Le GPU ou Unité de traitement graphique est une puce dédiée qui est conçue pour effectuer spécifiquement des tâches liées aux graphiques à un rythme beaucoup plus rapide qu’un processeur ou Unité centrale de traitement.
En général, les GPU gèrent le côté visuel des jeux vidéo ainsi que les logiciels de montage vidéo, la conception graphique, la conception 3D et d’autres outils similaires. Récemment, les GPU ont également été utilisés pour certaines tâches non graphiques telles que l’extraction de crypto-monnaie, ce qui fonctionne bien avec leur conception interne unique.
La différence entre un GPU et un CPU
Chaque ordinateur, qu’il s’agisse d’un ordinateur portable, d’une tablette ou d’une console de jeu, dispose d’un processeur. Le CPU est le cerveau de la machine. Lorsque vous exécutez un logiciel sur votre appareil, c’est le processeur qui suit les instructions et effectue tous les calculs nécessaires. Bien sûr, chaque micropuce exécute des instructions, alors qu’est-ce qui rend un processeur spécial?
La plupart des processeurs modernes ont quatre cœurs de processeur, bien que ce nombre augmente rapidement. Le nombre de calculs qu’un processeur peut effectuer en même temps est limité par le nombre de cœurs. Mais un processeur est très efficace pour effectuer un petit nombre de calculs complexes de tout type, très rapidement, les uns après les autres.
Cependant, les GPU modernes ont une philosophie de conception très différente. Au lieu d’un petit nombre de cœurs de traitement complexes et fonctionnels, ils ont des centaines ou des milliers de cœurs de processeur simples conçus pour exécuter des instructions en parallèle, spécifiquement liées aux graphiques.
Par exemple, une instruction pour ombrer un pixel de l’image d’une certaine manière. Les écrans d’ordinateur modernes ont des millions de pixels. Pour rendre et animer des graphiques 3D réalistes à des fréquences d’images fluides, il faut cette énorme puissance de traitement parallèle. Donc, si vous voulez traiter des tas de commandes simples en même temps, vous voulez un GPU.
Les GPU et les cartes graphiques sont-ils la même chose?
Il est devenu courant d’utiliser les termes «GPU» et «carte graphique» de manière interchangeable. Ce qui conduit à des situations où quelqu’un dira que son ordinateur n’a pas de GPU, mais ce qu’ils veulent vraiment dire, c’est que l’ordinateur n’a pas de carte graphique.
Qu’est-ce qu’un GPU? Le GPU fait spécifiquement référence au microprocesseur lui-même, mais bien sûr, un GPU ne peut pas fonctionner seul. Il a besoin d’autres composants pour faire son travail. Passons donc en revue les différentes façons dont les GPU sont emballés.
Cartes graphiques
Une carte graphique est un périphérique distinct qui se branche dans un emplacement standard sur la carte mère de votre ordinateur. Il se compose de la carte de circuit imprimé, du GPU, de la mémoire, des connecteurs d’affichage, des connecteurs d’alimentation et d’autres divers composants dont le GPU a besoin.
Les cartes graphiques ont également des systèmes de refroidissement dédiés qui aident à maintenir le GPU à une température de fonctionnement sûre. Le principal avantage des cartes graphiques est qu’elles peuvent être facilement remplacées par des modèles plus récents sans qu’il soit nécessaire de remplacer tout l’ordinateur ou la carte mère.
GPU intégrés
Les GPU intégrés sont intégrés dans le même boîtier qu’un CPU. Ainsi, un ordinateur équipé de l’un de ces derniers n’a pas besoin d’une carte graphique séparée pour fonctionner. Les connecteurs d’affichage sont fournis par la carte mère et le GPU partage le même pool de mémoire que le CPU. Bien entendu, le CPU et le GPU partagent également le même système de refroidissement et alimentation.
