En estos tiempo en los que es normal hablar de tarjetas gráficas PCIexpress SLI con 512Mb de memoria DDR3 y en los que las gráficas AGP están tocando a su fin, a veces surgen problemas de compatibilidad a la hora de querer sustituir nuestra tarjeta gráfica por otra más moderna, sobre todo si se trata de gráficas AGP 4x.
Es este problema el que me lleva a escribir este tutorial, en el que vamos a repasar un poco la historia de las tarjetas gráficas a través de sus diferentes interfaces o slot de conexión.
No voy a hablar de las tarjetas gráficas en sí mismas, ya que este tema se trata convenientemente en el tutorial sobre ellas, titulado Guía de Tarjetas Gráficas (nivel básico), escrito por JoSeMi, sino que nos vamos a centrar en la clasificación de estas dependiendo de su tipo de conexión.
Coincidiendo en el tiempo con la aparición de los primeros ordenadores personales (PC) por el año 1.981, aparecen como parte integrante de estos las tarjetas gráficas.
Estas primeras tarjetas gráficas han usado en el tiempo diferentes interfaces para comunicarse con la CPU.
Las interfaces utilizadas, en lo que a los PC se refiere, podemos resumirlas como sigue:
ISA:
Placa base ISA. Se trata de una 8088 XT de los primeros tiempos de los ordenadores personales.
Aparecidas en el año 1.981, se dividen en dos tipos diferentes;
ISA XT, con un bus de 8 bits, una frecuencia de 4.77 Mhz y un ancho de banda de 8 Mb/s.
ISA AT, con un bus de 16 bits, una frecuencia de 8.33 Mhz y un ancho de banda de 16 Mb/s.
En ese mismo año aparecen las primeras gráficas monocromo MDA (Monochrome Graphics Adapter), con una memoria de 4Kb, capaces de mostrar 80x25 líneas en modo texto exclusivamente. Los monitores más utilizados eran los llamados de Fósforo verde.
También en 1.981 salen al mercado las tarjetas CGA, primeras en trabajar con color. Con una memoria de 16Kb, 80x25 líneas en modo texto y una resolución de 640x200 en modo gráfico, con un total de 4 colores.
Con posterioridad (1.982) salieron al mercado las tarjetas HGC, conocidas como Hércules, también monocromo, pero con una memoria de 64Kb, 80x25 líneas en modo texto y una resolución de 720x384 en modo gráfico.
Gráfica HGC Hércules. Todo un avance en su época.
En 1.984 salen las tarjetas EGA, con una memoria de 256Kb, 80x25 líneas en modo texto y una resolución de 640x350 en modo gráfico, capaces de mostrar 16 colores.
Hay que esperar tres años (hasta 1.987) para que haya una evolución en el mundo de las tarjetas gráficas, con la salida de las tarjetas VGA. Estas son las primeras tarjetas que incorporan el conector de salida de vídeo de 15 pines que ha llegado hasta nuestros días. Con una memoria de 256Kb, 720x400 líneas en modo texto y una resolución de 640x480 en modo gráfico, con un total de 256 colores.
Tarjeta VGA ISA con contactos ISA AT. Se trata de una Trident. En su época se podía considerar como una gráfica de gama alta.
VESA:
Placa base con dos slot VESA (a la derecha). Puede verse que ocupan prácticamente todo el ancho de la placa.
Con un bus de 32 bits, una frecuencia de 33 Mhz y un ancho de banda de 160 Mb/s.
Aparecido en 1.989, junto con los ordenadores 80486, solucionaban las restricciones de los 16 bits, y pronto se convirtieron en el estándar para gráficas, hasta la salida de los slot PCI.
Por esas fechas hacen su aparición las tarjetas SVGA. Con una memoria de hasta 2Mb, 80x25 líneas en modo texto y una resolución de hasta 1024x768 en modo gráfico, con un total de 256 colores.
gráfica VESA SVGA. Observese su gran longitud.
En 1.990 aparecen las tarjetas XGA, que son las que llegan hasta nuestros días. Con una memoria de hasta 1Mb, 80x25 líneas en modo texto y una resolución de hasta 1024x768 en modo gráfico, con un total de colores de 64k. Estas tarjetas han evolucionado con el tiempo, llegando a los valores actuales en lo referente a memoria, resolución y prestaciones, pero básicamente las tarjetas actuales siguen siendo tarjetas XGA.
PCI:
Una de las primeras placas base con un slot PCI para gráficas. Se trata de un 80486DX4-100 a 100Mhz. Lo máximo en PC hasta la llegada de los Pentium.
Las gráficas PCI tienen un bus de datos de 32 bits, una frecuencia de 33 Mhz y un ancho de banda de 132 Mb/s.
Con la aparición en 1.993 del bus PCI se abandona el uso de los slot VESA para gráficas.
Placa base para Pentium con 4 slots PCI y 3 slots ISA.
El bus PCI en realidad no supuso una mejora sobre VESA en cuanto a rendimiento, pero si en cuanto a tamaño (hay que recordar que las tarjetas VESA eran enormes), y sobre todo permitían una configuración dinámica, abandonándose la configuración mediante jumpers.
Una de las primeras gráficas PCI
En 1.995 aparecen las primeras tarjetas 2D/3D, fabricadas por Matrox, Creative, S3 y ATI.
Pero es en el año 1.997 cuando, de la mano de fabricantes como 3dfx, con sus fabulosas tarjetas de alto rendimiento Voodoo y Voodoo 2, y Nvidia con sus TNT y TNT2, las tarjetas gráficas dan un salto cualitativo que hacen que cada vez sean más insuficientes las prestaciones ofrecidas por el bus PCI, provocando un cuello de botella.
