jueves, 9 de febrero de 2012

La memoria de video

VRAM – Memoria de Video

Esta memoria es la instalada en la tarjeta gráfica y su naturaleza es es algo diferente que la de la memoria principal de la computadora. La memoria de la tarjeta gráfica la mayoría de las veces de puerto doble lo que significa que dos operaciones independientes de lectura o escritura pueden ser ejecutadas simultáneamente por los circuitos que la acceden. Los componentes de las tarjetas gráficas que acceden a la memoria de vídeo son el chipset gráfico y la RAMDAC. Antes de que existiera la memoria de doble puerto existiera estos dos componentes debían esperar uno después del otro antes de acceder a la memoria, para solucionar este problema los fabricantes desarrollaron la memoria de doble puerto.
 http://stason.org/TULARC/pc/graphics-cards/A-B/ATI-TECHNOLOGIES-INC-XVGA-AC-VGA-V-VRAM-1.png
La memoria de doble puerto es llamada VRAM o WRAM. Las principales diferencias entre VRAM y WRAM es que la última ha sido específicamente optimizada para operar bajo un ambiente Windows, entonces es más rápida usando este SO pero la performance en DOS de la WRAM está cercana a la de la memoria VRAM. La pregunta importante acerca de la memoria de video de la tarjeta gráfica es “Cuanta memoria de vídeo es suficiente?”.

De nuevo, la repuesta es muy simple y puede ser hallada con el uso de una pequeña fórmula. La cantidad requerida de memoria de vídeo está relacionada directamente con la resolución de pantalla multiplicada por la profundidad de color.
Aquí se dará una explicación mas detallada. Básicamente todos saben que 1 byte = 8 bits. De acuerdo a esto podemos calcular ahora que el modo de color de 16-bits (65k de colores) necesitarán 2 bytes para ser almacenados en la memoria de vídeo de la tarjeta gráfica.

Entonces, considerando esto lo único que tenemos que hacer es primero dividir el número de bits de resolución por 8 para obtener el número de bytes que se almacenará en la memoria de vídeo, y entonces multiplicar este valor por el producto de la resolución horizontal multiplicada por la resolución vertical, lo que nos lleva a la siguiente fórmula;

M2D = número de bits de profundidad de color /8  X (resolución vertical X resolución horizontal) donde M2D significa el tamaño de la memoria en una tarjeta gráfica 2D.

Por ejemplo supongamos que usamos una resolución de pantalla de 1280 X 1024 bajo el modo de color de 16-bits, entonces usando la fórmula tendremos:

M2D = 16/8 X (1280 X 1024)      donde M2D = 2.62mb entonces entenderemos que el tamaño de memoria más cercano para usar tal profundidad de color y resolución de pantalla será de 4mb porque 2.62mb no entran en un banco de memoria de 2mb.

Nota: esta fórmula se aplica solo en caso de una tarjeta gráfica 2D.

 
Chips de memoria de la tarjeta gráfica

La cantidad de memoria en una tarjeta gráfica determina la combinación de la resolución con número de colores.

Las primeras resoluciones son las siguientes: 640 x 480 - Ha caído en desuso. 800 x 600 - Están cayendo en desuso 1024 x 768 - Es la más habitual 1600x1200 y superior - Se usa para trabajos especiales.

El número de colores viene dado por la longitud (en número de bits) del número que define cada color. Número de 4 bits de longitud = 16 colores Número de 8 bits de longitud = 256 colores Número de 16 bits de longitud = 65.000 colores Número de 24 bits de longitud = 16,7 millones de colores.

La memoria puede ser más o menos rápida. Si es lenta no permitirá que se redibujen rápidamente las imágenes.
Por orden de antigüedad y rapidez, hay memorias RAM, EDO RAM, SRAM, VRAM, DDR, etc.

Además hay diversos tipos de memoria para tarjeta gráfica que podrán estar o no soportados por nuestro procesador:

 


Memoria de una tarjeta gráfica.

La cantidad de memoria en una tarjeta gráfica determina la combinación de la resolución con número de colores.

Las primeras resoluciones son las siguientes: 640 x 480 - Ha caído en desuso. 800 x 600 - Está cayendo en desuso. 1024 x 768 - Es la más común.

El número de colores viene dado por la longitud (en número de bits) del número que define cada color. Número de 4 bits de longitud = 16 colores Número de 8 bits de longitud = 256 colores Número de 16 bits de longitud = 65.000 colores Número de 24 bits de longitud = 16,7 millones de colores
El número de colores más satisfactorio es de 16,7 millones. Para esta combinación se precisa una memoria mínima de 2 MB

La memoria puede ser más o menos rápida. Si es lenta no permitirá que se redibujen rápidamente las imágenes. Windows aparenta funcionar más lento y no se pueden ver bien las imágenes en movimiento de videos y demás. Por orden de antigüedad y rapidez, hay memorias RAM, EDO RAM, SRAM, VRAM, etc.

Optimización de memoria

La optimización de memoria define que algoritmos están implementados en el chip para ahorrar ancho de banda.

