tema 7. tarjetas de expansiÓn: grÁficos, red,...

de 14 F.P.B. INFORMÁTICA DE OFICINA Curso 2019-2020 Módulo de Montaje y Mantenimiento de Equipos IES Tirant Lo Blanc (Elche) Marzo-20

1

TEMA 7. TARJETAS DE EXPANSIÓN: GRÁFICOS,

RED, MULTIMEDIA.

MONTAJE

1. Introducción.

Una tarjeta de expansión es, como su propio nombre dice, un componente que tiene como

objetivo principal ampliar las funciones o servicios de un ordenador. Estas tarjetas se conectan a

un puerto, zócalo o slot de expansión.

Estas tarjetas pueden ser de varios tipos, tanto en su conexión como en su función.

En cuanto a su conexión, pueden ser tarjetas ISA y AGP (ya en desuso), PCI, PCIe 1x, PCIe 4x,

PCIe 16x o PCMCIA, esta última para ordenadores portátiles, que está siendo sustituida por las

ExpressCard.

Todas las tarjetas de expansión vienen acompañadas de un programa que permite al S.O.

comunicarse con el hardware de dicha tarjeta, estos programas se llaman controladores o

drivers. Estos drivers deben instalarse de manera que el nuevo dispositivo pueda ser reconocido

por el sistema y es conveniente actualizarlos cada cierto tiempo para maximizar su rendimiento.

Todos los sistemas operativos cuentan con una base de datos de controladores instalados por lo

que, en algunos casos podemos instalar alguna tarjeta concreta y no nos hará falta tener instalado

el driver pero en la mayoría de los casos será aconsejable si queremos sacarle el máximo partido

al hardware recién adquirido.

Existen muchos tipos de tarjetas adaptadoras. En este tema vamos a ver algunas de ellas como

son la tarjeta gráfica, la tarjeta de red, tarjeta de sonido y alguna de las tarjetas multimedia.

2. Tarjeta gráfica.

Si bien, en los ordenadores actuales muchas veces esta tarjeta viene integrada en la placa base,

en ocasiones es interesante optar por una tarjeta de expansión si el uso que le vamos a dar al

ordenador está orientado fundamentalmente al tratamiento de gráficos.

La tarjeta gráfica es el dispositivo que transmite al monitor la información gráfica que se debe

presentar en la pantalla. La tarjeta gráfica dispone de un chipset o GPU (Graphics Processing

Unit) que realiza todas las operaciones gráficas y controla las entradas y salidas, el acceso a la

memoria, etc. Por eso, su potencia y velocidad será muy importante para el rendimiento general

de la tarjeta, aunque también se verá influenciado por el resto de los componentes. La velocidad

de la GPU, al igual que la de la CPU, se mide en GHz.

La GPU puede ser muy potente y avanzada, tanto o más que el propio microprocesador del

ordenador, incluso las hay con arquitecturas de 128 bits.


2

2.1. Resolución.

La resolución es el número de puntos o píxeles que es capaz de presentar por pantalla una

tarjeta de vídeo, tanto en horizontal como en vertical. Por ejemplo, 640x480 significa que la

imagen está formada por 480 líneas horizontales de 640 puntos cada una. En cuanto al

número de colores, son los que es capaz de presentar a la vez. A la combinación de estos dos

parámetros se denomina modo de vídeo.

480 líneas

Desde los inicios de la informática estos han sido los diversos tipos de tarjetas gráficas que

han existido:

MDA (Monochrome Display Adapter). Presentaba texto monocromo.

Hércules. Tarjeta gráfica monocroma.

CGA (Color Graphic Adapter). La primera en presentar gráficos a 4 colores y 320x200

puntos de resolución.

EGA (Enhaced Graphics Adapter). Tarjeta que superó a la anterior con 16 colores y

640x350 puntos de resolución.

VGA (Video Graphics Adapter). Fue la tarjeta estándar ya que tenía varios modos de

vídeo. Permite 640 x 480 a 16/256 colores.

SVGA, SuperVGA y XGA. Es una evolución de la VGA. Soporta resoluciones de 640 x

480, 800 x 600, 1024 x 768, 1280 x 1024, 1600 x 1280 e incluso más. Y número de

colores de 16, 256, 32K, 64K, 16 millones y hasta más de 4000 millones siempre que

disponga de suficiente memoria.

En nuestros días ya no se usa esa terminología, simplemente se especifica la resolución a la

que puede trabajar la tarjeta, el número de colores que es capaz de reproducir y la memoria

que incorpora.

