Como funciona a placa de vídeo: o “cérebro das imagens” que você só valoriza quando o FPS cai

Como funciona a placa de vídeo (GPU): o guia que te tira do “não sei por que tá travando”

Vamos falar a verdade: a maioria das pessoas só lembra que placa de vídeo existe quando acontece uma dessas três coisas:

o jogo vira um slideshow;
o PC faz um barulho de turbina e esquenta igual airfryer;
o FPS cai e você começa a culpar “lag” como se fosse religião.

Só que a placa de vídeo (GPU) não é um enfeite. Ela é o motor que transforma números em imagens, dezenas de vezes por segundo, e ainda por cima faz isso enquanto seu jogo joga um monte de física, sombras, partículas, efeitos, texturas e animações na cara dela.

Então bora entender como funciona a placa de vídeo do jeito certo: no seu estilo, sem romantizar, sem “aula chata”, e com exemplos que fazem sentido. Porque quando você entende a GPU, você para de ser refém de “configuração no aleatório” e começa a ajustar, escolher e até comprar hardware com consciência.

A placa de vídeo é uma fábrica. A CPU é o chefe que manda pedidos.

A CPU (processador) é boa em fazer poucas coisas complexas, tomando decisões, controlando o jogo, a IA, o sistema, as regras.

A GPU (placa de vídeo) é boa em fazer muitas coisas simples ao mesmo tempo. E quando eu digo “muitas”, eu digo “muitas mesmo”.

Pensa assim:

CPU = um chefe inteligente que coordena tudo e decide “o que vai acontecer”.
GPU = uma fábrica com milhares de operários fazendo tarefas repetidas em paralelo, bem rápido.

E qual é a tarefa principal da GPU?
Desenhar o que você vê na tela.

Ela pega um mundo 3D cheio de objetos e transforma em uma imagem 2D (o seu frame). E faz isso, idealmente, 60 vezes por segundo, 144 vezes, 240… dependendo do seu monitor e do seu sonho.

Agora vem a parte importante: a GPU não “inventa” a cena. Ela recebe instruções. Quem manda instruções é a CPU através do jogo, do driver e da API gráfica.

O caminho do desenho: do “mundo 3D” até o “frame na tela”

Pra entender como funciona a placa de vídeo, você precisa visualizar o caminho do que acontece em cada frame. Um frame é uma imagem. E o jogo faz isso repetidamente:

O jogo simula o mundo (CPU): posição dos players, mobs, física, colisões, lógica, etc.
A CPU monta comandos de render: “desenha esse objeto aqui, com essa textura, nessa posição, com essa iluminação”.
O driver e a API (DirectX/Vulkan/OpenGL) traduzem esses comandos pra linguagem que a GPU entende.
A GPU processa e desenha (pipeline gráfico).
Sai um frame e vai pro monitor.

Se qualquer parte desse caminho fica lenta, você sente na hora: FPS cai, travadas aparecem, input fica estranho.

E agora vamos abrir a “caixa preta” do passo 4, que é onde a GPU brilha.

A pipeline gráfica: o “ritual” que a GPU repete sem parar

A GPU desenha usando um processo que, simplificando, é assim:

1) Geometria: “o que existe na cena”

O mundo 3D é feito de triângulos (sim, quase tudo vira triângulo). Personagem? Triângulos. Casa? Triângulos. Árvore? Triângulos. Até aquele “cubo” do Minecraft, por baixo do capô, vira triângulo.

A GPU recebe os vértices (pontos) desses triângulos e precisa decidir onde eles aparecem na tela, levando em conta câmera, distância, perspectiva.

Aqui entra o vertex shader: um tipo de programinha que roda na GPU pra transformar coordenadas do mundo 3D em coordenadas de tela.

2) Rasterização: “transformar triângulo em pixels”

Triângulo decidido? Beleza. Só que monitor não entende triângulo. Monitor entende pixels.

A rasterização é a etapa que fala: “quais pixels da tela pertencem a esse triângulo?”

A GPU pega o triângulo e marca os pixels que ele cobre.

3) Fragment/pixel shading: “pintar cada pixel”

Agora vem a parte pesada: pra cada pixel que o triângulo cobre, a GPU calcula a cor final.

Aqui entra o pixel shader (ou fragment shader): outro programinha que roda pra cada pixel e decide cor, iluminação, reflexo, transparência, etc.