Este concepto surge con los chips Kyro y a modo general consiste en no calcular los polígonos que no se ven, para así* no tener que procesar una información no necesaria. A esto se le añade, además, los distintos modos que tiene el fabricante de acceder y tratar la información de la memoria, LMA, HyperZ, etc.

http://www.hardlimit.com/Articulos/compgrafica/

Esta información la podemos deducir que la Optimización de memoria consiste en no calcular los polígonos que no se ven y que se puede tratar la información de la memoria de distintas formas.

T&L (Transform and Lighting)

El término T&L significa Transform and lighting, es decir, transformación e iluminación.

En sus principios fue anunciado como la gran revolución gráfica, aunque esta función no ha tenido mucho impacto en los juegos.

Esta función consiste en que la tarjeta aceleradora o gráfica haga las operaciones de transformación e iluminación para que el micro tenga más libertad y se puedan crear mejores gráficos o una inteligencia artificial más compleja (IA).

Pero como requiere que el videojuego este específicamente programado para esta función pues todavía*a no hay muchos juegos que logren aprovechar esta ventaja.

El T&L fue© introducida en el original de GeForce y la GeForce 2.

 
Ejemplo de T&L, hay gran cantidad de polígonos, se ve todo detallado sin embargo debido a la tecnología T&L el juego debería ir fluido.


Tiempo de acceso de la memoria de la tarjeta gráfica

El tiempo de acceso en la memoria de la tarjeta gráfica es exactamente igual que en la memoria RAM principal (en la RAM del PC normal es el tiempo que tarda una escritura o lectura); salvo que aquí* los tiempos son menores.

Se mide en nanosegundos (ns= Una milmillonésima de segundo) y viene reflejado en el chip de memoria al final de la denominación, normalmente separado con un guión.

En función del tiempo de acceso el chip podrá funcionar a una frecuencia u otra que vendrá dada por 1000/t(ns). Actualmente los tiempos están entre 2,8 y 5 ns.

 DRAM: Memoria estándar (implementada como módulos SIMM en los PCs), con 70 ns de tiempo de acceso y una velocidad de transferencia de 300 Mb/segundo.
 DRAM EDO: Memoria DRAM mejorada que alcanza los 400 Mb/segundo y reduce el tiempo de acceso hasta los 50 ns.
 VRAM: Memoria exclusiva para las tarjetas gráficas cuya peculiaridad es que se puede leer y escribir en ellas a la vez. Consigue 400 Mb/segundo y hasta 40 ns de tiempo de acceso.
WRAM: Memoria VRAM mejorada con funciones integradas para procesamiento gráfico y a la que lograr doblar en velocidad. Es la más sofisticada actualmente.
SDRAM: Nueva generación de memoria DRAM (implementada en módulos DIMM), reduce el tiempo de acceso hasta los 10 ns y es capaz de transferir datos a 800 Mb/segundo.
SGRAM: Basada en las misma tecnóloga*a que la memoria SDRAM y con casi idénticas prestaciones, es una versión mejorada con ciertos adelantos en el método de escritura de información para adecuarlos al método de trabajo de las tarjetas gráficas.
DDRT: Nuevo tipo de memoria que llega a duplicar la velocidad de las de tipo SDRAM al lograr transferir el doble de datos en la misma unidad de tiempo.
La variante GDDR
El primer producto comercial en afirmar que usaba tecnóloga*a DDR2 fue la tarjeta gráfica nVIDIA GeForce FX 5800. Sin embargo, es importante aclarar que la memoria "DDR2" usada en las tarjetas gráficas (llamada oficialmente GDDR2) no es DDR2, si no un punto intermedio entre las memorias DDR y DDR2. De hecho, no incluye el (importantísimo) doble ratio del reloj de entrada/salida, y tiene serios problemas de sobrecalentamiento debido a los voltajes nominales de la DDR. ATI ha desarrollado además el formato GDDR, hasta el GDDR3, que es más similar a las especificaciones de la DDR2, aunque con varios añadidos específicos para tarjetas gráficas.

Tras la introducción de la GDDR2 con la serie FX 5800, las series 5900 y 5950 volvieron a usar DDR, pero la 5700 Ultra usaba GDDR2 con una velocidad de 450 MHz (en comparación con los 400 MHz de la 5800 o los 500 MHz de la 5800 Ultra).

La Radeon 9800 Pro de ATI con 256 MB de memoria (no la versión de 128 MB) usaba también GDDR2, porque esta memoria necesita menos pines que la DDR. La memoria de la Radeon 9800 Pro de 256 MB sólo va 20 MHz más rápida que la versión de 128 MB, principalmente para contrarrestar el impacto de rendimiento causado por su mayor latencia y su mayor número de chips. La siguiente tarjeta, la 9800 XT, volvió a usar DDR, y posteriormente ATI comenzó a utilizar GDDR3 en su línea de tarjetas Radeon X800.

Actualmente, la mayoría de las tarjetas tanto de ATI como de nVIDIA usan el formato GDDR3 y se rumorea que uno de los principales fabricantes de memoria ya ha empezado a distribuir chips de GDDR4 a los fabricantes de tarjetas gráficas.

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