Qu’est-ce que le GPU (Graphics Processing Unit)

GPU (Graphics Processing Unit) que l’on peut traduire par une unité de traitement graphique est devenu un composant important des ordinateurs modernes à travers la carte graphique.
Mais, on en trouve aussi dans les téléphones mobiles, stations de travail ou consoles de jeux.

Le GPU a été introduit sur le marché en 1999 et est surtout connu pour son utilisation dans la création de graphiques fluides que les consommateurs attendent dans les vidéos et les jeux modernes.

Ce tutoriel, vous explique tout ce qu’il savoir sur le GPU.

Qu’est-ce que le GPU (Graphics Processing Unit)

Un GPU est essentiellement un circuit électronique que votre ordinateur utilise pour accélérer le processus de création et de rendu des images de synthèse. Votre ordinateur l’utilise également pour améliorer la qualité de toutes les images, animations et vidéos que vous voyez sur votre écran.

Les ordinateurs de bureau, les ordinateurs portables, les consoles de jeux, les smartphones, les tablettes, etc. sont équipés d’un GPU. En règle générale, les ordinateurs de bureau et les ordinateurs portables utilisent les GPU pour améliorer les performances vidéo, en particulier pour les jeux vidéo gourmands en graphiques et les logiciels de modélisation 3D, tels qu’AutoCAD.

Qu'est-ce que un GPU (Graphics processing unit)

Le GPU veille également à ce que les images et les vidéos s’affichent correctement sur l’écran de votre ordinateur. Selon le GPU, il peut être doté d’une unité de traitement, d’une mémoire, d’un mécanisme de refroidissement et de connexions à un dispositif d’affichage.
Il est spécifiquement conçu pour traiter les informations graphiques telles que la géométrie, la couleur, la teinte ou les textures d’une image.

Les deux principaux fabricants de cartes graphiques sont NVIDIA et AMD. Dans le domaine des GPU intégrés, Intel domine le marché. Les smartphones et tablettes sont également équipés de puces SoC (System-on-a-Chip), regroupant un CPU et un GPU, généralement fabriqués par Qualcomm et MediaTek.

La carte graphique et le GPU, mémoire VRAM : définition et fonctionnement

Quel est le rôle du GPU

Le GPU est la puce électronique centrale de la carte graphique qui effectue des calculs mathématiques pour générer les images vers la sortie écran. D’où le terme d’unité de traitement graphique.
Le rôle principale du GPU est de récupère les triangles fournies par les applications graphiques pour les transformer en polygones 3D et les données de pixels qui seront affichées à l’écran.

Double Buffering dans les cartes graphiques

Pour cela, il effectue une série de d’opérations graphiques (Transformation, éclairage, découpage, rastérisation, …).
Grâce aux coordonnées fournis, le GPU place les polygones au bon endroit pour construire les assemblées les objets finaux en plaçant les textures et trames de pixels.
Le GPU effectue ensuite des calculs pour déterminer la perspective. Enfin, les images reçoivent leurs textures, leurs ombres et leurs couleurs permettant de les rendre si réalistes.

Ce processus est appelé rendering ou pipeline graphique.

L’affichage dans les jeux par la carte graphique : comment ça marche

Les opérations graphiques faites par le GPU dans le pipeline graphique

Pour que tout cela, se fasse de la façon la plus rapide possible est obtenir des FPS les plus élevés, l’architecture GPU est conçue pour effectuer des traitements en parallèle très élevés.

À l’origine, les GPU ont été conçus pour accélérer le rendu des graphiques 3D. Au fil du temps, ils sont devenus plus flexibles et programmables, améliorant ainsi leurs capacités. Les programmeurs graphiques ont ainsi pu créer des effets visuels plus intéressants et des scènes réalistes avec des techniques d’éclairage et d’ombrage avancées. D’autres développeurs ont également commencé à exploiter la puissance des GPU pour accélérer considérablement des charges de travail supplémentaires dans le domaine du calcul à haute performance (HPC), de l’apprentissage en profondeur, etc.

Pour les jeux vidéos : afficher les images de personnages, de paysages, ou d’objets 3D modélisés dans les moindres détails
L’édition vidéo et la création de contenu grâce à un rendering vidéo efficace
L’apprentissage automatique ou la Data Science grâce au traitement en parallèle et calcul haute performance
La cryptomonnaie, là aussi, grâce à son traitement en parallèle, il est plus efficace pour miner que le CPU
Cracker des mots de passe, hash, pour les raisons précédentes

Quels sont les types de GPU

Dans un ordinateur personnel, un GPU peut être présent sur une carte vidéo dédiée ou intégré au processeur ou à la carte mère.
Les PC modernes actuels possèdent en général les deux.

