Cómo mejorar el rendimiento gráfico de vídeos (MP4, MKV) y videojuegos

780ti GPU DieHasta no hace mucho tiempo era habitual comprar un equipo económico y al cabo de un tiempo tener problemas para reproducir determinadas películas con demasiada calidad o con formatos muy nuevos. También puede pasar que tras hacer una inversión en una tarjeta gráfica, el rendimiento no sea el esperado. En este artículo quiero dar unas posibles soluciones y consejos para los casos más habituales.

Antes de entrar en materia de hardware, el primer paso debe ser probar diferentes aplicaciones para ver si con alguna de ellas el rendimiento es superior. Por ejemplo, en los vídeos MP4 o MKV, existe un nivel de codificación del códec H264 que utiliza 10 bits de profundidad de color, y que no todos los programas soportan. Al principio sólo MPV podía reproducirlos.

Un caso real, Netbook eMachines EM350 (Procesador Intel Atom N450)

Este netbook es muy antiguo, tiene una GPU que apenas soporta OpenGL 1.4, así que la mayoría de operaciones que dependen de la gráfica son muy lentas, especialmente hoy en día que los navegadores como Chrome o Firefox utilizan aceleración gráfica para renderizar las páginas web. La pantalla tiene una resolución de 1024×600 e intentar reproducir un archivo MP4 o MKV muestra saltos contínuos. No se puede instalar una tarjeta gráfica nueva (no tiene un slot MXM) pero sí que tiene un slot MiniPCI-E donde actualmente está la tarjeta WiFi. Existe una tarjeta que acelera la decodificación de vídeo HD, la Broadcom CrystalHD que se puede conseguir en eBay por unos 18 euros:

Broadcom CrystalHD

Nos interesa el modelo más moderno con chip BCM970015, cuya tarjeta mide la mitad de tamaño. Es algo a tener en cuenta puesto que hay un modelo anterior, más grande, que no cabría. La instalación es sencilla, desconectamos la batería, retiramos la tapa de la parte trasera y si hubiera un slot MiniPCI-E vacío, se colocaría en él, con uno o dos tornillos (hay un portátil Acer Aspire One que es idéntico a este pero tiene dos slots). En este caso, sacrificaremos la tarjeta WiFi para colocarlo en su lugar. Los terminales de las antenas se encintan con cinta aislante para evitar cortocircuitos y se utiliza una tarjeta WiFi USB para no perder la conectividad inalámbrica:

CrystalHD en eMachines EM350

En Windows hay que instalar el driver de Broadcom Crystal HD, instalar el reproductor Media Player Classic, ir a codecs internos y desactivarlos todos, y en códecs externos añadir el Broadcom Video Decoder. En linux VLC lo soporta, pero en las pruebas que hice me dio errores. MPV lo soporta y funciona bien. La ventaja es que con una inversión muy pequeña podremos reproducir vídeos HD en un portátil que de otra forma casi sería un pisapapeles. La desventaja es que como no es una tarjeta gráfica completa, sólo nos ayudará a reproducir archivos de vídeo, no sirve ni para acelerar la navegación web, ni Youtube, ni juegos. La relación precio/prestaciones es inmejorable, si no podéis cambiar de equipo por uno más moderno, es una mejora obligatoria.

Si vuestro portátil tiene una tarjeta gráfica dedicada y no está soldada a la placa base (hoy en día es raro que se puedan cambiar), podéis consultar foros como el de notebookreview para ver qué tarjetas se podrían instalar. El resto de casos sólo se podrán mejorar cambiando el portátil o realizando ajustes a la gráfica.

Eligiendo una tarjeta gráfica

El punto de partida sería saber si se dispone de una tarjeta gráfica (GPU) dedicada o únicamente de la integrada en la CPU o placa base. Si sólo se dispone de una tarjeta gráfica integrada, estaremos en mayor desventaja de cara a poder utilizar juegos con soltura, mientras que para vídeos, siempre que sea igual o posterior a la segunda generación Core de Intel (i3-2xxx, i5-2xxx, i7-2xxx), no debería haber problema. Desde esa generación, se utiliza aceleración gráfica por hardware para decodificar la mayoría de códecs (H264, MPEG). Si el procesador es más antiguo, para reproducir vídeos la opción sería comprar una tarjeta gráfica dedicada, prácticamente cualquiera que sea más o menos reciente (de 3 a 5 años) debería valer para reproducir vídeo, ahora lo explico con más detalle.

