Dans le monde de l’informatique et des technologies, le terme GPU est souvent utilisé pour désigner un composant essentiel à la performance d’un ordinateur ou d’une console de jeu. Mais qu’est-ce que le GPU exactement ? Si vous ne connaissez pas encore cette unité de traitement graphique, cet article vous aidera à mieux comprendre son rôle et ses fonctionnalités.
Le GPU : définition et fonctions principales
Le GPU, acronyme de Graphics Processing Unit, est également appelé unité de traitement graphique en français. Il s’agit d’une puce informatique dédiée spécifiquement au traitement des images et des animations. Contrairement au processeur central (CPU), qui gère les différentes tâches de calcul liées aux applications et au système d’exploitation, le GPU se concentre sur les aspects visuels.
Ainsi, le rôle principal du GPU est de prendre en charge les opérations de rendu graphique, telles que l’affichage des images 2D et 3D, et la lecture de vidéos en haute définition. Pour cela, il utilise une série d’algorithmes et de techniques de traitement spécifiques, comme la mise en cache des textures, l’anticrénelage, ou encore la génération de pixels.
Si le GPU prend en charge la partie graphique, il ne faut pas le confondre avec le CPU. En effet, le CPU, est quant à lui, le « cerveau de l’ordinateur ». Mais on vous explique cela ici.
Les différents types de GPU
Il existe plusieurs types de GPU, en fonction de leur architecture et de leur mode d’intégration dans un système informatique :
- Les GPU intégrés : Ces processeurs graphiques sont directement intégrés au sein de la puce du CPU. Ils partagent ainsi les mêmes ressources matérielles. Ils sont généralement moins performants que les GPU dédiés. Ils conviennent donc pour des usages basiques comme la navigation sur Internet ou le visionnage de vidéos en streaming.
- Les GPU dédiés : Il s’agit de puces informatiques distinctes du CPU, installées sur une carte graphique externe et disposant de leurs propres mémoires et systèmes de refroidissement. Les GPU dédiés offrent généralement de meilleures performances et sont plus adaptés aux tâches graphiques exigeantes, telles que le jeu vidéo, la modélisation 3D ou le montage vidéo.
- Les coprocesseurs graphiques : Également appelés GPGPU (General Purpose GPU), ces unités de traitement graphique sont conçues pour effectuer des calculs parallèles complexes, grâce à leur architecture hautement programmable. Ils peuvent ainsi être utilisés pour des applications scientifiques, financières ou encore de traitement d’image.
Fonctionnement d’un GPU : les étapes clés du rendu graphique
Pour comprendre le fonctionnement d’un GPU, il est important de connaître les principales étapes du processus de rendu graphique :
- La géométrie : Le GPU reçoit les informations des objets 3D sous forme de coordonnées, couleurs et textures. Il se charge de les transformer et de les projeter sur une surface 2D. Bien évidemment en tenant compte des différents paramètres tels que la perspective, l’éclairage ou le culling (élimination des faces cachées).
- Le rasterization : Cette étape consiste à convertir les primitives géométriques (points, lignes, triangles) en pixels. Le GPU calcule alors pour chaque pixel les attributs nécessaires. Parmi eux, on a donc la couleur, la profondeur ou les coordonnées de texture.
- Le rendu final : Une fois les pixels générés, le GPU applique divers traitements d’image, comme le filtrage des textures, le mappage normal ou l’ombre portée, afin d’améliorer la qualité visuelle du rendu. Enfin, l’image est envoyée vers le dispositif d’affichage (écran, projecteur), qui se charge de la restituer à l’utilisateur.
Les critères de performance d’un GPU
Pour évaluer la performance d’un GPU, plusieurs indicateurs sont à prendre en compte :
- La puissance de calcul : Mesurée en téraflops. Elle correspond à la capacité du GPU à effectuer un certain nombre d’opérations par seconde. Plus cette valeur est élevée, plus le rendu graphique sera rapide et fluide.
- La mémoire vidéo : La capacité de la mémoire dédiée au GPU (VRAM) influe directement sur la résolution et la qualité des textures affichées. Une quantité de mémoire élevée est donc nécessaire pour les jeux vidéo récents ou les logiciels de création graphique.
- Le bus mémoire : Il s’agit de la largeur du canal de communication entre le GPU et sa mémoire. Un bus plus large permet un transfert d’informations plus rapide. Cela se traduit ainsi par un meilleur rendu des textures et des effets visuels.
- La fréquence d’horloge : Exprimée en MHz, elle donne une indication sur la vitesse à laquelle le GPU effectue ses calculs. Une fréquence d’horloge élevée améliore généralement les performances du GPU. Cependant, elle peut aussi augmenter la consommation électrique et la production de chaleur.
Les marques et modèles de GPU
Sur le marché des GPU, deux fabricants se partagent l’essentiel des parts de marché : NVIDIA et AMD. Chacun propose une gamme de produits adaptés aux différents besoins et budgets, allant des GPU d’entrée de gamme pour les ordinateurs portables jusqu’aux modèles haut de gamme destinés aux stations de travail professionnelles ou aux PC gaming.
