Carte graphique

Rôle de la carte graphique

Lorsqu’on utilise un ordinateur, nous avons les yeux rivés sur l’écran. Ce dernier est l’interface principale permettant à l’ordinateur de transmettre des informations à l’utilisateur. Ainsi, il n’est rien de plus naturel pour nous que de déplacer une fenêtre d’explorateur de fichiers, de lancer un jeu, de regarder un Blu-Ray, etc. Toutes ces images qui apparaissent à l’écran sont générées par l’ordinateur qui, comme vous le savez, travaille avec des 0 et des 1. Le rôle de la carte graphique est alors de transformer ces 0 et 1 en données graphiques, puis de les envoyer à l’écran.

De nos jours, les cartes graphiques font même beaucoup plus ! En effet, elles ont également pour tâche de procéder à de très nombreux calculs de rendu quand cela est nécessaire. C’est notamment le cas dans les jeux vidéo actuels ou pour les logiciels de modélisation et d’animation 3D (3DSMax, Blender, LightWave, Maya, etc.). La carte graphique sera également sollicitée lors de l’application de filtres dans des logiciels de traitement d’images 2D (Photoshop, Gimp, etc.), l’affichage de certains éléments de Windows (notamment les thèmes « Aero », apportant la transparence aux fenêtres), certains calculs mathématiques poussés, le décodage de certains formats vidéos, etc.

Si vous êtes intéressé par l’une de ces applications, alors il vous faut porter une attention toute particulière au choix de la carte graphique. Je vais même aller plus loin : la carte graphique est alors l’un des éléments les plus importants de votre configuration ! Il n’est donc pas étonnant de voir le prix de la carte graphique grimper à 20 ou 25% du prix total de votre PC ! Joueurs, vous êtes donc prévenus : ne sous-estimez pas le choix de votre carte graphique !

En revanche, si la principale utilisation que vous faites de votre ordinateur est la bureautique ou la navigation sur le Web, alors la carte graphique ne sera pas primordiale. Vous pourrez même vous contenter de la carte graphique intégrée de base à la carte mère. Celle-ci est souvent très basique, mais après tout, si vous n’avez pas de besoins particuliers en terme d’affichage, alors pourquoi se ruiner ?

Carte graphique AMD Carte Graphique NVIDIA

La carte graphique est une carte fille complexe, dotée de plusieurs composants importants. Nous allons en décrire quelques uns.

Composants de la carte graphique

Carte « fille » ne veut pas dire carte « basique ». La carte graphique possède plusieurs composants très importants, à commencer par son propre processeur : le GPU.

Le GPU (Graphics Processing Unit)

On l’a vu plus tôt, le processeur (ou CPU) est un des éléments les plus importants de l’ordinateur : il s’occupe de tous les calculs nécessaires au fonctionnement du système. Tous ? Non ! Car un village peuplé d’irréductibles cela est parfois trop pour lui. Il s’aide donc du processeur de la carte graphique, le GPU, pour tous les calculs spécifiques à l’affichage.

L’intérêt est double. D’une part, le GPU soulage la charge de travail du CPU. En effet, on travaille plus efficacement à deux que tout seul. D’autre part, le GPU est spécialisé dans les calculs graphiques. C’est un peu comme dans la cuisine d’un restaurant : le cuisinier est capable de réaliser la plupart des plats, mais les clients sont bien plus satisfaits quand il est aidé par un spécialiste des desserts. Ce dernier ne s’occupe peut-être que des desserts, mais il s’en occupe très bien ! Et cela laisse du temps au cuisinier « principal » pour la préparation des plats.

Le GPU, le processeur de la carte graphique

Tout comme le CPU, le GPU a tendance à chauffer. Il est donc généralement accompagné d’un radiateur, voire d’un ventirad (si vous avez bien suivi le chapitre sur la carte mère, vous devriez savoir de quoi il s’agit ).

La mémoire

Certaines images sont parfois très complexes, notamment les images 3D. Pour les générer, le GPU doit faire plusieurs « passes » afin d’ajouter les éléments les uns après les autres. Par exemple, le GPU doit être en mesure d’ajouter les textures à une image 3D, c’est-à-dire d’appliquer à chaque élément les couleurs ou habillages (une texture « brique » sur le mur d’une maison, etc.). Parfois, les textures elles-mêmes nécessitent de nombreux calculs avant d’être applicables. Avant de pouvoir être utilisés dans l’image, tous les éléments de l’image déjà constitués sont donc stockés dans la mémoire vidéo de la carte graphique. Ainsi, plus la quantité de mémoire est importante, plus la carte graphique pourra gérer un nombre important de textures ou des textures composées de plus de pixels.

La mémoire sert également à constituer les éléments d’une image pendant qu’une autre est affichée à l’écran (on parle de framebuffer). Tout cela doit aller extrêmement vite ! Il est hors de question pour l’utilisateur d’attendre que sa carte graphique construise chaque image de son jeu ou de son film. La mémoire sert donc de tampon, permettant de calculer les images aussi rapidement que nécessaire.

Il existe plusieurs types de mémoires vidéo. Les plus courants actuellement sont les GDDR2, GDDR3 et GDDR5 (la GDDR4 a été très vite remplacée par cette dernière). La GDDR2 équipe principalement les cartes graphiques d’entrée de gamme mais tend à être remplacée par la GDDR3. La GDDR5 quant à elle, est la plus performante et devient petit à petit la norme.

Les autres composants utiles

Une carte graphique est faite de beaucoup d’autres composants, parmi lesquels le RAMDAC et le BIOS vidéo.

Le RAMDAC est un convertisseur numérique-analogique. Il transforme les données numériques produites par le GPU en données analogiques pouvant être affichées à l’écran. Avec l’arrivée des ports numériques tels que le DVI, le RAMDAC est devenu inutile : le GPU peut envoyer à l’écran les données numériques directement.

Tout comme le BIOS de la carte mère, le BIOS vidéo contient quant à lui les informations nécessaires au fonctionnement de la carte graphique (modes d’affichage supportés, etc.) et à son démarrage.

La connectique

Sur les vieux PC (pardon, les PC d’un certain âge) la carte graphique était branchée à la carte mère via un port AGBP 8x, voire un port PCI (si vous ne vous souvenez plus de leur frimousse, je vous invite à relire le passage concerné dans le chapitre de la carte mère). Aujourd’hui, elle se connecte sur un port PCIe x16 :

Un port PCIe x16

Pour les PC portables, on peut trouver des cartes graphiques externes se branchant sur un port USB.

Une fois la carte graphique branchée, celle-ci offre plusieurs connecteurs externes, que nous avons vus dans le chapitre traitant de l’écran : VGA, DVI, HDMI ou encore Display Port (ces deux derniers étant les ports que l’on trouvera de plus en plus dans les années à venir).

Port HDMI DisplayPort