É nessa hora que entram as coisas que deixam jogo bonito… e pesado:

sombras
reflexos
iluminação dinâmica
SSAO
bloom
partículas
água “realista”
pós-processamento
e o famoso “tudo no ultra” que vira meme.

4) Texturas: “pele e detalhe”

Textura é tipo a “pele” do objeto. Sem textura, tudo é um bloco liso e triste.

A GPU acessa a textura na memória de vídeo (VRAM), pega o pedaço certo e aplica no triângulo/pixel.

E aqui mora um dos maiores dramas de performance: VRAM e largura de banda.

5) Z-buffer: “quem tá na frente?”

Quando tem vários objetos na cena, a GPU precisa saber qual pixel “aparece” e qual fica escondido atrás.

Ela usa uma coisa chamada depth buffer (Z-buffer): é como se fosse uma planilha de profundidade. Se um pixel novo tá mais perto da câmera, ele substitui o antigo. Se tá mais longe, ele é ignorado.

6) Framebuffer: “a imagem pronta”

No final, a GPU monta o frame num lugar chamado framebuffer, e daí vai pro monitor.

Esse processo acontece várias vezes por segundo. É literalmente uma máquina repetindo isso sem parar.

“Tá, mas por que GPU é tão forte nisso?”

Porque ela foi criada pra isso: paralelismo.

A GPU tem:

muitos núcleos (cores) mais simples
e uma arquitetura feita pra executar o mesmo tipo de cálculo em muitos dados ao mesmo tempo

Pensa no pixel shader: ele calcula a cor de um pixel. Só que tem milhões de pixels por frame. Ao invés de calcular um por vez, a GPU calcula um monte em paralelo.

A CPU seria tipo: “vou fazer um pixel e depois outro”. A GPU é: “manda 10 mil pixels que eu resolvo”.

É por isso que GPU serve tanto pra gráficos e também pra computação paralela (IA, render, mineração, etc.).

VRAM: a “mesa de trabalho” da GPU (e por que ela importa tanto)

VRAM (memória de vídeo) não é “RAM normal”. Ela é memória dedicada, otimizada pra throughput. É onde ficam:

texturas
modelos 3D
buffers (framebuffer, Z-buffer)
shaders e dados temporários

Quando a VRAM é suficiente, a GPU trabalha suave. Quando falta VRAM, acontece o pesadelo:

o sistema começa a “trocar” dados entre RAM e VRAM via PCIe
isso é muito mais lento
e você sente stutter (travadas), pop-in, quedas bruscas

Então sim: VRAM influencia. Mas não é só “quantos GB”. Importa também a largura de banda (quão rápido a GPU lê/escreve nessa memória).

Largura de banda: o “cano” por onde os dados passam

Você pode ter uma caixa d’água enorme (VRAM), mas se o cano é fino (pouca largura de banda), você não enche nem usa rápido.

Jogos com texturas pesadas, alta resolução e efeitos vão sugar largura de banda.

É por isso que duas placas com “mesma VRAM” podem ter desempenhos diferentes: uma tem memória mais rápida, bus maior, cache melhor.

Driver: o tradutor que decide se a GPU vai voar ou tropeçar

Driver é a parte que muita gente ignora… até dar problema.

O jogo fala com a GPU através de uma API (DirectX/Vulkan/OpenGL). O driver é o tradutor que transforma o que o jogo pede em instruções eficientes.

Driver ruim ou bugado pode causar:

crash
stutter
desempenho pior em um jogo específico
artefatos

Então quando alguém fala “essa placa é ruim nesse jogo”, às vezes não é a placa. É o driver ou o engine.

FPS, frame time e travada: o trio que você precisa entender pra parar de se enganar

FPS

Quantos frames por segundo.

Frame time

Quanto tempo cada frame demora.
Um jogo a 60 FPS tem frame time de ~16,6ms por frame.
A 120 FPS, ~8,3ms.

O que dá sensação de “travada” não é só FPS baixo. É frame time irregular.
Você pode estar a 100 FPS e ainda assim sentir engasgo se alguns frames demorarem muito mais que outros.

Isso é stutter.

E stutter pode vir de:

falta de VRAM
shader compilation
carregamento de assets
gargalo de CPU
driver
disco lento (em alguns casos)

Gargalo: quando a GPU tá pronta… mas alguém tá atrasando ela

Você já viu gente dizendo: “Minha GPU tá em 40% e meu FPS tá ruim”. Isso é sinal de gargalo.