Gráfica ATI 2D/3D PCI
AGP:
Placa base con puerto AGP 4x 8x para Pentium 4 478.
El puerto AGP (Advanced Graphics Port, o Puerto de Gráficos Avanzado) es un puerto exclusivamente para gráficas.
En 1.996, para solucionar el cuello de botella provocado por el constante aumento de las prestaciones de las tarjetas gráficas y la imposibilidad del bus PCI para negociar la cantidad de datos generados, Intel desarrolla el puerto AGP. Se trata de un puerto de 32 bits, al igual que el bus PCI, pero con importantes diferencias sobre este destinadas a optimizar el rendimiento de las gráficas. El puerto AGP es exclusivo, por lo que solo puede haber uno en la placa base.
Para empezar cuenta con 8 canales adicionales de acceso a la memoria RAM, accediendo directamente a esta a través del Northbridge, lo que permite emular memoria de vídeo en la RAM.
En 1.997 salen al mercado las primeras placas base que cuentan con este puerto, aumentando sus prestaciones con el tiempo.
Las versiones que han salido de del puerto AGP son las siguientes:
AGP 1x.- Con un bus de 32 bits, una frecuencia de 66 Mhz, un ancho de banda de 256 Mb/s y un voltaje de 3.3 v.
AGP 2x.- Con un bus de 32 bits, una frecuencia de 133 Mhz, un ancho de banda de 528 Mb/s y un voltaje de 3.3 v.
AGP 4x.- Con un bus de 32 bits, una frecuencia de 266 Mhz, un ancho de banda de 1 Gb/s y un voltaje de 3.3 o 1.5v.
AGP 8x.- Con un bus de 32 bits, una frecuencia de 533 Mhz, un ancho de banda de 2 Gb/s y un voltaje de 0.7 o 1.5v.
Este aumento tanto de frecuencia como de ancho de banda ha propiciado la escalada en prestaciones que han tenido las tarjetas gráficas.
gráfica ATI Radeon 9550 AGP 8x.
Es precisamente el tema del voltaje de alimentación el causante de una serie de incompatibilidades. Vamos a explicar este tema:
Entre AGP 1x, AGP 2x y AGP 4x a 3.3 v. no hay problemas. Entre AGP 4x y AGP 8x a 1.5 v tampoco hay problemas.
El problema surge cuando nos encontramos con una placa base antigua con puerto AGP compatible con AGP 2x y AGP 4x a 3.3 v. y una tarjeta gráfica moderna, compatible AGP 8x y AGP 4x, pero a 1.5 v.
Algunos fabricantes intentaron advertir de este problema mediante las muescas de posicionamiento de la tarjeta y del puerto, pero hay placas base con el puerto AGP sin pestaña de posicionamiento y tarjetas gráficas con las dos muescas. , por lo que en la práctica estas solo sirven para no poner una tarjeta AGP 4x en una placa base que solo admita tarjetas AGP 1x y AGP 2x, pero sin tener en cuenta el voltaje de alimentación de estas. Esto es más peligroso aun si tenemos en cuenta que no solo no va a funcionar el ordenador, sino que podemos estropear la tarjeta AGP.
Slot AGP 1x 2x. Observese que la pestaña de posicionamiento está en el extremo más cercano al borde de la placa base
Slot AGP 4x 8x. Obsérvese que la pestaña de posicionamiento está en el extremo más alejado del borde de la placa base
Gráfica AGP 2x
Gráfica AGP 4x. A peser de tener muescas de posicionamiento para los dos tipos de puertos AGP estas tarjetas trabajaban a 3.3 v.
PCIexpress:
Placa base con slot PCIe 16x para AMD AM2.
En el año 2.004 Intel desarrolla el bus PCIe con vistas a unificar en un solo interfaz los existentes hasta el momento (PCI y AGP). Se trata de un bus al híbrido serie/paralelo (hasta el momento, todos los bus y puertos utilizados son puertos paralelo), pensado para ser utilizado solo como bus local.
Hay varios tipos de bus PCIa (PCIe 1x, PCIe 4x, PCIe 8x, PCIe 16x), pero para su uso como slot para tarjetas gráficas se utiliza solo el bus PCIe 16x.
Con un bus a 32 bits, una frecuencia de hasta 200 Mhz y ancho de banda de hasta 3.2 Gb/s, las prestaciones de las tarjetas gráficas se han disparado. Pero mayores prestaciones representan también un mayor consumo. El puerto PCIe tiene un máximo de 150w, lo que es insuficiente para las tarjetas gráficas de gama alta de última generación, por lo que se ha recurrido por parte de los fabricantes a alimentar estas tarjetas directamente desde la fuente de alimentación, sin pasar por la placa base.
FOTO CON COMPONENTES
Al examinar físicamente una tarjeta gráfica, encontramos varios componentes (véase la Figura 4.49):
- Procesador de vídeo: recibe la información del microprocesador, la procesa, la almacena en la memoria de vídeo y la transmite al monitor por el conector VGA. También se le llama GPU (siglas inglesas de «unidad de procesamiento de gráficos»).
- Chips de memoria: constituyen una memoria temporal que almacena la información necesaria para guardar los píxeles en la pantalla.
- Conector AGP: permite insertar la tarjeta en la ranura AGP.
- Puerto para el monitor: es donde se conecta el monitor.
- Chip RAMDC (convertidor digital a analógico para RAM): lee los datos de la memoria de vídeo, los convierte a señales analógicas y los envía por el cable hacia el monitor para su representación.
El rendimiento de un RAMDC se mide en megahercios (MHz), cantidad que especifica los millones de píxeles por segundo que puede
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