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GPU · Recurso del vídeo «Qué hace tu gráfica que tu CPU no puede»

Tu gráfica tiene 16 ms para pintar 8 millones de píxeles

A 60 fotogramas por segundo, cada imagen dura 16,7 milisegundos. En ese tiempo la tarjeta gráfica calcula el color de los 8.294.400 píxeles de una pantalla 4K. Pon a competir a una CPU de 8 núcleos contra una GPU de miles y mira quién llega.

La carrera de los píxelesilustración, no a escala
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▶ Vídeo · 5:44

Qué hace tu gráfica que tu CPU no puede

Abrimos una tarjeta en 3D, entramos en el chip y seguimos un fotograma de principio a fin. Verlo en YouTube

Por qué hace falta otra pieza

Ocho expertos o un ejército

La CPU tiene pocos núcleos, entre 8 y 16 en un ordenador de casa, y cada uno es muy listo: puede saltar de una tarea a otra y tomar decisiones en cada paso. Es lo que necesita casi todo lo que hace un ordenador: abrir programas, gestionar archivos, decidir qué viene después.

Dibujar una imagen es otro tipo de trabajo. El color de un píxel se calcula casi igual que el del píxel de al lado, millones de veces. No hace falta decidir nada, hace falta repetir. Por eso la GPU va al revés: miles de núcleos sencillos, cada uno con su trocito de pantalla, todos trabajando a la vez.

Explora la tarjeta · arrastra para girarla

Ábrela y mira qué hay dentro

Arrastra para girar
Paso a paso · tiempos ilustrativos

Así se pinta un fotograma

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La memoria que no puede esperar

Diez veces más datos por segundo

Miles de núcleos comen datos muy deprisa. Si tuvieran que pedírselos a la RAM del ordenador pasarían media vida esperando, así que la gráfica lleva su propia memoria pegada al chip, diseñada para mover datos a lo bestia.

Datos de referencia: DDR5-6000 en doble canal = 6.000 MT/s × 8 bytes × 2 canales. RTX 4090 con GDDR6X: 1.008 GB/s según NVIDIA.

RAM del ordenador · DDR5-600096 GB/s
VRAM · GDDR6X (RTX 4090)1.008 GB/s

Barras a la misma escala: ×10,5.

El mismo truco, para la inteligencia artificial

Multiplicar y sumar, millones de veces

Por dentro, una red neuronal es sobre todo eso: multiplicar tablas de números y sumar. La misma operación repetida millones de veces, que es justo lo que mejor sabe hacer un ejército de núcleos.

Por eso las inteligencias artificiales se entrenan con miles de tarjetas gráficas trabajando juntas, y por eso las gráficas modernas traen núcleos especiales solo para estas multiplicaciones.

Pruébalo: toca cada casilla del resultado. Cada una se calcula sola, sin esperar a las demás, así que miles de núcleos podrían calcularlas todas a la vez.

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Toca una casilla del resultado.

Para no perderse

Glosario

CPU
El procesador principal. Pocos núcleos, muy versátiles, pensados para tareas que cambian y toman decisiones.
GPU
El chip de la tarjeta gráfica. Miles de núcleos sencillos que hacen la misma operación sobre muchos datos a la vez.
Núcleo
Una unidad capaz de ejecutar instrucciones. En la GPU son muy simples y van siempre en grupo.
Pelotón (warp)
Grupo de 32 núcleos que ejecuta la misma instrucción en el mismo instante, cada uno sobre su propio dato.
VRAM
Memoria propia de la gráfica, junto al chip. Mucho más ancho de banda que la RAM del ordenador.
Rasterizar
Convertir triángulos en píxeles: decidir qué píxeles de la pantalla quedan dentro de cada triángulo.
Shader
Pequeño programa que la GPU ejecuta por cada vértice o cada píxel, por ejemplo para calcular su luz y su color.
FPS
Fotogramas por segundo. A 60 FPS cada imagen tiene 16,7 ms; a 144 FPS, unos 6,9 ms.
TFLOPS
Billones de operaciones con decimales por segundo. Una RTX 4090 ronda los 82 TFLOPS.