Si queremos saber qué cantidad de memoria se necesita para una determinada resolución y un

determinado número de colores, depende de lo siguiente:

o La resolución que vayamos a utilizar: Actualmente los juegos se renderizan

con una profundidad de color de 32 bits por píxel, lo que se traduce si jugamos a

resolución Full HD en que un sólo fotograma ocupa 8,3 MB, resultado de

multiplicar 32 x 1.920 x 1.080. Si subimos la resolución a 4K la cifra aumenta a

33,2 MB por fotograma.

640 columnas


3

o Antialiasing: El suavizado de bordes también influye en la cantidad de memoria

de vídeo utilizada, ya que se necesita una mayor cantidad de píxeles para cubrir y

disimular los dientes de sierra y ello aumenta, por tanto, el consumo de VRAM.

Por ejemplo: 1024x768 con 16 millones de colores necesita 1024 * 768 * 3 bytes = 2.359.296

= 2'25 MB por fotograma (una pantalla en un instante dado). Por otro lado sabemos que para

que el movimiento en una animación se vea fluido debe tener como mínimo 25 fps (frames

por segundo o fotogramas por segundo) y para contenidos 3D entre 50 y 60 fps. Con lo cual,

cuanta más memoria tengamos más “pantallas” será capaz de almacenar la memoria al mismo

tiempo y menos veces tendrá que cargarse la memoria de datos.

Las resoluciones con las que nos podemos encontrar hoy en día son las siguientes (todo lo que

sea inferior a estas resoluciones estaría prácticamente obsoleto):

1024 x 768.

Resolución HD (1280 x 720 píxeles). Existen variantes ligeramente superiores como

1366 x 768.

Resolución Full HD (1920 x 1080 píxeles).

UHD (3840 x 2160).

4K (4096 x 2160).

La tarjeta de vídeo se colocará en una ranura de expansión de tipo AGP o PCI si son muy

antiguas pero lo más normal es que usen una ranura PCI-E, teniendo en cuenta que debe

disponer de buena ventilación.

2.2. Componentes.

Los componentes principales de las tarjetas gráficas son:

GPU.

GPU es un acrónimo utilizado para abreviar Graphics Processing Unit, que significa

"Unidad de Procesamiento Gráfico".

Una GPU es un procesador dedicado exclusivamente al procesamiento de gráficos, para

aligerar la carga de trabajo del procesador central en aplicaciones como los videojuegos.

Memoria.

Un factor importante que determina la velocidad y calidad de una tarjeta gráfica recae en la

memoria que incorpora. Influye tanto la cantidad como el tipo de memoria que haya montado

el fabricante. Cuanta más memoria encontremos en la tarjeta tanto mejor. Esta memoria se

emplea para almacenar las imágenes que a continuación se enviarán al monitor para poder

ser visualizadas, así como para almacenar las distintas texturas que se emplearán en los

objetos dibujados. Lo mínimo indispensable en una tarjeta gráfica eran 4 Mb, pero hoy en día


4

esta cantidad es muy insuficiente, y ya se trabaja con tarjetas gráficas de hasta 12 Gb de

memoria, e incluso más. Conviene prestar especial atención al tipo de memoria que emplea

una tarjeta u otra, puesto que de nada nos sirve contar con un chip gráfico muy potente si al

final tiene que ralentizar el proceso para esperar que le lleguen los datos de la memoria.

Normalmente a la memoria RAM de las tarjetas se la denomina GDDR, usan tecnología

DDR y al menos ya se ha creado hasta la versión 5 (GDDR5).

Es importante diferenciar cuando la memoria de la tarjeta gráfica es dedicada o compartida.

Si es dedicada se referirá a que toda la memoria se usará exclusivamente para su uso por

parte de la tarjeta gráfica y si es compartida, una parte de ella no será memoria de la tarjeta

como tal sino que compartirá la RAM del ordenador para su uso en tareas de la tarjeta

gráfica.

RAMDAC.

El RAMDAC, Random Access Memory Digital-to-Analog Converter (RAMDAC o

convertidor digital-analógico de RAM) es el encargado de transformar las señales digitales

con las que trabaja el computador en una salida analógica que pueda ser interpretada por el

monitor. Es un elemento que no se encuentra en todas las tarjetas gráficas. No es necesario si

trabajamos con señales digitales. Por lo tanto sólo se usará si tenemos salidas VGA.