Les GPU intégrés sont assez puissants de nos jours et certains peuvent même être utilisés pour des graphismes de jeux vidéo modestes, mais leur principal avantage est les économies de coûts et d’espace. C’est pourquoi ils sont une solution populaire dans de nombreux ordinateurs portables.
Les tablettes et les smartphones ont également des GPU intégrés, mais ceux-ci font partie d’un package «système sur puce». Sur les ordinateurs, seuls le CPU et le GPU partagent le même package Dans le cas des SoC, la RAM, le stockage, les contrôleurs de périphériques et les autres composants qui composent l’ensemble du système sont tous sur le même package silicon.
GPU dédiés
Un GPU dédié est distinct d’une carte graphique et des GPU intégrés. Il est plus facile de la considérer comme une carte graphique intégrée à l’ordinateur. Les ordinateurs portables sont les principaux appareils qui utilisent des GPU dédiés.
Tout comme avec une carte graphique, le GPU a sa propre mémoire et son propre refroidissement, mais contrairement à une carte graphique, vous ne pouvez pas changer ou mettre à niveau votre GPU dédié. Il existe un petit nombre d’ordinateurs portables qui utilisent des modules GPU interchangeables, mais il s’agit d’une rare exception.
Cartes graphiques externes
Un développement récent, les cartes graphiques externes, utilisent des ports à haut débit sur les ordinateurs modernes. Thunderbolt 3 sur USB C est la solution de choix. Les cartes externes peuvent être soit une solution intégrée, soit simplement un boîtier que vous pouvez utiliser avec n’importe quelle carte graphique qui conviendra.
C’est une bonne solution pour les utilisateurs d’ordinateurs portables qui souhaitent une solution GPU plus puissante lorsqu’ils sont au bureau. Vous pouvez en savoir plus sur les GPU externes dans notre article à leur sujet.
Comprendre les spécifications du GPU
Si vous voulez savoir comment choisir entre différentes cartes graphiques, jetez un œil à notre guide d’achat de la carte graphique pour une explication détaillée des spécifications du GPU. Si vous voulez juste un aperçu rapide, voici les chiffres clés qui comptent en matière de GPU:
- Le nombre de processeurs
- La quantité de mémoire
- La bande passante totale de la mémoire
- Fonctions spéciales, telles que le lancer de rayons matériel
Malheureusement, connaître ces chiffres ou ces détails ne vous en dira pas beaucoup sur les performances d’un GPU ou d’une carte graphique donné. En fin de compte, ce qui compte le plus, ce sont les performances des applications que vous souhaitez exécuter, que vous pouvez facilement trouver dans les benchmarks publiés en ligne.
Tâches générales de calcul GPU
La dernière chose importante à savoir sur les GPU modernes est qu’ils peuvent être utilisés pour certaines tâches non graphiques. Étant donné que les GPU sont essentiellement composés d’un nombre massif de processeurs simples, tout travail nécessitant de nombreux calculs effectués en parallèle peut bénéficier d’une exécution sur un GPU.
Par exemple, la marque de cartes Nvidia fonctionne avec les instructions CUDA (Compute Unified Device Architecture). Vous pouvez écrire un logiciel à l’aide de CUDA afin qu’il utilise la conception unique du GPU pour accélérer certains types de calculs.
Il existe également OpenCL, qui n’est pas associé à une marque de carte spécifique. Les GPU sont appliqués à l’analyse de Big Data, à l’apprentissage automatique, à l’apprentissage en profondeur, à l’extraction de crypto-monnaies et à une liste toujours croissante d’emplois avancés qui auraient nécessité des supercalculateurs dans le passé.
Je peux voir clairement maintenant
Ce sont les faits les plus importants que vous devez savoir sur ce que sont les GPU. Vous savez maintenant ce qu’ils sont, à quoi ils servent et en quoi ils diffèrent des autres types de processeurs. Nous devrions tous être reconnaissants pour les GPU. Utiliser des ordinateurs serait beaucoup moins coloré et convivial sans eux!
