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Qu’est-ce qu’un GPU ? Unités de traitement graphique expliquées

FeelGoodLuck/Shutterstock

L’infographie est un élément essentiel de tout système informatique moderne, même des ordinateurs portables légers. « GPU » signifie unité de traitement graphique, et c’est la partie du PC responsable des images à l’écran que vous voyez.

Ce que fait le GPU

Si vous n’utilisez votre ordinateur que pour les bases – pour naviguer sur le Web ou utiliser des logiciels de bureau et des applications de bureau – vous n’avez pas grand-chose à savoir sur le GPU. C’est la partie du PC qui est responsable de ce que vous voyez sur votre moniteur, et c’est tout.

Cependant, pour les joueurs ou toute personne qui effectue des travaux pouvant être accélérés par GPU, comme le rendu 3D, l’encodage vidéo, etc., le GPU fait beaucoup plus de travail. Ces personnes ont besoin de tirer le meilleur parti de leur GPU, alors approfondissons.

Les différents types de GPU

Il existe deux principaux types de GPU que vous pouvez obtenir pour un PC moderne : intégré et discret. Ce dernier n’a rien à voir avec le fait d’éviter l’attention. Discret dans ce sens signifie qu’il est séparé ou distinct.

Une carte graphique AMD Radeon.Un GPU AMD Radeon discret. DMLA

Les cartes graphiques sont généralement de gros composants encombrants pour les ordinateurs de bureau dotés d’un, deux ou parfois trois ventilateurs. Ces cartes contiennent la puce du processeur graphique, ainsi que de la RAM pour gérer des charges graphiques plus élevées, comme les jeux vidéo. Les ventilateurs gardent les composants au frais.

Les cartes graphiques de bureau sont parmi les composants les plus faciles à mettre à niveau. Il vous suffit de déposer la carte dans un emplacement PCIe x16, de connecter un câble à l’alimentation (si nécessaire), puis d’installer les pilotes.

Les ordinateurs portables peuvent également avoir des GPU discrets. Au lieu d’une carte encombrante, cependant, un GPU d’ordinateur portable discret n’est qu’une puce soudée sur la carte mère. Contrairement à ceux d’un ordinateur de bureau, ils ne sont pas aussi faciles à mettre à niveau.

Un processeur Core i7 installé dans un socket de carte mère.Le processeur Core i7-8700 comprend les graphiques UHD 630 d’Intel. yishii/Shutterstock

Ensuite, il y a des graphiques intégrés, qui sont directement intégrés au processeur. Tous les processeurs n’ont pas cela. Les processeurs Ryzen de bureau phares d’AMD, par exemple, sont réputés pour l’absence de tout graphique intégré. Cependant, la société fabrique des processeurs de bureau avec des graphiques intégrés appelés unités de traitement accéléré (APU).

Les puces Core de bureau d’Intel avec des numéros de modèle qui se terminent par un « F » manquent également de graphiques, tout comme les processeurs Core X-Series avec des numéros de modèle qui se terminent par un « X ». Parce que ces processeurs n’ont pas de GPU, ils sont vendus à un prix inférieur.

Un processeur sans graphique n’est une préoccupation que pour les ordinateurs de bureau. Encore une fois, les ordinateurs portables sont vendus sous forme de package, ils nécessitent donc un GPU discret ou des graphiques intégrés intégrés au processeur.

Les processeurs modernes avec graphiques intégrés peuvent être étonnamment puissants. Certains sont capables d’exécuter certains titres AAA plus anciens à des fréquences d’images jouables lorsque les paramètres graphiques sont abaissés.

C’est un choix économique pour ceux qui ne peuvent pas encore s’offrir la carte graphique de leurs rêves. Quiconque veut faire du jeu sérieux, cependant, aura besoin d’un GPU séparé.

À quoi sert un GPU

Une toile de fond fantastique avec un chevalier tenant des armes magiques au premier plan pointant vers un mur de forteresse en bois.La Terre du Milieu : Shadow of War WB Games

Le moyen le plus simple de comprendre ce que fait un GPU est de parler de jeux vidéo. Dans un jeu, nous pourrions voir une image générée par ordinateur d’une personne, d’un paysage ou d’un modèle finement détaillé d’un objet 3D. Quoi que nous voyions, c’est grâce à l’unité de traitement graphique.

Les jeux vidéo sont des entreprises complexes qui nécessitent de nombreux calculs mathématiques effectués en parallèle pour afficher des images à l’écran. Un GPU est spécialement conçu pour traiter les informations graphiques, notamment la géométrie, la couleur, l’ombrage et les textures d’une image. Sa RAM est également spécialisée pour contenir une grande quantité d’informations entrant dans le GPU et les données vidéo, connues sous le nom de framebuffer, qui se dirigent vers votre écran.