Disipador.

Se encarga de reducir la temperatura de la tarjeta. Al aumentar la superficie que queda al aire

es más sencilla la refrigeración. En muchos equipos, el calor es un problema y la única forma

de solucionarlo es sacándolo lo antes posible del equipo. El disipador ayuda a que esta

temperatura no se quede en el interior de tu equipo y se acabe estropeando algún elemento.

Ventilador.

El ventilador se encarga de desplazar a otro lugar, normalmente al exterior, el calor del

disipador para evitar que se queme el PC. Existen incluso refrigeraciones que hacen uso de

sistemas alimentados por agua para evitar que se queme la tarjeta gráfica. El agua es mejor

conductor del calor que el aire por lo tanto puede hacer que éste salga a mayor velocidad del

equipo reduciendo por tanto la temperatura.

Salidas.

Los sistemas de conexión más habituales entre la tarjeta gráfica y el dispositivo visualizador

(como un monitor o un televisor) son:


5

HDMI SVGA DVI SVGA S-VÍDEO DVI

DISPLAY PORT HDMI

o SVGA: estándar analógico de los años 1990; diseñado para dispositivos CRT, sufre

de ruido eléctrico y distorsión por la conversión de digital a analógico.

o DVI: sustituto del anterior, fue diseñado para obtener la máxima calidad de

visualización en las pantallas digitales como los LCD o proyectores. Evita la

distorsión y el ruido. Es totalmente digital.

o S-VÍDEO: incluido para dar soporte a televisores, reproductores de DVD, vídeos, y

videoconsolas.

o HDMI (High-Definition Multimedia Interface): estándar para salida de audio y

vídeo sustituto del euroconector. Permite el uso de vídeo de alta definición.

o DisplayPort: pensado para sustituir a SVGA y DVI. Puede transportar audio y

vídeo.

Interfaces con la placa base.

En orden cronológico, los sistemas de conexión entre la tarjeta gráfica y la placa base han

sido, principalmente:

o ISA: arquitectura de bus de 16 bits a 8 MHz, dominante durante los años 1980;

fue creada en 1981 para los IBM PC.


6

o MCA: intento de sustitución en 1987 de ISA por IBM. Disponía de 32 bits y una

velocidad de 10 MHz, pero era incompatible con los anteriores.

o EISA: respuesta en 1988 de la competencia de IBM; de 32 bits, 8.33 MHz y

compatible con las placas anteriores.

o VESA: extensión de ISA que solucionaba la restricción de los 16 bits, duplicando

el tamaño de bus y con una velocidad de 33 MHz.

o PCI: bus que desplazó a los anteriores a partir de 1993; con un tamaño de 32 bits

y una velocidad de 33 MHz, permitía una configuración dinámica de los

dispositivos conectados sin necesidad de ajustar manualmente los jumpers. PCI-

X fue una versión que aumentó el tamaño del bus hasta 64 bits y aumentó su

velocidad hasta los 133 MHz.

o AGP: bus dedicado, de 32 bits como PCI; en 1997 la versión inicial incrementaba

la velocidad hasta los 66 MHz. Estas conexiones eran exclusivas para tarjetas

gráficas y solo podía existir una en cada placa base.


7

o PCIe: interfaz serie que desde 2004 empezó a competir contra AGP, llegando a

doblar en 2006 el ancho de banda de aquel. No debe confundirse con PCI-X, que

es una versión de PCI.

2.3. Crossfire y SLI.

Tanto SLI como CrossFire son dos tecnologías que permiten utilizar 2 o más tarjetas gráficas

de manera simultánea de tal forma que se pueda multiplicar la potencia de las tarjetas.

SLI pertenece a la compañía nVidia y Crossfire es un desarrollo de AMD (ATI). No es

necesario decir que, por supuesto, son incompatibles entre sí.

Aunque existen distintos modos de funcionamiento, el concepto es sencillo. Entre las tarjetas

conectadas generarán las imágenes y de esa forma acelerarán el proceso.

Para poder hacer uso de estas tecnologías, además de dos tarjetas compatibles para ello,

necesitamos que el chipset de la placa base sea capaz de soportarlo.

