Nos dias atuais, as placas de vídeo têm se tornado cada vez mais relevantes em diversos setores. Antes utilizadas somente para jogos, atualmente essas peças são fundamentais para a mineração de criptomoedas (Bitcoin, Dogecoin, Monero, Litecoin, etc) e para fornecer poder computacional em supercomputadores, mantendo redes de inteligência artificial funcionando, como é o caso do popular ChatGPT.

Você precisa ver

O chip gráfico, que pode estar presente de forma integrada ou dedicada, está presente em todos os computadores e smartphones do mundo. No caso de máquinas voltadas para jogos, a placa de vídeo é, muitas vezes, a peça mais cara de todo o computador. Este artigo tem como objetivo explicar o que é uma placa gráfica, a diferença entre gráficos integrados e dedicados, bem como abordar o processo de fabricação, o funcionamento e um pouco da história desse componente tão importante em nossas vidas.

O que é uma placa gráfica?

Algumas placas de vídeo. Fonte: Oficina da Net

A placa de vídeo é a peça do computador responsável por gerar as imagens que vemos na tela, seja um documento no Word, ftos, essa página da web, vídeos e, principalmente, jogos. Essa peça também é chamada de unidade de processamento gráfico (GPU), e pode variar entre "gráficos integrados", que fazem parte do processador, ou placas de vídeo "dedicadas".

Exemplo de placa de vídeo dedicada, nesse caso, a RX 6600 XT modelo Rog Strix que fizemos review. Fonte: Oficina da Net

Qual a diferença de gráfico integrado para placa de vídeo dedicada?

Os dois cumprem a mesma função - renderizar tudo que você enxerga no monitor. A diferença é que os gráficos integrados estão dentro do processador (CPU) e costumam ser bem fracos. Já as placas de vídeo dedicadas são peças grandes que encaixamos no slot PCI Express x16 da placa mãe. As placas externas dedicadas geralmente possuem uma, duas ou até três ventoínhas próprias, já que consomem muita energia e esquentam bastante.

Essas placas de vídeo dedicadas são capazes de executar tarefas mais poderosas do que as placas gráficas integradas, como gráficos de jogos ultra realistas, renderização acelerada de vídeo ou até mesmo trabalhos não gráficos, como mineração de bitcoin e processamento de dados para inteligência artificial.

💡Curiosidade💡
Já que placas gráficas dedicadas consomem bastante energia, dissipam muito calor e ocupam espaço no computador, elas raramente são utilizadas em notebooks. As encontramos apenas em notebooks "gamers", que possuem um chassi grosso adaptado para suportar um sistema de arrefecimento maior, como o Acer Nitro 5 e Avell A70 Hyb que analisamos aqui no site.

Como todo componente do computador, as placas de vídeo ficam obsoletas com o tempo. Por exemplo, não conseguimos rodar o pesadissimo Cyberpunk 2077 numa placa de vídeo lançada em 2015 (pelo menos não em configurações altas).

Antigamente, quase todos os processadores vendidos tinham gráficos integrados. Hoje, temos diversos exemplos de modelos de CPU que simplesmente não funcionam sem uma placa de vídeo dedicada, como a maioria dos processadores AMD Ryzen e processador Intel Core terminados em F, como o Intel Core i3-12100F. A vantagem de comprar um processador sem gráfico integrado é que são mais baratos. Se você usa uma placa de vídeo dedicada, não utilizará os gráficos integrados do processador, então não faz diferença.

Como funciona uma placa gráfica?

O processo envolve componentes e cálculos complexos, mas é bem simples de entender, olha só:

  • Primeiro, o CPU recebe dados do computador, como movimentos do mouse, programas em execução, instruções do sistema operacional - milhares de informações. O CPU então processa esses dados e os envia para a placa de vídeo;
  • A placa de vídeo recebe os dados do CPU e os transforma em informações que o monitor consegue ler e projetar;
  • O monitor recebe os dados da placa de vídeo através de um cabo (geralmente HDMI ou DisplayPort) e decide quais pixels ligar e desligar no painel, resultando na imagem que você enxerga.

