O que é uma GPU?

As unidades de processamento gráfico (GPUs) são um componente integral da computação moderna. As GPUs fornecem a potência necessária para cálculos e processamentos complexos, permitindo aos programadores criar aplicações mais potentes, com maior desempenho e melhores imagens. Mas o que é que as GPUs fazem realmente? Vamos dar uma olhadela ao mundo das GPUs e ao seu funcionamento.

Uma GPU, ou unidade de processamento gráfico, é um tipo especializado de processador concebido especificamente para efetuar operações computacionais associadas a gráficos de computador e processamento de vídeo. É um circuito eletrónico que processa dados gráficos através da execução de pequenas instruções denominadas “shaders” num ou mais “núcleos”. Os núcleos estão todos ligados em paralelo, o que lhes permite processar grandes quantidades de dados em simultâneo.

A diferença entre CPU e GPU

As CPUs (unidades centrais de processamento), que se encontram em todos os computadores, foram concebidas para realizar tarefas de carácter geral, como a execução de aplicações e a gestão de recursos do sistema. Por outro lado, as GPUs são optimizadas para tarefas específicas, como a renderização de gráficos 3D e a descodificação de vídeo.

As CPUs têm menos núcleos do que as GPUs, mas cada núcleo é capaz de lidar com instruções mais complexas. Isto significa que as CPUs podem lidar com tarefas sequenciais de forma mais eficiente do que as GPUs, mas as GPUs superam as CPUs quando se trata de tarefas paralelas, como renderização de imagens ou codificação/decodificação de vídeo.

O que é que as GPUs fazem?

As GPU podem ser utilizadas para uma variedade de tarefas, incluindo edição de imagem e vídeo, jogos, software de desenho assistido por computador (CAD), algoritmos de aprendizagem automática, simulações de computação científica, renderização 3D, inteligência artificial (IA), realidade aumentada (RA), realidade virtual (RV), extração de criptomoedas e muito mais.

Estão também a tornar-se cada vez mais populares em ambientes de computação em nuvem devido à sua capacidade de processar rapidamente grandes quantidades de dados sem sacrificar o desempenho ou a qualidade.

Um número crescente de empresas está a utilizar o poder dos clusters de GPU para aumentar a velocidade a que podem treinar modelos de IA ou renderizar cenas complexas em aplicações em tempo real, como jogos de vídeo ou experiências de realidade virtual.

As GPUs também têm a sua própria memória, o que as ajuda a aceder aos dados mais rapidamente do que uma CPU seria capaz de fazer por si só. Esta memória permite que a GPU armazene instruções na sua cache para as poder executar rapidamente quando necessário. As GPUs também contêm hardware especializado que ajuda a aumentar ainda mais o seu desempenho; estes incluem componentes especiais como unidades de mapeamento de texturas e sombreadores de vértices.

Diferentes tipos de GPUs

Existem dois tipos principais de GPUs: placas gráficas integradas e dedicadas. As placas gráficas integradas são instaladas na maioria das placas-mãe e utilizam a RAM do sistema como fonte de memória principal, enquanto as placas gráficas dedicadas têm a sua própria memória integrada (VRAM) e são capazes de proporcionar um desempenho superior ao das placas integradas.

As placas dedicadas podem ainda ser divididas em placas para jogos topo de gama e placas de entrada de gama económicas, consoante os seus níveis de desempenho e características. As placas para jogos topo de gama oferecem um desempenho sem paralelo para aplicações exigentes, como jogos em 4K ou tarefas intensivas de edição de vídeo, enquanto as placas económicas de entrada de gama fornecem potência mais do que suficiente para utilizadores casuais que apenas querem ver filmes ou navegar na Internet sem terem de gastar muito dinheiro em actualizações de hardware.

Ambos os tipos de GPUs dedicadas podem ser divididos em categorias como AMD Radeon ou NVIDIA GeForce, dependendo das especificações do fabricante.

Vantagens da utilização de GPUs

A utilização de GPUs pode reduzir significativamente o tempo necessário para concluir determinadas tarefas, o que as torna particularmente úteis para aplicações em que a velocidade é fundamental, como os jogos ou a computação científica. Além disso, a utilização de GPUs pode ajudar a reduzir os custos de energia, uma vez que consomem menos energia em comparação com as CPUs, continuando a proporcionar um desempenho superior.

Por último, as GPUs podem ajudar a desenvolver imagens mais realistas graças às suas poderosas capacidades gráficas; isto torna-as um componente essencial nos jogos de vídeo modernos e noutras aplicações que requerem imagens ou animações de alta qualidade.

Preciso de uma GPU?

A resposta depende do tipo de actividades que pretende realizar com o seu computador. Se apenas utilizar o PC para tarefas básicas, como navegar na Web ou ver vídeos online, provavelmente não beneficiará do investimento numa placa gráfica dedicada - o chip gráfico integrado será suficiente.

Por outro lado, se planeia realizar tarefas mais intensivas, como jogos ou edição de vídeo, ter uma GPU dedicada pode fazer toda a diferença em termos de desempenho e eficiência.

Porque é que as GPUs são importantes?

As GPUs têm-se tornado cada vez mais importantes ao longo dos anos devido à crescente complexidade dos jogos de vídeo modernos e de outras aplicações gráficas. Sem uma GPU potente, o seu computador teria dificuldades em apresentar efeitos visuais complexos, como sombras, iluminação, texturas, reflexos e muito mais. À medida que os criadores de jogos continuam a alargar os limites do que é possível com a tecnologia gráfica, ter uma GPU potente torna-se ainda mais crítico para um desempenho sem problemas.

Resumindo, as GPUs são processadores altamente especializados concebidos para processar dados de forma rápida e eficiente e, ao mesmo tempo, produzir imagens de alta qualidade. Oferecem muitas vantagens em relação às CPUs tradicionais, incluindo custos de energia reduzidos e velocidades melhoradas; isto torna-as componentes essenciais em dispositivos informáticos modernos, como computadores portáteis, consolas de jogos e smartphones. Quer esteja a jogar ou a trabalhar em cálculos complexos, ter uma GPU potente garante que tira o máximo partido do seu dispositivo.