2.4. Algunos modelos de tarjetas gráficas.

Aunque existen varios vendedores de tarjetas gráficas, los principales fabricantes de chips de

tarjetas gráficas son nVIDIA y AMD (ATI). Esos chips los venden a los distintos fabricantes

y los incorporan en sus tarjetas. Algunos de sus modelos son:

o Radeon. La gama RADEON es de AMD. Por ejemplo, Radeon RX 580, Radeon

RX Vega 64 , etc.

o GT y GTX. Estas son de nVidia. Por ejemplo, la GTX 1060, la GTX 1080 Ti,

etc. Y la tarjeta estrella de nVidia, la Titan Xp.


8

3. Tarjeta de sonido.

Una tarjeta de sonido es una tarjeta de expansión para ordenadores que permite la entrada y

salida de audio bajo el control del controlador o driver. Algunos equipos (como los personales)

tienen la tarjeta ya integrada, mientras que otros requieren tarjetas de expansión. También hay

otro tipo de equipos que por circunstancias profesionales (como por ejemplo servidores) no

requieren de dicho servicio.

Una tarjeta de sonido típica, incorpora un chip de sonido que por lo general contiene el conversor

digital-analógico, el cual cumple con la importante función de "traducir" formas de ondas


9

grabadas o generadas digitalmente en una señal analógica y viceversa. Esta señal es enviada a un

conector (para auriculares) en donde se puede conectar cualquier otro dispositivo como un

amplificador, un altavoz, etc.

La tarjeta de sonido más popular al inicio de comercializarse fue la Adlib, a la que rápidamente

sustituyó y se convirtió en estándar la Sound Blaster de la compañía Creative.

Funcionalidades.

Las operaciones básicas que permiten las tarjetas de sonido convencionales son las siguientes:

o Grabación: La señal acústica procedente de un micrófono u otras fuentes se introduce en la

tarjeta por los conectores. Esta señal se transforma convenientemente y se envía al computador

para su almacenamiento en un formato específico.

o Reproducción: La información digital existente en la máquina se envía a la tarjeta. Tras cierto

procesado se expulsa por los conectores de salida para ser interpretada por un altavoz u otro

dispositivo.

Componentes.

La figura siguiente muestra un diagrama simplificado de los componentes típicos de una tarjeta

de sonido.

Los principales componentes son los siguientes:

Interfaz con la placa base. Sirve para transmitir información entre la tarjeta y el

computador. Puede ser de tipo PCI-E, PCI, ISA, PCMCIA, USB, etc.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5a/EsquemaTarjetaSonido.png


10

Buffer. La función del buffer es almacenar temporalmente los datos que viajan entre la

máquina y la tarjeta, lo cual permite absorber pequeños desajustes en la velocidad de

transmisión. Por ejemplo, si la CPU no envía un dato a tiempo, la tarjeta puede seguir

reproduciendo lo que tiene en el buffer; si lo datos llegan demasiado rápido, se van

guardando.

DSP (Procesador digital de la señal). Procesador de señal digital. Es un pequeño

microprocesador que efectúa cálculos y tratamientos sobre la señal de sonido, liberando así a

la CPU de ese trabajo.

ADC (Conversor analógico-digital). Conversor analógico-digital. Se encarga de

transformar la señal de sonido analógica en su equivalente digital.

DAC (Conversor digital-analógico). Conversor digital-analógico. Su misión es reconstruir

una señal analógica a partir de su versión digital.

Conectores. Son los elementos físicos en los que deben conectarse los dispositivos externos,

los cuales pueden ser de entrada o de salida. Casi todas las tarjetas de sonido se han

adaptado al estándar PC 99 de Microsoft que consiste en asignarle un color a cada conector

externo, de este modo:

Rosa: Entrada analógica para micrófono.

Azul: Entrada analógica "Line-In"

Verde: Salida analógica para la señal estéreo principal (altavoces frontales).

Negro: Salida analógica para altavoces traseros.

Plateado: Salida analógica para altavoces laterales.

Naranja: Salida Digital SPDIF (que algunas veces es utilizado como salida analógica para

altavoces centrales).

Los conectores más utilizados para las tarjetas de sonido a nivel de usuario son los minijack

al ser los más económicos. Con los conectores RCA se consigue mayor calidad ya que

utilizan dos canales independientes, el rojo y el blanco, uno para el canal derecho y otro para

el izquierdo. A nivel profesional se utilizan las entradas y salidas S/PDIF, también llamadas

salidas ópticas digitales, que trabajan directamente con sonido digital eliminando las

pérdidas de calidad en las conversiones.

Muchas veces las tarjetas de sonido vienen acompañadas por otro conector, el puerto de

juegos, en el cual podemos conectar un joystick, un pad, etc.