Esse processo é repetido dezenas de vezes por segundo. O número mais comum é 60 frames - sincronizados com os 60 Hz da taxa de atualização dos monitores convencionais. Entretanto, em monitores com altas taxas de atualização, a placa de vídeo pode precisar enviar 144, 240, e até mesmo 500 imagens por segundo. Esse processo é pesado, tanto para o processador quanto para a placa de vídeo.

Como funciona a fabricação de placas de vídeo?

Nenhuma empresa fabrica tudo do zero - a placa de vídeo é um junção de componentes fabricados por centenas de empresas diferentes. É um processo extremamente complexo e caro, com milhares de pessoas empregadas em diversos setores.

Fábrica de semicondutores da Intel. Fonte: Intel

Tudo começa com o desenvolvimento do chip gráfico feito por uma de três empresas: Nvidia, AMD ou Intel. Essa é a parte mais complexa e importante - é o chip gráfico que vai ditar qual placa de vídeo será feita. Depois de desenvolvido pelos engenheiros, as plantas e instruções de fabricação do chip são enviadas para as fábricas de semicondutores. As maiores estão situados na Córeia (Samsung), Taiwan (TSMC), Estados Unidos (Intel) e na China.

Já que o processo de fabricação e refinamento do silício é extremamente sensível, alguns "waffers" de chip performam melhores que outros. Os melhores são selecionados para placas de vídeo de alta performance, já os piores tem seus setores defeituosos desligados e são vendidos em placas menos potentes.

Por exemplo: a Nvidia envia para a TSMC a instrução de fabricação do chip gráfico GA104. Os melhores chips conseguem atingir frequências altas e acabam virando placas RTX 3070 até RTX 3070 TI. Já os GA104 que não conseguiram atingir os padrões das placas anteriores, tornam-se RTX 3060 TI de 8 GB.

Esses chips são enviados para empresas como Gigabyte, Zotac, Powercolor, MSI, que são responsáveis pela montagem da estrutura física da placa: ventoinhas, PCB, sistema de distribuição de energia, pacotes, vendas, etc. É por isso que temos placas RX 6600 da MSI e RX 6600 da Asus, por exemplo. O chip gráfico é o mesmo, o que muda é a construção da placa.

Em alguns casos, a própria fabricante do chip também desenvolve o restante da placa, como é o caso das placas "Founders" da Nvidia. A AMD e Intel também lançam alguns modelos próprios, sem o auxilio das empresas citadas acima.
Nvidia GeForce RTX 4090 - um exemplo de placa de vídeo edição "founders"

Atualizando os drivers da placa gráfica

Entre no site da Nvidia (GeForce Experience) ou AMD (Radeon Adrenalin) e baixe os respectivos drivers de sua placa de vídeo. Se precisar de um guia completo, siga o nosso pequeno tutorial Como instalar os drivers das placas de vídeo da AMD e NVIDIA.

Como saber qual a minha placa gráfica?

Para descobrir qual placa de vídeo estamos usando é bem simples: pressione as teclas CTRL + SHIFT + ESC ao mesmo tempo para abrir o Gerenciador de Tarefas. Na aba Desempenho, temos informações bem completas sobre as peças do computador:

Gerenciador de tarefas do Windows 11. Na aba "GPU", temos informações da placa gráfica que está sendo utilizada. No caso da imagem, gráficos integrados Intel UHD Graphics 630.

Como alternativa, podemos abrir o menu Iniciar no seu PC, digitar "Gerenciador de dispositivos" e pressionar Enter. Você deverá ver uma opção na parte superior "Adaptadores de vídeo". Clique na seta suspensa e ela deve listar o nome da sua GPU ali. Por exemplo, na captura de tela abaixo, você pode ver que esse outro computador está usando uma Nvidia GeForce GT 525M.

Gerenciador de dispositivos no Windows. Nesse caso diferente, o computador está usando uma Nvidia GeForce GT 525M

Depois de ter o nome da sua placa gráfica, você pode pesquisar no Google para aprender mais sobre ela ou compará-la com os requisitos mínimos do jogo que deseja jogar. Geralmente falando, um número maior indica uma placa melhor - portanto, um jogo que requer uma RTX 3060 pode não ser executado muito bem em um GTX 1660, que é menos poderosa. Mas nem sempre é assim. O importante é assistir "benchmarks" no YouTube, comparando em cenários reais a performance das placas que você tem interesse.