Le GPU obtient toutes les instructions pour dessiner des images à l’écran à partir du CPU, puis il les exécute. Ce processus d’aller des instructions à l’image finie est appelé le pipeline de rendu ou graphique.

L’unité de base pour commencer à créer des graphiques 3D est le polygone. Plus précisément, des triangles. Presque tout ce que vous voyez dans un jeu vidéo typique commence par une énorme collection de triangles. D’autres formes peuvent également être utilisées, mais la grande majorité sont des triangles.

Ces formes de base, en plus d’autres lignes et points, sont appelées « primitives ». Ils sont conçus pour créer des objets reconnaissables, comme une table, un arbre ou un assistant tenant un bâton. Plus vous utilisez de polygones pour un objet, plus vos images finies peuvent devenir détaillées.

Chaque objet a son propre ensemble de coordonnées à définir dans une scène. Si un humain dessinait une image d’une salle à manger, par exemple, nous utiliserions notre propre jugement pour savoir où la table et les chaises devraient être, ou à quelle distance ces objets devraient être du mur.

Un ordinateur ne peut pas faire ces appels de jugement et nécessite des coordonnées pour le placement. C’est l’une des raisons pour lesquelles, parfois, les choses vont très mal dans les jeux vidéo et vous verrez soudainement un objet dans les airs.

Une fois la scène définie, le GPU commence à déterminer la perspective en fonction de l’endroit où la « caméra » regarde la scène. Une bataille dans une rue, par exemple, sera très différente si votre personnage se tient au sommet d’un bus garé en train de regarder le chaos plutôt que de voler des regards furtifs alors qu’il est accroupi derrière un taxi renversé. Encore une fois, il y a beaucoup de mathématiques en cours pour déterminer les angles de vision.

Après un peu plus de raffinement, les images obtiennent les textures, les ombres, les couleurs et les ombrages qui donnent vie à tout cela.

Tout ce traitement graphique se produit à des vitesses ultra-rapides, nécessitant des calculs lourds, c’est pourquoi une unité de traitement distincte est nécessaire en premier lieu.

Le GPU est spécialement conçu pour le traitement graphique, ce qui nécessite de nombreux calculs mathématiques qui se déroulent en parallèle. Cette concentration plus importante sur le calcul et les opérations parallèles est la raison pour laquelle les premiers défenseurs de Bitcoin se sont tournés vers des plates-formes remplies de GPU pour générer les mathématiques nécessaires pour extraire des pièces de crypto-monnaie. Les processeurs, quant à eux, ne sont pas aussi spécialisés et sont plus polyvalents.

Vous pourriez, techniquement, compter sur un processeur pour les graphiques, mais ce ne serait pas efficace et le résultat final ne serait jamais aussi impressionnant visuellement. Le processeur n’a tout simplement pas les ressources pour la plupart des jeux. Il exécute déjà votre système d’exploitation, d’autres programmes et processus d’arrière-plan. Cela aide également à exécuter le jeu avec des calculs physiques, des opérations d’IA et d’autres tâches.

De quel GPU avez-vous besoin ?

L'ordinateur portable de jeu Alienware m15 avec une image Halo affichée à l'écran.Alienware

Vous connaissez maintenant les bases de ce que fait un GPU et les différents types qui existent. Alors, comment savez-vous lequel vous avez besoin? Si vous jouez à des jeux sur un ordinateur de bureau, vous avez besoin d’une carte graphique, et il existe tout un monde de critiques pour vous aider à choisir la meilleure.

En règle générale, assurez-vous d’avoir une carte graphique adaptée à la résolution de votre moniteur, telle que 1080p, 1440p ou 4K. Les fonctionnalités des jeux vidéo évoluent constamment et nécessitent un nouveau matériel. Cela signifie que les cartes graphiques ont tendance à devenir obsolètes plus rapidement que les autres composants. Les propriétaires d’ordinateurs de bureau devraient acheter quelque chose sorti au cours des deux ou trois dernières années.

Pour jouer sur un ordinateur portable, soyez très, très prudent. De nombreux ordinateurs portables de jeu ont des GPU discrets qui ont jusqu’à deux générations et coûtent autant (ou presque autant) qu’un ordinateur portable avec un GPU plus récent.

Si vous vous concentrez sur le montage vidéo passionné, un processeur puissant est plus important, mais une carte graphique discrète (même vieille de quelques générations) est également nécessaire.

Pour tout le monde, les graphiques intégrés feront l’affaire. Il n’est pas nécessaire d’avoir une carte graphique pour le streaming vidéo, les jeux Web de base ou même la retouche photo de base. Assurez-vous simplement que votre CPU dispose d’un GPU intégré. Sinon, vous pourriez avoir une surprise frustrante lorsque vous essayez de démarrer cette nouvelle version de bureau.

Si vous êtes curieux, vous pouvez vérifier quel GPU vous avez sur votre PC Windows 10.

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