Qué son los núcleos de la GPU y para qué sirven
Los núcleos o cores de una GPU son unas piezas hardware que se encuentran dentro del chip y que atienden a tareas de renderizado genérico. En NVIDIA se llaman CUDA Cores, en AMD Stream Processors o en Intel Xe-Cores, pero podemos denominarlos “shaders” en todas las marcas porque atienden al mismo fin.
Vemos cientos o miles de núcleos dentro de una GPU, y la razón estriba en que la arquitectura gráfica gira en torno al procesamiento paralelo. Esta forma de funcionamiento supone que se realizan muchas tareas distintas a la vez y se necesita un ancho de banda grande.
Cuando ejecutamos una aplicación con gráficos (desde navegador web hasta un videojuego AAA), la GPU o los gráficos integrados se encargan de renderizar todo el vídeo o imagen que sea necesario.
Los shaders se encargan de renderizar las texturas, los modelos y todos los polígonos 3D que necesite una escena. ¿De dónde salen las texturas? Cuando instalamos un videojuego o aplicación, se guardan una serie de elementos en la carpeta de instalación. Entre estos elementos, encontramos las famosas texturas.
Vale, pero, ¿qué son las texturas? Todo lo que ves: personajes, asfalto, paredes, armas, farolas; todo. Estas texturas son guardadas en distintas versiones o resoluciones que demandan una VRAM determinada, ya que ocupan memoria de vídeo. Echad un vistazo a VRAM asignada vs usada.
Independientemente de ello, necesitamos potencia hardware para renderizar esas texturas a tiempo real, es decir, conforme jugamos. Conforme más potencia tengamos, más rápido las renderizarán y subirán los FPS.
¿Esto quiere decir qué cuantos más núcleos tenga mi GPU, más FPS voy a tener? Esa es la regla general, pero no siempre se cumple. Dependerá de la arquitectura GPU que tenga, de cómo esté optimizado el videojuego (incluido si está optimizado para AMD o NVIDIA) y del escenario gráfico que juguemos.
Ejemplifiquemos para hacerlo más comprensible:
- Por mucho shaders que tengamos, jugar en Ray Tracing exige otro tipo de núcleos y optimizaciones.
- Las tecnologías de reescalado como DLSS o FSR permiten más rendimiento, y no tienen mucho que ver con el hardware.
- Hay juegos que están desarrollados para que las GPUs de una marca ofrezcan más FPS que la competencia.
De todos modos, “más vale que sobre a que falte”, y tener muchos shaders va a ser muy positivo.
Tipos de núcleos de GPU
La tecnología avanza, surgen nuevas necesidades y mejoras gráficas, por lo que las marcas innovan en los núcleos GPU. Cada tipo de núcleo GPU se centra una materia específica, dividiendo el trabajo de forma eficiente.
De cualquier manera, tener más de cada uno siempre es beneficioso.
De propósito general
Son los núcleos de los que hemos hablado antes, estando representados por CUDA Cores (NVIDIA), Stream Processors (AMD) o Xe-Cores (Intel). Se encargan de las tareas de renderizados genéricas, sin ninguna complejidad aparente que deba ser tratada de forma distinta.
Dedicados al Ray Tracing
NVIDIA fue la que innovó e introdujo los RT Cores en 2018 (RTX 2000) como unidades hardware separadas que se encargan de todos los cálculos derivados del Ray Tracing o trazado de rayos. Este escenario gráfico exige una serie de cálculos matemáticos complejos para representar la trayectoria de los rayos y sus rebotes en la escena de forma precisa.
AMD introdujo los Ray Accelerators con las Radeon RX 6000 en 2020, que atienden al mismo propósito que NVIDIA. Sin embargo, están organizados distintamente, por lo que, a priori, no deberíamos compararlos frontalmente en número.
Intel fue la última en integrar estos cores en sus GPU Arc Alchemist, pero su implementación es similar a la de AMD. Ellos lo llaman Ray Tracing Unit, que debe funcionar con la TSU para la optimización de trabajo.
Tareas de inteligencia artificial
Otra vez, NVIDIA fue la pionera al introducir los Tensor Cores en las RTX 20, que son unas unidades hardware especializadas en llevar a cabo tareas de inteligencia artificial. El “Green Team” introdujo estos núcleos para el DLSS, la tecnología de reescalado inteligente que usa NVIDIA.
AMD tardó hasta las RX 7000 para introducir los AI Accelerators, pero su propósito no queda claro porque AMD no se ha pronunciado sobre ello. FidelityFX Super Resolution es la tecnología rival de DLSS, pero no usa IA; al menos, de momento. Podría ser que en el futuro sí las usen para este fin.
Intel ofrece los XMX Cores, que son usados de la misma forma que los Tensor Cores: para la tecnología de reescalado de Intel. En este caso, se trata de Intel XeSS, que es open source y se puede usar en GPUs AMD.
Núcleos en AMD y NVIDIA, ¿son equivalentes?
No. AMD siempre usa menos Stream Processors, por lo que no debéis comparar la ficha técnica directamente. Cada marca estructura su potencia hardware de una forma muy específica, no se pueden comparar núcleos AMD vs NVIDIA, como tampoco AMD vs Intel en CPU.
CPU vs GPU cores: no son lo mismo
En CPU ocurre lo contrario, el número de núcleos es más reducido y el procesamiento es secuencial. Y digo esto porque es un error comparar CUDA Cores vs núcleos CPU convencionales, siendo más correcto comparar Stream Multiprocessor (SM de NVIDIA) o Compute Unit (en AMD).
No obstante, os recomiendo no comparar “churras con merinas” porque es un ejercicio que sale siempre mal. Es bastante ilustrativa esta comparación de los Cazadores de Mito que realizaron junto con NVIDIA.
¿Por qué AMD y NVIDIA reducen cores y mejoran rendimiento?
Si os habéis fijado en las especificaciones de las RX 6000 y 7000, como en las de las RTX 3000 y RTX 4000, parecen haber reducido shaders en la mayoría de GPUs.
¿Cómo es posible esto? Eficiencia, ni más, ni menos. Tened en mente lo siguiente:
- Avance de nodo, ofreciendo menos consumo y más rendimiento.
- Mejoras arquitectónicas, quizás, lo más importante.
- Núcleos de nueva generación, especialmente en NVIDIA.
- Mejora de software, sobretodo en DLSS 3 y FSR 3.
- Aumento de memoria caché L2.
- VRAM más rápida.
La arquitectura es gran trozo de la tarta de los FPS que estás disfrutando, y cada año van mejorando cosas.
¿Cómo sé los shaders qué tiene cada GPU?
Que quede claro esto:
- NVIDIA, AMD o Intel fijan unos shaders para cada modelo.
- Los distintos modelos de ASUS, MSI, GIGABYTE, etc. en la misma gama vienen con los mismos shaders, lo único que cambia es la frecuencia de la GPU.
- Una GIGABYTE GeForce RTX 4070 SUPER y una MSI RTX 4070 SUPER tienen los mismos shaders, lo que cambia es la refrigeración y la frecuencia GPU.
Con esto claro, puedes saber los núcleos de tu GPU (RTX 2070, 3070, RX 7800 XT, por ejemplo) visitando la página web oficial (AMD, NVIDIA o Intel), usando GPU-Z o acudiendo a la base de datos de TechPowerUp.
¿Tú GPU cuántos cores tiene? Echa un ojo, no vaya a ser que se te quede corta.