A história das placas gráficas

A história das placas gráficas é fascinante e começa no final dos anos 60, quando os monitores começaram a substituir as impressoras como o elemento principal da tela. As primeiras placas gráficas eram capazes apenas de exibir uma resolução de 40 x 25 pixels monocromáticos. No entanto, com o surgimento dos primeiros chips gráficos dedicados, a tecnologia evoluiu rapidamente.

Posteriormente, os primeiros consoles de vídeo começaram a aparecer, e o sucesso do PC (Computador Pessoal) teve um grande boom, reduzindo bastante os custos de produção, uma vez que eles já eram fabricados de forma individual.

Com o sucesso do PC (Computador Pessoal), os custos de produção das placas gráficas foram reduzidos, pois eles já eram fabricados de forma individual. No início, as placas gráficas vendidas eram de 80 colunas, adicionando um modo de texto de até 80 x 25 caracteres (não pixels). Logo em seguida, os famosos PCs IBM popularizaram o design "intercambiável" de placas gráficas. O mais difundido foi o MDA (Monochrome Display Adapter) criado pela IBM em 1981. Esse gráfico tinha uma memória gráfica de 4 KB, e foi capaz de representar até 25 linhas de texto de 80 caracteres cada no monitor.

A partir daí, um ciclo de competição entrou no mercado de PCs, com nomes como Commodore, Amiga 2000 e Apple Macintosh. Essas equipes começaram a usar tecnologia proprietária para a placa gráfica, integrando a GPU à placa-mãe. Essa situação é mantida até o surgimento de outro membro que você pode conhecer: a porta PCI.

Placa de vídeo PCI Voodoo 4 4500, da marca 3DFX. Fonte: Scanlines/YouTube

O PCI removeu o gargalo da interface anterior (ISA) e os primeiros adaptadores 3D profissionais (S3 ViRGE) começaram a se desenvolver. Iniciou-se a fabricação maciça de gráficos para soquetes PCI, e a partir daí, a indústria evoluiu como a conhecemos hoje, com os seguintes destaques:

  • Em 1995, surgiram as primeiras placas gráficas 2D/3D fabricadas pela Matrox, ATI, S3 e Creative, entre outras. Eles estavam em conformidade com o padrão SVGA, mas com as funções 3D;
  • Em 1997, a 3DFX lançou o que é possivelmente o chip gráfico mais famoso de todos os tempos: o Voodoo. Ele tinha um enorme poder computacional na época, e adicionou vários efeitos 3D, como Mip Mapping, Z-Buffering e Antialiasing. A partir disso, vários modelos conhecidos como Voodoo2 do 3DFX, TNT da Riva e, posteriormente, o TNT2 da NVIDIA (após a aquisição da Riva) foram lançados.
  • Entre 1999 e 2002, a NVIDIA assumiu a hegemonia do mercado de placas gráficas (entre outras coisas, comprou o 3DFX) com sua família GeForce. Nesse período, houve muitas melhorias gráficas no ambiente 3D. Os gráficos impressionantes da época tinham até 128 MB de memória DDR.
    A maioria dos consoles da época usava chips gráficos baseados em placas aceleradoras 3D. O Apple Macintosh usou chips NVIDIA e ATI.
  • Em 2006, a AMD comprou a ATI e se tornou uma rival direta da NVIDIA no mercado de placas de vídeo. Desde então, a AMD tenta oferecer placas alternativas a Nvidia, e em países como o Brasil, até consegue oferecer preços competitivos. Entretanto, estatisticamente, pouquissimas pessoas no mundo compram placas de vídeo da AMD.
  • Em Julho de 2022 o "duopólio" da Nvidia e AMD foi enfrentado por uma nova concorrente no mercado de placas de vídeo: a Intel lançou sua primeira linha de GPUs ARC. Com preços altos e problemas em drivers, a Intel ainda precisa de alguns anos de experiência para lançar um produto competitivo e bater de frente com as outras duas gigantes.
Hardware Survey da Steam - Observe que a Nvidia domina o mercado de placas de vídeo - com 75.82% dos gamers da Steam usando uma placa da marca. A porcentagem da Intel é ocupada por gráficos integrados dos processadores Intel Core.