11

4. Tarjeta de red.

Una tarjeta de red o adaptador de red es un dispositivo que permite la comunicación con

aparatos conectados entre sí y también permite compartir recursos entre dos o más computadoras

(discos duros, CD-ROM, impresoras, etc.). A las tarjetas de red también se les llama NIC (por

network interface card; en español "tarjeta de interfaz de red"). Hay diversos tipos de

adaptadores en función del tipo de cableado o arquitectura que se utilice en la red (coaxial fino,

coaxial grueso, Token Ring, etc.), pero actualmente el más común es del tipo Ethernet utilizando

una interfaz o conector RJ-45.

Cada tarjeta de red tiene un número de identificación único de 48 bits en hexadecimal llamado

dirección MAC (no confundir con Apple Macintosh).

El ordenador necesita de un adaptador o tarjeta de red para conectarse. Algunas placas base lo

incorporan de forma integrada, pero podemos adquirir tarjetas para las ranuras de expansión de

tipo PCI o PCIe. La instalación es básicamente como la de cualquier tarjeta y los principales

fabricantes de tarjetas de red actualmente son Realtek, 3COM, Intel, Ovislink, DLink, etc.

Los adaptadores Ethernet son muy baratos, ofreciendo una velocidad máxima de 10 Mbps en la

Ethernet original y 100 Mbps en FastEthernet. Los adaptadores Ethernet pueden utilizar los tres

tipos de cables principales: coaxial, par trenzado y fibra óptica. Lo más habitual es encontrarse

cableado de par trenzado con conectores RJ45.

Cable coaxial.


12

Para trenzado con conexión RJ45

Cable de fibra óptica Tarjeta de red

5. Otras tarjetas de expansión.

Otra de las tarjetas adaptadoras de uso más común son las sintonizadoras de televisión, que con

un software específico nos permitirá ver la televisión analógica, digital o por satélite en el

monitor. La aparición de las tarjetas sintonizadoras supuso toda una revolución.

Por un lado además de servir como reproductoras de la imagen que reciben directamente de la

antena, ofrecen funciones de captura con lo que es posible realizar tareas de edición de vídeo,

grabaciones, etc.

La instalación de estas tarjetas se realiza en una ranura de expansión de tipo PCI o PCIe

generalmente. Algunos de los fabricantes más importantes de tarjetas sintonizadoras son

Pinnacle y AverMedia.

Las tarjetas sintonizadoras más modernas ofrecen funciones muy avanzadas para grabación en

tiempo real, pausa de la imagen en directo, etc. Todas las tarjetas sintonizadoras vienen

acompañadas de un software propio para la sintonización y visualización de canales, aunque

existen aplicaciones desarrolladas por terceros que potencian las funcionalidades de las tarjetas.


13

Además de las tarjetas de televisión existen muchas otras tarjetas de expansión como pueden ser

tarjetas de puertos USB, tarjetas de puertos FireWire, tarjetas de puertos paralelo, tarjetas de

puertos serie y prácticamente cualquier tarjeta de expansión que se nos pueda ocurrir.

Tarjeta de puertos USB Tarjeta de puertos USB y FireWire (IEEE1394)

Tarjeta de puerto paralelo Tarjeta de puertos serie

6. Tarjetas de expansión para ordenadores portátiles.

Son tarjetas que añaden funciones al portátil, tales como red, captura de video, sintonizador de

televisión, etc. Hay dos tipos principalmente:

PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Associations). Hoy en día han

sido sustituidas por las más modernas ExpressCard pero todavía conviven con ellas.


14

Poseen el sistema "Plug and play", que permite conectar y desconectar tarjetas con el

ordenador encendido. Se fabricó en dos versiones:

A la versión de 16 bits se le conoce como PC CARD. A la de 32 como CARD BUS.

ExpressCard: Desarrollado por el mismo estándar que PCMCIA. La principal mejora

que dispone, es su mayor ancho de banda. ExpressCard soporta conectividad sobre PCI-

Express y USB 2.0 alcanzando un rendimiento de 2,5 Gb/s, sobre PCI Express o 480

Mb/s sobre USB 2.0.

Soporta dos formatos de tarjeta:

o ExpressCard/34 (por su tamaño en milímetros) de forma rectangular.

ExpressCard/54 en forma de L, llamado 54.

tema 7. tarjetas de expansiÓn: grÁficos, red,...

Documents