A placa de vídeo é um dos itens mais complexos do computador. Na verdade, ao considerar toda a arquitetura e peças que existem embaixo do dissipador, podemos dizer que ela é quase um sistema completo.
De modo geral, as pessoas falam desta peça como se ela fosse apenas o processador gráfico, fazendo referência à marca e modelo, seja uma GeForce GTX 980 ou uma AMD Radeon R9 290X.
Entretanto, para falar a verdade, há uma série de outros componentes que se conectam a GPU (unidade gráfica de processamento) para termos a placa de vídeo. Um dos principais elementos para o funcionamento da placa de vídeo é a memória gráfica.
Os chips de memória embutidos na placa de vídeo funcionam da mesma forma que aqueles existentes na memória RAM do seu computador. Eles servem basicamente para guardar informações temporariamente enquanto o processador gráfico realiza cálculos e operações com os dados.
A diferença entre a memória gráfica e a memória RAM está na finalidade para a qual ela é destinada, porém sua operação básica é essencialmente a mesma dos módulos DDR que são conectados à placa-mãe. Por se tratar de um componente dedicado a uma tarefa, a memória de vídeo pode funcionar em uma frequência diferente e transferir uma enormidade de dados.
A quantidade de dados que ela pode transferir é justamente a chamada “Largura de banda” (que também é associada ao termo Taxa de transferência). Conforme já comentamos em nosso dicionário de hardware, a largura de banda é a quantidade de dados que pode ser lida ou escrita na memória em um determinado intervalo de tempo.
Geralmente, essa especificação é determinada em gigabytes por segundo (GB/s). Como você pode imaginar, quanto mais dados puderem ser transferidos ao mesmo tempo, melhor é o resultado para o jogador. Bom, se tudo isso é um tanto óbvio e você não se contenta com uma explicação básica, vamos entrar nos detalhes da placa de vídeo e entender melhor.
Nota: é importante frisar de antemão que essa informação (a largura de banda) não tem qualquer relação com a quantidade de memória da placa (2 GB, 4 GB, 6 GB etc.). Aliás, é válido comentar que a quantidade de memória não dita exatamente o desempenho da placa, mas serve apenas para indicar a quantidade de dados que pode ser armazenada nos chips.
Como funciona esse negócio de bits?
O funcionamento da placa de vídeo na execução de um game começa quando você clica para iniciar o jogo. A partir desse momento, o conteúdo que deve ser exibido na tela começa a ser transferido do HD para a memória RAM e também para a memória de vídeo.
Informações destinadas ao processador (CPU) são armazenadas na memória RAM que está instalada na placa-mãe, enquanto os dados que devem ser processados pelo chip gráfico (GPU) são guardados na memória de vídeo (seja ela DDR3 ou GDDR5).
Como quaisquer outros dados do computador, as informações usadas no processamento de jogos também são bits (que juntos formam bytes, kilobytes, megabytes e gigabytes). Eles contêm todas as informações necessárias para a mágica acontecer em frente aos seus olhos.
Bom, entendido isso, podemos compreender facilmente que, quanto mais bits trafegam de um lado para o outro, mais dados são levados e, com isso, mais informações podem ser processadas. É por isso que uma placa que traz memória com interface de 256 bits tende a entregar melhor desempenho que outra de 128 bits.
A interface da memória nada mais é do que as vias que levam os dados da memória até o processador gráfico, ou seja, estamos falando aqui de um aspecto físico do chip de memória, sendo este um aspecto que não pode ser alterado via software. Simples, não? Aproveitando, vamos esclarecer as dúvidas sobre memórias DDR3 e GDDR5. Afinal, qual é melhor?
DDR3 vs GDDR5
Na época em que o DDR4 ainda nem era uma realidade, muitas pessoas ficavam intrigadas com a existência do GDDR5, afinal, só pela sigla poderíamos presumir que este padrão estava duas gerações à frente daquele usado em memórias RAM comuns, certo? Errado.
A verdade é que, apesar de similares, o DDR3 e o GDDR5 têm uma série de divergências no funcionamento. Primeiro, temos a questão da tensão de operação, que no DDR3 fica próxima de 1,5 volts, enquanto que no GDDR5 esse número cai para 1 volt.
Tirando essa questão, temos a questão do controle de memória. O DDR3 trabalha com um controlador por canal que usa uma via de 64 bits, o que resulta em 128 bits em configurações dual-channel (e duplica novamente caso tratemos de um sistema quad-channel).
