Socorro, meu PC ficou gigante: por que as placas de vídeo estão tão grandes?

Se você mexe com computadores há algum tempo, deve ter notado que alguns componentes aumentaram de tamanho, chegando até mesmo a exigir gabinetes maiores e mais espaçosos. Isso parece ir contra a regra de que, quanto mais avançada a tecnologia, menores são os equipamentos.

Isso acontece por vários motivos: apesar de a capacidade das máquinas não estar ligada proporcionalmente ao seu tamanho (ainda bem), existem diversos fatores que precisam ser levados em conta. Um processador de dez anos atrás tinha em seu interior cerca de 30 milhões de transistores.

(Fonte da imagem: Reprodução/Anandtech)

Hoje em dia, a média de transistores dentro dos processadores já ultrapassou a marca dos 3 bilhões. O interessante é que, se colocarmos um processador antigo do lado de um novo, não vemos uma diferença de tamanho. Isso acontece porque a tecnologia de construção permitiu que os componentes internos fossem miniaturizados cada vez mais, fazendo com que fosse possível encapsular uma quantidade incrivelmente maior de transistores no mesmo espaço.

(Fonte da imagem: Divulgação/Intel)

Contudo, esse grande número de transistores trabalhando ao mesmo tempo produz muito mais calor. Para garantir que os componentes possam funcionar sem pegar fogo, é preciso construir sistemas de refrigeração adequados e que deem conta do recado.

Mais calor = muito barulho

O problema do aquecimento levou os fabricantes a produzir conjuntos com ventoinhas mais poderosas; dessa maneira, o calor poderia ser dissipado de forma adequada, permitindo o correto funcionamento dos processadores.

Essa solução até funcionou, contudo gerou outro problema: o barulho. De uma hora para outra, os computadores passaram a emitir zunidos ensurdecedores. Essa situação ocorreu justamente na época da internet discada, quando ainda era preciso deixar os computadores ligados toda a madrugada fazendo downloads. Deixar a máquina no quarto ligada e dormir? Impossível.

Para resolver esse problema, as ventoinhas aumentaram de tamanho; mas a velocidade de rotação diminuiu. Isso garantiu que os ruídos também diminuíssem, contudo, para que a baixa rotação desse conta de eliminar o calor gerado pelos processadores, foi necessário construir dissipadores maiores ainda. Alguns deles dezenas de vezes maiores que os processadores.

Os dissipadores, ontem e hoje. (Fonte da imagem: Divulgação/Cooler Master)

Os primeiros dissipadores ficavam apenas colados sobre os processadores, pois eram pequenos e leves. Conforme aumentaram de tamanho, passaram a ser conectados ao soquete do processador por ganchos. Com o tamanho exagerado desses componentes, foi necessário desenvolver um novo método de fixação. Para isso, suportes específicos passaram a ser adicionados nas placas-mãe.

Esse fator levou a um novo desenho das motherboards; já que o soquete do processador precisava ficar isolado dos outros componentes para que sobrasse espaço para a fixação do dissipador, foi preciso aumentar a área livre em torno da CPU. Tudo bem, os componentes das placas-mãe também evoluíram e diminuíram de tamanho, certo?

Em parte, sim. Mas não foi o que ocorreu com a maioria. Enquanto chipsets e controladores puderam ter o seu tamanho reduzido, outros componentes como slots de conexão, portas e capacitores continuaram com o mesmo tamanho, mas aumentaram em quantidade.

(Fonte da imagem: Divulgação/ASUS)

Outro fator que contribuiu para o aumento das placas foi a quantidade de funções embarcadas que as placas receberam. Antes ela simplesmente gerenciava todos os componentes ligados a ela. Depois, começaram a ser incluídos diversos outros itens como chip de vídeo, som, rede, modem e inúmeras outras funções.

Todo esse grande número de peças gera calor. Esse calor precisa ser dissipado e, para isso, temos dissipadores imensos. Alguns modelos utilizam esse fator para trabalhar o design dos componentes, já que o dissipador precisa ser eficiente e, ao mesmo tempo, não atrapalhar o funcionamento do conjunto como um todo, além de permitir a conexão de todos os outros componentes externos, as placas e os cabos de conexão.

Placas de vídeo

As placas de vídeo são um caso à parte. Se analisarmos os componentes da peça, vemos que muitos dos itens que existem em uma placa mãe estão lá. Capacitores, resistores, diodos, transistores, reguladores de tensão e, é claro, processadores.

As GPUs ou Graphics Processing Units (Unidade de Processamento Gráfico) surgiram da necessidade de se ter um processador específico para aceleração gráfica. Antes, todo o processamento do jogo, incluindo cálculos, gerenciamento do sistema e demais funções, era feito pelo processador central.

Voodoo 5 6000 (Fonte da imagem: Reprodução/Overclock.net)

As GPUs também seguiram exatamente o mesmo processo de evolução dos processadores normais. Começaram pequenas, cresceram e aumentaram milhares de vezes o seu poder. Existem processadores gráficos que comportam mais de 3 bilhões de transistores em seu interior, número que era inimaginável há dez anos.

As placas de vídeo também possuem memória integrada. Para renderizar os gráficos em três dimensões é preciso incluir uma certa quantidade de chips na placa. Tudo bem, a memória também evoluiu e o mesmo chip que antes comportava apenas cerca de 1 megabyte de memória hoje pode ter 1 gigabyte ou mais.

Tudo isso precisa de alimentação. As placas de vídeo modernas exigem muita energia extra, pois aquela que é fornecida pelos slots PCI Express não é suficiente para alimentar as GPUs modernas e recheadas de recursos. Para isso, existem conectores de energia em todos os equipamentos novos.

