¿Por qué no existen tarjetas gráficas externas con conexión USB?

El puerto USB se ha convertido, como su nombre indica, en el puerto universal para periféricos de E/S y al final se ha acabado utilizando para conectar todo tipo de accesorios a nuestro PC, pero las tarjetas gráficas se siguen resistiendo a conectarse a través de los puertos USB de nuestros PCs, tanto de escritorio como de portátiles. ¿Por qué no tenemos tarjetas gráficas conectadas por USB?

Si tuviéramos que escoger el dispositivo complementario a la CPU más importante después de la memoria RAM uno de ellos sería la tarjeta gráfica. Sin ella el PC no se podría comunicar con nosotros a tiempo real y se vería limitado a la impresión de hojas cada cierto tiempo y a complejos juegos de luces que muy pocos tendrían el conocimiento para interpretar. Por no hablar que la mayoría de aplicaciones no serían posibles de hacer.

Desgraciadamente muchas veces la tarjeta gráfica se queda corta en cuanto a potencia y nos iría bien ampliar la capacidad gráfica de nuestro PC. Y los fabricantes se niegan a hacer tarjetas gráficas externas que puedan funcionar por USB. ¿La verdad? Existen una serie de limitaciones con los puertos USB que impiden la implementan de una tarjeta gráfica externa a través de dicho puerto.

¿Por qué no existen tarjetas gráficas a través de USB?

Gráfica Conectada Portátil

Los que tengáis más conocimientos ya conoceréis las respuestas de esta pregunta, la cual puede parecer una perogrullada y muchos la damos por sentado a las primeras de cambio, pero es importante conocer los detalles técnicos detrás del uso del no uso de la interfaz USB para comunicar la tarjeta gráfica con el resto del sistema.

La primera de ellas y la más obvia es el consumo energético, pese a que puertos más avanzados como el USB-C en sus versiones más nuevas pueden entregar varias decenas de vatios de potencia, está aún lejos de lo que puede proveer el puerto PCI Express. La segunda tiene que ver con el consumo energético, pese a que sería posible la comunicación con los altos anchos de bandas necesarios a través del canal serial del USB, para conseguir una velocidad como la del PCI Express se requeriría una velocidad de reloj muy alta, disparando el consumo energético hasta niveles insoportables. Por no hablar que los sistemas de comunicación en serie tienen una latencia mucho más alta que los que trabajan en paralelo al enviar sus paquetes de datos uno por uno.

Pero en especial hemos de entender que el PCI Express está pensado para poder acceder a la memoria del sistema de manera directa, al ser de las pocas interfaces de comunicación que tienen contacto con el Northbridge. Esto le permite a la GPU leer las listas de comandos que la CPU escribe en la memoria principal sin pasar por la IOMMU. Si la GPU funcionase por USB debería pasar por toda la estructura del Southbridge, lo cual añade latencia. Además, el uso de la interfaz PCIe le supone la ventaja de poder comunicarse con los discos SSD. En una tarjeta gráfica a través de USB no serían posibles tecnologías como DirectStorage.

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