GPU dédiée

Une carte graphique dédiée est connue sous de nombreux autres noms, notamment carte vidéo, carte d’affichage ou adaptateur graphique. Avec ce type de GPU, il suffit d’insérer la carte vidéo dans un emplacement d’extension de la carte mère, il s’agit généralement du BUS PCIe.
Cela permet de placer la carte graphique au plus près de l’unité centrale de traitement (CPU) pour un échange de données des plus rapides grâce au PCI Express.

De plus, vous pouvez facilement remplacer ou mettre à niveau une carte graphique dédiée, à condition que votre carte mère dispose d’un emplacement d’extension, tel qu’un PCI Express.
Ce type de GPU est plus puissant car il est accompagné d’une mémoire vive dédiée dites VRAM (video RAM).

GPU intégré

Le terme “graphique intégré” fait référence au scénario dans lequel vous trouvez à la fois un CPU et un GPU sur la même puce. Ainsi, par exemple, si vous choisissez un processeur doté d’un processeur graphique intégré, ce processeur sera capable de gérer à la fois les processus normaux du CPU et les processus du GPU.
Initialement, le GPU intégré était sur la carte mère mais il est plus efficace de le rapprocher du CPU.
Ainsi, de nos jours, ils sont directement intégré sur le processeur.

Le principal inconvénient des cartes graphiques intégrées est qu’en plaçant un CPU et un GPU sur la même puce, l’un des processeurs (ou les deux) sera limité. En d’autres termes, il n’est pas possible de placer un CPU et un GPU sur la même puce sans limiter la puissance de traitement potentielle de l’un d’entre eux (ou des deux).
Mais un GPU intégré consomme moins, ainsi pour limiter la consommation du PC, on peut basculer sur l’affichage sur le GPU intégré lorsque l’on travaille (surf, mail, etc) et revenir sur le GPU dédiée pour les opérations graphiques plus importantes.

PC avec deux cartes graphiques (Intel et AMD ou Nvidia) : résoudre les pertes de FPS, freez, etc

Quelles sont les différences entre un GPU et un CPU

Les GPU modernes sont efficaces dans la manipulation des graphiques informatiques et le traitement des images.
La structure en parallèle du GPU les rend plus efficaces que les unités centrales de traitement (CPU) pour les algorithmes qui traitent de grands blocs de données en parallèle.

Un GPU possède des centaines de cœurs, tous capables de traiter des processus individuels à une vitesse stupéfiante.

CPU VS GPU : les différences

Comment savoir le type de GPU

Si vous souhaitez connaître le fabriquant et modèle de GPU, vous pouvez suivre ce tutoriel :

Comment connaître sa carte graphique (modèle, mémoire et GPU)

Le programme le plus populaire pour obtenir des informations sur son GPU est GPU-Z.

FAQ sur l’unité de traitement graphique (GPU)

Quelle est la différence entre GPU et VGA ?

Alors que le GPU est une puce ou un circuit électronique capable de restituer des graphiques pour les afficher sur un appareil électronique, un VGA ou connecteur de matrice graphique vidéo est un dispositif physique utilisé pour transférer les signaux vidéo et la sortie vidéo de l’ordinateur.

Comment overclocker votre GPU ?

Avant de procéder à l’overclocking, assurez-vous de bien nettoyer votre appareil et d’installer toutes les mises à jour et corrections de bogues de votre logiciel. Grâce aux progrès technologiques, l’overclocking est relativement simple. Il suffit d’installer un logiciel tel qu’MSI Afterburner et de laisser le système travailler. Une fois l’installation terminée, lancez un test de jeu pour tester le nouveau logiciel.

Overlocker sa carte graphique avec MSI Afterburner

Qu’est-ce que le GPU Scaling?

Le GPU Scaling (mise à l’échelle du GPU) est une fonction qui permet aux utilisateurs d’ajuster le rapport hauteur/largeur d’un jeu en fonction de la résolution de leur moniteur.
Certains utilisateurs pensent que l’ajustement du rapport hauteur/largeur permet d’améliorer la qualité de l’image de l’écran.