Avui vull parlar d’un tema que moltes vegades ni ens plantegem ni sabem que existeix ni què fa, la targeta gràfica del nostre ordinador.
Perquè em vaig quedar parat quan llegia la notícia a Xataka de la propera presentació de la nova targeta de NVidia a partir del 17 de març, la GTX Titan-X amb 12 GBytes de VRAM (Video Ram) i una GPU (Graphics Processor Unit) amb 8000 milions de transistors, per una mica més de 1.000 euros, molt per sota de la Titan-Z que val 2.850 € ( 2.924 a Amazon ), així que vaig pensar que si hi ha qui paga aquests diners per una targeta gràfica, valia la pena explicar-ho una mica.
Què fa la targeta gràfica?
La principal funció de la targeta gràfica, com us podeu imaginar, és rebre les dades i les instruccions de la CPU per poder dibuixar en pantalla el contingut gràfic. Dit així no sembla que sigui necessària gran cosa, de fet la major part d’ordinadors porten una senzilla targeta gràfica integrada, però si penseu el que es necessita per fer una imatge 3D, les coses es compliquen perquè ha de dibuixar una imatge, afegir-li llum, textura i color.
Les targetes integrades, a gairebé tots els portàtils i els equips de sobretaula de gama baixa, s’anomenen on-board video i permeten treballar perfectament amb imatges 2D, el que fem amb les aplicacions de cada dia o per accedir a Internet i acostumen a fer servir una part de la RAM de l’ordinador per fer la feina, així que tenim menys per treballar que la que teòricament tenim. Quan hi afegim una targeta gràfica es desactiva la targeta integrada i tota la feina la fa la nova targeta. Els avantatges de les targetes integrades són el cost, el poc espai que ocupen i el baix consum.
Una nova tendència a on van els fabricants avui en dia, Intel i AMD, és a integrar la capacitat gràfica dins el disseny de la CPU (el que es coneix com a APU o Accelerated Processing Unit), això és el que han fet els de Sony amb la PlayStation 4 i els de Microsoft amb la Xbox One, perquè com podeu suposar les consoles també necessiten una targeta gràfica.
El que potser no sabeu és que les targetes gràfiques es fan servir, també, per crackejar contrasenyes gràcies a la seva gran capacitat de càlcul en paral·lel gràcies a la gran quantitat de ‘cores’ o cpus que té cada targeta perquè ja fa un temps que les CPU’s o GPU’s tenen dintre seu moltes CPU o unitats de procés anomenades cores, que fa que el tractament de dades sigui molt més potent, ràpid i pot tractar més operacions en paral·lel, es diu, perquè encara no hi ha especificacions exactes, que la nova targeta tindrà 3072 nuclis CUDA.
A finals del 2012 es va presentar en públic un cluster o conjunt d’ordinadors de 5 servidors amb 25 targetes AMD Radeon amb el software necessari per endevinar qualsevol password d’un sistema Windows amb el senzill mètode de provar-los tots, d’això se’n diu força bruta, perquè la maquineta era capaç de provar 350 bilions de passwords cada segon, de forma que la versió criptogràfica NTLM de Microsoft, la bona, per un password de 8 caràcters amb majúscules, minúscules, dígits i símbols són 95^8 combinacions o el que és igual 6.634.000.000.000.000 de combinacions, o bé 5,5 hores de feina de la maquineta o conjunt de maquinetes. Si es feia servir la versió més simple d’algorisme, la LM, que moltes empreses fan servir per compatibilitat amb sistemes Windows més antics, el sistema endevinava el password en SIS minuts. Podeu llegir l’article sencer a Arstechnica i una evolució de l’art de crackejar passwords a Infosec.
Però no cal anar tan lluny ni fer invents del TBO, si agafem una targeta relativament estàndard fa un temps, una Radeon 5770 (75 € a PC Componentes ), i un programa de crackejar per força bruta com ‘’ighashgpu’ trobem que si fem servir la CPU de l’ordinador per descobrir un password de 5 caràcters com ‘fjR8n’ encriptat amb el sistema segur NTLM de Microsoft, el programa triga 24 segons, a un ritme de 9,8 milions de passwords per segon, si el mateix programa fa servir la GPU, triga menys d’un segon, a un ritme de 3,3 bilions de passwords per segon.
