Processeur graphique

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Un processeur graphique GeForce 6600GT de nVidia

Un processeur graphique, ou GPU (de l'anglais Graphics Processing Unit) est un circuit intégré présent sur une carte graphique et assurant les fonctions de calcul de l'affichage. Un processeur graphique a généralement une structure hautement parallèle (voir accélération matérielle) qui les rend efficaces pour une large palette de tâches graphiques comme le rendu 3D, en Direct3D, en OpenGL, la gestion de la mémoire vidéo, traitement du signal vidéo, décompression Mpeg, etc.

Peu d’entreprises conçoivent de tels processeurs : NVIDIA, ATI/AMD, Intel, S3 Graphics, Matrox, 3DLabs (en), et XGI (en). D'autres entreprises (Asus, MSI, PNY…) se chargent ensuite de proposer des cartes graphiques intégrant ces processeurs.

Fonctionnement[modifier | modifier le code]

Il faut d’abord savoir ce que sont les sommets (anglais vertex), c’est-à-dire les données élémentaires de la géométrie en trois dimensions, points entre lesquels seront tracées les arêtes d’un objet (les vertex sont les sommets des objets en trois dimensions). Le processeur construit les objets multidimensionnels. Si les objets sont en deux dimensions, ou qu’il s’agit de vidéos, les données sont directement envoyées à la fenêtre d’affichage.

Pour accélérer le calcul, le processeur calcule les sommets invisibles (cachés par d’autres sommets, par les faces d’un objet ou autrement) et les supprime pour ne pas avoir à les gérer.

Le processeur graphique applique ensuite aux faces des objets les textures puisées sur le disque dur grâce au logiduc graphique (Pixel Pipeline). Le moteur graphique envoie ensuite au processeur des données sur l’éclairage des polygones, que celui-ci se charge de mettre en œuvre pour éclairer la scène. Ensuite, la puce graphique applique à l’image les divers filtres (anticrénelage ou filtrage anisotrope), et envoie le résultat à la fenêtre d’affichage, qui « aplatit » l’image pour l’afficher à l’écran.

Types[modifier | modifier le code]

Il existe différents types de processeurs graphiques :

Carte graphique dédiée[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Carte graphique.

Il s’agit du type de processeur graphique le plus puissant. Le processeur est généralement situé sur une carte interfacée avec la carte mère de l’ordinateur par un port PCI Express pour les machines récentes AGP ou PCI pour les machines plus anciennes ; quant aux ordinateurs portables, certains disposent d’une déclinaison spécifique du port PCI Express, le MXM ou Mobile PCI-Express Module). Ces cartes disposent de leur propre mémoire vive.

Il existe aussi le format PCI express 16x qui permet maintenant de dépasser les fréquences et les quantités de mémoire qui étaient limitées par le PCI express (512 Mo en PCI express, la limite du PCI express 16x n'a pas encore été atteinte).

Processeur graphique intégré (IGP)[modifier | modifier le code]

Ces processeurs graphiques sont intégrés dans le northbridge sur la carte mère de l’ordinateur ou directement au processeur central (à partir de la famille de processeurs Westmere chez Intel), et utilisent sa mémoire vive ou plus rarement une faible quantité de mémoire dédiée. Ces processeurs graphiques sont moins performants que ceux des cartes graphiques dédiées, mais ils sont moins coûteux, plus facile à intégrer et moins consommateurs en énergie. Les ordinateurs portables anciens et/ou d'entrée de gamme utilisent cette méthode afin de réduire les coûts.

Les IGP suffisent si le matériel n'est pas sollicité par les jeux modernes. Les cartes mères actuelles ont souvent un processeur graphique intégré et un (ou plusieurs) port permettant d’ajouter une carte graphique dédiée.

Les IGP intégrés aux processeurs première génération sur ordinateur portable d'Intel i3 i5 i7 et aux "Dual Core" de cette génération (p6200) sont directement sur le CPU, et donc utilisent le même refroidisseur. Le défaut majeur de cette configuration est que l'ensemble est limité à 35 watts, car jamais CPU et GPU ne peuvent fonctionner ensemble au maximum de leur fréquence. Quand l'un est au max, l'autre doit passer en économie. Ce seront des état appelés C0 à C6 pour le CPU (différents modes d'économies d'énergie) et pour le GPU il n'y a que deux états d'économie, L0 et L1. Raison pour laquelle si on force le CPU au maximum de sa fréquence en désactivant les état C0 a C6 et en désactivant le Intel Speedstep, le GPU ne peut plus monter au-dessus de 500 MHz au lieu de 680 MHz environs. Les jeux seront injouables. Par contre en activant l'économie d'énergie intelligente, il est possible de jouer sans problèmes a des jeux tels qu'Oblivion, Skyrim, Metro 2033, Serious Sam HD. Ces IGP fonctionnent très bien sous Windows XP SP3, grâce à DirectX 9 moins gourmand que ses successeurs et dont le rendu est parfaitement fluide et délectable même pour les jeux récents tels que Crysis 2.

En réalité si on somme la quantité de puissance du CPU et du GPU, on obtient plus que 35 watts, raison pour laquelle l'ensemble est obligé de fonctionner en se bridant l'un l'autre en fonction des circonstances pour que chacun puisse donner son maximum pendant que l'autre s'économise.

Un des avantages est que les performances même bridées restent supérieure à une carte bas de gamme, donc l'emploi de petits GPU dédiés devient obsolète, ce qui rend l'ensemble plus compactable, moins cher et plus rapide à produire, et donc avec de meilleures performances pour un prix plus bas.

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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Articles connexes[modifier | modifier le code]

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