Cet article concerne les processeurs graphiques. Pour les autres significations de GPU, voir
GPU.
Un
processeur graphique (en anglais
GPU pour Graphics Processing Unit) est un
Microprocesseur présent sur les
cartes graphiques au sein d'un ordinateur ou d'une console de jeux vidéo. Une partie du travail habituellement exécutée par le
Processeur principal est ainsi déléguée au processeur graphique qui se charge des opérations d'affichage et de manipulation de données graphiques. Les processeurs des cartes graphiques modernes sont très performants grâce à une structure hautement parallèle (voir accélération matérielle) qui les rend plus efficaces pour une large palette de tâches graphiques comme le rendu 3D, en
Glide, en
Direct3D, en
OpenGL, la gestion de la mémoire vidéo, traitement du signal vidéo, décompression Mpeg, etc.
Peu d'entreprises travaillent sur la conception de tels processeurs : NVIDIA, ATI, Intel Corporation, le principal fabriquant de processeurs graphiques, et S3 Graphics (de VIA Technologies) se partagent plus de 90% de ce marché fortement disputé. Citons aussi Matrox, 3DLabs, et XGI. Des fabricants (Asus, MSI, PNY ...) se chargent ensuite de proposer des cartes graphiques intégrant ces processeurs.
Fonctionnement
Il faut d'abord savoir ce que sont les
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 objet 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 vertex invisibles (cachés par d'autre vertex, par les faces d'un objet ou autre) 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 Pixel Pipeline. Le moteur graphique envoie ensuite au processeur des données sur l'éclairage des polygones, que celui-ci se charge de mettre en oeuvre 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
Il existe différents types de processeurs graphiques
Carte graphique dédiée
Article détaillé : . 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 AGP (ou PCI). Ces cartes disposent de leur propre
Mémoire vive.
Processeur graphique intégré (IGP)
Ces processeurs sont intégrés à la carte mère de l'ordinateur et utilisent sa mémoire vive. Ces processeurs sont moins puissants que ceux des cartes graphiques dédiées, mais ils consomment moins d'énergie et sont moins chers.
La plupart des cartes mères actuelles ont un processeur graphique intégré et un (ou plusieurs) port permettant d'ajouter une carte graphique dédiée.
Systèmes d'exploitation
Vista de Microsoft puise dans la puissance du processeur graphique afin d'avoir des effets 3D, ce système se nomme Aero. Il n'est pas nécessaire, il est possible de le désactiver, au fonctionnement de Windows Vista mais veut apporter de la convivialité à l'interface et de l'ergonomie.
Il est à remarquer que les mesures de protection (DRM) de contenu commercial (films HD) de Vista exigent une telle puissance de calcul pour le chiffrage-déchiffrage de ces contenus que la puissance des cartes graphiques actuelles n'y suffit pas, et que le processeur principal doit donc être mis à contribution. Critique des DRM
Le système d'Apple fut le premier à utiliser la puissance de la carte graphique afin de gérer l'affichage, 2D ou effets 3D.
Sous les systèmes GNU/Linux, les modules
Xgl puis
AIGLX pour
Xorg rendent possible le dessin d'une fenêtre dans un environnement 3D. Ce qui permet aux projets
Compiz et à son fork
Beryl, fusionnés en
Compiz Fusion de créer un bureau compositeur 3D en utilisant les fonctionnalités 3D des processeurs graphiques. Ces bureaux prennent souvent la forme d'un cube, dont les faces sont des bureaux virtuels.
De manière générale, Xorg utilise l'accélération graphique 2D ou 3D lorsque des pilotes sont disponibles pour le matériel. Mais si les pilotes libres tendent à soigner autant l'accélération 2D que 3D, les pilotes propriétaires ATI et NVIDIA se concentrent sur l'accélération 3D. L'utilisation d'un bureau compositeur permet donc d'améliorer la fluidité avec ces pilotes.
Ces bureaux compositeurs ne sont généralement que des gestionnaires de fenêtres, ils ne sont qu'une partie d'un environnement de bureau. Il faut donc les utiliser conjointement avec KDE, GNOME, Xfce ou tout environnements de bureaux qui permettent d'utiliser un autre gestionnaire de fenêtre.
Voir aussi