(Fonte da imagem: Divulgação/Gigabyte)

Essa alimentação tem um custo: ela precisa ser gerenciada, pois cada componente da placa possui uma necessidade diferente de energia para funcionar. Aí, entram na soma reguladores de tensão, retificadores, capacitores e mais uma grande quantidade de componentes que tem como única função administrar a energia que circula pela placa.

A maior parte dessa energia, é claro, é consumida pela GPU e pelos chips de memória. Grande parte dessa energia é convertida em calor, e esse calor precisa sair da placa, caso contrário ela pegaria fogo, literalmente. E como isso é feito? Através de dissipadores de metal.

A evolução das GPUs trouxe um grande problema para os fabricantes de placas: como dissipar toda a quantidade de calor gerada pela placa e, ao mesmo tempo, não transformar o equipamento em um instrumento de tortura aos nossos ouvidos? Some isso ao fato de a placa ser menor que uma placa-mãe e ao fato de ela ficar presa lateralmente. Isso impede que os dissipadores de calor “cresçam” para cima, como é o caso das CPUs.

(Fonte da imagem: Divulgação/XFX)

Isso só foi possível colocando dissipadores de calor gigantescos e compridos nas placas, algumas vezes até mesmo maiores que as placas inteiras. A partir disso, tivemos modelos que passaram a ocupar dois slots no gabinete, pois, além de acomodar o dissipador, é preciso ter um cooler com a função de esfriar a peça.

O que começou como regra virou exceção e alguns modelos foram ainda mais longe, passando a ocupar três slots e transformando-se em verdadeiros monstros dentro dos gabinetes. Um exemplo é este modelo de GeForce GTX 680, que possui um sistema de dissipação de calor passivo, ou seja, não existem coolers.

Essa placa caberia no seu gabinete? (Fonte da imagem: Reprodução/Express View)

A placa é tão grande que ocupa no mínimo três slots, mas se for colocada dentro do gabinete deve ocupar mais espaço ainda, já que não é aconselhável que ela fique encostada em outros componentes.

As placas de vídeo X2

Existem fabricantes que vão ainda além  e desenvolvem placas duplas. Calma que o Tecmundo explica: finada 3DFX, fabricante das famosas e lendárias placas Voodoo, utilizava uma tecnologia chamada SLI em seus equipamentos. Os primeiros modelos desenvolvidos eram apenas aceleradoras 3D e precisavam ser conectados nas placas de vídeo comuns para funcionar.

Futuramente, mais placas aceleradoras 3D puderam ser conectadas para trabalhar em conjunto e aumentar o desempenho. Quando a NVIDIA adquiriu as patentes da 3DFX, ela levou a tecnologia SLI e integrou em suas placas gráficas. A ATI, por sua vez, também desenvolveu a sua própria tecnologia — chamada Crossfire — para conectar mais de uma placa gráfica ao mesmo tempo. Hoje em dia, é possível ligar até quatro placas de vídeo no mesmo computador.

A evolução da tecnologia levou as desenvolvedoras a criar combinações de placas incríveis: alguns modelos X2 são duas placas de vídeo físicas fechadas no mesmo encapsulamento, formando um esquema SLI (ou Crossfire) permanente. Além disso, coloque o dobro da quantidade de alguns componentes e um único sistema de dissipação de calor para dar conta das duas peças.

GeForce 9800 GX2 (Fonte da imagem: Reprodução/Best PC Reviews)

Existem também outros modelos em que a mesma placa possui duas GPUs, uma do lado da outra. Apesar da placa em si não aumentar muito em tamanho, ela continua precisando ter um sistema de dissipação eficiente para eliminar o calor gerado pelos dois processadores.

E os gabinetes?

Para acomodar todos esses componentes de tamanho razoavelmente grande, é preciso gabinetes também maiores, tanto em altura quanto largura. Vamos recapitular: uma placa-mãe de tamanho grande, com pelo menos uma placa de vídeo que ocupa dois slots.

Adicione o processador, de última geração, com um dissipador que ultrapassa o tamanho razoável. Some a isso pelo menos um HD, um leitor de DVDs ou Blu-ray, muitos cabos para conectar tudo isso e, principalmente, a fonte de energia, que precisa ter uma capacidade muito grande para alimentar tudo isso.

(Fonte da imagem: Divulgação/Cooler Master)

A fonte de energia precisa ser grande para acomodar todos os componentes internos que, ao contrário dos processadores, não podem diminuir de tamanho com tanta “facilidade” quanto os transistores. Por isso, esse é mais um dos componentes espaçosos da máquina.

Mas e os gabinetes menores?

É claro que nem todos os equipamentos possuem tamanhos exagerados. A evolução da tecnologia também possibilitou o desenvolvimento de equipamentos enxutos e que consomem pouca energia, fazendo com que computadores desktop com gabinetes sejam interessantes apenas para gamers.

Alguns fabricantes também conseguiram desenvolver notebooks de alta performance, muitas vezes podendo se equiparar aos desktops.

(Fonte da imagem: Divulgação/Enermax)

Contudo, enquanto a tecnologia de construção dos processadores e componentes não for completamente reinventada (talvez com os computadores quânticos), não teremos como fugir deste círculo vicioso. A tecnologia evolui e os processadores diminuem de tamanho. Mas, como são compostos por cada vez mais transistores, continuam produzindo muito calor, exigindo enormes sistemas de dissipação.

Se você é um dos que não se importam com o tamanho das peças e acha interessante ter um gabinete completo e bem organizado, é possível aproveitar o conjunto e fazer um casemod.

Fonte: Geeks 3D, Toms Hardware, Best PC Reviews,