Recursos das placas 3D

As placas de vídeo passaram por duas grandes evoluções desde os primeiros PCs. As primeira placas de vídeo, ligadas ao barramento ISA, eram dispositivos burros, que trabalhavam atualizando a tela com relação a um bitmap armazenado na memória de vídeo, o frame buffer. Este design é muito simples, mas também ineficiente, pois o processador principal executa todo o trabalho.

O passo seguinte foram as placas de vídeo com aceleração 2D, que incluem recursos relacionados ao desenho das janelas, renderização do texto, decodificação de determinados formatos de vídeo e outros recursos, que reduzem a carga sobre o processador principal e tornam a atualização do vídeo muito mais rápida e transparente.

Finalmente, as placas de vídeo ganharam recursos 3D, o que nos remete à era atual. Gráficos 3D são gerados de uma forma fundamentalmente diferente de uma imagem bidimensional, como uma janela do navegador ou do editor de textos.

Imagens bidimensionais são apenas um conjunto de pixels, bitmaps que depois de montados podem ser enviados diretamente ao monitor, sem necessidade de processamento adicional. Imagens 3D, por sua vez, são formadas por polígonos, texturas e outros componentes, que são armazenados na forma de cálculos, comandos e coordenadas na memória da placa de vídeo. Para ser exibida no monitor, a imagem precisa ser renderizada, processo no qual as informações são interpretadas pela placa 3D e transformada em uma imagem bidimensional, que pode então ser exibida no monitor.

Gráficos 3D permitem criar imagens muito mais reais e animações muito mais realísticas. O problema é que eles exigem muito poder de processamento. É possível usar o processador principal para renderizar imagens 3D e, de fato, muitos jogos antigos rodavam mesmo sem uma placa 3D instalada, usando renderização via software. O problema é que o processador principal é otimizado para processar instruções sequenciais, o que faz com que ele tenha um desempenho muito ruim ao assumir a tarefa, inferior ao de qualquer placa 3D onboard atual.

Os processadores gráficos incluídos nas aceleradoras 3D são otimizados para o processamento de polígonos, shaders, aplicação de texturas, efeitos de luz e assim por diante, oferecendo um desempenho brutalmente melhor. Isso permite que o processador se encarregue de executar o aplicativo e cuidar das etapas que exigem processamento, deixando a parte pesada da renderização da imagem e a aplicação das imagens para a placa 3D.

Hoje em dia, mesmo as placas onboard mais simples oferecem recursos 3D e muitas placas offboard são monstros, que possuem muitas vezes mais poder de processamento e mais memória (e também custam mais) que o resto do PC. O chipset G80 usado nas GeForce 8800 GTS, GTX e Ultra, por exemplo, possui 681 milhões de transístores (mais do que um Core 2 Quad, baseado no core Kentsfield) e muitas placas de vídeo já utilizam 1 GB completo de memória RAM.

Além da questão do custo, isso traz à tona também a questão do consumo elétrico e do aquecimento. Quase todas as placas 3D de alto desempenho atuais ocupam o espaço de dois slots (devido ao tamanho do dissipador) e utilizam um blower que sopra o ar quente diretamente para fora do gabinete:

GeForce 8800 GTX

A diferença principal entre um exaustor e um blower é que o exaustor empurra o ar para baixo, enquanto o blower o espalha na horizontal. Essa peculiaridade permite que o cooler seja mais fino, o que é muito útil no caso de uma placa de vídeo, que (dependendo do projeto) ocupa o espaço equivalente a uma ou duas baias do gabinete.

Uma placa como a GeForce 8800 GTX consome quase 150 watts em full load, o que faz com que a placa utilize não apenas um, mas dois conectores de força PCI-Express, de forma a obter toda a energia necessária. O alto consumo gera uma série de gastos adicionais (além do custo da placa em si), incluindo uma fonte de melhor qualidade e o gasto mensal com eletricidade. Em um PC que fica ligado 12 horas por dia, uma placa 3D que consome 150 watts representa um gasto anual de quase 360 reais.

O outro lado da moeda são as placas 3D onboard, sobretudo as versões mobile. A GeForce Go 6150, por exemplo, tem um TDP de apenas 5.6 watts e um consumo médio inferior a 3 watts. Placas mais simples, como as GMA 900 usadas nos chipsets Intel Mobile antigos podem consumir abaixo da marca de 1 watt ao rodar aplicativos leves. Naturalmente, o desempenho destas placas não se compara com o de placas offboard mais parrudas, mas mostra que placas 3D não precisam necessariamente ser gastadoras. Tudo depende da arquitetura e do desempenho que se pretende obter.

Chipsets de vídeo puramente 2D estão hoje em dia restritos a dispositivos muito mais simples, como palmtops e celulares e mesmo nesses últimos nichos já enfrentam concorrência de adaptadores 3D de baixo consumo.

Utilizando o AIGLX (no Linux), ou o Aero do Vista, você pode utilizar parte do poder de processamento da placa 3D até mesmo para renderizar o ambiente de trabalho, o que permite a aplicação de diversos efeitos possíveis apenas em um ambiente 3D. É provável que essa tendência continue no futuro, com cada vez mais interfaces adotando o uso de um ambiente 3D.

Naturalmente, existe uma brutal diferença de recursos, desempenho e preço entre as diferentes opções de placas 3D. Temos desde placas onboard, que adicionam muito pouco ao custo da placa mãe, até aceleradores high-end que custam mais de 500 dólares. Por isso é importante saber escolher com cuidado.