Si passem a un password de 6 caràcters, com per exemple ‘pYDbL6’, la CPU triga 1h 30m, i amb la GPU ho tenim llest en 4 segons.
Si passem a 7 caràcters, ‘fh0GH5h’, la CPU trigarà 4 dies i la GPU 17m 30s, imagineu que les normes de seguretat d’una empresa us obliguen a tenir passwords d’aquesta mena, segur segur que no acaben apuntats a un post-it enganxat al costat de la pantalla …
Les parts de la targeta
Les quatre parts més importants de la targeta són:
- Una connexió amb la placa base per rebre les dades i l’alimentació elèctrica (PCIe o PCI Express a les més modernes), tingueu en compte que podeu tenir problemes de consum elèctric si no teniu una font d’alimentació potent perquè gasta molta energia.
- Un o més processadors, anomenats GPU (Graphics Processing Unit)
- Memòria per tenir la informació de cada píxel i guardar temporalment dades
- Una connexió a un monitor per veure el resultat de la feina, o més d’un monitor el que es coneix com a dual-head o dos caps,
però una de les coses que més caracteritzen les plaques gràfiques són els enormes dissipadors de calor que necessiten per no desfer-se 🙂
Una mica d’història …
No podia deixar passar l’oportunitat de recordar que la primera targeta gràfica per a PC, feta per IBM el 1981 es deia MDA (Monochrome Display Adapter) i que, com el seu nom indica només permetia text en color verd o blanc sobre una pantalla negre, sense gràfics, 80 columnes per 25 ratlles i 4 KBytes de memòria. La mateixa placa tenia la interfase paral·lel per connectar la impressora.
En simultani sortien les CGA (Color Graphics Adapter) amb una resolució de 640 x 200 pixels i 16 colors, no tenien la interfase paral·lel per la impressora, així que si volies imprimir, t’havies de comprar també la placa MDA, uns 335$ de l’època
Pels nostàlgics, recordar les plaques Hercules (HGC) que van aparèixer el 1982, la primera targeta no IBM que li feia la competència al gegant i que permetia resolucions gràfiques als monitors monocrom de fins a 720 x 348 píxels.
La successora de la CGA va ser la EGA (Enhanced Graphics Card) el 1984 pel nou PC/AT, amb resolucions de 640 x 350, una paleta de 16 colors a escollir entre 64 i la fantàstica quantitat de 64 kBytes de memòria.
Al cap de poc temps, 1987, van aparèixer al mercat les VGA (video Graphics Array) que permetien fins a 256 colors a resolucions de 320. x 200, les primeres a introduir el connector de 15 pins que tots coneixem, i la resolució de 640 x 480 píxels en 16 colors que es va convertir en estàndard.
Una resolució actual QXGA pinta milions de colors a resolucions de 2040 x 1536 píxels.
Com saber quina placa tinc?
Si teniu un Mac, aneu a la poma, seleccioneu ‘Sobre aquest Mac’ i ja sabreu quina placa teniu, si voleu més informació, feu a clic a ‘Informe del Sistema’, i sota l’apartat ‘Gràfics/Pantalles’ trobareu la descripció del que teniu.
Si teniu un PC, executeu el següent programa: dxdig (per fer-ho aneu a Inici, seleccioneu ‘executar’) que és l’eina de diagnòstic de DirectX, feu clic a l’apartat ‘Display’ i podreu llegir la informació de la vostra placa gràfica.
Veureu que totes les plaques són produïdes amb xips AMD o NVidia.
Qui la necessita?
Tothom necessita una targeta gràfica, però qui necessita una targeta de tan altes prestacions i que costa més d’un miler d’euros?
- Els fanàtics dels jocs, que volen la màxima velocitat i realisme en el seu monitor
- I, sobretot, la gent que treballa en 3D
Una molt bona comparativa de targetes la trobareu a Geektopia i veureu que la millor recomanació és gastar-se de 150 a 200 € en una targeta per jugar.