Pode ser:

CPU não consegue alimentar a GPU com comandos rápido o suficiente
jogo é limitado por CPU (muita IA, muita física, servidor pesado)
engine travada
configurações erradas
limite de FPS ou V-Sync

GPU não é mágica. Ela precisa receber trabalho. Se a CPU não entrega, a GPU fica esperando.

E aí você aprende a lição: nem todo problema de FPS é “preciso de placa melhor”. Às vezes é CPU, RAM, configuração, ou o próprio jogo.

Ray Tracing: por que é lindo e por que pesa tanto

Ray tracing tenta simular luz de forma mais realista: reflexos, sombras, iluminação indireta.

O problema: calcular luz “real” é caro. Muito caro.

Por isso ray tracing geralmente derruba FPS, e entra a era das “muletas inteligentes”:

DLSS (NVIDIA)
FSR (AMD)
XeSS (Intel)

Essas tecnologias pegam um frame renderizado em resolução menor e “reconstroem” em maior com ajuda de algoritmos.

E aí o jogo fica bonito e jogável.

Então não é “trapacear”. É otimização esperta. Sem isso, ray tracing seria “apenas pra quem tem GPU de outro planeta”.

Codificador de vídeo (NVENC/AMF/Quick Sync): a parte da placa de vídeo que streamer ama

Muita placa de vídeo tem hardware dedicado pra codificar vídeo. Isso serve pra:

streamar
gravar gameplay
chamadas de vídeo
transcodificar

É por isso que você consegue streamar sem “matar” tanto o FPS (depende do caso), porque o encode pode rodar em bloco dedicado, não no mesmo lugar onde os shaders estão brigando.

Consumo, calor e boost: a placa de vídeo é um atleta, não um santo

GPU moderna trabalha com:

limites de energia (power limit)
temperatura
boost automático

Ela tenta correr o mais rápido possível, mas se:

esquenta demais
falta energia
VRM sofre
cooler não aguenta

Ela reduz clocks pra sobreviver. Isso se chama throttling.

Por isso duas placas iguais podem ter desempenho diferente dependendo de:

refrigeração
gabinete
pasta térmica
airflow
fonte

A física não negocia.

“Como eu uso isso pra jogar melhor e parar de sofrer?”

Agora que você entendeu como funciona a placa de vídeo, você consegue pensar como jogador esperto.

Se o jogo tá pesado e sua placa de vídeo tá em 95–99%

Você tá GPU-bound.
Soluções típicas:

reduzir resolução
reduzir qualidade de sombras
reduzir ray tracing
reduzir pós-processamento
usar DLSS/FSR/XeSS

Se a placa de vídeo tá baixa e CPU alta

Você tá CPU-bound.
Soluções típicas:

reduzir distância de renderização (em jogos tipo Minecraft)
reduzir densidade de NPCs
reduzir simulação, física, etc.
fechar processos
melhorar CPU (em último caso)

Se tá com stutter

Olha pra:

VRAM (texturas muito altas)
shader compilation (primeiras partidas em alguns jogos)
driver
armazenamento
configurações de streaming/gravação

O objetivo é parar de “mexer aleatório” e começar a mexer com intenção.

Minecraft e GPU: por que às vezes um “jogo quadrado” pesa tanto?

Minecraft vanilla pode ser leve, mas Minecraft com:

shaders
mods
distância alta
muitas entidades
servidor cheio
partículas e farms

vira uma guerra.

E aí acontece uma coisa clássica com sua placa de vídeo:

sem shader: você fica CPU-bound (principalmente por distância e entidades)
com shader pesado: você vira GPU-bound na hora

Ou seja: Minecraft é um jogo que muda o gargalo dependendo do que você ativar.

O resumo final: a placa de vídeo é quem desenha, mas ela precisa de todo o resto funcionando

Se você chegou até aqui, você já tá na frente de muita gente.

Porque agora você entende o básico que manda no mundo real:

GPU desenha o frame usando pipeline e shaders
VRAM é a mesa onde os assets ficam prontos
largura de banda é o “cano”
driver é o tradutor
FPS bom não é só número, é frame time estável
gargalo existe e pode não ser a GPU
ray tracing é lindo, mas caro
calor e energia mandam no boost

A placa de vídeo é um monstro de paralelismo. Mas se você trata ela como “caixinha mágica”, você vira refém de travadas e de compra errada.

Agora você não é mais refém.