Desde mi experiencia, en las tarjetas gráficas existen una serie de tipos de compradores que se mueven en los siguientes rangos de precios (esto es para tarjetas gráficas nuevas):

  • De 0 a 75 euros: Tarjetas gráficas super básicas, existen sólo para poder ver algo en un monitor, o como reemplazo para una tarjeta fallida en un equipo OEM. No tiene sentido gastar un euro en ellas salvo en los casos indicados.
  • De 75 a 150 euros: Tarjetas gráficas básicas, pueden valer para reproducir vídeo o utilizar algunos juegos en calidad mínima o con resoluciones muy pequeñas, pero no suelen merecer la pena. Es preferible ahorrar y comprar alguna del siguiente rango.
  • De 150 a 300 euros: Tarjetas gráficas de rango medio, son las que más compradores suelen tener. Desde hace unos 5 años el rendimiento es muy adecuado y permiten jugar a cualquier juego en calidades medias/altas en resolución FullHD (1920 x 1080).
  • De 300 a 500 euros: Tarjetas gráficas de rango alto, son las que suelen tener mejor relación potencia/precio, siempre que puedas pagarlas, claro. Si las anteriores permiten jugar en resolución FullHD, con estas tarjetas es posible jugar a resoluciones mayores como 1440p en calidad alta/ultra.
  • De 500 a 800 euros: Tarjetas gráficas para entusiastas, proporcionan el mayor rendimiento al mayor coste posible. Permiten jugar a resoluciones mayores como 4K a 60Hz, y a resoluciones inferiores con todas las opciones en Ultra.

Cada fabricante tiene sus particularidades, y en cada rango de precios se suelen solapar diferentes chips gráficos (por ejemplo, un chip inferior con más memoria RAM y/o con mejores disipadores, solapado con un modelo más simple de un chip superior), así que hay que elegir siempre aquel chip que tenga el mejor rendimiento (mayor número de núcleos y mayor frecuencia). También es posible utilizar más de una tarjeta gráfica a la vez y hacer que funcionen en conjunto (SLI, Crossfire), pero esto requiere que la placa base sea compatible, el rendimiento no será el doble, la memoria disponible no se duplicará y el consumo energético sí que será el doble; así que en general, recomiendo ceñirse a buscar una única tarjeta gráfica buena.

Una pequeña nota antes continuar: váis a ver que la mayoría de información y enlaces que pongo son relativos a tarjetas gráficas NVidia, y eso se debe a que yo ya no compro tarjetas gráficas AMD. Las tuve y las sufrí. El soporte en Linux usando el driver privativo es mucho peor que el de las tarjetas de NVidia (¿cómo puede ser el driver Open Source más potente que el privativo?), el rendimiento suele ser inferior y suelen tener consumos de energía más altos (el TDP a misma potencia gráfica no es comparable). Dicho esto, cada cual es libre de comprar lo que quiera, la metodología de comparación y búsqueda es aplicable a cualquiera de ellas.

Logo de NVIDIA y AMD

Rebuscando en segunda mano se pueden conseguir buenas ofertas por eBay, aunque supone algún riesgo adicional en cuanto a garantías y demás. Personalmente en las compras que he hecho nunca he tenido ningún problema.

Dejando a un lado el precio, ¿qué gráfica comprar? ¿cual es la adecuada? ¿cuanta diferencia hay entre una y otra? Mi consejo es buscar modelos concretos y compararlos en la web UserBenchmark, que se basa en datos proporcionados por los propios usuarios. En un ejemplo comparando una GTX 1080 con una GTX 1080 Ti podemos ver que hay entre un 10 y un 25% de diferencia. Por especificaciones, podemos utilizar la lista de tarjetas de la Wikipedia para hacer una estimación comparando la potencia en GFLOPS, para el caso anterior son 8227 y 10608 GFLOPS respectivamente, una diferencia del 22%.

Contextualicemos el rendimiento con un ejemplo real:

En 2014 por 150 euros se podía comprar una GTX 660 con 2GB de RAM (980 Mhz, 960 Shaders, 2108 GFLOPS, 130W TDP). En muchos juegos de 2017, esta gráfica es la especificación mínima para poder ejecutar los juegos en calidad baja, lo que indica que el rango de vida útil de una tarjeta gráfica de rango medio es de aproximadamente 4 ó 5 años.

En 2017 por 150 euros se puede comprar una GTX 1050 Ti con 4GB de RAM (1354 Mhz, 768 Shaders, 1981 GFLOPS, 75W TDP). Rinde entre un 5 y un 20% más que la GTX 660 consumiendo casi la mitad y con casi la misma potencia de cálculo. La razón de la discrepancia en rendimiento real vs GFLOPS es que tiene menos núcleos pero son mucho más rápidos, hubo un salto generacional importante en la serie 10.

