GRUPPO 4: Schede Video
Liam Di marzio
Mael Di Marzio
Rei Bushi
Giorgio Striano
Scaletta:
Introduzione:
Le schede video, note anche come GPU (Graphics Processing Unit), sono componenti hardware essenziali per l’elaborazione grafica dei computer. Questi dispositivi sono responsabili del rendering delle immagini, dell’elaborazione dei modelli 3D e del supporto ad applicazioni che richiedono una potenza di calcolo elevata.
Negli ultimi anni, l’uso delle schede video si è esteso oltre il gaming, trovando applicazione in settori come l’intelligenza artificiale (AI), il mining di criptovalute e la realtà virtuale (VR).
Cosa sono:
Le schede video sono dispositivi hardware progettati per elaborare e generare immagini da visualizzare su uno schermo. Possono essere integrate direttamente nella CPU (grafica integrata) o essere unità dedicate con memoria e processori propri (GPU dedicate).
Le GPU dedicate offrono prestazioni superiori rispetto alle soluzioni integrate e sono indispensabili per applicazioni ad alta intensità grafica come gaming, rendering 3D, editing video e modellazione CAD. Inoltre, le GPU di fascia alta vengono sempre più utilizzate in ambiti professionali per il calcolo parallelo e l’analisi di grandi quantità di dati.
Oltre alla distinzione tra GPU integrate e dedicate, le schede video si differenziano anche per architettura, quantità di memoria (VRAM), supporto a tecnologie specifiche (ray tracing, accelerazione AI) e ottimizzazione per determinati software. Alcuni modelli sono progettati per massimizzare l’efficienza energetica, mentre altri puntano a prestazioni estreme per applicazioni di fascia alta. L’evoluzione tecnologica ha portato all’integrazione di funzionalità avanzate, come l’upscaling tramite IA e il supporto a calcoli complessi in ambito scientifico e industriale.
Come vengono collegate e alimentate
Le schede video si collegano alla scheda madre del computer tramite lo slot PCI Express (PCIe). A seconda della potenza richiesta, possono necessitare di alimentazione aggiuntiva attraverso connettori a 6, 8 o più pin, forniti direttamente dall’alimentatore del PC. Per un corretto funzionamento, è fondamentale che l’alimentatore abbia una potenza adeguata, soprattutto nei modelli di fascia alta che consumano molta energia.
Impieghi delle schede video:
Le GPU vengono utilizzate per il mining ovvero: un processo in cui i computer risolvono problemi matematici per verificare le transazioni nelle criptovalute e guadagnare nuove monete come ricompensa.
Grazie alla loro capacità di eseguire calcoli complessi in parallelo, sono più efficienti rispetto alle CPU per questo tipo di operazione. Tuttavia, con l’evoluzione del mercato e l’introduzione di ASIC (Application-Specific Integrated Circuit, ovvero circuiti integrati progettati specificamente per un'unica funzione, come il mining e aiutano a ridurre l’energia e ad aumentare la velocità di calcolo). Oggi, le GPU sono più comunemente impiegate per minare altre criptovalute, come Ethereum o altcoin che utilizzano algoritmi di hashing (funzioni che trasformano un input di qualsiasi dimensione in un output di lunghezza fissa, garantendo sicurezza e integrità dei dati) resistenti agli ASIC. Inoltre, l'aumento della domanda di GPU per il mining ha spesso causato carenze di schede grafiche sul mercato, influenzando anche il settore del gaming e della produzione di contenuti.
Le schede video sono fondamentali nell'addestramento e nell’esecuzione di modelli di intelligenza artificiale. Grazie alla loro architettura ottimizzata per il calcolo parallelo, le GPU accelerano processi di machine learning e deep learning, riducendo notevolmente i tempi di elaborazione.
Il settore più popolare per le GPU è quello dei videogiochi. Le schede video permettono di ottenere risoluzioni elevate, frame rate fluidi e supporto per tecnologie avanzate come il ray- tracing (una tecnica di rendering che simula realisticamente il comportamento della luce, migliorando ombre, riflessi e illuminazione globale). Grazie alla potenza di elaborazione delle GPU moderne, i giochi possono offrire grafica più dettagliata, ambienti più realistici e un’esperienza complessiva più immersiva.