O GDDR5 difere nesse ponto ao trazer um controlador 32 bits, sendo metade para entrada de dados e metade para saída. Vendo por esse lado, temos a impressão de que ele é inferior, certo? Todavia, é preciso considerar que é possível configurar o chip gráfico para trabalhar com várias interfaces.
Dessa forma, a configuração do GDDR5 depende essencialmente apenas da GPU em questão e de sua respectiva arquitetura. É por isso que uma placa de vídeo com processador mais robusto trabalha com interface de memória de 384 bits ou até 512 bits. Basta a fabricante determinar esse modo de operação para garantir mais desempenho — o que tem um custo elevado.
Além dessas diferenças de operação, fisicamente falando, há algumas mudanças do DDR3 para o GDDR5. As vias são duplicas no GDDR5, o que possibilita a escrita e leitura (na memória) simultaneamente. O DDR3 não tem como fazer esse tipo de atividade.
Apesar de ter algumas vantagens significativas, o GDDR5 não é perfeito para executar determinadas tarefas. A memória do tipo DDR3 tem latências (timings de acesso) mais baixas. Contudo, isso não causa grandes problemas para o GDDR5, já que a GPU pode cuidar de outras coisas enquanto aguarda a resposta da memória.
Essencialmente, cada uma tem um propósito, sendo que são otimizadas para suas tarefas. No caso de processamento gráfico, a GDDR5 é nitidamente superior, tanto que faz tempo que as fabricantes adotam esse padrão nas placas mais robustas.
Só que tudo isso depende do clock...
Agora que já entendemos bem o conceito de como os bits trafegam no interior da placa de vídeo, podemos partir para outro conceito: a frequência de operação. Como você possivelmente já sabe, chips de computador (como a CPU e a GPU) trabalham em uma determinada velocidade, sendo esta especificada em GHz ou MHz.
A frequência define justamente a quantidade de ciclos por segundo que o processador consegue realizar, de modo que a cada ciclo é possível realizar um número de contas. Não vamos entrar em muitos detalhes aqui, mas basta você saber que, quanto maior o clock, mais contas são realizadas e maior tende a ser o desempenho da máquina.
No caso da placa de vídeo, tanto o processador gráfico quanto a memória VRAM trabalham em determinadas frequências. O conceito é o mesmo do processador. A cada pulso de clock, uma determinada quantidade de dados (aqueles bits que já comentamos lá em cima) é transferida e processada.
E assim podemos calcular a largura de banda de memória
Sabendo de tudo isso, finalmente podemos entender o conceito da largura de banda de memória. Basicamente, a largura de banda é um cálculo que leva em conta o clock de operação da memória e a interface do componente. A conta é bem simples:
Frequência da memória X Interface da memória / 8
Ao multiplicar o clock pela quantidade de bits, conseguimos encontrar a quantidade de dados que é transferida em um segundo. A divisão pelo número 8 simplesmente serve para transformar esse número de bits para bytes (ou gigabytes). Simples, não?
Ah, TecMundo, então quer dizer que, quanto maior esse número, melhor será a placa de vídeo? Em geral, podemos dizer que sim, mas nem sempre uma placa com maior largura de banda de memória terá melhores resultados, já que a performance em determinados títulos depende de uma série de outros fatores.
A comparação entre diferentes fabricantes é ainda mais complexa, já que envolve diferentes arquiteturas, tipos de núcleos, modos de operação e assim por diante. Entretanto, para simples entendimento, a largura de banda de memória da placa de vídeo é um parâmetro que serve bem para ter noção da capacidade do produto.
É claro que você precisa ter noção de que esse número apenas faz referência ao desempenho da memória, sendo que o clock do processador também é de suma importância na hora de rodar os jogos, afinal, é ele quem fará o trabalho bruto.
HBM: a tecnologia que vai turbinar a memória gráfica
Para finalizar, vale comentar sobre a tecnologia HBM (High Bandwith Memory), que será inaugurada com a próxima geração de chips gráficos da AMD. Como o próprio nome sugere, essa novidade pretende levar a largura de banda a patamares inusitados.
Legal, mas como é possível fazer isso? Basta aumentar o clock e a interface da memória? Não é tão simples. A tecnologia HBM parte para um conceito bem mais complexo, em que os chips de memória são empilhados na vertical, garantindo comunicação em novas direções.
É claro que, com isso, a interface da memória aumenta consideravelmente (chegando a incríveis 4.096 bits), porém temos aqui uma nova forma de processamento e atuação dos componentes da placa de vídeo. Por ora, basta você saber que a largura de banda da memória da Radeon R9 390X pode chegar a incríveis 640 GB/s — algo inimaginável para a atual tecnologia.