Os dejo aquí una tabla de equivalencias de rendimiento entre gráficas NVidia y AMD. La elección suele requerir dedicarle tiempo y al final siempre depende del presupuesto y del gusto personal de cada uno.

Cómo exprimir la tarjeta gráfica

Para obtener el mejor rendimiento, lo primero es configurarla correctamente:

  1. Activar la sincronización vertical o el modo adaptativo si tenemos un monitor con GSync ó FreeSync. Esto hace que la gráfica sólo genere tantos frames como el monitor pueda mostrar, a 60 Hz debería generar 60 frames por segundo. Esto también rebaja el consumo eléctrico y la temperatura de la gráfica. Si no es capaz de generar suficientes frames o si genera de más, aparecerá una distorsión que se conoce como tearing y stuttering.
  2. Configurar la aceleración de físicas PhysX para que use siempre la tarjeta gráfica. Tiene mucha más potencia que la CPU.
  3. Activar la optimización enlazada, en algunos juegos permite utilizar más de un núcleo de la CPU a la vez. No en todos los casos aporta mejorías, así que lo mejor es realizar pruebas.

Después debemos ajustar la calidad al rendimiento de la gráfica que tengamos. Podemos enfocar el rendimiento a obtener la mayor tasa de refresco o la mejor calidad gráfica:

Si buscamos la mayor tasa de refresco (generar más frames por segundo) tendremos que sacrificar calidad, así que deberíamos bajar algunas configuraciones como las sombras, antialiasing, las texturas, etc… para que el juego se mueva a la velocidad deseada. Esto es especialmente importante si se usa un monitor con una tasa de refresco muy alta como 120Hz ó 144Hz.

Si buscamos la mejor calidad gráfica, tenemos que ajustar las texturas para que quepan en la tarjeta teniendo en cuenta el tamaño de la RAM que tenga y la resolución que usemos (típicamente para FullHD 1080p la gráfica tendrá que tener al menos 2GB de RAM, para 1440p 3GB de RAM y para 4K 8GB de RAM), y después ajustar la resolución y la frecuencia.

Monitor Dell

El monitor va a exigir un rendimiento que es proporcional al tamaño de la imagen y al número de veces que haya que pintarla, por ejemplo a 1080p y 60Hz, son 1920 x 1080 x 60 píxeles por segundo (124 millones de píxeles). Si bajásemos la resolución a 720p, serían 1280 x 720 x 60, unos 55 millones de píxeles (menos de la mitad). Si bajamos la frecuencia a 30Hz, los píxeles por segundo serían la mitad de los anteriores, 62 y 27.5 millones respectivamente. No es exactamente así como funciona una tarjeta gráfica, pero nos da una idea de lo que supone cambiar la frecuencia y la resolución.

Es posible cambiar la resolución del monitor a una inferior, aunque eso provoca que todo se vea mucho más aumentado y se noten más los defectos. Una solución alternativa es utilizar un monitor antiguo, de antes de que se estandarizase el uso de la resolución FullHD y los conectores HDMI. Yo por ejemplo tengo un Dell E207WFP con conexión DVI que usa una resolución 1680 x 1050. Esto supone que a resolución nativa (sin aumentos, ni diferencias visuales aparentes) es un 15% más pequeño que un monitor FullHD del mismo tamaño (como si le recortases un trozo pero sin perder resolución); a la gráfica le costará menos trabajo mover las imágenes y visualmente no notaremos ninguna diferencia. Esto es más pronunciado con un monitor en formato 4:3 con una resolución 1280 x 1024, ya que comparado con FullHD es un 36% más pequeño.

También es posible overclockear la tarjeta gráfica para que alcance mayores frecuencias, tanto de núcleo como de memoria, aunque eso exige un conocimiento más avanzado, depende de las herramientas de cada fabricante y de la suerte que se haya tenido con la calidad del chip de la tarjeta. Si tenéis suficiente tiempo y paciencia, es recomendable hacerlo, ya que es rendimiento gratuito que se pierde por no hacer un ajuste fino. Incluso es posible modificar el firmware de la tarjeta para hacer que los cambios sean permanentes.

Se podría profundizar mucho más en cada punto, pero creo que tal y como está, da unas pinceladas generales sobre las opciones y recomendaciones a tener en cuenta para sacar el mayor partido a la gráfica. Espero que os resulte útil, si tenéis alguna duda preguntádmela en los comentarios. 🙂

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