core e una potente scheda grafica. L'AMD Ryzen 2700X o 3700X sarà un'ottima opzione, o Intel Core i7 8700K o 9700F. Insieme a loro, meritiamo un Nvidia RTX 2070 Super o un AMD Radeon RX 5700 XT.

E se vogliamo essere l'invidia dei nostri amici, andiamo su un RTX 2080 Super, aspettiamo un po 'il Radeon 5800 e otteniamo un AMD Ryzen 3900X o un Intel Core i9-9900K. I threadripper non sono attualmente un'opzione fattibile, anche se Intel X e XE della piattaforma LGA 2066 sono e il loro costo elevato.

Conclusione sulla scheda grafica e sui nostri modelli consigliati

Finora arriva questo post in cui spieghiamo in modo sufficientemente dettagliato lo stato attuale delle schede grafiche, nonché un po 'della loro storia dall'inizio di esse. È uno dei prodotti più popolari nel mondo dell'informatica, dal momento che un PC da gioco funzionerà sicuramente molto più di una console.

I giocatori reali usano i computer per giocare, specialmente in e-sport o giochi competitivi in tutto il mondo. In essi, cerca sempre di ottenere le massime prestazioni possibili, aumentando gli FPS, diminuendo i tempi di risposta e utilizzando componenti progettati per i giochi. Ma nulla sarebbe possibile senza le schede grafiche.

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