¿Qué es una GPU?

La tecnología de procesamiento gráfico ha evolucionado significativamente para proporcionar ventajas claras en la industria informática. Las unidades de procesamiento gráfico (GPU) más recientes están brindando oportunidades innovadoras en campos tan diversos como los juegos, la creación de contenidos y el aprendizaje automático.

La unidad de procesamiento gráfico, o GPU, es una tecnología fundamental para la informática personal y empresarial. Diseñadas para el procesamiento paralelo, las GPU se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, entre las que se incluyen el renderizado de gráficos y vídeo, la producción creativa y la inteligencia artificial (IA).

Desarrolladas inicialmente para acelerar el renderizado de gráficos 3D, las GPU han evolucionado hasta convertirse en sistemas altamente flexibles y programables que permiten a los programadores gráficos crear sofisticados efectos visuales y escenas realistas con técnicas avanzadas de iluminación y sombreado.

Además, los desarrolladores aprovechan cada vez más la potencia de las GPU para acelerar la alta computación (HPC), el aprendizaje profundo y otras cargas de trabajo.

La GPU ha evolucionado como complemento de su prima cercana, la CPU (unidad central de procesamiento). Mientras que las CPU han seguido aumentando su rendimiento mediante innovaciones arquitectónicas, velocidades de reloj más rápidas y la adición de núcleos, las GPU están diseñadas específicamente para acelerar las cargas de trabajo de los gráficos por ordenador.

Los términos GPU y tarjeta gráfica (o tarjeta de vídeo) suelen utilizarse indistintamente, pero existe una sutil distinción entre ellos. Mientras que una placa base contiene una CPU, una tarjeta gráfica es una placa complementaria que incluye la GPU, así como los componentes necesarios para que funcione y se conecte al resto del sistema.

Hay dos tipos principales de GPU: integrada y discreta. La GPU integrada está integrada junto a la CPU y no viene en una tarjeta aparte. Una GPU discreta, en cambio, es un chip independiente montado en su propia placa de circuito y suele estar conectada a una ranura PCI Express.

Unidad de procesamiento gráfico integrada

La mayoría de las GPU disponibles en el mercado son en realidad gráficos integrados. Pero, ¿qué son exactamente los gráficos integrados y cómo funcionan en tu ordenador?

Los gráficos integrados se refieren a una CPU que viene con una GPU totalmente integrada en su placa base. Esta configuración permite obtener sistemas más delgados y ligeros, reducir el consumo de energía y disminuir los costes del sistema.

Unidad de procesamiento gráfico discreta

Aunque las GPU integradas pueden manejar bien muchas aplicaciones informáticas, las que requieren más recursos y un mayor rendimiento necesitan una GPU discreta (también conocida como tarjeta gráfica dedicada).

Las GPU discretas proporcionan potencia de procesamiento adicional, pero también consumen más energía y generan más calor. Para obtener el máximo rendimiento, suelen requerir refrigeración dedicada.

Las GPU modernas son altamente programables, lo que permite utilizarlas para una amplia gama de aplicaciones que van más allá del renderizado de gráficos tradicional.

Hace dos décadas, las GPU se utilizaban principalmente para acelerar aplicaciones gráficas 3D en tiempo real. Sin embargo, a principios del siglo XXI, los informáticos descubrieron que las GPU tenían potencial para resolver algunos de los problemas computacionales más difíciles del mundo.

Este descubrimiento desencadenó la era de las GPU de propósito general, en la que la tecnología de gráficos se aplica de forma más generalizada a un conjunto cada vez más amplio de problemas. Las GPU actuales son altamente programables, lo que les confiere la flexibilidad necesaria para acelerar una amplia gama de aplicaciones que van más allá del renderizado de gráficos tradicional.

Los videojuegos son cada vez más intensivos desde el punto de vista computacional, con gráficos hiperrealistas y vastos y complicados mundos de juego. Las tecnologías de visualización avanzadas, como las pantallas 4K y las altas frecuencias de refresco, así como el auge de los juegos de realidad virtual, exigen cada vez más procesamiento gráfico.

Las GPU son capaces de renderizar gráficos tanto en 2D como en 3D, lo que proporciona un mejor rendimiento gráfico y permite jugar a resoluciones más altas, frecuencias de cuadro más rápidas o ambas cosas.

Durante años, los profesionales creativos como editores de vídeo y diseñadores gráficos han luchado contra los largos tiempos de renderizado que limitan su productividad y creatividad. Sin embargo, la capacidad de procesamiento paralelo que ofrecen las GPU ha agilizado y facilitado el renderizado de vídeo y gráficos de alta definición.

Esta tecnología permite a los profesionales trabajar de forma más eficiente y eficaz, lo que les permite producir trabajos de mayor calidad en menos tiempo.

La tecnología de GPU ha abierto todo un nuevo mundo de posibilidades en el campo de la inteligencia artificial (IA) y el aprendizaje automático (AM). Gracias a su inmensa capacidad de cálculo, las GPU son capaces de acelerar cargas de trabajo complejas que se benefician de la naturaleza altamente paralela de la tecnología, como el reconocimiento de imágenes.

Esto ha dado lugar a interesantes avances en las tecnologías de aprendizaje profundo que se basan en la combinación de GPU y CPU.

Las aplicaciones de IA y aprendizaje automático pueden funcionar con mayor rapidez y eficiencia utilizando las GPU para determinadas tareas, lo que ha dado lugar a grandes avances en campos como el procesamiento del lenguaje natural o la visión computerizada, entre otros.