La realtà virtuale (VR) richiede una potenza di calcolo elevata per garantire un’esperienza immersiva e senza ritardi (low latency). Le GPU di fascia alta sono essenziali per fornire prestazioni adeguate nei visori VR, poiché devono gestire alte risoluzioni, frame rate elevati (generalmente 90 Hz o più per evitare nausea e affaticamento visivo) e rendering in tempo reale per due schermi separati (uno per occhio).
Differenze tra i vari tipi di schede video:
Le schede video (GPU) si suddividono in diverse categorie in base alle loro caratteristiche e all'uso a cui sono destinate. Ecco le principali tipologie:
Le GPU integrate sono incorporate direttamente nel processore (CPU) e condividono la memoria di sistema. Offrono prestazioni limitate, adatte per attività quotidiane come navigazione web, riproduzione video e applicazioni leggere. Sono ideali per laptop e dispositivi con basso consumo energetico.
Le GPU dedicate sono schede video indipendenti con una propria memoria (VRAM) e processore grafico. Offrono prestazioni superiori rispetto alle GPU integrate e sono utilizzate per:
Queste schede sono progettate per applicazioni specializzate come rendering 3D, CAD, simulazioni ingegneristiche e intelligenza artificiale. Rispetto alle GPU consumer, offrono maggiore stabilità, precisione nei calcoli e driver ottimizzati per software professionali. Esempi:
Esistono schede video che utilizzano l'intelligenza artificiale (IA) per migliorare le prestazioni grafiche e di calcolo. Le più avanzate appartengono a due categorie principali:
Queste schede usano algoritmi di IA per migliorare la qualità dell'immagine e aumentare le prestazioni nei videogiochi o nelle applicazioni creative.
Queste schede sono progettate per il machine learning, l'addestramento di reti neurali, il deep learning e altre applicazioni di intelligenza artificiale.
Tipologie di memorie delle schede video
Le schede video utilizzano diverse tipologie di memoria per gestire il rendering( il processo di generazione di immagini o video) delle immagini e dei modelli 3D.GDDR (Graphics Double Data Rate): Memoria progettata specificamente per le GPU, con alte velocità di trasferimento dati.
GDDR
Le principali memorie sono:
La memoria della scheda video è fondamentale perché determina quanto velocemente può elaborare immagini e dati.
Ecco una selezione delle migliori schede video disponibili:
NVIDIA GeForce RTX 5090
La top di gamma di NVIDIA, offre prestazioni eccezionali per il gaming in 4K e applicazioni di intelligenza artificiale. Dispone di 32 GB di memoria GDDR7( migliore memoria per schede video) e una larghezza di banda elevata, garantendo un'esperienza fluida anche nei titoli più esigenti.
AMD Radeon RX 7900 XTX
La proposta di punta di AMD, offre prestazioni elevate in 4K. garantisce un'esperienza di gioco coinvolgente a un prezzo competitivo.
NVIDIA GeForce RTX 5070 Ti
Offre prestazioni elevate a un prezzo basso. Ideale per il gaming in 1440p e applicazioni di produttività.
AMD Radeon RX 6800
Una scelta solida per il gaming in 1440p, offre prestazioni competitive e supporto per il ray tracing(tecnica adottata in questa scheda video per migliorare le prestazioni visive ad esempio i riflessi,le ombre e l’illuminazione). La presenza di 16 GB di VRAM la rende adatta anche per applicazioni di grafica avanzata.
NVIDIA GeForce RTX 4070 Ti
Equilibrata in termini di prestazioni e prezzo, è adatta per il gaming in 1440p con impostazioni elevate. Supporta le ultime tecnologie come DLSS 4 (intelligenza artificiale)per migliorare l'esperienza visiva.
Le schede video sono elementi fondamentali nel mondo della tecnologia, influenzando settori come gaming, AI, mining e VR. Con le continue innovazioni, il futuro delle GPU promette miglioramenti in termini di prestazioni, efficienza e nuove funzionalità.
